光敏核不育水稻花药ATPase定位研究

 光敏核不育水稻可育花粉单核中位期外壁覆盖层和外壁内层界限明显 ,ATPase定位显示覆盖层外侧和花粉核有活跃的ATPase活性。单核边位期ATPase定位于覆盖层外侧、柱状层、内壁、线粒体以及核仁上 ;二核期ATPase定位于覆盖层外侧、柱状层、内壁和核。不育花粉单核中位期外壁发育不良 ,花粉核形状不规则 ,有明显核仁 ,核仁ATPase活性较核其余部分强 ;单核边位期不育花粉仍不能形成良好的外壁 ,ATPase主要定位于核、内壁和线粒体 ,覆盖层外侧和不规则的柱状层也具有ATPase活性。二核期不育花粉ATPase定位于内壁和变形的柱状层。可育花药单核中位期绒毡层ATPase定位于核和线粒体 ,同期不育花药绒毡层ATPase定位于核和核仁上。部分不育花药药隔维管束也表现异常。基于以上结果 ,认为不育花药绒毡层、单核中位期花粉核异常可能与败育有较密切的关系。     

毛白杨花粉败育过程中Ca^2＋-ATPase的异常变化

为研究木本植物花粉败育过程中Ca2+ ATPase的影响,本文利用氯化铈沉淀和电镜细胞化学方法,对不同育性毛白杨花药在小孢子发生发育过程中Ca2+ ATPase进行了定位。结果表明:Ca2+ ATPase在可育花药小孢子母细胞时期大量分布于小孢子母细胞质膜、液泡膜及内膜系统,花药内壁细胞内膜系统和绒毡层细胞质膜,随后Ca2+ ATPase在上述细胞中均减少甚至消失,并于小孢子时期和成熟花粉时期分别在小孢子和花药内壁细胞中再次沉积;不育花药小孢子母细胞以及此时期绒毡层细胞质膜上并无明显Ca2+ ATPase,花药表皮、药室内壁以及中层的Ca2+ ATPase都高于同一时期的可育花药,其绒毡层细胞解体不完全。由上述结果推测:毛白杨不育花药内小孢子母细胞和药壁中Ca2+ ATPase分布异常,影响细胞内钙离子的主动转运,可能导致钙离子异常累积,进而通过影响小孢子母细胞和药室内壁细胞的正常代谢、绒毡层细胞的及时降解而导致花粉败育。      

光敏胞质不育小麦花药发育过程中GA_(1+4)分布的免疫电镜研究

 运用胶体金免疫电镜定位方法对不同光照条件下光敏胞质不育小麦 (TriticumaestivumL .)花药发育过程中GA1+ 4 的分布进行了详细观察。短日照条件下花药可育 ,花粉母细胞、单核花粉和二核花粉内GA1+ 4 的分布数量逐渐增多 ,以细胞核最为明显 ;成熟花粉的精细胞内也有一定数量的GA1+ 4 分布。绒毡层细胞质和细胞核内GA1+ 4 的分布数量逐渐减少。长日照条件下 ,花药不育 ,花粉母细胞和败育的花粉内有GA1+ 4 的分布 ,但其分布数量比同时期可育花粉内少。绒毡层细胞解体紊乱 ,细胞内有GA1+ 4 分布。观察结果表明 :GA1+ 4 参与花粉的发育 ,其在花药内的分布和数量变化可能与花药的育性相关     

光敏核不育水稻花药中Ca2+分布及其与花粉育性的相关性研究

 【目的】研究光敏核不育水稻花药发育过程中Ca2+分布与花粉败育的关系。【方法】采用焦锑酸钾沉淀法,研究光敏核不育水稻农垦58S和可育品种农垦58N花药发育过程中药隔、药壁和花粉细胞中Ca2+的分布变化。【结果】不育花药与可育花药中Ca2+分布有很多差异：（1）可育花粉细胞表面逐渐积累丰富的Ca2+沉淀,花粉壁发育完全,细胞质中Ca2+很少;而不育花粉细胞表面Ca2+较少,花粉壁形成异常,细胞质中积累丰富的Ca2+沉淀。（2）不育花药绒毡层提前启动解体,且解体过程十分缓慢;不育花药较可育花药提前形成乌氏体,但其表面无Ca2+沉淀直至单核晚期才有明显分布,且数量少于同期可育花药。总体上看,除乌氏体以外,不育花药各壁层细胞中的Ca2+沉淀多于可育花药。（3）花药发育过程中,药隔组织中的Ca2+沉淀逐渐增多,同期相比,不育花药多于可育花药。【结论】光敏核不育水稻绒毡层细胞提早解体及乌氏体功能异常,导致Ca2+向药室的运输发生障碍,致使花粉表面缺乏Ca2+而引起花粉外壁形成不正常;花粉发育后期细胞质内积累大量Ca2+是花粉败育的主要因素之一。     

Anomalous changes in Ca2＋-ATPase distribution during the process of pollen abortion in Populus tomentosa Carr

为研究木本植物花粉败育过程中Ca2＋-ATPase的影响,本文利用氯化铈沉淀和电镜细胞化学方法,对不同育性毛白杨花药在小孢子发生发育过程中Ca2＋-ATPase进行了定位。结果表明：Ca2＋-ATPase在可育花药小孢子母细胞时期大量分布于小孢子母细胞质膜、液泡膜及内膜系统,花药内壁细胞内膜系统和绒毡层细胞质膜,随后Ca2＋-ATPase在上述细胞中均减少甚至消失,并于小孢子时期和成熟花粉时期分别在小孢子和花药内壁细胞中再次沉积;不育花药小孢子母细胞以及此时期绒毡层细胞质膜上并无明显Ca2＋-ATPase,花药表皮、药室内壁以及中层的Ca2＋-ATPase都高于同一时期的可育花药,其绒毡层细胞解体不完全。由上述结果推测：毛白杨不育花药内小孢子母细胞和药壁中Ca2＋-ATPase分布异常,影响细胞内钙离子的主动转运,可能导致钙离子异常累积,进而通过影响小孢子母细胞和药室内壁细胞的正常代谢、绒毡层细胞的及时降解而导致花粉败育。     

人心果雄配子体发育的研究

人心果花药由表皮(1层)、药室内壁(1层)、中层(4层)、绒毡层(1层)和造孢子细胞组成，药壁发育双子叶型，花药四室。雄配子体发育经由小孢子母细胞减数分裂形成四分体，该四分体胞质分裂为同时型，四分体排列为四面体型，小孢子再经有丝分裂形成2-细胞花粉，成熟花粉为2-核花粉。花药壁层的变化是表皮在单核小孢子产生期消失，中层在四分体时消失，药室内壁在单核小孢子期径向延长成柱状纤维层；绒毡层在四分体期开始解体，为单核腺质绒毡层。花粉活力测定表明95．02％有活力；人工萌发实验表明花粉萌发率很低；同时观察花粉在柱头上自然萌发。     

非1B/lR小麦雄性不育系花药发育的细胞学研究

为了研究非1B/lR小麦雄性不育系花粉败育时期花药结构的变化,利用透射电镜对非1B/lR小麦雄性不育系732A及其保持系732B的花药发育过程进行了超微结构观察。结果表明,不育系花药中的绒毡层组织在单核花粉粒时期迅速解体消失,中层组织直到二核花粉粒期仍可以看到;保持系花药中的绒毡层组织解体缓慢,到三核花粉粒期才完全消失,但中层组织在单核花粉粒期就解体消失。由此表明,绒毡层与雄性败育有关,不育系中层细胞一直保持完整,可能是由于绒毡层迅速退化而造成的。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系NCa花药发育的细胞学观察

 NCa不育系是从甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥的远缘杂交后代中选育出来的。利用光学显微镜和透射电镜对NCa不育系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，NCa雄性败育发生于单核花粉晚期。其主要特点是：花粉母细胞可以通过减数分裂，四分体可以释放出小孢子，释放出的单核小孢子可以继续发育并在早期形成花粉壁，但是晚期单核花粉细胞质和细胞核相继降解，仅剩下含大液泡或内空的花粉壁；在四分体时期以前绒毡层与正常花药组织的无异，但随后细胞质开始逐渐小液泡化并最终解体。与已经研究过的其它油菜细胞质不育系相比，该不育系的败育时期相对较晚；其花药败育特点明显不同于已研究过的所有油菜胞质不育类型。     

小麦雄性不育系绒毡层异常代谢与小孢子败育的关系

【目的】研究小麦遗传型雄性不育系花药绒毡层降解及营养物质代谢,并揭示其与花粉败育的关系。【方法】以小麦S型1376不育系[(S)-1376(A)]及其保持系[(A)-1376(B)]为试材,在三核期分别用DAPI和KI-I2对花粉粒内淀粉积累进行染色观察;采用半薄切片技术对不育系(S)-1376和保持系1376绒毡层发育过程及多糖、脂类和蛋白等物质积累进行观察和比较;采用软件cellSens Entry和IPP 6.0分别计算图片中小孢子和绒毡层细胞的面积及分析各发育时期图像中的平均光密度值。【结果】与保持系1376比较,(S)-1376花粉粒被KI-I2染成浅黄色,表明三核期其花粉中无淀粉积累,花粉败育彻底;不育系(S)-1376绒毡层较保持系1376绒毡层细胞提前至四分体时期启动细胞程序化死亡（PCD）过程;不育系(S)-1376花粉核发育迟缓,大多发育至单核晚期停止分裂,仅少数可发育至二核期;(S)-1376小孢子在四分体时期和单核早期显著增大;绒毡层细胞在四分体时期也显著大于保持系1376绒毡层细胞。在(S)-1376花粉的发育过程中,除四分体时期外,其余各时期多糖含量（呈红色）均低于保持系对应的各发育时期,不育系(S)-1376绒毡层中多糖在四分体时期多于保持系,在单核早期显著降低。在花粉整个发育过程中,不育系(S)-1376花粉中被染成黑色脂类的含量明显低于保持系,不育系绒毡层中的脂类含量在各个时期也低于保持系。不育系(S)-1376小孢子母细胞四分体时期被染成蓝色的蛋白含量很高,但单核晚期显著降低;在绒毡层细胞中单核早期蛋白含量显著低于保持系,这可能暗示该时期保持系绒毡层开始启动降解。在花粉发育整个过程中保持系1376小孢子母细胞中四分体时期多糖和蛋白的含量都低于不育系(S)-1376,这可能与该时期不育系绒毡层提前降解需要大量的多糖和蛋白有关;单核晚期小孢子中的多糖、脂类和蛋白含量高于不育系,该时期是正常小孢子发育的关键时期,不育系中各种物质供应不足可能是导致花粉败育的主要原因。在二核期和三核期,不育系(S)-1376花粉营养细胞中大液泡不消失,细胞质内含物也不持续增加,淀粉粒、脂类等物质积累终止,最终导致小孢子内没有内含物的积累,呈空壳晶体状。【结论】小麦S型1376A不育系花药绒毡层提前降解所诱发的物质异常代谢,使小孢子在由单核晚期向二核期发育的过程中物质供应不足导致细胞核分裂异常,最终引起花粉败育。     

大白菜核不育雄蕊败育超微结构观察

以大白菜雄性不育近等基因系为材料,运用TEM技术进行雄蕊发育过程中的绒毡层细胞的超微结构研究。结果显示,在四分体时期,可育花药绒毡层细胞开始横向增大,细胞核清晰可见,核仁染色很深,细胞质内出现大小不一致的囊泡;淀粉类物质聚集成哑铃形、球形等多种形状。此时绒毡层细胞细胞膜较薄,细胞之间排列紧密;而同时期的不育花药绒毡层开始膨大,出现许多小空泡,细胞膜明显变厚,随后绒毡层向药腔伸展,出现多层细胞,有的细胞空泡化严重;细胞质内部未见细胞核和细胞器,也未见糖类物质。有的细胞局部空泡化,细胞质内含有少量的含油体和线粒体,由于糖类物质较少,细胞质比较清晰。说明绒毡层的结构异常导致无法提供给小孢子发育所需的营养物质,最终导致雄蕊败育。     

K型和T型小麦雄性不育花粉粒形态与细胞化学定位

 通过光镜、电镜和酶细胞化学定位技术 ,比较研究了T型和K型同核异质不育系及其保持系在小孢子发生、发育过程中的细胞学、ATP酶和细胞色素氧化酶活性反应变化。结果表明 ,T型不育系花粉粒败育主要发生在单核花粉粒后期 ,败育发生的形态学变化从液泡膜开始 ,花粉粒败育与单核花粉粒时期细胞核和核仁中ATP酶活性的缺乏有关。K型不育系花粉粒败育主要发生在二细胞后期和三细胞时期 ,败育发生的形态学变化从线粒体开始 ,花粉粒败育与花粉粒内壁的结构异常密切相关     

Cytomorphology and Cytochemical Localization of K-type and T-type Cytoplasmic Male Sterile Pollens in Wheat

By using the technology of microscopy,electron microscopy and enzyme cytochemical localization, comparison was made of the cytomorphology, ATPase and cytochrome oxidase activity in pollens during microspore formation and pollen development, for K-type cytoplasmic male sterile (CMS) lines, T-type CMS lines and their maintainer lines on wheat. The results indicated that pollen abortion of the T-type CMS lines mainly occurred at the later mononucleate pollen stage, and cytomorphological changes of the abortive pollen began with a vacuolar membrane, and pollen aborting was related to a lack of ATPase activity in the nucleus and nucleolus during the mononucleate pollen stage. Pollen abortion of the K-type CMS lines took place mainly during the later binucleate and trinucleate stages, and cytomorphological changes of the abortion first began with mitochondria. The abortion was related to intine disruption.     

不结球白菜细胞核雄性败育过程的细胞学研究

以不结球白菜为试材,对其可育和不育植株花药进行细胞学观察.结果表明,在花粉母细胞时期,可育和不育植株没有明显差异.减数分裂后,两者都可以顺利形成四分体,接着可育花药的四分体可以释放出小孢子并发育成成熟的花粉粒,同时绒毡层细胞开始解体,最后消失;而不育花药却不能释放小孢子,而是被膨大的绒毡层挤聚在一起,最后解体,成熟花药中也没有花粉粒的产生.     

百日草雄性不育系的获得及其细胞学观察

 【目的】获得百日草雄性不育系,并探索其花药发育机制,为百日草杂种优势的利用提供一条新途径。【方法】采用自交F2代出现的不育材料连续回交获得的不育系再进行兄妹交、可育株自交,结合与多个自交系测交进行不育类型鉴定,并对其细胞学进行研究。【结果】获得了百日草深红色单隐性雄性不育两用系AH209AB。正常可育的花药,其药壁由4层细胞构成,即表皮、药室内壁、中层和绒毡层;花粉母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型;成熟花粉为三细胞型。雄性不育株花瓣退化或丝状,雄蕊退化成丝状,内无花粉,外观呈绒毛状;花药在造孢细胞组织形成后,没有继续分化产生药壁结构、花粉母细胞及其花粉,为完全的结构性雄性不育类型。【结论】该雄性不育系属于无花粉囊型不育系,在F1代种子生产上具有重要的利用价值。     

“BAU—2”诱导普通小麦雄性不育的研究 Ⅲ.化学杀雄机制

本文通过研究 BAU-2诱导的雄性不育小麦花粉发育过程中的显微、亚显微结构变化,探讨了 BAU-2诱导小麦雄性不育的细胞学作用机制。观察结果表明:(1)单核小孢子发育至大液泡时期(单核小孢子中晚期)败育而形成败育花粉,是 BAU-2诱导雄性不育的原因。(2)单核小孢子败育与花药绒毡层的功能异常密切相关。(3)与小麦 T 型雄性不育系相比,BAU-2诱导产生的雄性不育小麦花粉败育程度更彻底。     

枸杞雄性不育株花药败育的显微结构观察

选用枸杞"YX-1"雄性不育株不同发育时期的花蕾为试材,以当地主栽品种宁杞1号为对照,利用石腊制片技术对其花蕾不同发育时期的细胞显微结构进行比较研究.结果表明:在造孢细胞时期,雄不育植株造孢细胞有解体现象;在花粉母细胞时期,雄不育植株有的表现为花药大小分布不均,表现为绒毡层细胞内含物融合形成周原质团;在四分体期,雄不育植株花药壁有的表现为畸形,扭曲成瘤状突起,有的表现为药隔和花粉囊壁分离,四分体形成数量少;绒毡层发育异常,雄不育株绒毡层细胞内含物融合形成周原质团或细胞径向伸长形成周原质团并侵占药室,导致小孢子败育或形成数量极少的小孢子,最终形成完全不育型和不育I型 .枸杞雄不育植株的花粉败育时期可发生在造孢细胞期到四分体期.     

甘蓝型油菜MSL不育系花药发育的细胞学研究

为了揭示MSL(male sterility lembke)的小孢子败育时期及其特点,从而促进中国及世界油菜杂种优势利用的步伐。选用MSL衍生系的不育材料和可育材料为试验材料,采用常规压片和石蜡切片技术,观察其花药发育过程。通过对MSL不育材料的细胞学观察,发现MSL可发育到四分体时期,四分体不同程度皱缩,绒毡层径向伸长,并含有一个特别大的液泡,液泡将细胞核和细胞质挤向细胞的一边,胞质浓缩。随着发育的进行,绒毡层进一步伸长,向内挤压四分体,腔室体积变小。紧接着液泡化并且伸长了的绒毡层和浓缩的四分体溶解在一起,花粉囊横切面的形状发生改变,由圆形变成长条形,最后整个花药室萎缩。结果表明MSL的败育时期为四分体时期,由于绒毡层的异常而导致败育。