甘蓝型油菜雄性不育系312A形态学及细胞学研究

研究甘蓝型油菜(Brassica napus L.)雄性不育系312A及其保持系312B的花器官形态差异和312A的花药败育特点等,为312A的进一步利用提供理论根据。结果表明,312A与312B的花器官性状存在着极显著差异,其中,312A花药在发育过程中体积较小、干瘪,成熟后花丝较短,不能释放有活力的正常花粉;312B花药体积较大、相对比较饱满,最终可以释放大量鲜黄色的成熟花粉。花蕾石蜡切片观察发现,312A的花药败育发生在3个时期,即小孢子孢原细胞期、造孢细胞分化期和二核花粉期,其中,前2个时期败育属于无花粉囊型败育;二核花粉期败育则是花药发育至二核花粉粒时期,已接近成熟,但2个细胞核的核膜消失,核开始解体直至消失,形成无效的败育花粉粒。这是迄今为止首次在甘蓝型油菜中发现二核期败育类型。     

不同类型雄性不育苎麻细胞学机理研究

为探明苎麻雄性不育材料和可育材料在花芽分化和花药发育上的差异,选取不可育材料雄花萎缩型园青5号、花被不开裂型弯子苎麻、花粉不育型黄小叶和可育材料中苎1号(对照),采用常规石蜡切片技术对其进行雄花花芽发育形态比较。结果表明:3种雄性不育苎麻花芽发育较可育苎麻中苎1号快,在花芽发育到0.3~0.5 cm时,已完成了雌、雄蕊的分化。参照可育苎麻材料的花芽分化和花药发育,推测3种雄性不育材料不育的原因分别为园青5号花芽在分化出花药和花丝后,花药不会继续分化形成花粉囊,而是变形萎缩甚至消失形成空腔;弯子苎麻在花粉分化阶段花被木质化严重;黄小叶花粉囊不破裂,花粉粒颜色逐渐变深,花丝发育异常。     

泰国金白花芒花器官及花粉生物学特性研究

为更好地了解泰国金白花芒花器官及花粉生物学特性,对其花的生物学特性、两性花比率及花粉形态进行了观察,并对花粉育性进行了检测.结果表明,花的类型主要为雄花和两性花,花小但量多;两性花比例较低,仅为17.99%,但南面花序初花期两性花比例达到47.83%;其花药饱满,每枚花药含花粉粒408个;其花粉染色活力较低,为14.0...     

甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A 花药发育的细胞学研究

【目的】明确甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花药败育的时期及细胞学特征,为进一步研究其雄性不育的机理奠定理论基础。【方法】用不同温度（16℃和22℃）处理试验材料不育系TE5A,分别观察植株的育性及花器形态;并采用常规半薄切片技术,通过甲苯胺蓝、苯胺蓝和苏丹黑B等染料进行染色,观察并比较该不育系TE5A不育植株和可育植株花药发育的显微结构、胼胝质以及脂质体等脂类物质的异同;进一步通过透射电镜对其花药发育的超微结构进行比较观察。【结果】当把可育株油菜从16℃光照培养箱移到22℃光照培养箱后7 d,观察到花朵的育性转变为雄性不育。把22℃光照培养箱的不育株油菜移到16℃光照培养箱后,观察到先开放的花朵表现为雄性不育,而随后开放的花朵表现为雄性可育。在不育环境下的不育株TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但不育株花朵的花丝显著短于可育株的花丝,并且花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。在不育环境下,不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,花粉母细胞减数分裂发生异常,没有二分体及四分体的形成,形成“拟小孢子”。胼胝质在花粉母细胞时期可以正常合成,但后续的降解滞后,在四分体时期没有降解,直至花粉粒成熟期才开始降解。绒毡层没有观察到明显异常,并能分泌脂质体等脂类物质。“拟小孢子”的花粉粒外壁发育异常,无法形成具有特殊柱状体和顶盖结构的花粉粒外壁,因此,不能结合孢粉素和脂质体等物质。随着花药的继续发育,最后“拟小孢子”逐渐降解,只剩下花粉空壳。【结论】甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但花丝显著缩短,花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,减数分裂异常导致无法形成二分体及四分体,并且胼胝质的异常降解及花粉粒外壁的异常对花药败育也有重要影响。甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A可以作为一新型甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系材料。     

不同类型雄性不育苎麻细胞学机理研究

为探明苎麻雄性不育材料和可育材料在花芽分化和花药发育上的差异，选取不可育材料雄花萎缩型园青5号、花被不开裂型弯子苎麻、花粉不育型黄小叶和可育材料中苎1号(对照)，采用常规石蜡切片技术对其进行雄花花芽发育形态比较。结果表明：3种雄性不育苎麻花芽发育较可育苎麻中苎1号快，在花芽发育到0.3~0.5 cm时，已完成了雌、雄蕊的分化。参照可育苎麻材料的花芽分化和花药发育，推测3种雄性不育材料不育的原因分别为园青5号花芽在分化出花药和花丝后，花药不会继续分化形成花粉囊，而是变形萎缩甚至消失形成空腔；弯子苎麻在花粉分化阶段花被木质化严重；黄小叶花粉囊不破裂，花粉粒颜色逐渐变深，花丝发育异常。     

甘蓝型油菜显性核不育系D3A的细胞学研究

为明确甘蓝型油菜显性核不育两型系D3AB的花器官形态差异和不育材料D3A的花药败育时期与特点,并为进一步研究雄性不育机理奠定基础,分别对D3A与D3B不同时期的花蕾进行了形态学观察及细胞学研究.首先通过体视镜观察发现, D3A与D3B外观形态无明显差异,均能正常开花,且在雄蕊发育早期均表现正常,后期D3A雄蕊退化萎缩,花粉囊不能正常开裂;不育材料D3A子房柱头发育速度稍快于D3B.通过扫描电镜观察发现, D3A早期花药基部开始皱缩,表皮细胞排列紧密.随着花蕾发育, D3A花粉囊壁表皮细胞逐渐萎缩,最终塌陷且药室不能正常开裂释放花粉; D3B花粉囊始终呈现出紧致饱满状态,花药正常开裂,同时释放出大量成熟花粉粒.通过石蜡切片观察发现,不育材料D3A和可育材料D3B在花蕾发育早期,都能形成花粉母细胞,但与D3B相比, D3A花粉母细胞结构松散,且绒毡层已开始呈现液泡化状态;进入四分体时期,不育材料D3A的花粉囊中观察到高度液泡化的绒毡层细胞,且无四分体结构出现.实验结果表明:绒毡层细胞提前发生了降解而未向分泌型转化,使四分体时期丧失了发育过程中所必需的营养物质,从而不能形成小孢子并发育为成熟的花粉粒进行释放,因此认为D3A的败育属于绒毡层发育异常类型.     

文冠果两性花花粉败育原因的进一步研究

本文利用光镜、透射电镜及电泳和薄板薄膜层析技术对文冠果两性花和单性花(雄花)花药的绒毡层和花粉壁的发育及其营养成分进行了分析比较.结果表明,两种不同类型的花粉在绒毡层和细胞壁的发育方面没有明显差别,但两性花的花粉内壁较厚,细胞器和淀粉的贮存明显不足,且缺乏蔗糖等化合物,氨基酸的种类也较可育花粉少.两类花粉中蛋白质多肽的组成及过氧化物酶和酯酶同工酶的谱带也有明显的差异.因此,文冠果两性花花粉败育的原因可能与花粉中某些细胞器的减少,及生理生化代谢上的障碍造成花粉缺乏足够的营养物质等因素有关.     

甘蓝胞质雄性不育系CMS158小孢子发生的细胞学研究

利用石蜡切片法,对Ogura胞质甘蓝雄性不育系CMS158及其保持系B158的花药发育过程进行解剖学观察比较。结果表明,甘蓝胞质雄性不育系和保持系小孢子发育有明显差异,不育系CMS158小孢子败育时期发生在四分体时期至单核花粉期,与可育花药相比,不育系的绒毡层细胞高度液泡化,挤压小孢子,导致小孢子相互粘连,不能形成正常花粉粒而导致败育。     

紫稻型细胞质雄性不育水稻樱香不育系的细胞学研究

使用 I2-KI染色法、硝酸银染色法和石蜡切片法对紫稻型细胞质雄性不育水稻（Oryza sativa L.）樱香不育系樱香 A及其保持系樱香 B进行细胞学研究,观察到紫稻细胞质樱香 A在减数分裂过程中存在异常分裂的现象,表现为不均等分裂;从减数分裂时期到单核小孢子时期,败育基本完成,仅观察到极少量的败育小孢子;败育完全、彻底,未发现正常成熟的花粉粒;败育花粉粒形态与典败型败育相似;从花粉母细胞时期到花粉粒成熟时,花药中始终存在绒毡层细胞。而在保持系减数分裂过程中未发现异常分裂;从花粉母细胞时期到四分体时期,花药中存在绒毡层细胞,而在花粉粒成熟时,未观察到绒毡层细胞。可见,樱香不育系败育主要发生减数分裂时期,在单核小孢子时期完成败育。推测樱香 A绒毡层细胞的异常可能是导致花粉败育的原因,绒毡层细胞可能影响了花粉粒的发育使其不能正常的花粉粒,从而导致败育。而且,樱香 A败育非常彻底,对于杂交稻遗传育种有着重要的意义。     

花椰菜温敏雄性不育系GS-19花药败育的细胞学及转录组分析

【目的】对花椰菜温敏雄性不育系的花器形态、花药败育时期和败育分子机理进行研究,明确其不育特性发生的细胞学和分子机理,为进一步研究其雄性不育奠定理论基础。【方法】以花椰菜温敏雄性不育系GS-19为试验材料,不同温度(15℃和20℃)处理,采用形态学、细胞学方法及高通量测序技术(Illumina Hi Seq 2500),研究其形态特征、花药败育的细胞学及分子机理。【结果】花椰菜温敏雄性不育系GS-19的育性转换受温度控制,高温(20℃)不育,低温(15℃)育性恢复。GS-19不育株与可育株花器差异显著,不育株花器显著小于可育株。花药细胞学观察发现GS-19的花药发育过程有花粉母细胞的分化,形成正常花粉囊,不产生花粉粒或者产生微量的无生活力的花粉粒,花药发育受阻于花粉母细胞到四分体时期,形成了花粉粒外壁发育异常的拟"四分体孢子",逐渐降解,剩下花粉空壳,属于花粉母细胞败育类型。GS-19不育株和可育株花蕾转录组分析共获得67 930个Unigene,其中Nt数据库比对到相似序列数最多(52 191个),Nr数据库比对到相似序列次之(46 447个),KOG数据库比对相似序列最少(13 198个);GO注释到25 336个Unigene;KOG注释到13 198个Unigene;KEGG注释到14 778个Unigene。基因差异表达分析发现GS-19不育株花蕾和可育株花蕾中有2 170个基因差异表达,1 078个基因上调表达和1 092个基因下调表达。【结论】花椰菜温敏雄性不育系GS-19为高温不育类型,不育株花器显著小于可育株,花丝显著缩短,花药萎缩、干瘪,花药发育受阻于花粉母细胞到四分体时期,属于花粉母细胞败育类型。转录组测序获得了67 930个Unigene,差异表达基因2 170个。     

文冠果花性别分化及花药内淀粉动态

本文在对文冠果花芽分化和成花过程进行外部形态及细胞学观察的基础上,对其花性别分化即孕花与不孕花的发育情况进行了比较.实验表明:在蕾前期两种花在形态及解剖构造上未见差异,但在单核小孢子进行第一次有丝分裂后,差异日趋明显.孕花中雌蕊发育正常,雄蕊发育缓慢,花丝短,绒毡层消失比较晚,花药不开裂,花粉无萌发力,形成败育的雄蕊.而不孕花雄蕊发育正常,子房却在单核期停止发育,迅速退化.影响文冠果花性别分化的主要因素是与树体的营养状况密切相关.孕花中败育的花药较早就出现淀粉粒贮藏不足,这可能与子房和雄蕊对营养物质的竞争有关,小孢子因得不到足够的营养物质而败育.     

番茄(Lycopersicum esculentum Mill.)雄性不育系花器形态解剖的初步研究

本文主要探讨了番茄雄性不育系类型的花器形态与结构,以及畸形果产生的原因。结果表明,雄蕊退化型(包括无雄蕊类型和花药退化类型两种),其雄蕊的残余部分与子房外壁愈合成一体,外形呈“蒜头状”,子房内部除正常的心室外,外围数个不含胚珠的“伪心室”,可参予果实形成,并产生“乳突状”的畸形果;功能不育型,两性器官发育正常。但因其花器雌雄异长,花冠与花药粘连或花药表皮密生表皮毛等现象,阻碍了传粉而致不育。此外,还对各种不育类型的实际应用价值等问题,进行了讨论。     

芹菜雄性不育株的发现及其植物学特征

在芹菜自交系01-3采种田中发现雄蕊发育异常的雄性不育株,开花后花药瘦小干瘪,不能产生正常花粉,没有散粉过程,花丝较短,而雌蕊和蜜腺发育正常,结籽性能良好,其农艺性状与正常植株一样,表现优良。     

萍乡显性核不育水稻不育株与可育株同工酶比较分析

对萍乡显性核不育水稻纯合不育株、杂合不育株和隐性可育株幼穗发育期的叶片、幼穗和花药中3种同工酶表达进行了比较分析，结果表明：叶片中，不育株（纯合与杂合）与可育株的酯酶（EST）、过氧化物酶（POD）、细胞色素氧化酶（COD）的同工酶酶谱未见差异，且在幼穗发育的不同时期也基本相同；幼穗中，不育株（纯合与杂合）与可育株的EST、POD、COD的同工酶酶谱在雌雄蕊形成期存在差异，与可育株的同工酶酶谱相比，不育株除在谱带的显色速度、颜色和带宽上存在差异外，在谱带数及其分布未见差异；在单核期花药中，不育株（纯合与杂合）比可育株多1条EST、少2条POD和2条COD同工酶带，在三核期也呈上述特征。表明水稻显性核不育基因在叶片中不表达、幼穗中部分表达和花药中充分表达，水稻显性核不育基因表达具有组织的时空和特异性。花药发育过程中基因表达程序的扰乱是引起花粉败育的最主要的原因。     

3种甘蓝型油菜雄性不育系花药发育的细胞学研究

采用石蜡制片方法，对3种甘蓝型油菜雄性不育系及其恢复系的小孢子发生和花粉发育过程进行比较解剖学观察，以确定其花粉败育的时期和细胞学特点。研究结果表明：波里马雄性不育系花药发育受阻于孢原细胞分化期，雄蕊不能分化形成花粉囊。S43A雄性不育系花粉败育的时期发生在小孢子四分体至单核花粉期，败育的特点为小孢子细胞质液泡化，逐渐变形解体，不能进行有丝分裂形成二胞花粉，同时绒毡层细胞过度液泡化，并提早解体死亡。G022A不育系的花药在小孢子发生的不同阶段均出现败育现象，最早的败育表现为花粉母细胞的退化解体；有些因花粉母细胞减数分裂异常不能形成小孢子四分体；还有的因小孢子在四分体中不能正常释放而败育，并伴随着绒毡层细胞的畸形化、异常生长等现象。     

白菜核不育两用系与玻里马胞质不育系及其保持系的性状比较分析

用比较分析的方法,对白菜核不育两用系与玻里马胞质不育系及其保持系的植株性状、育性、花器结构和花粉扫描电镜形态等进行观察研究.结果表明,玻里马不育系及其保持系的生长势强于核不育两用系,其中不育株的生长势强于可育株,且分枝数也较可育株多.两用系不育株的花蕾松软,花朵花冠较小,花丝短缩,花药戟形、褐色无粉,花粉粒空瘪畸形.玻里马不育系花蕾瘦瘪,花瓣皱缩,花色较淡,花粉粒多瘦瘪.两用系不育株花粉败育比玻里马不育系要明显,而花药败育则相反.两用系可育株与玻里马保持系花粉粒都比较饱满,保持系的网脊细,网眼大.实验还表明,该玻里马不育系转育容易,在大白菜、塌菜中可以找到恢复系.     

甘蓝型油菜生态雄性不育系533S花药发育的细胞学研究

对甘蓝型油菜生态雄性不育系533S的花药发育过程进行了石蜡切片和显微观察,结果表明:533S的花药发育受阻于孢原细胞时期,其主要特点是不能形成正常的孢原细胞进而分化出花粉囊,属无花粉囊型不育系。在败育过程中,花药的大小一直在增加,但始终无花粉囊的分化。随着生态条件的变化,533S的部分花药可分化出1～2个花粉囊,产生少量可育花粉粒。最终,随着生态条件的进一步变化,花药的发育完全正常,产生大量正常可育花粉粒。     

Abortive Process of a Novel Rapeseed Cytoplasmic Male Sterility Line Derived from Somatic Hybrids Between Brassica napus and Sinapis alba

Somatic hybridization is performed to obtain significant cytoplasmic male sterility （CMS） lines, whose CMS genes are derived either from the transfer of sterile genes from the mitochondrial genome of donor parent to the counterpart of receptor or production of new sterile genes caused by mitochondrial genome recombination of the biparent during protoplast fusion. In this study, a novel male sterile line, SaNa-IA, was obtained from the somatic hybridization between Brassica napus and Sinapis alba. The normal anther development of the maintainer line, SaNa-IB, and the abortive process of SaNa-IA were described through phenotypic observations and microtome sections. The floral organ of the sterile line SaNa-IA was sterile with a shortened filament and deflated anther. No detectable pollen grains were found on the surface of the sterile anthers. Semi-thin sections indicated that SaNa-IA aborted in the pollen mother cell （PMC） stage when vacuolization of the tapetum and PMCs began. The tapetum radically elongated and became highly vacuolated, occupying the entire locule together with the vacuolated microspores. Therefore, SaNa-IA is different from other CMS lines, such as ogu CMS, pol CMS and nap CMS as shown by the abortive process of the anther.