秋水仙碱诱导银白杨花粉染色体加倍及其细胞学效应研究

为推动银白杨倍性育种进展,利用秋水仙碱溶液注射处理,对银白杨花粉染色体加倍技术进行了研究,并通过常规压片及间接免疫荧光技术观察了秋水仙碱处理对小孢子母细胞染色体行为和微管骨架分布的影响。结果表明:(1)施加秋水仙碱处理可诱导银白杨花粉染色体加倍,在小孢子母细胞减数分裂细线末期-粗线期施加0.5%秋水仙碱溶液注射处理7次,可获得最高达82.23%的2n花粉。由于注射处理5次与7次诱导效果差异不显著,从节约成本和降低毒害考虑,在实际应用中以0.5%秋水仙碱溶液注射处理5次为宜;(2)秋水仙碱处理导致银白杨小孢子母细胞减数分裂过程染色体行为异常,包括双线期细胞核仁数目增多、微核形成,终变期染色体紧贴核仁,中期I染色体发生极度收缩聚集成团;(3)受秋水仙碱影响,银白杨小孢子母细胞细胞质微管骨架分布发生紊乱。粗线期小孢子母细胞内微管骨架不再呈网状均匀分布于细胞质,而是聚集呈短带状,从而失去对染色体行为的控制。     

高温诱导银白杨花粉染色体加倍研究

以银白杨为试验材料,在掌握小孢子母细胞减数分裂规律的基础上采用高温处理诱导花粉染色体加倍,对不同处理温度和处理持续时间在不同减数分裂时期的诱导效果进行了研究。结果表明：温室水培条件下,银白杨完成小孢子母细胞减数分裂大约需3~4d,不同时期和花药颜色变化有相关性;高温诱导银白杨2n花粉的最佳时期是中期Ⅰ,处理条件为36℃持续4h,最高2n花粉百分率39.6%,平均2n花粉百分率32.75%。高温处理后导致银白杨散粉延迟,相对于同一环境条件下的正常花芽散粉晚大约2~3d, 且花粉量很少。     

彩色马蹄莲2n花粉诱导及其三倍体植株的获得

2n配子介导的有性多倍化因其具有染色体重组创造新型变异的机会而越来越受到育种家的重视.本研究用化学试剂秋水仙素处理彩色马蹄莲(coloured Zantedeschia hybrid)二倍体栽培种幼蕾诱导2n配子,并对2n配子形成的细胞学特征进行了显微观察.结果显示,秋水仙素处理可以诱导彩色马蹄莲2n花粉产生,2n花粉的花粉粒明显变大,适宜的秋水仙素处理浓度为0.15％;配子形成过程中出现平行、融合等纺锤体定位异常现象,四分体时期出现二分体、三分体,产生减数分裂异常的多核细胞、小孢子形成过程中核融合等异常现象;诱导的2n花粉与正常1n雌配子杂交,杂交后代经染色体鉴定筛选获得三倍体后代(2n=3x=48).本研究结果表明,人工诱导2n花粉是培育彩色马蹄莲有性多倍体的一种有效可行的方法.     

平流层辐射SP_3谷子雄性细胞发育的研究

对平流层辐射处理ＳＰ３谷子和对照ＣＫ３谷子雄性细胞发育的研究表明,雄性细胞正常发育过程从孢原细胞开始,经初生造孢细胞、次生造孢细胞、小孢子母细胞、二分体、四分体和单核小孢子中央期、单核小孢子液泡期（单核靠边期）、单核小孢子成熟期直到二细胞花粉、三细胞成熟花粉结束。其中四分体形成属连续型。雄性细胞异常发育有几种情况：小孢子母细胞强烈液泡化,细胞质收缩解体,不能进入减数分裂;小孢子母细胞液泡化,呈能进     

单倍体茄子雄配子发育过程观察及育性分析

以茄子花药培养再生的单倍体植株D5为实验材料,采用压片法和冷冻切片法对其花粉母细胞的减数分裂过程及雄配子体的形态和活力等进行观察,综合比较分析不同发育时期的细胞学及形态特征,并用D4、D8和D23单倍体植株对减数分裂及其结束的特征进行了验证。结果表明:D5体细胞染色体数目为12,证实其为单倍体植株;茄子单倍体花粉母细胞的胞质分裂方式属于同时型,四分体以正四面体型或十字交叉型为主;分裂末期常形成大小不一的小孢子,综合证实单倍体高度不育的特点。D5单倍体植株花粉活力仅15%,且有活力的花粉形状不整齐;其果实褐变速度快且结实率低。单倍体植株花粉母细胞减数分裂过程与花蕾大小有密切联系,当花柄基部至合抱的花瓣前端长度较花萼筒长度短1～2 mm时,是观察D4、D5、D8和D23茄子花粉母细胞减数分裂的最佳时期,此期的花蕾形态特征是花瓣筒端粗度明显小于花萼片基部的花蕾粗度,花萼前端的个别裂片开始与其他裂片分离;当从花萼侧面观察到花瓣筒时,减数分裂均已经完成。     

三个棉花雄性不育株花药发育的过程

利用20Gy的60Co射线对陆地棉品种苏棉22号的花粉进行辐照处理,处理后的花粉给雌蕊授粉,并收获种子。从M1群体中选取3个雄性不育株,采用石蜡切片技术对花药发育过程进行研究。通过与对照比较,3个雄性不育株各个时期的败育特征有一定差异,但它们的主要败育特征是一致的：从小孢子母细胞时期至小孢子发育阶段都有败育,小孢子母细胞、绒毡层和中层细胞以及花药的形态都受到不同程度的影响,包括小孢子母细胞有微核及双核现象、减数分裂阶段小孢子母细胞的细胞质膨胀、绒毡层及中层细胞异常等。     

三个棉花雄性不育株花药发育过程的研究

利用20Cy的~(60)Co γ射线对陆地棉品种苏棉22号的花粉进行辐照处理,处理后的花粉给雌蕊授粉,并收获种子.从M_1群体中选取3个雄性不育株,采用石蜡切片技术对花药发育过程进行研究.通过与对照比较,3个雄性不育株各个时期的败育特征有一定差异,但它们的主要败育特征是一致的:从小孢子母细胞时期至小孢子发育阶段都有败育,小孢子母细胞、绒毡层和中层细胞以及花药的形态都受到不同程度的影响,包括小孢子母细胞有微核及双核现象、减数分裂阶段小孢子母细胞的细胞质膨胀、绒毡层及中层细胞异常等.     

航天诱导的凤仙花突变株性状及减数分裂过程的研究

本文报道了种子经神舟 4号飞船搭载的凤仙花突变植株的性状及减数分裂过程的变化。该突变株在花色及花型等宏观性状上有很大变异。观察减数分裂过程 ,发现其小孢子母细胞减数第 1次分裂前期基本正常 ,但到后期Ⅰ出现染色体分配的严重不均 ,并出现落后染色体、分散染色体等。减数第 2次分裂完成时 ,多数形成 4分孢子 ,但同时也出现各种形式的多分孢子。小孢子中染色体数目从 1～ 2 1条不等 ,甚至多达 30多条。小孢子的形状和大小变异明显 ,且小孢子的大小与所含染色体的数目呈正相关。碘液染色检查发现绝大多数花粉不育 ,并与该突变株的低结实率一致。分析认为花粉的大小差异和花粉的育性与减数分裂异常有关 ,而这些现象都是航天诱变造成的     

热害胁迫条件下水稻花药发育异常的早期特征

田间条件下持续高温(而非短期高温)是导致水稻生殖生长期高温危害的重要条件,由此推测水稻花粉母细胞减数分裂至抽穗的一段期间,可能均为水稻的高温敏感期,且高温诱导可能具有累积效应。本研究模拟田间典型灾害天气条件,在人工气候箱内对杂交水稻"金优63"花粉母细胞减数分裂期进行连续3d的热害胁迫处理,对处理后不同发育时期的花药组织取样切片观察,从组织、细胞水平探讨水稻受高温胁迫后花药可能出现的早期异常特征。结果表明,受高温胁迫后,在小孢子形成阶段,水稻花粉母细胞发育异常、四分体无法适时分散;在花粉粒成熟阶段,水稻生殖细胞失去正确的排列方向、绒毡层细胞发生非正常分解、花药壁和花粉粒发生形态异常并出现败育。此外,植株减数分裂期受高温胁迫后,开花时花粉活力显著降低。这些结果表明,抽穗前的高温直接导致水稻花药组织和生殖细胞异常发育,从而减少有效花粉的形成和降低裂药与授粉性能,可能成为田间条件下持续高温引起水稻不育的重要原因。     

卫星搭载对凤仙花减数分裂和小孢子的影响

研究了卫星搭载对凤仙花小孢子母细胞的减数分裂和小孢子的影响。结果发现 ,小孢子母细胞在减数分裂时出现染色体断片、染色体桥和落后染色体等现象。分裂过程中出现染色体分配不均、多极分裂和多核现象 ,进而形成多分孢子 ,且多分孢子的染色体数目不一致。发现小孢子的有丝分裂也出现异常 ,细胞内部的染色体数目多少也不一致。碘液染色后检测小孢子的育性 ,不同植株的小孢子的育性有差别。     

秋水仙素诱导蝴蝶兰原球茎产生多倍体研究

为探究秋水仙素处理对蝴蝶兰染色体加倍的效果,本研究以蝴蝶兰杂交组合H-03(2n=2x=38)的原球茎为材料,采用共培法诱导多倍体,秋水仙素浓度分别为0.05%、0.1%、0.2%,处理时间分别为5、10、15 d。结果表明,0.05%浓度的秋水仙素处理15 d效果最佳,变异率为50.00%,变异株存活率为30.00%;对处理后的植株进行流式细胞仪鉴定和染色体压片分析,发现变异株存在大量嵌合体;与对照相比,变异株形态特征表现为植株矮化、叶色加深、叶片表面粗糙、叶片变大、叶片偏短或偏圆等,部分植株表现出植株畸形或叶片扭曲;气孔观测结果表明,变异株气孔偏圆,单位面积气孔数减少,气孔增大,长、宽较对照分别增长76.45%、38.99%。本研究结果为蝴蝶兰体细胞无性系变异新品种的培育提供了参考。     

Second meiotic division restitution (SDR) 2n pollen formation in diploid and hexaploid species of Asparagus

Summary Plants of two cultivars of 2x A. officinalis L. and two related ornamental species, 2x A. plumosus Baker and 6x A. densiflorus (Kunth) Jessop cv. Sprengeri were screened for production of pollen of heterogeneous size. Twenty four plants out of thirty-one studied produced this type of pollen, with frequencies of 3% or more large pollen. Some of these plants also produced giant grains. The numerically unreduced pollen arose by the lack of chromosome migration at Anaphase II in either one or both cells of a meiocyte, followed by the absence of cytokinesis in cells with abnormal chromosome behavior, a Second Meiotic Division Restitution (SDR) cytological mechanism. Double unreduced pollen resulted from a similar mechanism acting at both Anaphase I and Anaphase II stages. The high frequency of plants which produced 2n pollen in significant amounts is taken as an indication that the modified meiosis observed is under genetic control.     

Effect of crop load on hardiness,protein and amino acids content of apple flower buds at the wintering stage and the begining of the growth∗

The cold tolerance of flower buds of apple Malus domestica Borkh. ('Mclntosh'/M.7) declined during spring growth. The absence of fruit in the previous year increased the ability of the buds to withstand lower temperatures. All flower buds retained the capacity to tolerate freezing injury until first pink stage. The median lethal temperature (MLT) of the flower buds increased relatively throughout the sampling period. The flower buds of cropped trees were more susceptible to low temperature injury during spring at all stages of development. The flower buds of non‐cropped trees contained higher levels of hydrophilic and acidic amino acids from October until April, which may be related to their greater cold tolerance. A new nitrogen:protein conversion factor (5.51) was calculated based on total amino acid analysis which could be substituted for 6.25 as a means of estimating total protein content of apple flower bud tissue using the Kjeldahl method.     

Assessing the risk of pollen-mediated gene flow from exotic Eucalyptus globulus plantations into native eucalypt populations of Australia

Eucalyptus globulus is the most commonly planted hardwood species in industrial plantations in Australia. It is typically planted well out of its natural range and may therefore present a significant risk of exotic pollen-mediated gene flow into native eucalypt populations. This risk was assessed by documenting levels of flowering within plantations, frequencies at which reproductively compatible native species are found adjacent to plantations, levels of F₁ hybridisation with native populations, and the existence of F₁ hybrid seedling recruitment. We surveyed over 300 plantations across southern Australia over two years. Flower abundance was found to be low with an average of 3% of trees found to flower on an inside row and 7% on the outside edge row of mature plantations. Considerable variation in flowering was found between locations (0–20% of trees reproductive) and 52% of plantations did not have compatible native species growing adjacent. Consequently, 65% of reproductive age plantations presented minimal or low risk of hybridisation due to lack of flowering and/or lack of adjacent compatible native species. Only three out of 10 surveyed high risk plantations were found to hybridise with native eucalypts (Eucalyptus camaldulensis, 0–3% hybrids in open-pollinated seed; Eucalyptus ovata, 0–2%). Established exotic E. ovata × globulus F₁ hybrid seedlings were also identified at just one site, in response to disturbance from fire. The potential for gene flow from E. globulus plantations into native eucalypt populations does exist, however, the implementation of an outlined risk management framework would greatly reduce the likelihood.     

木薯同源四倍体的离体诱导及鉴定

为获得木薯新品种四倍体种质资源,以木薯主栽品种南植199组培苗单芽茎段为试验材料,利用秋水仙素诱导同源四倍体,统计不同浓度秋水仙素对外植体成活率和诱导效果的影响,并对二倍体与同源四倍体进行形态学、解剖学和生理生化方面的比较。结果表明,外植体成活率随秋水仙素浓度升高而降低,0.05~0.10 g·L^-1是秋水仙素诱导木薯同源四倍体的适宜浓度范围。本研究获得了10个同源四倍体株系和1个嵌合体株系。与二倍体木薯相比,四倍体木薯叶片增厚,叶型变宽,保卫细胞增大,叶绿素含量增加。本研究拓宽了木薯种质资源,并为诱导鉴定木薯四倍体提供了一套高效的技术方法。     

冬枣大小孢子发生及雌雄配子体发育

为完善冬枣生殖生物学和枣树遗传改良理论基础,以不同发育时期的冬枣花蕾为材料,采用压片技术和常规石蜡切片技术,对冬枣大小孢子发生及雌雄配子体发育过程进行观察。结果表明,冬枣具五枚花药,花药四室,花药壁由表皮、药室内壁、1~2层中层和腺质型绒毡层组成,花药壁的发育属于基本型。小孢子母细胞胞质分裂为同时型,四分体的排列多数呈四面体型,成熟花粉具3个萌发孔,3沟,为二细胞型花粉。冬枣为2室子房,倒生胚珠,多胚珠,内外双层珠被,厚珠心;大孢子母细胞经减数分裂形成的四分体沿珠心呈直线排列,靠近合点端的大孢子发育为功能大孢子,经连续三次有丝分裂发育为七细胞八核的成熟胚囊,胚囊发育属于蓼型。冬枣雄蕊发育显著早于雌蕊,小孢子发育过程存在不同步和异常现象,花朵开放时雌、雄蕊发育趋于同步,大小孢子的发育进程与花蕾外部形态具有相关性。本研究揭示了冬枣大小孢子发生和雌雄配子体发育过程中的基本现象和规律,为枣胚胎学的进一步研究以及倍性育种提供了重要参考。     

How potassium deficiency alters flower bud retention on cotton (Gossypium hirsutum L.)

Potassium (K) is fundamental for plant growth and development but despite the increased quantities of fertilizers applied, incidents of K deficiency are commonly observed. The objective of this study was to record the effects of K deficiency during cotton’s (Gossypium hirsutum L.) early reproductive stage on carbohydrate content and metabolism, total antioxidant capacity and oxidative damage of cotton flower buds as well as the physiology of the leaf, subtending to the flower buds. Growth chamber experiments were conducted using cotton cultivar DP0912 and treatments consisted of normal K and deficient K fertilization for the duration of the experiment. Potassium deficiency resulted in significant oxidative damage in the cotton flower buds, despite the substantial increase in their total antioxidant capacity. Sucrose metabolism of the flower buds was markedly affected resulting in significant reductions in all non-structural carbohydrate concentrations. Furthermore, K deficiency disturbed leaf physiology leading to increased membrane damage, decreases in chlorophyll and carotenoid content and ultimately leaf photosynthetic rates. Concomitant increases in specific leaf weight under K deficient conditions indicated reductions in photoassimilate translocation, which in conjunction with the disruptions observed in flower bud sucrose metabolism, due to the insufficient antioxidant response, resulted in significant decreases in flower bud retention.     

苗期高温高湿影响番茄花芽分化进程的机理探讨

以番茄品种“寿和粉冠”为试材，于2020年4−7月在南京信息工程大学农业气象试验站进行气温、空气相对湿度、处理天数的正交试验，气温（昼温/夜温）设4个处理水平：T1(32℃/22℃）、T2(35℃/25℃）、T3（38℃/28℃）和T4（41℃/31℃）；空气湿度设3个处理水平：H1（50%）、H2(70%)和H3（90%），误差范围在±5个百分点；处理天数为2、4、6和8d。以昼温/夜温28℃/18℃、空气相对湿度45%～55%处理为对照（CK）。在番茄花芽分化各个时期分别测量顶芽内源激素、淀粉和可溶性糖含量，在现蕾期测量茎粗、单株干质量、壮苗指数和叶绿素含量，以研究苗期高温高湿影响番茄花芽分化进程的机理。结果表明：（1）随着温度升高，整个花芽分化过程随着温度的升高而延长，而空气相对湿度和处理天数对番茄花芽分化进程影响不大。（2）不同处理下番茄顶芽IAA和GA3含量随着花芽分化出现降—升—降的趋势，ZT和ABA含量出现与IAA完全相反的趋势。IAA、ZT、GA3含量均随着温度、相对湿度和处理天数的增加逐渐降低，ABA含量随着胁迫程度的增加逐渐升高。（3）番茄叶片淀粉和叶绿素含量随花芽分化进程逐渐降低，可溶性糖含量从未分化期到雄蕊分化期逐渐升高，雌蕊分化期间逐渐降低。随着胁迫程度的加深，各处理间差异显著。表明高温高湿对番茄花芽分化的抑制作用可能与内源激素含量变化、营养物质减少有关，花芽分化初期环境温度应控制在CK水平，温度越高越不利于番茄花芽分化。     

桂林福本和纽荷尔脐橙前期花芽形态分化比较研究

对福本和纽荷尔花芽分化时期和形态解剖特征进行研究,以便为桂林地区早熟脐橙的花期花量调控提供科学依据。采用石蜡切片法对福本和纽荷尔脐橙花芽分化过程进行解剖观察研究。研究表明：福本和纽荷尔花芽分化都从10月下旬开始,但在时间上也存在一定的差异,其中福本多数集中在12月中上旬,历时3.5个月;纽荷尔多数集中在12月中下旬,历时4个多月。福本和纽荷尔均从12月中旬开始萼片分化,福本翌年1月上中旬达到盛期;纽荷尔直至翌年2月上中旬才达到盛期。福本翌年1月下旬进入花瓣形成期,纽荷尔在2月上旬的切片中还未观察到花瓣分化。两个品种未分化时芽体均小,花芽芽体横径从萼片形成期开始明显增大。实验还观察到,两个品种有些花芽数个叠生,聚伞花序。     

竹叶花椒的花芽形态分化及其芽结构

为探究竹叶花椒花芽分化规律及其芽结构特征,以栽培的竹叶花椒为试验材料,采用冰冻切片法及观察法对竹叶花椒的花芽形态分化及芽结构特征进行研究,探讨其花芽分化特征。结果表明, 根据竹叶花椒花芽分化的特征可将其分化过程分为7个时期,即未分化期(7月20日以前)、花芽分化始期(7月30日-9月10日)、花序轴分化期(9月10日-10月20日)、花蕾分化期(10月20日-12月7日)、萼片分化期(11月1日-次年2月1日)、子房分化期(2月1日-3月5日)和花柱分化期(3月5日-3月15日)。竹叶花椒花芽分化整个周期历时7个多月(227 d)。花芽分化进程呈慢-快-慢-快的变化特征。竹叶花椒的花芽属于混合芽,花芽与叶芽均为裸芽。竹叶花椒的芽外由6~9片幼叶包被,幼叶柔软、肉质。综上,9月上旬为花序轴分化时期,此时期决定了后期花序的大小,是生产上灌水、施肥的关键时期。10月下旬,花芽进入花蕾分化期,此时花芽与叶芽可以明显区分。本研究进一步完善了竹叶花椒花芽形态及分化过程的基本生物学特性,为四川等地的竹叶花椒种植及管理提供了理论依据。