Germ cell specification in mice

Specification of germ cells in mice occurs relatively late in embryonic development. It is initiated by signals that induce expression of Blimp1, a key regulator of the germ cell, in a few epiblast cells of early postimplantation embryos. Blimp1 represses the incipient somatic program in these cells and promotes progression toward the germ cell fate. Blimp1 may also have a role in the maintenance of early germ cell characteristics by ensuring their escape from the somatic fate as well as possible reversion to pluripotent stem cells.     

新质源雄性不育烟草MS革新3号雄蕊发生的细胞学观察

雄性不育烟草MS革新3号的雄性败育时期发生在雄蕊原基分化后至孢原细胞形成前,在开放花朵中很少能见到退化的雄蕊,偶或有退化雄蕊的,也没有正常花药的形成,仅有退化花丝和畸形萎缩花药,花药内空无一物。与正常烟草(保持系)子房由2心皮组成不同,雄性不育烟草MS革新3号子房绝大多数都由3心皮组成。     

侧金盏大小孢子发生及雌雄配子体发育

用石蜡切片技术对早春开花植物侧金盏(Adonis amurensis Regel et Radde.)大、小孢子的发生及雌、雄配子体的发育进行了研究。结果表明:侧金盏花药壁由外向内分为表皮、药室内壁、2层中层和绒毡层,其发育方式为典型的双子叶型;绒毡层类型为腺质绒毡层。小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂方式为同时型,四分体排列方式为左右对称形或正四面体形。成熟花粉粒大多数为二细胞型,少数为三细胞型,具有三条萌发沟。子房为单心皮,单室,横生型胚珠,厚珠心,双珠被。大孢子母细胞由造孢细胞发育而来,多数情况下合点端第一个大孢子分化为功能大孢子。成熟胚囊为8细胞8核的蓼型胚囊。     

Role of T-bet in commitment of TH1 cells before IL-12-dependent selection

How cytokines control differentiation of helper T (TH) cells is controversial. We show that T-bet, without apparent assistance from interleukin 12 (IL-12)/STAT4, specifies TH1 effector fate by targeting chromatin remodeling to individual interferon-gamma (IFN-gamma) alleles and by inducing IL-12 receptor beta2 expression. Subsequently, it appears that IL-12/STAT4 serves two essential functions in the development of TH1 cells: as growth signal, inducing survival and cell division; and as trans-activator, prolonging IFN-gamma synthesis through a genetic interaction with the coactivator, CREB-binding protein. These results suggest that a cytokine does not simply induce TH fate choice but instead may act as an essential secondary stimulus that mediates selective survival of a lineage.     

大花铁线莲花芽分化及花器官发育特性

采用石蜡切片的方法对大花铁线莲(Clematis patens)的花芽分化及花器官发育特性进行系统的研究。结果表明:大花铁线莲的花芽分化时期可分为营养生长期、花芽分化初期、萼片原基分化期、雄蕊原基分化期、雌蕊原基分化期5个阶段。花芽分化始于4月下旬,5月中旬至6月上旬为花期;大花铁线莲的花药4室,花药壁由表皮、药室内壁、中层(1~2层)和绒毡层所组成。小孢子母细胞胞质分裂方式为连续型和同时型并存。小孢子四分体为左右对称型或四面体型,花粉为2-细胞型;大花铁线莲的子房1室,单珠被,倒生胚珠,大孢子四分体为直线型,其中合点端的大孢子发育为功能大孢子;胚囊为蓼型发育。     

脂代谢通路对鸡雄性生殖细胞分化的调控机制

【目的】探索家鸡雄性生殖细胞分化过程中脂代谢相关基因以及信号通路的调控机制,以期为完善体外诱导体系提供依据。【方法】采用流式细胞分选法获得纯度较高的胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESC)、原始生殖细胞(primitive germ cells,PGC)和精原干细胞 (spermatogonial stem cell,SSC),提取细胞总RNA。利用RNA-seq高通量分析方法对这三种细胞进行转录组水平测序,进行GO（Gene ontology）分析和KEGG通路富集,寻找脂代谢相关基因以及信号通路;并利用脂代谢--视黄醇代谢通路终产物视黄酸（retinoic acid,RA）以及抑制剂苯磺酰异羟肟酸 (piloty’s acid)在体外诱导ESC向雄性生殖细胞分化和体外鸡胚注射后孵化,qRT-PCR（quantitative real time PCR）检测视黄醇代谢通路上差异基因的表达变化,与RNA-seq结果进行比较分析同时检测雄性生殖细胞标记基因的变化情况。【结果】GO功能显著性富集和 Pathway 显著性富集分析结果发现：在ESC向SSC分化过程中共存在328个基因持续参与脂代谢调控,富集到27条脂代谢通路中,包括视黄醇代谢、初级胆汁酸的合成、甾类激素的生物合成、脂肪酸代谢、甘油酯代谢以及类固醇的生物合成等通路。在视黄醇代谢通路中ADH5在PGC中特异表达,ALDH1A1在整个发育过程中持续上调,ADH5和ALDH1A1在细胞中参与视黄酸的合成;CYP26b1在整个发育过程中持续上调,参与视黄酸的降解过程;RA体外诱导ESC向SSC方向诱导试验结果表明ADH5、ALDH1A1和CYP26b1家族基因在体外RA诱导过程中变化与体内分化过程一致,RA诱导组产生的SSC样细胞显著高于控制组和Piloty’s Acid+RA组。鸡胚注射抑制剂试验结果表明视黄醇通路被抑制后孵化至18d后SSC细胞表面特异标记基因integrinα6和integrinβ1的表达水平显著的低于正常的孵化组(CON)和阴性对照组（BLANK）【结论】脂代谢--视黄醇代谢通路在家鸡雄性生殖细胞的分化过程中起重要作用,体外利用视黄醇代谢通路终产物RA进行诱导时第2天出现类胚体,第4、6天类胚体逐渐增大,第8天开始裂解,在第10天出现SSC样细胞,而在诱导过程中抑制视黄醇通路信号后则会降低SSC样细胞的产生,而在体外孵化过程中视黄醇通路抑制后也能影响SSC细胞的产生。     

高花培力籼稻种质的获得与分析

在利用花培技术对Hs-3(籼稻)×EPS(籼稻)的2个F4株系进行快速纯合的育种过程中,意外发现其绿苗率很高.为验证高花培力的可遗传性,并筛选高花培力的籼稻种质,对两株系花培当代(H1)的58个单株进行了花培试验.结果表明:(1)花培力在H1株间存在很大变异;(2)高花培力是可以遗传的,有7个H1单株的花培绿苗率在10%以上,最高达到29.2%;(3)出愈率、绿苗分化率和绿苗率的遗传力都很高,依次为90.5%、81.8%和88.3%,因此十分有利于选择;(4)出愈率与绿苗分化率之间呈极显著正相关,因此在一定程度上可以通过出愈率的选择来获得较高绿苗分化率和绿苗率的基因型.     

Retinoid signaling determines germ cell fate in mice

Germ cells in the mouse embryo can develop as oocytes or spermatogonia, depending on molecular cues that have not been identified. We found that retinoic acid, produced by mesonephroi of both sexes, causes germ cells in the ovary to enter meiosis and initiate oogenesis. Meiosis is retarded in the fetal testis by the action of the retinoid-degrading enzyme CYP26B1, ultimately leading to spermatogenesis. In testes of Cyp26b1-knockout mouse embryos, germ cells enter meiosis precociously, as if in a normal ovary. Thus, precise regulation of retinoid levels during fetal gonad development provides the molecular control mechanism that specifies germ cell fate.     

猪类胚胎生殖细胞体外诱导分化为神经细胞的研究

【目的】探讨猪类胚胎生殖细胞向神经细胞分化的潜能。【方法】采用性腺-中肾区基质细胞与猪原始生殖细胞共培养的方法得到猪类胚胎生殖细胞,通过直接分化的方法进行神经细胞定向诱导。【结果】（1）与小鼠成纤维细胞作为饲养层相比,性腺-中肾区基质细胞作为饲养层同样能够支持猪类胚胎生殖细胞生长,二者对猪类胚胎生殖细胞的增殖能力不存在显著影响;（2）猪类胚胎生殖细胞有较强的碱性磷酸酶活性,Q-PCR结果显示多能性基因Oct4、Sox2及Nanog表达,增殖能力呈现“S”型,即生长的潜伏期、对数期及平台期,猪类胚胎生殖细胞经体外悬浮培养能够形成拟胚体;（3）经过诱导猪类胚胎生殖细胞能够分化形成表达神经干细胞、神经元及神经胶质细胞标记物的多种神经细胞类型。【结论】从早期性腺中成功分离培养得到了猪类胚胎生殖细胞,通过简单、快速的神经细胞分化的诱导体系证实了猪类胚胎生殖细胞具有体外定向分化为多种神经谱系细胞的能力。     

人类胚胎干细胞研究述评

对人类胚胎干细胞(hESCs)的来源、培养方法、建系条件、生物学特性和鉴定方法、遗传操作及其需解决的问题进行了讨论。提出目前研究的重点在于揭示维持ES细胞多能性和自我更新的机理,进一步优化人类和其他哺乳动物类ES细胞的分离、培养、建系方法,探讨其定向分化机理,建立胚胎干细胞(ESCs)和胚胎生殖细胞(EGCs)的大规模快速扩增技术;完善hESCs向重要功能细胞(生殖细胞)分化的体系;单细胞比对分析ESCs、畸胎瘤细胞(ECSs)、EGCs、类胚体(EBs)、各级生殖细胞和成体细胞的基因及蛋白表达图谱,以探求生殖细胞、成体细胞、ESCs、ECSs、EGCs的本质区别,积极开展将ES细胞用于治疗人类疾病模型的研究。     

阿蒂莫耶番荔枝人工授粉

阿蒂莫耶番荔枝(Axnona atemaya Hort)的花有雌蕊先熟现象。花药在傍晚6至8时裂开,人工授粉能提高座果率。其方法是用毛笔直接从花药自然裂开的花上取花粉并立即授在花药没裂开的花上,如果花药在授粉当日保持不裂开,3周后座果率为94.0％。如果花药在授粉后的短期内裂开,座果率为23.8％,与对照座果率(18.9％)没有差别,说明柱头容受性在花药裂开前的短期内完全消失。     

番荔枝开花生物学与人工授粉研究

对三年生番荔枝（Ancnona squamosa L.)实生树的开花生物学和人工授粉进行了研究并发现；番荔枝的花有两荔异熟现象，人工授粉能提高座果率，简便而有效的方法是用毛笔直接从树上花药自然裂开的花上聚花粉并立即授在花药没裂开的花上，授粉后两周的座果率达87．9％，授 在花药裂开的花上，座果率为5．3％，与对照照座果率4．4％没有区别，说明花药裂开柱头容受性完全消失，花药裂开时间与品种特有关，目前，广东栽培的番荔枝分为花药早上裂开和傍开两种类型，这两种类型的不同品种之间授粉也能提高座果率，授粉后两周的座果率为83．3％。说明花裂开关12h柱头容受性仍完全正常。     

‘禅寺丸’大小孢子发生与雌雄配子体发育

为探究禅寺丸大小孢子发生及雌雄配子体发育过程,并观察是否存在花粉及胚囊败育现象,采用常规石蜡切片法对其大、小孢子发生和雌、雄配子体发育的过程进行观察。结果表明:禅寺丸花药四室,花药壁由表皮、药室内壁、中层和腺质绒毡层组成;小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体的排列方式为四面体型;成熟花粉粒为2-细胞型,有3个萌发孔;不同药室间及同一药室内的小孢子母细胞减数分裂不同步,且有巨大花粉(未减数花粉)的产生。子房8室,中轴胎座,胚珠倒生,双珠被,薄珠心和单孢原细胞;大孢子四分体直线排列,功能大孢子位于合点端,蓼型胚囊。禅寺丸花粉和胚囊发育过程多数正常,不仅可作为授粉树种,也可作为优良的杂交母本。     

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。     

新型叶用芥菜细胞质雄性不育系0912A的花药发育特征

采用石蜡切片方法,对叶用芥菜细胞质雄性不育系0912A及其保持系0912B的花药发育过程进行细胞学观察,以确定其花药败育的时期、方式和特点。结果表明:0912A不育系的败育形式多样,主要有花药发育受阻于孢原细胞分化期,无花粉囊的形成;部分花药在花粉母细胞期至单核小孢子期出现发育异常:有的花粉母细胞液泡化后浓缩解体,还有的花粉母细胞因绒毡层细胞径向肥大或液泡化而受挤压解体;有的花粉母细胞虽能进行减数分裂,但发育到四分体时期或单核时期细胞解体,花粉败育。同时对0912A的花器官形态进行观察,发现其雄蕊退化为细丝状,败育彻底。     

甜瓜T912雌花形成时雄蕊原基退化的形态学观察

甜瓜T912品种是雌雄异花同株,与正常品种的雄全同株不同,这在育种工作中省去了人工去雄的麻烦,大大提高了杂交的成功率和种子纯度。本文通过对T912品种雌花形成时雄蕊原基退化的形态学观察,并与正常的完全花品种1 4进行比较,认为雌花是完全花发育过程中雄蕊退化的结果,退化的雄蕊原基中无花药组织的分化。另外,用计数法对T912与1 4两个品种进行了统计,结果发现T912雄蕊原基以5数居多,与正常的1 4雄蕊以3数为主有所区别。     

百日草雄性不育系的获得及其细胞学观察

 【目的】获得百日草雄性不育系,并探索其花药发育机制,为百日草杂种优势的利用提供一条新途径。【方法】采用自交F2代出现的不育材料连续回交获得的不育系再进行兄妹交、可育株自交,结合与多个自交系测交进行不育类型鉴定,并对其细胞学进行研究。【结果】获得了百日草深红色单隐性雄性不育两用系AH209AB。正常可育的花药,其药壁由4层细胞构成,即表皮、药室内壁、中层和绒毡层;花粉母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型;成熟花粉为三细胞型。雄性不育株花瓣退化或丝状,雄蕊退化成丝状,内无花粉,外观呈绒毛状;花药在造孢细胞组织形成后,没有继续分化产生药壁结构、花粉母细胞及其花粉,为完全的结构性雄性不育类型。【结论】该雄性不育系属于无花粉囊型不育系,在F1代种子生产上具有重要的利用价值。     

甘蓝型油菜CMS212A与GMS1665A雄蕊败育的细胞学比较

通过石蜡切片对甘蓝型油菜CMS212A和GMS1665A败育过程进行观察,发现CMS212A花药败育发生在孢原细胞时期,没有造孢细胞和花粉囊的分化,其败育机制较为复杂。而1665A花药进入减数分裂时期绒毡层膨大,使营养物质运抵小孢子母细胞过程受阻,使小孢子母细胞因营养缺乏而死亡。同时,胼胝质酶没有适时的降解胼胝质使小孢子细胞无法正常释放,少数释放出的小孢子也因畸形而无法形成正常的花粉粒而解体。后期绒毡层出现液泡化,挤压药室直至其消失,导致完全败育。     

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。