木薯小孢子母细胞减数分裂观察及花粉加倍技术研究

利用2n配子途径实现有性多倍化是植物遗传改良的一种有效途径,人工诱导植物2n配子是克服天然2n配子比率低及难于利用的有效方法。本研究对木薯花序发育过程的小孢子母细胞减数分裂进行观察,以掌握木薯小孢子母细胞分裂过程中加倍的有效时期与花序发育及花蕾的外部形态特征的相关性,采用秋水仙素溶液棉浸法对木薯花序进行诱导,获得了加倍2n花粉。结果表明：当幼嫩花序长度约1.5~2.5 cm时,侧生小花梗开始出现,雄花蕾直径约1.0~1.5 mm时,木薯小孢子母细胞进入减数分裂前期Ⅰ至中期Ⅰ;该期采用0.3％秋水仙素+1％二甲基亚砜（DMSO）处理花序4~5 d,可获得2n雄配子,最高诱导率可达12.56％。     

同源四倍体水稻花粉的发育特征

利用激光扫描共聚焦显微技术观察了同源四倍体水稻紫粳 4x花粉的发育过程及其败育时期和方式。在成熟花粉中正常花粉只占45.5％,还有54.5％的花粉在发育过程中发生败育。在小孢子母细胞减数分裂过程中出现了一些异常现象,如染色体不能正常配对、形成异常二分体及二分体分裂不同步等现象。绝大部分花粉败育发生在单核小孢子期和二胞花粉晚期。在败育花粉中典败花粉粒占21.4％,圆败花粉粒占5.0％,染败花粉粒占28.1％。导致紫粳 4x花粉败育的原因可能是由于其染色体数目加倍,在减数分裂过程中有些染色体不能正常配对,从而进行异常分裂造成的。     

桂明珠等:甜菜雄不育系与保持系雄性器官的形态学观察

1.花药横切,示花粉母细胞及绒毡层发育;2.花粉纵切,示花粉母细胞进行减数分裂产生四分体;3.花粉纵切,示花粉败育,小孢子内容物空虚而透明发亮,绒毡层细胞壁消失,呈原质团包围在小孢子周     

甘蔗属热带种与滇蔗茅远缘杂交F_1代花粉母细胞减数分裂及花粉败育研究

采用染色体压片法研究甘蔗属热带种与滇蔗茅远缘杂交F1代花粉母细胞减数分裂过程及染色体行为,显微观察结果显示:在终变期观察到单价体、二价体和四价体;分裂中期Ⅰ、后期Ⅰ、中期Ⅱ和后期Ⅱ均出现落后染色体;中期Ⅱ形成"八"字形纺锤丝、后期Ⅱ二分体2个子细胞染色体不同步分离;四分体时期观察到三分体、微核、大小不等的四分体以及多面体等异常细胞;同一小花的3个花药中几个不同时期的分裂相同时存在。进一步应用DAPI荧光染料进行染色观察,结果表明,大多数小孢子在单核时期就发生皱缩变形。该结果说明减数分裂过程异常染色体行为和异常细胞分裂是导致杂交F1代花粉完全败育的主要原因。花粉败育时期为小孢子母细胞时期、四分体时期和单核小孢子时期。     

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。     

花生属种间杂种F1的雄配子发生与发育特点研究

本研究以铁矾－苏木精法和改良卡宝品红染色法对载野杂交组合父本Arachis cardenasii（二倍体）、母本铁岭四粒红（四倍体）及杂种F1根尖细胞染色体进行观察，F1为2n＝30。利用醋酸洋红压片法对野生种A.cardenasii花粉母细胞减数分裂及小孢子发育各个时期进行了观察。杂种F1的花粉母细胞减数分裂及小孢子发育与四倍体栽培种花生相比表现出一些特殊的细胞学特点：F1花粉母细胞联会复杂，染色体构型平均值为2n＝9.5Ⅰ＋6.7Ⅱ 1.8Ⅲ 0.4Ⅳ；大发细胞以15：15方式分离。存在染色单体分离提前现象；细胞核发生异型分裂，并形成了在体积上显著小于正常子细胞的小细胞，从而导致形成五分体和六分体；绝大多数小孢子的败育发生在单核居中期至单核靠边;F1 花粉萌发率低，花粉发育不正常。另外F1的部分花粉具有6个萌发孔，特别是以秋水仙素处理恢复育性的F1花粉均具有6个萌发孔。     

高粱A2类型CMS A2V4败育过程的细胞学研究

以A2V4/B2V4为材料,对A2类型雄性不育系的减数分裂过程中染色体行为和花药发育过程中绒毡层的变化进行了细胞学观察研究。结果表明:高粱A2V4 CMS的染色体行为,在前期Ⅰ至中期Ⅰ无任何异常现象,从后期Ⅰ开始,染色体行为出现各种异常现象,同源染色体在走向两极时出现滞后或部分不分离、或在后期Ⅱ姐妹染色体不分离造成细胞内染色体多倍化,以致形成两极染色体数目不等、在一个细胞内有几个染色体团或核、三分体和“T”型、直线型排列的四分体;花药发育过程中也有大量异常现象,药室的绒毡层细胞不形成或提前解体,药室内的花粉母细胞不发育或小孢子液泡化,绒毡层细胞发育异常,出现巨型化而挤满整个药室或绒毡层细胞虽发育正常,但花粉母细胞发育异常,在造孢细胞时期即开始出现变形现象,随后发生粘连退化,绝大部分花粉母细胞不能完成正常的减数分裂过程而形成四分体,所有这些异常现象最终导致小孢子退化。     

温敏雄性不育小麦BNS366花粉败育的细胞学观察

为了明确温敏雄性不育小麦BNS366雄性败育的细胞学机理,采用醋酸洋红染色法观察减数分裂和小孢子发育过程,用1%I2-KI溶液染色进行花粉育性统计;以温敏不育系BNS和常规品种扬麦13作为对照。结果表明,BNS366的减数分裂和小孢子发育过程与BNS完全一致,即:在减数分裂过程中,中期Ⅰ染色体出现滞后现象,在形成二分体和四分体时细胞质分裂不均匀,出现三孢现象;小孢子发育过程中,只观察到单核靠边期,最后核物质解体出现空孢现象。而扬麦13在减数分裂过程中染色体表现正常,小孢子发育过程中,观察到单核期→双核期→三核期。开花期,BNS366和BNS花粉均表现典败和圆败,扬麦13可育。减数分裂表现出的异常行为是导致BNS366花粉败育的原因之一,单核靠边期是其败育的关键时期。     

水稻光温敏核雄性不育系培矮64S 花粉败育的细胞学机理

 采用半薄切片及薄切片技术, 对水稻光温敏核雄性不育系培矮64S 与正常水稻品种IR36 的花粉形成发育过程进行了比较研究。结果表明, 小孢子母细胞减数分裂之前, 培矮64S 与IR36 的发育过程基本相似。但从减数分裂开始, 培矮64S 的雄性性细胞出现一些异常变化, 并最终发育至二胞花粉早期败育。这些变化主要发生在两个阶段: (1) 减数分裂前期,约半数的小孢子母细胞的胞质出现异常, 游离核糖体稀少, 并具有不发育线粒体和大量泡状内质网。这类异常的小孢子母细胞在随后的发育中逐渐液泡化并最终解体。(2) 早期小孢子形成之后, 几乎所有小孢子外壁均发育异常, 表层与里层之间界限不清, 缺少中间透明带, 同时内壁没有形成。但是, 在花粉发育的整个过程中, 培矮64S 与IR36 绒毡层的发育和降解过程基本相似。据此认为, 培矮64S 的花粉败育可能是由小孢子母细胞或花粉外壁的异常发育造成的, 而不是由绒毡层发育引起的。     

橡胶树的花粉发育过程

橡胶树的花粉发育,包括小孢子发生与雄配子体发生两个环节。前者是指花粉母细胞(小孢子母细胞)通过减数分裂产生幼小的单核花粉(小孢子)(图版Ⅰ,1～8;图版Ⅱ,9～14);后者是指单核花粉通过两次有丝分裂形成三核的成熟的花粉(雄配子体)(图版Ⅲ,15～20)。     

水稻花粉萌发及花粉管生长动态

用显微镜观察水稻花粉粒的萌发、花粉管在雌蕊中的生长以及授粉后不同时间剪除柱头处理对颖花结实率的影响。 水稻花粉粒在授粉2 min后开始萌发;5～10 min后花粉管穿过柱头进入花柱生长;约经30 min花粉管顶端到达子房基部;40 min时有些花粉管顶端可接近胚囊,此时花粉管内胼胝质形成,但数量较少;50 min后花粉管内胼胝质塞大量形成,花粉粒萎缩干瘪。水稻花粉管在柱头、花柱和子房中的生长速率分别为1500、5000、5400 μm/h。水稻授粉后10～15 min剪除柱头的处理只有极少量颖花结实,授粉后20～50 min剪除柱头处理的颖花结实率随处理时间推迟而升高,授粉后50 min剪除柱头处理的结实率达60％以上,接近正常。     

Pollen Grain Germination and Pollen Tube Growth in Pistil of Rice

The germination of pollen grain in vitro and the growth of pollen tube in the pistil of rice were observed with a microscope. The stigma was removed at different time points after pollination to study its effect on seed setting rate. The rice pollen grain started to germinate at 2 min after pollination and the pollen tube penetrated stigma into style in 5–10 min, 30 min later the end of pollen tube reached the bottom of ovary, and only some pollen tubes arrived at embryo sac at 40 min after pollination. Mea...     

硝酸钙对荔枝花粉萌发和花粉管生长的影响

采用不同浓度的硝酸钙及EGTA处理对‘妃子笑’荔枝的花粉进行离体培养,通过电镜观察并测定花粉的萌发率与花粉管的生长长度。结果表明,低浓度(0.5～2.0mmol/L)硝酸钙较对照(无钙处理)提高了花粉的萌发率,促进花粉管的生长,以2.0mmol/L硝酸钙处理的花粉萌发率最高(68.5%),与对照相比达到显著水平;而以1.5mmol/L硝酸钙处理的花粉管生长长度最长(255.4μm),比对照达到显著水平。但是加入1.0mmol/LCa2+鳌合剂EGTA时,花粉萌发率为0。以上结果表明钙信号可能调控荔枝的花粉萌发与花粉管生长。     

多肉植物红司（Echeveria nodulosa）花粉离体萌发和花粉管生长特性研究

以10%蔗糖+0.5%琼脂为基础培养基,采用花粉离体萌发法研究硼酸浓度、培养温度和培养时间对多肉植物红司（Echeveria nodulosa）花粉萌发和花粉管生长的影响。结果表明：硼酸浓度、培养温度、培养时间三因素以及相互间的交互效应对花粉萌发率的影响差异极显著;硼酸浓度、培养温度以及二者间的交互效应对花粉管伸长的影响显著,而培养时间对花粉管伸长的影响不显著。12~28 ℃有利于提高花粉管萌发率,20~36 ℃有利于花粉管的伸长。三因素交互效应显示：60 mg/L硼酸+12 ℃+16 h为红司花粉萌发最佳条件,萌发率为52.43%。30 mg/L硼酸+36 ℃+16 h为花粉管生长适宜条件,花粉管平均长度达527.74 μm。     

大麻花粉萌发的影响因子及花粉储存的初步研究

利用不同蔗糖浓度、硼酸浓度、Ca2 浓度、温度对6个不同熟性的大麻品种的花粉进行萌发研究,结果表明:大麻花粉培养以15%蔗糖 80mg/L硼酸的液体培养基时花粉的萌发率最高,花粉管的生长速度则以硼酸浓度为20mg/L时最快,加入Ca2 则抑制花粉萌发,培养温度25℃最好。花粉储存中,常温下,未干燥的大麻花粉生活力只能保持3d(天);干燥、密封后在1—4℃条件下花粉活力最多可保持30d;干燥、密封后在-20℃条件下,储存120d后的花粉还有较高的萌发率(34%)。     

大麻花粉萌发的影响因子及花粉储存的初步研究

利用不同蔗糖浓度、硼酸浓度、Ca2 浓度、温度对6个不同熟性的大庥品种的花粉进行萌发研究,结果表明:大麻花粉培养以15%蔗糖 80 mg/L硼酸的液体培养基时花粉的萌发率最高.花粉管的生长速度则以硼酸浓度为20mg/L时最快,加入Ca2 则抑制花粉萌发,培养温度25℃最好.花粉储存中,常温下,未干燥的大麻花粉生活力只能保持3d(天);干燥、密封后在1-4℃条件下花粉活力最多可保持30d;干燥、密封后在-20℃条件下,储存120d后的花粉还有较高的萌发率(34%).     

油杉花粉萌发与花粉管细胞骨架系统的研究

应用免疫荧光标记法结合激光扫描共聚焦显微镜术对油杉花粉管中的微管、微丝骨架进行观察.结果表明:伸长的花粉管大致可分为3个区,即位于顶端的管细胞区、体细胞区和其后的退化区;花粉管中微管与微丝的分布样式不同;微管骨架主要分布于管细胞区和体细胞区,而退化区的微管较稀疏;管细胞区内微管呈网状结构,微管一直延伸至花粉管极顶端;体细胞具独立的微管系统.花粉管内微丝骨架呈轴向排列于整个花粉管,自花粉粒内一直延伸至花粉管顶端,粗微丝束几乎平行于花粉管的长轴.本研究结果为进一步研究微管与微丝骨架系统在油杉花粉管顶端极性生长中的作用提供依据.     

茶树花粉形态的研究

用光学显微镜和扫描电镜对18个茶树栽培品种和6个野生茶树的花粉作了形态观察,讨论了有关茶的种内分类问题。花粉形态观察的结果表明,所观察到的这类茶树放在同一个种是适合的,但从萌发孔的数目及外壁纹饰来看,茶树存在着种内的变异。     

甘蔗花粉离体萌发研究

为筛选适宜栽培种甘蔗花粉离体萌发的培养基配方,建立有效的离体萌发体系,以糖用甘蔗主栽品种ROC22花粉为材料,通过单因素试验探索满足甘蔗花粉离体萌发的基本条件,然后利用L₁₆(4 ⁵)正交试验,寻求甘蔗花粉离体萌发的最适宜培养基配方,在此基础上进一步探讨不同温度对甘蔗花粉萌发的影响。在单因素试验中,培养基以刚好凝固时为最佳。蔗糖、硼酸和硝酸钙在一定范围内对甘蔗花粉萌发起促进作用,超过一定浓度则起抑制作用。硫酸镁作用不稳定,硝酸钾影响较小。正交试验中,蔗糖对甘蔗花粉离体萌发率和花粉管生长速率影响最大,呈显著水平,硼酸次之,硫酸镁影响最小。花粉萌发的适宜温度为30 ℃,萌发率和花粉管长度分别为89.83%和143.03 μm。200 g/L蔗糖+400 mg/L硼酸+100 mg/L硝酸钙+400 mg/L硫酸镁+1 g/L琼脂,在30 ℃下培养花粉萌发率最高,花粉管生长状态良好,这种方法可快速有效鉴定不同甘蔗花粉活力差异。