红菜薹栽培与育种研究进展(下)

②雄性不育系的利用田福发等(2004)采用石蜡切片技术,在光学显微镜下系统研究了红菜薹波里马胞质雄性不育系(Polima CMS)、红菜薹萝卜胞质雄性不育系(Ogura CMS)及相应保持系花药发育过程的细胞形态学特征.观察结果表明,红菜薹Polima CMS花药发育受阻于孢原细胞阶段,不形成花粉,属无花粉型,此不育系花药不形成绒毡层和中层;而红菜薹Ogura CMS花药败育发生于小孢子母细胞期或四分体时期,表现为绒毡层细胞异常,挤压四分体,导致四分体和绒毡层同时解体而败育.     

大白菜雄性不育系小孢子发生的细胞形态学研究

  采用塑料半薄切片技术, 在光学显微镜下系统地观察了大白菜同质异核、异质同核细胞质雄性不育系、细胞核雄性不育系及其相应保持系花药发育过程的细胞形态学特征。研究结果表明: 细胞核雄性不育系花药败育主要发生在减数分裂期, 花粉母细胞不能发生正常的减数分裂; 细胞质雄性不育系花药败育主要发生在四分体时期或小孢子单核期, 表现为绒毡层细胞异常, 四分体或小孢子败育。     

辣椒雄性不育系小孢子发生的细胞学观察

辣椒雄性不育系小孢子发育过程的细胞学观察表明，雄性不育系小孢子败育发在四分小孢子形成以前。由于绒毡层细胞发育异常，高度液泡化，挤压小孢子母细胞，严重影响了减数分裂的正常进行，不能形成正常花粉粒而导致败育。辣椒雄性不育系的花器明显小于保持系，前者成熟花药瘦小，干瘪，无花粉粒或花粉粒极少，花粉粒磺化反应不着色或着色极淡。扫描电镜下观察：辣椒雄性不育系的共粉粒表面光滑，无明显乳状突起，保持系花粉粒则有明     

大葱雄性不育系及保持系花药和花粉发育的细胞学比较研究

为了从细胞学角度研究大葱雄性不育的机理,利用石蜡切片法对大葱雄性不育系及保持系花药与花粉发育过程进行比较研究。观察结果表明:大葱雄性不育系和保持系的小孢子母细胞都能正常进行减数分裂,四分体可以释放出小孢子。雄性不育系的花粉败育发生于单核小孢子时期,具有单核败育的特征。观察发现大葱雄性不育系的小孢子有2种败育类型:(1)绒毡层细胞正常发育,但中层细胞发生了延迟解体的现象,小孢子时期仍然存在,与逐渐缩小的药室一起挤压小孢子细胞成一染色极深的团块状物质;(2)绒毡层提前解体,不能提供小孢子发育所需的营养,小孢子的细胞质和细胞核逐渐解体,仅剩下内空的花粉粒。花粉败育不仅与绒毡层有关,还与中层细胞密切相关。     

辣椒细胞质雄性不育系9704A花药发育的细胞学观察

 对辣椒雄性不育系9704A及其保持系9704B的花药发育过程进行了显微结构和超微结构观察。结果表明：保持系9704B的绒毡层属于腺质型;不育系9704A的成熟花药的药隔维管组织发育正常,该不育系属于孢子体败育型,花药绒毡层细胞的核膜在花粉母细胞的细线期消失,核裂解成块分散到细胞质中,并最终消失,解体后的绒毡层类似于变形型绒毡层的周原质团进入花粉囊,渗入花粉母细胞周围,并与花粉母细胞粘连在一起,使花粉母细胞不能继续进行减数分裂形成四分体,花药的中层细胞不退化。     

西瓜雄性不育类型的遗传学鉴定与胚胎学观察

为了明确西瓜雄性不育材料的不育类型和花药败育时期,以西瓜雄性不育系GMS4为材料,对花蕾不育性状进行田间观察统计,利用石蜡切片法观察西瓜花药发育过程。结果表明,该材料不育性状由1对隐性基因控制,为细胞核雄性不育类型。可育株雄蕊发育正常,不育株雄蕊较小,花药干瘪无花粉,可育株和不育株雌蕊发育无明显差异,均可正常结瓜。从花药发育的整个过程来看,在花药发育早期,可育株和不育株花药结构形态差别不大,在小孢子母细胞减数分裂期,不育株异常绒毡层细胞过度增殖,体积小,排列不整齐,挤压药室,无二分体和四分体形成,在花药发育后期,无花粉粒形成,最终导致西瓜雄性不育发生。据此认为,花药败育发生时期在小孢子母细胞减数分裂期。     

高温对桃花粉发育及小孢子产生的影响

在人工气候培养箱内对‘锦绣’黄桃（Prunus persica‘Jinxiu’）花器官进行高温处理,利用光学显微镜探讨了高温对小孢子形成和花粉发育的影响。结果表明：与对照相比,35 ℃高温处理1 h 对花粉量影响不显著,随着处理时间增加,花粉量、萌发率以及花粉管生长量显著下降,5 h 高温处理的花粉量仅为对照的1.9%,且基本不萌发;5 h 高温处理部分花粉母细胞减数分裂后不能形成正常的四分体,而形成二分体、三分体以及多分体。随着花药胼胝质的解体,花药内出现了多核小孢子。高温处理后小孢子细胞质收缩解体,随后小孢子壁也解体;高温处理的花药壁细胞染色浅,绒毡层提前解体,说明绒毡层不能继续为小孢子发育提供营养物质,使小孢子发育受阻,造成小孢子逐渐消失。     

引种地芦荟雄性不育的生殖生物学研究

以引种地库拉索芦荟为试材,通过田间试验和室内分析,综合应用解剖学、光学显微镜、荧光显微技术和石蜡切片技术相结合的方法,从形态学、细胞学、生殖生物学的角度进行研究。结果表明:芦荟花药壁的发育属基本型,完全分化时从外到内的细胞层依次是表皮、药室内壁、中层和绒毡层,其绒毡层属于腺质绒毡层。小孢子母细胞的减数分裂过程中胞质分裂为同时型,形成的小孢子四分体为左右对称型,成熟花粉为二细胞型。小孢子母细胞减数分裂过程出现异常,使小孢子呈现出不同程度的衰败,导致大量败育花粉产生,表现为雄性不育,导致库拉索芦荟雌性不育。     

甘蓝CMS不育系和保持系的电镜观察

为研究甘蓝CMS不育系材料PM的败育机理,以甘蓝不育系PM和保持系PF为试材,用透射电镜观察其小孢子发育的整个过程。结果表明:不育系在花粉母细胞时期形状不规则,严重影响了减数分裂的正常进行;在单核小孢子期,绒毡层细胞不解体且异常膨大,挤压小孢子使其变形,粘连在一起,并出现了严重的质壁分离现象,最后降解的小孢子和绒毡层细胞充斥着整个花粉囊,导致花药败育。     

新梨7号小孢子败育的解剖学观察

以梨雄性不育品种新梨7号为试材,解剖观察了其小孢子囊及雄配子发生发育的全过程。结果表明:新梨7号花药雏形已于上年生长季形成,次年2月中旬雄蕊原基休眠即可解除,早春气温是解除休眠的主导因子。新梨7号小孢子母细胞的减数分裂主要发生在3月中旬。在单核花粉粒形成之前,其小孢子母细胞减数分裂和四分体从药室组织中游离出来的过程完全正常。此后,单核花粉开始解体消失,其败育途径不同于多倍体梨减数分裂时染色体行为异常导致的败育。单核花粉的解体与药壁绒毡层细胞在发育后期增大、液泡化有关,是绒毡层机能障碍的结果。初步认为该品种败育属胞质雄性不育类型(CMS)。     

杏花粉和花药壁发育的胚胎学特征

为了解杏花药和花粉发育的主要特征及发育进程与花芽冬眠的关系,对不同发育阶段的花药和花粉进行了显微观察。结果表明,花药壁形成于11月上旬,由5层细胞构成,包括表皮、药室内壁、中层（含2层细胞）和绒毡层（分泌型）。小孢子母细胞形成于11月上旬,减数分裂完成于2月上旬,即小孢子发生过程历时约3个月。减数分裂开始时小孢子母细胞积累大量脂滴,减数分裂产生的4个小孢子在四分体内排列成四面体形。小孢子阶段约1个月,2–细胞花粉阶段约0.5个月,即雄配子体发育历时约1.5个月。3月初花蕾与芽鳞等长时小孢子发生有丝分裂产生2–细胞花粉。成熟花粉为2–细胞型,含脂滴而不含淀粉,属脂质花粉。小孢子母细胞形成时花芽开始冬眠,减数分裂完成时花芽结束冬眠,即小孢子发生与花芽冬眠同步。杏花粉发育历时4.5个月,其特征包括小孢子母细胞减数分裂时积累脂滴,小孢子发生与花芽冬眠同步,花蕾与芽鳞等长是雄配子体发生第一次有丝分裂的形态学标志。     

石榴花药发育及解剖结构的研究

花药由4个花粉囊组成;花药壁的发育过程为双子叶型,纤维层强烈加厚,中层2层,腺质绒毡层。包裹四分体的胼胝质具“尾状”结构,可能是孢子体与配子体联系的通道。小孢子四分体呈四面体型,但也见两侧对称型;小孢子母细胞减数分裂时,胞质分裂通常为同时型。正常花粉粒为2细胞型;出现异常4核花粉和异常连体花粉,原因可能是树体长期营养不良和花芽发育期间短期低温刺激的综合作用。比较了雄、雌蕊发育进程及其与花芽形态的相关性。     

茎芥菜胞质四倍体白菜雄性不育系花药发育的研究

 以茎芥菜胞质雄性不育系与四倍体白菜杂交获得的同源四倍体白菜异源胞质雄性不育系及其保持系为材料,采用形态学和石蜡切片方法研究其花药解剖结构及发育。结果表明：该雄性不育为结构性雄性不育,其退化或畸形雄蕊分为5种类型：盾状雄蕊、条状雄蕊、片状雄蕊、羽状雄蕊和瓣状雄蕊。该雄性不育系花药发育败育有两个时期,盾状雄蕊花药败育于孢原细胞分化期,雄蕊整个发育时期均处在孢原细胞分化期,无绒毡层与花粉母细胞的分化,不形成药室,属孢子体败育型;其它类型雄蕊,花药败育发生在雄蕊原基分化时期,由于雄蕊原基偏离正常的分化轨道,形成瓣状化雄蕊。     

苹果属四倍性皱叶矮生株系小孢子败育过程的解剖观察

为了研究平邑甜茶与扎矮山定子杂交后代中四倍性皱叶矮生株系10#和23#植株的雄性不育表现和细胞学特征,在观测花朵形态基础上,采用石蜡切片法显微观察了四倍性皱叶矮生株系及父本扎矮山定子(对照)的小孢子发生和败育过程。结果表明,10#和23#株系能产生雄蕊,但在初花期就出现花药干瘪现象,也没有显现花粉。显微观察发现:10#和23#株系在小孢子母细胞的形态特征和发育过程上与对照没有明显区别,它们的小孢子母细胞也能进行减数分裂并形成形态正常的二分体和四分体,但未能形成单核花粉粒;到开花前它们的花药均表现空囊现象;因此,10#和23#株系的小孢子败育时期是在四分体到单核花粉粒期间。     

Reproductive characteristics of Opisthopappus taihangensis (Ling) Shih,an endangered Asteraceae species endemic to China

Opisthopappus taihangensis is an endangered species endemic to China and represents an important genetic resource for chrysanthemum improvement. We describe here its basic reproductive characteristics. The anthers are tetrasporangiate and the anther wall is composed of an epidermis, endothecium, middle layer and tapetum. The middle layer is lost by the microspore tetrad stage, and the tapetum disintegrates at the trinucleate pollen stage. Meiosis in the microspore mother cells is of the simultaneous type, and the tetrad is tetrahedral in shape. Mature pollen grains have three germinal apertures, two sperm nuclei and one vegetative nucleus. The in vitro pollen germination rate is only ∼10%. The ovule is anatropous, dual-integument, tenuinucellatae and the development of the embryo sac follows the Oenothera pattern. The archesporial cell below the nucellus epidermis functions as the megaspore mother cell and forms a linear tetrad. The embryo passes through a globular, heart and torpedo stage before maturing into a cotyledon embryo. The endangerment of O. taihangensis may be associated with low reproductive capacity, as a consequence of poor pollen viability.     

菜薹细胞质不育系小孢子发生的细胞形态学研究

菜薹雄性不育系小孢子发生的细胞形态学观察表明，孢原细胞分化期之前败育的花占５９．６％，不形成花粉囊；有花粉囊发育的花占４０．４％，其中绝大多数花中只有一个雄蕊能形成一个体积很小的花粉囊，雄性不育系小孢子发育在小孢子母细胞期、四分体及单核小孢子期均有败育，败育方式有绒毡层细胞异常肥大，挤压小孢子母细胞；减数分裂异常，无胞质分裂而形成巨细胞；单核小孢子粘连成花粉块，异常膨大等。还有雄蕊雌蕊化等花器异常现象。     

番茄花药发育中多糖和脂滴的分布特征

花药发育中的营养物质转运和转化规律很复杂。采用组织化学方法对番茄花药发育中的多糖和脂滴分布特征进行了分析。结果显示:造孢细胞时期仅花药药隔细胞中有较多淀粉分布。小孢子母细胞的胼胝质壁呈现明显多糖特征,药隔细胞中的淀粉减少。减数分裂后四分体时期的花药中营养物质没有明显变化。在游离小孢子发育早期,药隔细胞中淀粉数量又增多;游离小孢子的花粉壁局部呈现多糖特征。到小孢子发育晚期,液泡化小孢子中既没有淀粉也没有脂滴,仅在花粉壁部位仍显示了多糖特征;药隔细胞中的淀粉数量明显减少,此时绒毡层细胞变形、退化。小孢子分裂后,二胞花粉中先出现一些脂滴。伴随着花粉的发育成熟,又出现了大量的淀粉。开花时花药表皮细胞中也聚集了较多的脂滴。番茄花粉中先积累脂滴、后积累淀粉、以及成熟花粉中积累大量淀粉和脂滴的现象是其花粉发育中营养物质代谢的特征,呈现出不同植物的特异性。