玉竹小孢子发育的研究

以百合科黄精属玉竹为实验材料,为了寻找玉竹小孢子发育时期的鉴定方法以及小孢子不同发育时期与花器官形态的相关性,采用石炭酸品红、醋酸洋红、苏木精染色液进行染色观察,并对玉竹小孢子发育时期的细胞学及小孢子不同发育时期与花蕾大小和花药发育特征进行研究,同时还调查了玉竹花序中不同序位的花蕾小孢子发育时期的规律。结果表明,苏木精染色效果最好;玉竹小孢子发育时期呈现高度的一致性,经过四分体时期、单核期、双核期,且各时期特征明显;玉竹小孢子发育时期与花蕾的外部形态特征、花药颜色密切相关。依据花器官形态特征可判断小孢子的发育时期,从而确定花药培养选择小孢子发育的最佳时期。     

菜心小孢子发育时期与花器官形态的相关性

研究菜心小孢子不同发育时期的细胞学特征及其与花器官外部形态的相关性,为直接从花器官外部形态特征来判断小孢子发育时期提供依据。结果表明,菜心小孢子发育分为四分体时期、单核期和双核期,各时期特征明显。菜心小孢子发育时期与花蕾和花药外部形态特征密切相关,供试菜心材料中处在单核靠边期的花蕾纵径为3.05～3.39 mm,花萼长为3.25～3.46 mm,花瓣长为2.10～2.33 mm,瓣萼比为0.63～0.71,花药长为2.57～2.89 mm、瓣药比为0.77～0.85,适合作为不同材料花蕾最佳取样时期的鉴定指标。处在单核靠边期的花器官外观特征表现为花蕾饱满,萼片绿色并包被着花冠,花瓣和花药均为浅黄色,花药略长于花瓣。可见,依据花器官形态特征可判断菜心小孢子的发育时期及所对应的选蕾标准。     

芒果小孢子发育时期与花器形态的相关性

通过对芒果小孢子发育时期细胞学、小孢子不同发育时期花蕾形态和花药颜色等的观察,直接从花蕾或花药的形态特征来判断小孢子的发育时期.结果表明,芒果小孢子发育时期与花器外部形态变化密切相关.供试芒果品种的小孢子处于单核靠边期时,花蕾纵径为2.58～3.48 mm.花蕾横径为2.30～3.32 mm.花药长度为0.71～O.90 mm,花药宽度为O.56～0.72 mm.结果为通过观察芒果花蕾外观形态来确定花药发育时期,从而确定花药培养最佳时期所对应的选蕾标准,进而为花药单倍体培养奠定基础.     

甘蓝型油菜双显性细胞核雄性不育系Shaan-GMS雄配子发育观察

采用常规压片与冰冻切片两种方法,观察甘蓝型油菜不育系Shaan-GMS的不育株与可育株小孢子母细胞减数分裂和小孢子发育过程,以阐明小孢子败育时期和细胞学特征。植株表型上,花期可育株与不育株花器官差异较大:不育株花丝较短,花药小且干瘪,微粉或无粉,淡黄色;细胞学观察结果显示不育株的花粉母细胞能够进行正常的减数分裂,形成四分体,但在单核期开始发生异常。主要表现为小孢子从四分体中释放后无法形成正常的小孢子外壁,随后小孢子外壁、内容物和绒毡层均提早降解,只剩下空壳与残渣,药室也随之萎缩变形,最终导致花粉败育。上述结果说明Shaan-GMS为单核败育类型,可能是一个细胞核雄性不育新材料。     

枇杷花药胚状体诱导条件的优化

以‘大五星’枇杷花药为外植体,研究小孢子发育时期、低温处理及植物生长调节剂对花药愈伤组织诱导及胚状体发生的影响。结果表明：枇杷小孢子发育时期与花蕾横径存在对应关系,横径为4.68～5.28 mm的枇杷花蕾处于单核靠边期,此时期的小孢子胚状体诱导率最高,为25.05％;经4 ℃低温处理2 d的花药愈伤组织诱导率最高,达69.93％;花药愈伤组织诱导的最适培养基是MS+2,4-D 0.5 mg/L+6-BA 2.0 mg/L,愈伤组织诱导率为78.22％;枇杷花药愈伤组织诱导胚状体的最适培养基为MS+ZT 0.05 mg/L+NAA 0.01 mg/L+IBA 0.05 mg/L,胚状体诱导率为25.56％。     

YS型小麦温敏不育系A731雄性败育的细胞学研究

为了明确YS型小麦温敏不育系雄性败育发生的具体时期和败育的细胞学机理,以温敏不育系A731和其同型保持系731B为供试材料,采用花粉粒制片和石蜡切片法,对其花药形态特征及小孢子形成和发育过程进行细胞学观察。结果表明,不育系和保持系均能进行正常的减数分裂形成小孢子;保持系731B的花药和小孢子发育正常,只有极少数后期发育不正常;不育系A731花粉不育类型为典败和圆败;单核期小孢子可正常形成核,二核期正常形成营养核和精核,但有些营养核不清晰,三核期花粉粒染色后精核呈圆形,不能形成梭形精子;二核期花药中绒毡层提前解离侵入药室,造成小孢子败育。表明该温敏不育系的败育主要发生在二核期到三核期,推测二核期是其雄性败育发生的关键时期,败育的原因可能与绒毡层结构的异常有关。     

甜菜单胚雄性不育系与保持系花药及小孢子发生的超微结构观察

为阐明甜菜单胚雄性不育系和保持系花药及小孢子发育的超微结构差异,以自育的甜菜单胚细胞质雄性不育系(CMS系)TB9-CMS和保持系(O型系)TB9-O为试验材料,在甜菜花芽分化、现蕾初期、开花初期分别进行4次花蕾取样,电子显微镜观察花药及小孢子发育过程的超微结构差异。结果表明,甜菜单胚CMS系与O型系花药和小孢子发育过程的超微结构存在明显差异。甜菜单胚CMS系花药壁产生初始期与O型系相似,但小孢子母细胞的数量较少,液泡化明显;绒毡层发育初期也形成乌氏体原始颗粒,但仅维持初始状态而停止发育;绒毡层在四分体期收缩离位,瓦解内移;小孢子母细胞形成四分体后,胼胝质壁较厚,小孢子逐渐变异开始退化。观察还发现,甜菜绒毡层细胞间以及形成四分体的胼胝质壁间有胞间连丝结构。     

新型玉米细胞质雄性不育材料泰玉D2花粉败育的细胞学研究

通过光学显微镜观察泰玉D2不育系的花药发育进程,探明新型细胞质雄性不育材料泰玉D2花粉败育的细胞学机理。研究发现,花药绒粘层在二分体时期发生异常,小孢子在单核前期开始败育,至单核后期完全解体,花药发育后期不育系药腔中只观察到少量的小孢子残体,花药壁的4层细胞依然存在,绒粘层细胞已经彻底液泡化, 占据了药腔的整个空间,花粉成熟期不育系花药维管束消失。泰玉D2不育系花药绒粘层在二分体时期成辐射状膨大,小孢子在单核期败育,花粉败育完全,属无花粉类型。     

化学杂交剂SX-1诱导油菜花粉败育的细胞学观察

通过石蜡切片和用Sudan Black B进行花药脂染色,对化学杂交剂SX-1诱导的油菜雄性不育花药发育进行了细胞学观察。结果表明,SX-1对油菜花药发育各个时期都有一定影响,一类是花粉败育发生在造孢细胞时期到四分体时期,绒毡层细胞异常加厚、提前解体或是液泡化;另一类是绒毡层细胞延迟解体,单核小孢子不能发育为成熟的花粉粒。花药脂染色结果表明,SX-1影响了绒毡层细胞的油脂积累,油脂代谢受到抑制,不能为花粉外壁形成提供充足的脂类物质,是单核小孢子不能发育为成熟花粉粒的原因之一。     

K型小麦雄性不育系绒毡层结构变化及相关基因的表达分析

为揭示K型小麦雄性不育系的败育时期和败育机制,以K型小麦雄性不育系K519A及其保持系519B为材料,采用半薄和超薄树脂切片法对花药绒毡层进行显微和亚显微结构观察,并对孢粉素转运相关基因RAFTIN1和绒毡层细胞降解相关基因APs在不同生育时期的表达模式进行分析。结果表明,与保持系相比,不育系花药绒毡层在四分体时期提前降解,部分绒毡层细胞脱离中层侵入药室内,发育至二核和三核期绒毡层细胞只剩下细胞轮廓和少量附着的乌氏体。不育系小孢子细胞壁在单核期开始增厚,是同时期保持系小孢子细胞壁厚度的2.35倍,发育至二核期小孢子细胞壁继续增厚,但三核期不育系小孢子细胞壁比保持系小孢子细胞壁薄,仅是保持系花粉粒细胞壁厚度的89%,并且三核期不育系花粉粒出现畸形和质壁分离的异常现象。自小孢子母细胞时期至单核期,不育系中RAFTIN1和APs基因的相对表达量都显著高于保持系,但在二核期不育系中的相对表达量显著低于保持系。推测K型小麦雄性不育系K519A的败育可能发生在四分体期和二核期。RAFTIN1和APs基因的表达模式与细胞学观察结果相契合,故推测这两个基因很可能参与了K型不育系K519A的不育过程。     

水稻花粉发育过程及其分期

以籼稻品种IR36为材料,采用塑料半薄切片技术、新鲜花药整体观察及游离的雄性细胞观察方法,对水稻花粉发育全过程及其药壁组织的情况进行了系统的研究,初步将这一过程划分为8个时期,即小孢子母细胞形成期、小孢子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二胞花粉早期、二胞花粉晚期和成熟花粉期。并证实了花粉自然发育过程中不存在收缩期。在这一发育过程中,绒毡层出现3种明显不同的发育形态,这些形态特点对于判断花粉发育阶段具有重要的参考价值及辅助作用。     

粳稻台中65花药培养下的细胞学研究

利用粳稻台中65作研究材料,采用活体小孢子观察及塑料半薄切片观察,对水稻花药培养下小孢子的发育命运及药壁组织的结构变化进行了研究。离体培养下小孢子发育类型可划分为四类：正常形态小孢子、脱分化小孢子、淀粉积累小孢子和液泡化小孢子。明确了脱分化小孢子的发育过程,其显著特点是：核位置改变,细胞质重组。离体培养下花药壁发育特点为绒毡层首先降解,随后中层细胞膨大。预冷处理会抑制药壁绒毡层降解,同时促进中层细胞膨大,药壁此种变化有助于小孢子脱分化的发生。     

牛大力藤叶脂溶性成分的GC-MS分析

采用气相色谱一质谱联用技术(GC-MS)对牛大力藤叶片脂溶性成分进行分析测定,并结合计算机检索技术对其成分进行结构鉴定,应用色谱峰面积归一化法计算各成分的相对百分含量.结果显示,共鉴定了41个化学成分(除豆甾醇外,其余40个化学成分在该植物中属首次报道),其相对含量为81.22%.其中含量较高的成分依次为维生素E(11.52%)、亚麻酸乙酯(10.26%)、γ-谷甾醇(8.53%)、棕榈酸乙酯(8.23%)、叶绿醇(7.00%)、亚麻酸甲酯(5.04%)、亚油酸乙酯(4.13%)、亚油酸(4.09%)和植二烯(3.89%).     

一种甘蓝型油菜双隐性细胞核雄性不育的细胞学观察

本研究利用涂片和切片两种方法,对甘蓝型油菜双隐性细胞核雄性不育两用系的不育株与可育株小孢子母细胞的减数分裂和小孢子发育的细胞学进行了观察。结果表明, 不育系从减数分裂时期就开始发生异常，出现了染色体桥，花粉母细胞分裂不同步等现象，随后形成大小不等的四分体或多分体，小孢子释放以后没有开始花粉壁的形成,并且细胞质逐渐降解,最后只剩下降解后的残渣，药室也随之萎缩变形。     

温光敏核雄性不育小麦花药中保护酶活性的变化

为了揭示温光型核雄性不育小麦花粉败有的生化机制1，比较研究了温光型细胞核雄性不育小麦C49S的不育和可育花药在不同发育时期的超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶（CAT），过氧化物酶（POD）的活性丙二醛（MDA），可溶性蛋白质含量的变化。结果表明，温光型核雄不育小麦不育花药SOD活性在花粉母细胞减数分裂期至小孢子早期的下降速率是可育花药的4．34－4．35倍，在成熟花粉期，可育花药的活性比不育花药高1－2倍，不育花药的CAT活性从花粉母细胞到小孢子中期有一定程度的下降；发育早期，不育花药MDA含量极显著高于可育花药；在花药发育的整个过程中，不育花药的POD活性一直比同一发育时期的可育花药高；可育花药中的可溶性蛋白质含量显著高于不育花药。以上结果说明，温光型核雄不育小麦C49S在早播低温短日照条件下，花药中有机自由基酶保护系统遭到破坏，花药中膜酯过氧化作用加剧，生化代谢出现异常，是其花粉败育的重要原因。     

陕农138小孢子不同发育时期蛋白质差异的比较分析

为了探索小麦花药发育过程中的蛋白质代谢机理,利用SDS-PAGE电泳对陕农138花药单核早期、单核中晚期和双核期小孢子的全蛋白电泳谱带进行了分析.结果表明,双核期同时出现2条明显的条带或表达丰度大的条带,其分子量分别为50.7、48.2 kD,而这两个条带分别在单核早期和单核中晚期单独出现,认为通过电泳所获得的这些差异蛋白很可能直接或间接参与小孢子发育过程中某些关键的代谢途径;单核中晚期是小麦花药培养中出愈率最高的时期,这些差异蛋白又很可能与小麦花药培养力的表达调控和代谢机理有关.