中科院华南植物园首次发现专性传粉昆虫能分解孢粉素

孢粉素(sporonpollenin)是孢子和花粉外壁的主要成分,主要由脂肪酸及碳水化合物构成,但是其准确的结构仍然不清楚。孢粉素的性质坚固,能抗化学及生物分解,同时也不溶于无机和有机溶剂。孢粉素的这种特性是孢粉化石能保存上百万年的主     

几种柑橘属植物花粉外壁超微结构比较研究

应用超薄切片技术,在透射电镜下对几种柑橘属植物花粉外壁的超微结构进行了观察,结果表明,柑橘属植物花粉具4～5孔沟,外壁内层发育好,花粉外壁结构属于较进化类型。供试材料花粉外壁超微结构特征各异,说明了柑橘属植物的遗传多样性;野生柑橘花粉外壁柱状层为颗粒结构,栽培柑橘为小柱结构,似可说明柑橘花粉外壁柱状层的进化趋势是由颗粒结构到小柱结构。莽山野柑和莽山野橘花粉外壁超微结构存在明显差异,主要表现为:莽山野柑花粉外壁的柱状层发育差,为颗粒状,覆盖层厚度为0.41μm,内层厚度为0.84μm;莽山野橘花粉外壁的柱状层发育好,为小柱状,覆盖层厚度为0.47μm,内层厚度为0.33μm。据此认为柑应有种的地位。     

青花菜花粉外壁蛋白基因的克隆与表达特征分析

花粉外壁蛋白参与多种植物生理进程,在花粉发育过程中起着重要的作用。本试验以青花菜保持系‘WN12-95B’为材料,利用RT-PCR技术克隆得到青花菜花粉外壁蛋白（PCP）基因。结果显示,该基因全长578 bp其中开放阅读框长度为561 bp共编码186个氨基酸。该蛋白为疏水性蛋白,在第1~24位有一个信号肽序列,预测相对分子量为18.82 kD等电点为10.91。青花菜PCP蛋白的二级结构主要由a-螺旋和不规则卷曲构成,不含β-转角。系统进化分析表明青花菜花粉外壁蛋白与同属植物的进化关系相近,其中与甘蓝进化关系最近。采用qRT-PCR技术分析青花菜PCP基因的表达特性,结果显示该基因仅在花蕾中表达,具有明显的组织特异性。青花菜Ogu不育系及其保持系不同发育阶段花蕾中PCP基因差异明显,表明其在花粉发育中具有重要的作用。本研究结果为进一步研究PCP基因在青花菜花粉发育过程中的作用奠定基础。     

玉米基因雄性不育系（ms2/ms2）小孢子败育的细胞学研究

利用光镜和透射电镜对同一核背景的ｍｓ２不育花药和正常可育花药进行了小孢子发育的细胞学比较观察。结果表明，ｍｓ２不育花药小孢子在幼小孢子期至中小孢子期瓦解。小孢子从四分体释放后，原外壁上没有孢粉素沉积，花粉外壁不能发育。不育花药大多数绒毡层细胞在幼小孢子期显示出明显异常，表现为质体、线粒体等细胞器退化，内质网网络细而少，液泡膜内陷吞噬细胞质，细胞内侧没有乌氏体形成，细胞质内出现大量沉积有浓染颗粒的大     

酮类物质合成酶OsPKS1和OsPKS2对水稻花粉外壁形成的作用

【背景】植物花粉外围包裹的花粉外壁作为植物雄性配子的天然保护屏障对植物的生殖发育起到非常重要的作用。植物花粉外壁的主要成分是孢粉素,主要由脂类物质和酚类物质构成。因此,脂类物质和酚类物质的代谢是植物花药内外壁形成和花粉外壁形成的关键步骤。在其合成过程中,PKS1/PKSA/LAP6和PKS2/PKSB/LAP5在不同物种间发挥保守的生化功能。【目的】通过研究水稻OsPKS1和OsPKS2在花药内外壁和花粉外壁发育过程中的作用,为水稻花药内外壁和花粉外壁合成机理提供新认识。【方法】水稻花药发育基因共表达网络AntherNet预测到一个可能参与孢粉素合成的基因OsPKS1,利用CRISPR/Cas9技术在野生型9522背景和突变体ospks2背景下敲除OsPKS1获得ospks1单突变体和ospks1 ospks2双突变体。在同一生长条件下比较野生型和突变体植株表型,分析突变体植株的营养生长和花器官发育情况。通过I₂-KI染色分析ospks1和ospks1 ospks2的花粉活力。通过半薄切片观察野生型和突变体各个时期花药四层细胞发育及小孢子发育,利用扫描电子显微镜观察野生型和突变体花药外壁、花药内壁和花粉外壁表面的精细结构,利用透射电子显微镜观察野生型和突变体花药壁细胞、花粉外壁和乌氏体的精细结构。【结果】获得4个ospks1单突变体和4个ospks1 ospks2双突变体,其中,ospks1-3是纯合的单突变体,ospks1-4 ospks2是纯合的双突变体。ospks1-3和ospks1-4 ospks2均呈现雄性不育的表型。ospks1-3与ospks2的花粉外壁和乌氏体结构均不正常,但两者结构不同。ospks1-3花药表面可形成凸起的外壁结构;绒毡层可正常降解。花粉外壁内部形成大量微小的空洞,柱状体变短,无法有效连接覆盖层和花粉外壁内层;乌氏体的底部结构减小,顶部结构增多,并且较野生型更为尖锐。ospks1-4 ospks2花药外壁角质层减少;绒毡层无法正常降解。小孢子表面无花粉外壁,在11期降解;乌氏体在9期形态异常,数目变少,到11期从绒毡层脱落。【结论】PKS1/PKSA/LAP6和PKS2/PKSB/LAP5的功能在多个物种间均保守,可以影响孢粉素的合成和堆积。但在水稻中两者对于花粉外壁内部结构身碎骨和乌式体形成的功能不同：OsPKS1对柱状层的形成以及乌氏体的底部结构形成更为重要;而OsPKS2对于覆盖层的形成以及乌氏体的顶部结构更为重要。两者互相补充,共同调控花粉外壁、花药外壁的形成和绒毡层的降解。     

枇杷花粉外壁结构及表面特征的观察

采用花粉剥离新技术,用扫描电镜观察枇杷四个品系的花粉外壁结构和表面特征。枇杷花粉多为近球形,表面具有长条形雕纹,萌发孔为三孔沟复合结构;花粉外壁结构层次完备,其中外壁外层包括覆盖层、柱状层和基足层;外壁内层外表面与外壁外层外表面具有不同的纹饰和孔穴的分布,并且种类不同,纹饰和孔穴的分布也不同;外壁内层内表面具有较萌发孔孔径为小的孔穴存在。