温敏核不育小麦可育和不育花药的细胞化学观察

温敏核不育小麦BNS可育花药发育中,脂类物质一直很少。在小孢子分裂前,花药中的淀粉粒也不多。小孢子分裂形成二胞花粉后,伴随着营养细胞中大液泡的消失和细胞质内含物的增加,细胞质中出现淀粉粒并持续增加。即将开花的成熟花粉中积累大量淀粉粒,是其营养物质积累特征。不育花药在小孢子分裂以前与可育花药相似,小孢子未显示结构差异。小孢子分裂形成二胞花粉后,不育花粉营养细胞中的大液泡不消失,细胞质内含物也不持续增加,淀粉粒的积累终止,最终导致其没有内含物的积累。这种淀粉代谢的异常与花粉败育有关。     

芝麻核雄性不育系ms86-1小孢子败育过程的超微结构

运用透射电子显微镜对芝麻核雄性不育系ms86-1的可育和不育花药进行了超微结构的比较观察。根据小孢子的细胞学形态特征,将芝麻花粉发育过程划分为小孢子母细胞形成期、减数分裂期、四分体期、单核小孢子早期、单核小孢子中期、单核小孢子晚期、花粉成熟期7个时期。对比观察表明芝麻核雄性不育的败育迹象起始于小孢子母细胞形成期,并伴随着进一步发育,败育现象逐渐明显,小孢子母细胞形成期小孢子母细胞壁形状不规则;减数分裂期小孢子母细胞壁严重扭曲变形,质膜外缺少早期外壁成分--原基粒棒;四分体期胼胝质壁外沉积物异常,呈绒毛状;四分体解体后形成畸形小孢子,孢子外壁不健全,绒毡层异常肥厚、降解延迟,释放极少量的畸形乌氏体;随后小孢子愈发皱缩,胞质凝集,内含物减少并逐渐凝聚成一团电子致密物质,最终走向完全败育。本研究揭示了不育小孢子的败育过程和败育特征,为深入研究芝麻核雄性不育败育机理奠定了基础。     

厚轴茶雄性不育株花药败育的生物学特性和细胞学研究

为明确厚轴茶(Camellia crassocolumnaH. T. Chang)雄性不育株花器发育形态、花药和花粉败育时期及兵细胞学特征,利用体视显微镜、石蜡切片技术、染色体制片和DAPI染色法,对厚轴茶雄性不育株和可育株开花迚程、花器形态、花药发育过程、花粉母细胞减数分裂及小孢子发育过程比较观察。结果显示,厚轴茶花属于完全花,花药其四室、呈蝶形,花药壁发育为基本型,绒毡层细胞其双核,于四分体时期形成分泌型细胞,单核花粉期开始降解,花粉母细胞经过减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ和胞质分裂后形成四面体型四分体,小孢子呈三角形,成熟花粉为二细胞型花粉。花蕾发育早期,不育株雄蕊发育正常,与可育株无明显差异。花蕾发育后期,不育株花丝弯曲,花药粘连、干瘪、褐化、坏死,不裂药。不育株减数分裂期绒毡层细胞异常增生、排列混乱,单核至双核花粉期绒毡层延迟降解。不育株花粉母细胞减数分裂过程中存在环状单价体、滞后染色体、染色体桥、染色体缺失、不均等分离、微核和多分体等异常现象。不育株小孢子胞质紊乱,单核期花粉粒相互粘附,花粉壁皱缩变形,花粉细胞质和细胞核模糊不清,成熟花粉细胞空瘪凹陷。研究结果表明,厚轴茶雄性不育花器形态属雄蕊萎缩型和花药异常型,花药发育受阻于减数分裂至单核花粉期,存在花粉母细胞败育型和单核败育型。单核花粉期是兵花药败育的主要时期。花药绒毡层异常发育和延迟降解,花粉母细胞减数分裂染色体行为异常,小孢子和花粉粒发育异常可能是兵花药败育的主要原因。     

碎米桠小孢子发生与雄配子体发育

采用半薄切片和石蜡切片法对碎米桠小孢子发生及雄配子体的发育进行了研究。结果表明:1)碎米桠的花药具有4个花粉囊,花药壁有4层结构,从外到内依次是表皮、药室内壁、中层和绒毡层,花药壁的发育属于双子叶型;2)药室内壁呈纤维状加厚,绒毡层为分泌型绒毡层;3)小孢子母细胞减数分裂过程中胞质分裂为同时型;4)四分体小孢子呈四面体形排列,成熟花粉为2-细胞型,具有6个萌发沟。研究发现,碎米桠小孢子发生和雄配子体发育特征与多数已经研究的唇形科的基本一致。     

水稻小孢子形成和发育过程中胼胝质的动态变化

利用活体荧光显微术,PEG切片荧光显微术,半薄切片光学显微术和透射电镜观察了粳稻台中65小孢子形成和发育过程中胼胝质的动态变化。结果发现,胼胝质最早于小孢子母细胞形成期出现于花粉囊中。进入小孢子母细胞减数分裂期,胼胝质首先在小孢子母细胞靠近药室中央的初生细胞壁上沉积,并于减数分裂Ⅰ终变期形成完整的胼胝质壁;随后胼胝质在小孢子母细胞中央开始沉积,并向四周扩展形成第1个赤道板,随后形成第2个赤道板;减数分裂后,四分体周围的胼胝质解体释放出小孢子。小孢子早期,绒毡层细胞中积累胼胝质类物质,小孢子核周围也开始沉积胼胝质,逐渐形成完整胼胝质壁;小胞子晚期,绒毡层细胞开始解体,药室内壁细胞开始加厚,其加厚的物质为胼胝质类物质。二胞花粉早期,小孢子进行不均等分裂,形成营养细胞和具有胼胝质壁的生殖细胞,随后营养细胞的细胞质中积累胼胝质,生殖细胞的胼胝质壁开始解体;二胞花粉晚期,药室内壁加厚完成,营养细胞的细胞质中继续积累胼胝质,花粉成熟期,营养细胞的细胞质中积累了大量胼胝质。对胼胝质在小孢子形成和发育过程中的功能进行了讨论。     

甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系160S花药败育的形态学特征和细胞学研究

明确甘蓝型油菜温敏核雄性不育系160S花器形态变化、花药败育的时期和细胞学特征,初步探究败育的原因,为深入研究不育系160S的内在分子调控机制提供理论基础,也对其在油菜两系杂交育种中的实际应用具有指导意义。本研究在15℃和28℃条件下培养试验材料160S,利用体式显微镜分别观察花发育形态特征;采用醋酸洋红染色方法观察各时期小孢子发育形态;通过石蜡切片和苏木精-伊红染色对可育植株(MaleFertile/160S-MF)和不育植株(MaleSterile/160S-MS)花药细胞学特征进行显微观察;TUNEL染色法检测花药发育各时期绒毡层细胞凋亡情况。160S-MF在15℃表现为可育,雄蕊正常发育,成熟的花药呈黄色,形态饱满,正常开裂,表面一层有活性的花粉附着在上面;28℃条件下, 160S-MS花朵的雌蕊、萼片与160S-MF花朵无差异,但花瓣变小,花丝变短,雄蕊明显退化,花药干瘪呈黄褐色,无花粉粒附着在花药上,表现出雄性完全不育。160S-MF的小孢子能正常发育为成熟有活力的花粉。而160S-MS由于雄蕊完全败育,未观察到小孢子和花粉粒。160S-MS花药在造孢时期和花粉母细胞时期与160S-MF无明显差异,但在减数分裂期,160S-MS花药绒毡层形态和结构出现异常,绒毡层细胞排列不整齐,细胞空泡化,伴随提前解体。同时花粉母细胞发育受阻,无四分体结构形成,最终在减数分裂期完成前形成空的花粉囊。TUNEL检测发现, 160S-MS花药绒毡层细胞在减数分裂期开始凋亡。本研究结果表明, 160S属花粉母细胞败育型不育系,败育时期发生在减数分裂期,绒毡层异常降解,绒毡层未向腺质型转化,不能提供花粉母细胞发育所需要的营养物质,致使花粉母细胞发育受阻无法形成四分体结构,从而导致小孢子无法形成,花药形成空的花粉囊,产生雄性不育。     

洋葱63A细胞质雄性不育与绒毡层的提早衰退有关

细胞质雄性不育（CMS）机理的细胞学研究在许多作物上已有报道，如拟南芥、大豆、水稻、小麦等，但在国内至今未见关于洋葱的此类报道。利用光镜和透射电镜对洋葱不育系63A和保持系63B进行花药发育过程中显微结构和超微结构观察，结果表明，不育花药花粉母细胞时期，花粉母细胞发育正常，花粉囊形状不规则，绒毡层发育迟缓。四分体时期，四分体形成正常，中层严重退化，绒毡层与药室壁完全脱离，细胞质浓缩、空泡化。利用DNA梯度技术发现不育系绒毡层细胞提早发生程序性死亡。小孢子发育时期，小孢子细胞质发生浓缩、降解，绒毡层完全解体。推测不育系小孢子败育与中层、绒毡层提前衰退有关。     

洋葱细胞质雄性不育系及保持系小孢子发生的细胞学观察

为揭示洋葱细胞质雄性不育系小孢子的败育时期,利用石蜡切片技术对洋葱细胞质雄性不育系8A及其保持系8B的小孢子发育过程进行观察和比较。结果表明：石蜡切片洋葱细胞质雄性不育系8A和保持系8B造孢组织时期小孢子的生长发育没有明显的差异;洋葱不育系8A花药绒毡层在花粉母细胞时期就与中层完全分离,并逐渐膨大挤压花粉母细胞,最后逐渐降解。其降解后的残余物侵入药室,与小孢子混合粘连在一起,占据药室的一部分空间,并且不能供给小孢子生长发育所需要的营养物质,最终小孢子降解,花药败育。试验明确了洋葱细胞质雄性不育系8A的小孢子败育时期为花粉母细胞时期。因此,在洋葱雄性不育系8A的不育机理研究中,应重点在花粉母细胞时期进行深入研究。     

大白菜CMS96不育系和保持系电镜观察

为了研究大白菜CMS96不育系花药败育机理,采用透射和扫描电镜,观察大白菜CMS96不育系和保持系的花药发育过程、花药和花粉表面结构。透射电镜结果表明,与保持系相比,在减数分裂期,大白菜CMS96不育系绒毡层与花药壁中层分开,不育系花粉母细胞皱缩,形状不规则,空隙较大,严重影响减数分裂正常进行;在单核小孢子时期,小孢子开始液泡化,直至成熟花粉期完全液泡化为空细胞,细胞壁严重萎缩,堆积在一起,最终花粉失去功能,导致败育。扫描电镜结果表明,大白菜CMS96不育系药室内的花粉畸形,花粉粒空瘪,表现为凹陷、扁平等形状,表面纹饰也呈多种不规则形状。花粉囊不开裂,没有花粉散出。初步认为,大白菜CMS96不育系花粉的败育从减数分裂开始到成熟花粉,伴随花粉发育整个过程。大白菜CMS96不育系药室内花粉粒虽具有花粉壁的结构,但扁平、空瘪,重叠堆积在药室壁上,失去了活力,无法散开。     

甜椒雄性不育两用系小孢子发育的显微观察

以甜椒雄性不育两用系为试材,对不育株与可育株花粉母细胞减数分裂过程中染色体行为、花药和小孢子发育过程进行了研究。结果表明,不育株花粉母细胞减数分裂染色体行为未见异常,败育发生在四分小孢子形成之后。导致小孢子败育的原因与四分体胼胝质壁不适时解体和绒毡层细胞发育异常、延迟解体有关。     

栽培密度不同的春小麦小孢子发育的细胞学观察

本文对栽培密度不同的三个春小麦(Triticum aestivum L.)品种的小孢子和花粉发育进行了细胞学比较研究.结果表明:(1)在花粉母细胞时期.稀植小麦的小孢子发育略快于密植的.即当稀植小麦花粉母细胞开始减数分裂、药壁绒毡层开始解体时.密植小麦花粉母细胞刚形成.药壁完整;(2)到二、四分体时期、稀植小麦花粉母细胞发育加快.当其90%形成二、四分体时,密植小麦花粉母细胞才有50%将分裂成二分体.仅部分形成了二分体;(3)当小孢子发育到单核靠边期.稀植的主穗和分蘖穗发育越来越快.并有分蘖穗赶上主穗的趋势;而密植的分蘖穗发育减慢以至停止.     

光敏胞质不育小麦花药发育过程中ATP酶的定位研究

采用磷酸铅沉淀法(酶孵育离子为Mg2+)研究了不同日照条件下光敏胞质不育 小麦花药发育过程中ATPase分布的变化。 结果表明： 短日照条件下花粉可育, 单核早 期ATPase主要分布在花粉表面和细胞核中, 花粉外壁、 质膜及细胞质中有少量的ATPas e 分布; 随着花粉的发育, 其表面、 外壁、 内壁、 质膜及细胞质内ATPase进一步增     

Development of the male gametophyte of an infertile plant Armoracia rusticana Gaertn.

Horseradish, Armoracia rusticana , is propagated vegetatively through root cuttings. It is described as a male-sterile plant as it does not form seeds or only develops them in small quantities. This study discusses the anatomical structure of anthers and the events throughout meiosis up to the formation of a male gametophyte. Microscopic observations have shown that the anatomical structure of the anther wall of A. rusticana is typical of the whole family of Brassicaceae , and all its layers are properly developed and fully functional. Meiosis in the sporogenous tissue proceeds correctly and leads to the formation of microspores. Also the configurations of the cytoplasmic skeleton are typical of plants with simultaneous cytokinesis. Further development, however, exhibits many abnormalities. A majority of the cells formed in the sample studied were dysfunctional uninucleate microspores with apparent symptoms of degeneration of the cytoplasm and organelles. Binucleate pollen grains, in which mitosis did occur, constituted only 10% of the cells analysed. Anatomical and cytological observations of male sterility in A. rusticana indicated inhibition of development at the microspore, stage which was manifested by cytoplasm degeneration with a low number of membranes and a scarce amount of starch in proplastids. Usually, in the prolonged microspore stage and in the young pollen no mitosis occurs at the time of anthesis. Cytological disorders may, to a great extent, limit the number of functional bicellular male gametophytes. Both in microspores and in pollen grains, there is exceptionally little starch in plastids.     

朝鲜白头翁小孢子发育时期与花器形态的相关性研究

为了寻找朝鲜白头翁小孢子发育时期的鉴定方法以及探讨小孢子发育时期与花器形态的相关性,采用常规石蜡切片法,对朝鲜白头翁小孢子发育时期的细胞学以及小孢子不同发育时期与花蕾大小的关系进行了研究。结果表明：朝鲜白头翁每个花药具4个花粉囊,小孢子母细胞减数分裂属同时型,小孢子在四分体中的排列属四面体型。成熟花粉粒属2-细胞型,并有3个萌发沟。花粉囊壁由4层细胞构成,即表皮（1层）、药室内壁（1层）、中层（1~2层）、绒毡层（1层）。绒毡层发育属腺质型（或分泌型）,出现多核现象。朝鲜白头翁小孢子发育时期与花蕾的外部形态特征、花药颜色有一定的相关性。小孢子处于单核期时花蕾长度在1.10~1.20 cm,花萼外侧颜色为紫红色,花药的颜色为黄色,花丝的长度为0.4~0.5 cm。朝鲜白头翁同一花蕾不同花药小孢子的发育存在一定程度的渐续性。     

萝卜雄性不育小孢子发生的形态学研究

对萝卜雄性不育花进行形态学观察，发现两种类型的不育花，即花粉败育型和雄蕊萎缩型。比较研究了可育花及花种类型的不育花小孢子发育的细胞形态学特征，发现萝卜小孢子败育是个连续过程，在造孢细胞时期就已出现败育迹象，在小孢子发育过程中，绒毡层细胞出现液泡化、肥大、增生等异常现象。小孢子的败育与绒毡层细胞异常同步发生，小孢子一直信滞在单核期不再进一步发育，最终消失。另外，在正常可育小孢子发育过程中还偶尔观察到了不育花粉粒的存在。     

Cajanus platycarpus (Benth.) Maesen as the donor of new pigeonpea cytoplasmic male sterile (CMS) system

Cajanus platycarpus, a distantly related wild species, was successfully crossed with cultivated pigeonpea using embryo rescue and tissue culture techniques. Advance generation lines showed a range of desirable characters including cytoplasmic male sterility. A range of pigeonpea cultivars restored fertility and was maintained by a few lines including cultivar ICPL 85010. Clasmogamous flowers were observed in the male sterile lines. In such flowers anthers did not form di-adlephous bundle. Cytological analysis revealed that meiosis proceeded normally till the tetrad stage in those anthers with pollen grains. After which many of the pollen grains turned sterile. In the anthers with pollen grains, dehiscence was not observed, thus creating functional sterility. In many other anthers, pollen mother cells (PMCs) were not formed at all, giving rise to sepalous anthers. In conclusion two mechanisms of male sterility existed, one was premeiotic, where PMCs did not form and in the second, although PMCs gave rise to pollen grains, they were either partially or totally sterile accompanied by non-dehiscence of anther wall.     

光敏核不育水稻农垦58S花粉败育过程中Ca2+-ATPase的变化

运用电镜细胞化学技术(铅盐沉淀法),对长日照条件下光敏核不育水稻农垦58S和可育株系58N花药发育的不同时期进行了Ca²⁺-ATPase定位研究。结果表明,Ca²⁺-ATPase颗粒在可育与不育水稻的花药壁、花粉及药隔中的出现时间和数量具有明显差异。可育花药在花粉母细胞时期,药壁细胞内出现Ca²⁺-ATPase颗粒,至单核花粉后期,解体的绒毡层细胞和乌氏体表面分布大量的Ca²⁺-ATPase颗粒;与可育材料相比,不育花药在花粉发育的同时期,Ca²⁺-ATPase颗粒在药壁各层细胞内不仅出现的时间滞后,且分布的数量较少,到二核花粉时期(花粉已畸形空瘪),药壁表皮细胞的液泡膜上、绒毡层细胞质中及乌氏体表面才出现明显的Ca²⁺-ATPase颗粒。可育花粉单核早期,花粉细胞内线粒体膜上有少量的Ca²⁺-ATPase分布;单核花粉中期,花粉外壁上有少量的Ca²⁺-ATPase分布;到单核花粉后期,Ca²⁺-ATPase颗粒大量分布在花粉外壁、内壁及细胞质膜和细胞核中。而不育花粉在单核花粉发育中都未见Ca²⁺-ATPase的分布,到花粉败育空瘪时才出现明显的Ca²⁺-ATPase颗粒,但数量较可育花粉同期同部位少。可育花药药隔细胞中Ca²⁺-ATPase在花粉母细胞减数分裂期就有分布,而不育花药到单核花粉早期药隔中才有少量的Ca²⁺-ATPase分布。由此推测,水稻不育系在其花粉发育中,由于细胞壁和质膜上Ca²⁺-ATPase颗粒出现时间滞后和数量减少影响到细胞膜钙泵将Ca²⁺由胞质向胞外转运的功能,致使胞质内Ca²⁺过多积累,导致花粉败育。     

大麦的小孢子发生和雄配子体发育的细胞学研究

本文研究了大麦(Hordeum vulgare L.)的小孢子发生和雄配子体发育的细胞学过程,主要结论是:小孢子母细胞减数分裂胞质分裂为连续型,四分体排列为左右对称型.小孢子第一次有丝分裂形成生殖和营养细胞.生殖细胞再分裂一次,形成一对精子.所以,大麦的成熟花粉粒为三细胞型.绒毡层为分泌型.母细胞减数分裂时,绒毡层细胞内多数具双核.小孢子释放前,绒毡层开始退化,二核花粉粒时仅留残痕.     

玉米CMS-S小孢子败育过程中的细胞程序性死亡

以玉米（Zea mays L.）S型细胞质雄性不育系(CMS-S)的一对近等基因系S-Mo17^Rf3Rf3 和S-Mo17^rf3rf3为材料，采用TdT介导的dUTP DNA末端标记（TUNEL）、细胞色素C免疫原位杂交和DNA寡聚核小体片段电泳等方法，分别在细胞学水平和DNA水平上研究了玉米CMS-S小孢子败育的细胞程序性死亡（PCD）过程。结果表明，在花粉母细胞减数分裂后的四分体解离时期，不育花药的绒粘层细胞较可育花药提前裂解；在不育系S-Mo17^rf3rf3花药和花粉S-rf3中均明显出现PCD过程的DNA片段化以及线粒体细胞色素C外渗的现象，证明了玉米CMS-S的花粉败育与花药绒粘层细胞的提前凋亡和小孢子细胞的程序性死亡有关。     

大豆雄性不育突变体NJ89-1的细胞学研究

通过对大豆雄性不育突变体NJ89-1不育株与可育株小 孢子母细胞减数分裂的比较研究,发现NJ89-1雄性不育株小孢子母细胞减数分裂高度变异,联会异常,出现单价体、染色体落后、染色体桥、染色体不均等分离等;在形成四分体的早期阶段,小孢子母细胞里见到微核,以后产生大小不等的二分体、三分体、四分体及多分体;单核小孢子