苹果花粉母细胞的减数分裂观察

<正> 果树染色体的观察,是果树细胞学研究的基础,也是育种工作中,染色体倍数性鉴定和育种材料的选择,必须掌握的基本技术.但是,目前在果树染色体研究方面,资料较少.为了探讨果树花粉母细胞减数分裂时,染色体的形态、数目及其行为动态,我们对苹果花粉母细胞的减数分裂进行了观察.现将观察结果整理如下,以供参考.     

巨峰葡萄花粉母细胞减数分裂的观察

本文研究了巨峰葡萄花粉母细胞减数分裂的全过程。观察了花粉母细胞减数分裂的进程、气象因子的影响、以及与有关器官形态变化的相互关系。同时对花粉母细胞减数分裂的昼夜动态,也作了相应的研究。     

西瓜花粉母细胞减数分裂进程观察

减数分裂是有性生殖的关键过程,而西瓜中花粉母细胞的详细减数分裂全过程仍未知。以可进行高效稳定遗传转化的野生型西瓜种质'ZTC'的雄花花序为研究材料,采用DAPI荧光染色及压片技术对西瓜花粉母细胞减数分裂进程进行了系统观察研究。结果显示,西瓜减数分裂中细胞质分裂是同时型的,胞质分裂直到第二次减数分裂结束才发生,形成四分体。这与大多数双子叶植物相同。整个西瓜花粉母细胞减数分裂遵循双子叶植物减数分裂发育规律,在整个减数分裂进程中,减数第一次分裂前期经历时间较长,减数第二次分裂前期较短。基于对西瓜花粉母细胞减数分裂进程与花蕾直径相关性的分析,可直接从花蕾直径长度、花药颜色等外观形态学特征来判断植物体内花粉母细胞减数分裂所处的时期。不仅从细胞生物学水平阐明了西瓜减数分裂全过程,丰富了西瓜生殖生物学相关研究内容,而且进一步为西瓜杂交育种及育性分析等有性生殖生物学研究提供了细胞学理论基础与技术支持。     

芹菜花粉母细胞减数分裂观察

以中国芹品种铁杆芹花蕾为材料，采用改良卡宝染色压片法对芹菜花粉母细胞减数分裂进行了细胞学研究。结果表明：花粉母细胞减数分裂为胞质同时型，四分体为正四面体型或十字交叉型，     

甜瓜花粉母细胞减数分裂及花粉粒发育的研究

以二倍体为试材,研究结果表明:①甜瓜花粉母细胞减数分裂是一种稳定的、有规律的遗传行为。在一天中没有明显的分裂高峰。甜瓜染色体数为2n=2x=24,染色体长2～4μm,其中一对染色体最长,具随体。厚皮甜瓜与薄皮甜瓜两个变种间,染色体形态、大小及其行为是一致的;②甜瓜花粉母细胞减数分裂中,胞质分裂属典型的同时型;四分体多呈四面体形排列;③胼胝质壁从减数分裂时产生,到四分体时最厚,小孢子形成时消失;④同一花药内,花粉母细胞减数分裂及其后的发育中,双线期以前、四分体以后各时期基本同步,最多相差1～2个分裂相;而从分裂Ⅰ的终变期至末期Ⅱ表现极不同步。两性花中,胚囊母细胞的发育迟于花粉母细胞;⑤成熟花粉属二核型花粉;⑥花蕾大小可作为判断花粉母细胞减数分裂过程和花粉粒发育阶段的形态学指标。     

高温诱导牡丹产生未减数花粉

以5年生'凤丹'牡丹为试验材料,在掌握花粉母细胞减数分裂进程的基础上,使用"树木非离体枝芽加热处理装置"(ZL200610113448.X)施加高温处理,诱导花粉染色体加倍,建立了适宜牡丹花粉染色体加倍的技术体系.结果表明,花粉母细胞减数分裂进程和花蕾的外部形态及花药颜色变化有一定相关性,当花蕾处于"小风铃"至"大风铃...     

南瓜花粉发育过程中绒毡层细胞的变化

为了解南瓜花粉发育过程中绒毡层的变化,对不同发育阶段的南瓜绒毡层进行观察。结果表明,南瓜绒毡层细胞在花粉母细胞减数分裂前呈四边形;随着花粉母细胞减数分裂开始,绒毡层细胞向花粉囊方向伸长;当减数分裂完成后,绒毡层的细胞壁解体,细胞膨大并向药室内凸起;当花粉发育进入二细胞时期,少数绒毡层细胞退化,多数绒毡层细胞分化出大量造油体,造油体积累大量脂滴;当花粉发育进入二细胞晚期,绒毡层细胞完全解体。绒毡层细胞在原位解体,属于腺质绒毡层。     

四倍体甜瓜花粉母细胞减数分裂的观察

以同源四倍体甜瓜为材料,采用常规压片法研究花粉母细胞减数分裂行为。结果表明:同源四倍体甜瓜花粉母细胞减数分裂过程与二倍体类似,但有其特殊性。主要表现在:粗线期观察到有6.7%的细胞出现双核;终变期的四倍体染色体构型较复杂,有二价体、多价体、三价体和单价体;中期I和中期II有赤道板外染色体;后期I和后期II出现染色体桥和落后染色体;四分体时期出现二分体、三分体和多分体。花粉母细胞减数分裂的异常是同源四倍体甜瓜育性低的细胞学原因。     

龙眼花粉母细胞减数分裂观察

以龙眼石硖品种为材料,采用改良涂片法对花粉母细胞减数分裂过程进行了系统观察。结果表明,（1）龙眼减数分裂进程与花蕾大小,花药颜色有密切关系,在同一花蕾甚至同一花药中表现不同步性。（2）龙眼减数分裂染色体行为存在染色体片段、落后染色体、染色体桥、分裂不同步、微核及多分体等异常现象,从细胞遗传学水平上分析了龙眼花粉母细胞减...     

桃雄性育性与花器官内游离氨基酸含量的关系

在花粉母细胞减数分裂之前和减数分裂期、花粉发生与发育期、花粉成熟期,对雄性可育品种和不育品种的花器官进行了游离氨基酸的成分与含量的测定分析。游离氨基酸总量与游离脯氨酸的含量均在减数分裂期开始明显上升,陡升期出现在花粉发生与发育期,精氨酸和谷氨酸在减数分裂之前提前出现峰值,而在花粉发生与发育期急速下降。可育品种的游离氨基酸总量与脯氨酸含量明显高出不育品种,其含量显著差异也恰在花粉发生与发育期出现。结     

杏花粉和花药壁发育的胚胎学特征

为了解杏花药和花粉发育的主要特征及发育进程与花芽冬眠的关系,对不同发育阶段的花药和花粉进行了显微观察。结果表明,花药壁形成于11月上旬,由5层细胞构成,包括表皮、药室内壁、中层（含2层细胞）和绒毡层（分泌型）。小孢子母细胞形成于11月上旬,减数分裂完成于2月上旬,即小孢子发生过程历时约3个月。减数分裂开始时小孢子母细胞积累大量脂滴,减数分裂产生的4个小孢子在四分体内排列成四面体形。小孢子阶段约1个月,2–细胞花粉阶段约0.5个月,即雄配子体发育历时约1.5个月。3月初花蕾与芽鳞等长时小孢子发生有丝分裂产生2–细胞花粉。成熟花粉为2–细胞型,含脂滴而不含淀粉,属脂质花粉。小孢子母细胞形成时花芽开始冬眠,减数分裂完成时花芽结束冬眠,即小孢子发生与花芽冬眠同步。杏花粉发育历时4.5个月,其特征包括小孢子母细胞减数分裂时积累脂滴,小孢子发生与花芽冬眠同步,花蕾与芽鳞等长是雄配子体发生第一次有丝分裂的形态学标志。     

同源四倍体青花菜花粉母细胞的减数分裂

 以同源四倍体青花菜为材料, 采用常规压片法研究花粉母细胞减数分裂行为。结果表明: 同源四倍体青花菜花粉母细胞减数分裂过程与二倍体基本相同但有其特殊性。主要表现在: 中期Ⅰ染色体的构型复杂, 有多价体、四价体、三价体、二价体和单价体; 中期Ⅰ和中期Ⅱ有赤道板外染色体; 后期Ⅰ和后期Ⅱ出现落后染色体、染色体桥及断片; 后期Ⅱ和末期Ⅱ还出现染色体分离不同步及不等分裂的现象;四分体时期出现二分体、三分体、含微核的异常四分体及多分体。花粉母细胞减数分裂平均异常频率为31.5% , 是同源四倍体青花菜花粉育性低的细胞学原因。     

荔枝花粉母细胞减数分裂观察

【目的】从细胞水平探明荔枝花粉母细胞减数分裂行为。【方法】通过改良涂片法对荔枝品种‘妃子笑’花粉母细胞减数分裂过程中染色体行为进行系统观察。【结果】花粉母细胞减数分裂过程中存在多核仁、单价体、落后染色体、分裂不同步、不均等分裂、多分体等异常情况,为观察细胞总数的8.5%。异常情况多集中于前期Ⅰ、中期Ⅰ、前期Ⅱ和四分体时期,分别为各时期观察细胞总数的71.56%、33.33%、15.85%和31.25%,并对其形成的机制进行了讨论。【结论】分裂过程中发现的落后染色体、染色体片段、不同步以及不均等分裂等异常现象主要来源于终变期出现的较高频率的单价体,与细线期发现的多核仁现象没有直接关系,异常现象是导致多分体形成的主要原因,可导致花粉败育。异常行为的发生可能与品种、个体或气候因素有关。     

秋水仙素处理后‘无核丰’枣的减数分裂行为及2n花粉的形成

运用压片法对秋水仙素滴注处理后的‘无核丰’枣小孢子母细胞减数分裂行为及其与花蕾外部形态变化的相关性进行了研究,并测定了2n花粉的比例。结果表明:秋水仙素处理后枣小孢子母细胞第一次减数分裂正常;在减数分裂前期Ⅱ观察到胞质分裂异常现象;中期Ⅱ纺锤体主要有4种类型:平行型、垂直型、八字型和融合型,分别占27.31%、19.35%、45.27%和8.06%;四分体时期观察到二分体、三分体、四分体,分别占6.00%、43.04%、50.96%;定位异常纺锤体八字型与融合型分别与三分体、二分体呈正相关;秋水仙素处理后‘无核丰’枣2n花粉的形成受胞质分裂异常、纺锤体定位异常两种机制控制,因纺锤体定位异常而产生的2n花粉占2n花粉总数的96.97%,遗传上等同于FDR(第1次分裂重组)型配子,因胞质分裂异常产生的2n花粉在遗传上等同于SDR(第2次分裂重组)型配子;秋水仙素处理后‘无核丰’枣2n花粉绝大多数为FDR型,因而在枣有性多倍化中具有重要的利用价值。小孢子母细胞减数分裂进程与花蕾外部形态变化具有对应关系,花蕾直径达到1.34 mm时,小孢子母细胞开始进入减数分裂;达到1.68 mm时,小孢子母细胞进入四分体时期;超过1.92 mm时,减数分裂结束,且有大量花粉粒形成。2n花粉诱导最佳的秋水仙素滴注时期为细线期末期,即花蕾直径在1.34~1.42 mm时,诱导后‘无核丰’枣2n花粉发生比例为17.36%。     

春萝卜雄性不育系4-05A减数分裂及雄配子体败育过程观察

从形态学和细胞学基础方向研究了春萝卜不育系4-05A,以保持系4-05B为对比。观察并测量花器官雌雄蕊形态,确认4-05A比4-05B的花长势弱,雄蕊花药外形小、中空无花粉,雌蕊花柱较长。采用花粉压片法观察小孢子母细胞减数分裂及雄配子体发育过程,证明该不育系材料为花粉败育型。不育系4-05A的小孢子母细胞能正常进行减数分裂并形成单核花粉,但雄配子体进一步发育过程中,在单核中期到靠边期的发育阶段小孢子发生败育,不能形成可育的成熟花粉粒。减数分裂胞质分裂方式为同时型。     

苹果与梨花粉母细胞减数分裂的研究

1.查明了苹果属和梨属十个种(苹果、垂丝海棠、海棠花、山定子、西府海棠、湖北海棠、三叶海棠、白海棠、白梨和西洋梨)花粉母细胞减数分裂的物候期及其在减数分裂期的花芽形态标志。2.观察并摄制了苹果二倍体品种金帅、三倍体品种伏花皮和梨二倍体品种巴梨减数分裂全过程的显微图。3.观察了苹果二倍体品种金帅和国光减数分裂中期Ⅰ染色体配对和构型,提出了进一步研究这一问题的设想。     

辣椒细胞质雄性不育系9704A花药发育的细胞学观察

 对辣椒雄性不育系9704A及其保持系9704B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：保持系9704B的绒毡层属于腺质型;不育系9704A的成熟花药的药隔维管组织发育正常,该不育系属于孢子体败育型,花药绒毡层细胞的核膜在花粉母细胞的细线期消失,核裂解成块分散到细胞质中,并最终消失,解体后的绒毡层类似于变形型绒毡层的周原质团进入花粉囊,渗入花粉母细胞周围,并与花粉母细胞粘连在一起,使花粉母细胞不能继续进行减数分裂形成四分体,花药的中层细胞不退化。     

桃雄性育性与花器官内游离氨基酸含量的关系

在花粉母细胞减数分裂之前和减数分裂期、花粉发生与发育期、花粉成熟期,对雄性可育品种和不育品种的花器官进行了游离氨基酸的成分与含量的测定分析。游离氨基酸总量与游离脯氨酸的含量均在减数分裂期开始明显上升,陡升期出现在花粉发生与发育期,精氨酸和谷氨酸在减数分裂之前提前出现峰值,而在花粉发生与发育期急速下降。可育品种的游离氨基酸总量与脯氨酸含量明显高出不育品种,其含量显著差异也恰在花粉发生与发育期出现。结合细胞形态学观察,药壁组织的绒毡层的发育与解体状况和花粉育性、氨基酸代谢有着密切关系。花粉成熟时雄蕊内游离氨基酸含量的差异,实际是花粉的含量差异,可育品种的脯氨酸、精氨酸、赖氨酸和蛋氨酸的含量成倍乃至数倍高出不育品种。雌蕊内也有一定的游离脯氨酸,且可育品种明显高出不育品种。     

低温对杧果花粉母细胞减数分裂过程中核仁及染色体行为的影响

 采用改良涂片法对低温和常温条件下杧果‘台农1号’和‘Irwin’花粉母细胞减数分裂过程进行观察,结果表明：杧果花粉母细胞胞质分裂为同时型。常温（25~30℃）条件下,花粉母细胞减数分裂过程较为正常,双线期染色体主要形成二价体,二价体构型以“V”型、“O”型、“Y”型、“X”型、点状和棒状等形式存在,并以点状、“V”型和“O”型较多见,出现少量的单价体和多价体,其中台农1号为0.79%和4.76%,Irwin为0和3.57%;同时仅在少量中期Ⅱ和后期Ⅱ花粉母细胞中观察到落后染色体。低温（10~20℃）条件下,减数分裂过程中核仁的行为发生大量异常,微核仁的平均检出率高达22.88%,明显高于常温条件下的平均4.56%;双线期单价体和多价体的发生频率有明显增加,其中台农1号为8.82%和17.65%,Irwin为14.52%和24.19%;减数分裂中期Ⅰ、Ⅱ及后期Ⅰ、Ⅱ均观察到落后染色体,其中台农1号异常率为12.73%、5.63%、15.79%和4.76%,Irwin为11.11%、7.61%、9.52和6.38%。低温条件下减数分裂异常可能是造成雄性不育的重要原因。     

海菜花小孢子发生及雄配子体发育的研究

以我国特有珍稀濒危水生植物海菜花为试材,采用石蜡切片法对海菜花的小孢子发生及雄配子体的发育过程进行了解剖学研究,以探讨其繁殖生物学特性。结果表明:海菜花雄花内含9~12枚雄蕊,每个花药有4个花粉囊,花药横切面呈蝴蝶型、哑铃状或不规则等多种形态,花粉壁完全分化时由外到内依次分为表皮、药室内壁、中层与绒毡层。小孢子母细胞减数分裂属连续型,四分体属左右对称型,偶见四面体型。观察到存在小孢子母细胞在减数分裂过程中出现微核、染色体落后、搭桥等异常现象,说明小孢子母细胞减数分裂异常是导致花粉败育的一个主要原因,影响海菜花的繁殖,成为海菜花数量不断减少而濒危的原因之一。