杉木种子及胚胎发育生化变化的研究

本文从DNA、RNA、蛋白质和类脂等大分子物质的含量变化以及凝集素类物质的存在等方面,探讨了杉木种子和胚胎发育的生化变化。1.种胚在7～8月正处于分化发育旺期,干重显著增加,胚的大小增长迅速,平均长度此时增长最快,从7月至8月平均增长7.4倍。2.种子的核酸总量也以7～8月增加最快(增加2倍)。DNA的含量也在7～8月增加最快(增加3倍多),而后趋平缓。RNA含量的变化与DNA的变化大致相似,在7～8月增加近2倍,较显著。3.在DNA、RNA含量增加的同时,种子内蛋白质、类脂的含量均相应增加。7～8月间,蛋白质含量从108.19微克/粒增至662.30微克/粒(增加5倍多),种子成熟时为1760.45微克/粒。类脂含量一直持续增加,到种子成熟时达2.04毫克/粒种子。4.种胚干重从7月的分化期到成熟期持续增加,8月为0.33毫克/胚,到成熟时为1.00毫克/胚(增加2倍)。核酸总量随胚发育而增加,成熟时达12.58微克/胚。DNA和RNA含量也随胚发育而逐渐增加,到胚分化完全后的10月下旬,含量达到高峰,DNA为3.48微克/胚,RNA为9.10微克/胚。蛋白质和类脂也如此,达高峰时蛋白质为455.57微克/胚,类脂为0.47毫克/胚。但以种子中每毫克粒干重和胚干重为单位的DNA和RNA的含量却随种子的发育和胚的分化而减少,蛋白质含量仍增加,至成熟后才下降。这可能由于细胞内含物和结构物质的增加所致。从胚珠提取液的凝血活性测定的结果表明,杉木在授粉前的胚珠中就存在凝集素类物质,且活性相当高。同样在胚胎发育过程中,胚和雌配子体(胚乳)中都发现凝集素类物质的存在,其凝血活性随胚发育而增加,但胚乳中则仅在前期存在凝集素类物质。     

大白菜(Brassica chinensis)的雄性不育基因转化

用共培养法,以根癌农杆菌质粒为载体,携带雄性不育基因和抗卡那霉素基因作报告基因,另以该农杆菌携带的抗利福平基因作为农杆菌的筛选培养。以大白菜幼苗的茎尖作为受体,转化后的幼苗,用卡那霉素进行筛选。筛选得到的转化苗经ＰＣＲ检测,证明雄性不育基因已转入大白菜。     

杉木种子发育生理、涩籽成因及降低败育措施的研究

对杉木种子发育生理及涩籽形成原因的研究结果表明：随着胚的分化发育,雌配子体（胚乳）和胚的干质量、体积及生物分子（总核酸、蛋白质和类脂）含量均不断增加,一直持续到种子成熟。败育的杉木涩籽中存在着凝集素类物质,它的存在与败育无关,而在贮藏蛋白的形成中的作用。败能的杉木涩籽中只积累较多的脱落酸,说明了败育涩籽的衰败和失活。根据研究结果提出了减少杉木种子败育的措施。     

水稻多胚及其萌发形态特点的研究

为了探讨无融合水稻筛选指标,用透明一染色法观察了数以千计的水稻子房。水稻的多胚有几种表型。一种情况是一个胚是从卵细胞通过受精而产生的,而另一个胚可能是从助细胞产生的,这种情况下往往形成双苗。由于2个胚之间竞争的缘故,有时一个胚较另一个胚大,在这种情况下,一苗长,一苗短的情况就能观察到。水稻的不定胚也曾经观察到,但是频率非常低。正在发育的不定胚正在形成根、叶原基,位于胚囊的侧部,而不在珠孔端,在这种情况下,合子胚可能已经败育。因而,相应地可以观察到从种子中部侧生的幼苗,有时,合子胚仍能发育,这样一个苗从珠孔端长出,而另一个从种子侧部长出的双苗就能观察到,这种从种子背部中间长出幼苗的形态学特点,有可能作为无融合水稻筛选的形态指标。进而,如果能根据体细胞胚和合子胚休眠的不同特点,还可能从时间上进一步去区分它们。     

水稻种子发育过程中蛋白体的形成和贮藏蛋白的积累

从“库”和“源”的角度出发,种子蛋白的含量既与蛋白质合成的强度和时间有关,同对又与蛋白质贮存的容量有关。蛋白体是种子蛋白贮存的主要场所之一。在开花后7～9 天,蛋白体开始在胚乳中形成,随着蛋白质的强烈合成,内质网(ER)充满核糖体,并开始膨大、断裂并形成小泡,形成的蛋白体常为多聚核糖体所包围,从多聚核糖体形成的蛋白质看来是由外向内进入蛋白体的。因而在蛋白体中常看到同心园的结构。成熟的蛋白体有明显的边界,直径为2.3～2.5μ。充满多聚核糖体的内质网可能在蛋白体的形成和贮藏蛋白的合成过程中起重要作用。关于蛋白质合成的强度,曾用~3H—亮氨酸和~3H—赖氨酸参入的方法研究了种子发育过程中蛋白质的合成,结果表明种子蛋白(~3H—亮氨酸参入)和赖氨酸丰富蛋白(~3H—赖氨酸参入)的合成在开花后7～9天达到高峰,大约2/3的蛋白质是在开花后15天以内的种子发育过程中合成的,因而种子发育的早期阶段是贮藏蛋白合成的关键时期。在种子发育过程中,含水量急剧下降是一个重要的生理特点。从开花后6～15天,含水量迅速下降,然后,保持在21～23%。但是当含水量迅速下降时,蛋白质的积累却不断增加并一直延续到开花后21天。用~3H—polv(U)饱和杂交测定的结果表明,polv(A)RNA水平在开花后7～11天迅速增加,然后很快下降,可能蛋白质和polv(A)RNA的合成对含水量变化的敏感程度是不同的,而在种子发育早期合成的polv(A)RNA只有部分是直接用于蛋白质的合成。