陆地棉1355A和104—7A不育系的细胞学研究

细胞学观察表明，陆地棉１３５５Ａ核雄性不育系小孢子败育从收缩期、小孢子外壁发育到双核期早期都有发生，但是其主要的败育时期是单核早期，这一不育系的外壁不能正常发育而长出刺，它和美国鉴定的ｍｓ２不育系小孢子败育过程相类似。这从细胞学上证实了我们先前的遗传学研究结果，即它是ｍｓ２的等位基因。１０４－７Ａ胞质不了系花药分化正常，但是很多在花纷母细胞的形成过程中退化解体。一些花粉母细胞能进一步发育成熟并开始减数分裂，但都仅停留在减数分裂的前期Ⅰ。该不育系绒毡层的提早解体可能与花粉母细胞的解体有关。它和美国培育的Ｃ．ｈａｒｋｎｅｓｓｉｉ胞质不育系的败育进程基本一致。     

厚轴茶雄性不育株花药败育的生物学特性和细胞学研究

为明确厚轴茶(Camellia crassocolumnaH. T. Chang)雄性不育株花器发育形态、花药和花粉败育时期及兵细胞学特征,利用体视显微镜、石蜡切片技术、染色体制片和DAPI染色法,对厚轴茶雄性不育株和可育株开花迚程、花器形态、花药发育过程、花粉母细胞减数分裂及小孢子发育过程比较观察。结果显示,厚轴茶花属于完全花,花药其四室、呈蝶形,花药壁发育为基本型,绒毡层细胞其双核,于四分体时期形成分泌型细胞,单核花粉期开始降解,花粉母细胞经过减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ和胞质分裂后形成四面体型四分体,小孢子呈三角形,成熟花粉为二细胞型花粉。花蕾发育早期,不育株雄蕊发育正常,与可育株无明显差异。花蕾发育后期,不育株花丝弯曲,花药粘连、干瘪、褐化、坏死,不裂药。不育株减数分裂期绒毡层细胞异常增生、排列混乱,单核至双核花粉期绒毡层延迟降解。不育株花粉母细胞减数分裂过程中存在环状单价体、滞后染色体、染色体桥、染色体缺失、不均等分离、微核和多分体等异常现象。不育株小孢子胞质紊乱,单核期花粉粒相互粘附,花粉壁皱缩变形,花粉细胞质和细胞核模糊不清,成熟花粉细胞空瘪凹陷。研究结果表明,厚轴茶雄性不育花器形态属雄蕊萎缩型和花药异常型,花药发育受阻于减数分裂至单核花粉期,存在花粉母细胞败育型和单核败育型。单核花粉期是兵花药败育的主要时期。花药绒毡层异常发育和延迟降解,花粉母细胞减数分裂染色体行为异常,小孢子和花粉粒发育异常可能是兵花药败育的主要原因。     

番茄雄性不育突变体小孢子发育的细胞学研究

利用光镜和透射电镜对番茄雄性不育突变体９５３０５的小孢子发育进行了细胞学观察。结果表明,小孢子的败育发生在小孢子母细胞时期、四分体时期以及单小孢子时期。绒毡层细胞行为异常,表现为小孢子母细胞时期提早被破坏解体,或绒毡层细胞多层径向分化,异常肥厚,挤压单核期的小孢子。此外败育方式还有单核中期小孢子无法进行外壁沉积,或小孢子的细胞质被降解成空壳,以及花药畸形,花药上长出许多附属物等异常现象。     

芝麻核雄性不育系ms86-1小孢子败育过程的超微结构

运用透射电子显微镜对芝麻核雄性不育系ms86-1的可育和不育花药进行了超微结构的比较观察。根据小孢子的细胞学形态特征,将芝麻花粉发育过程划分为小孢子母细胞形成期、减数分裂期、四分体期、单核小孢子早期、单核小孢子中期、单核小孢子晚期、花粉成熟期7个时期。对比观察表明芝麻核雄性不育的败育迹象起始于小孢子母细胞形成期,并伴随着进一步发育,败育现象逐渐明显,小孢子母细胞形成期小孢子母细胞壁形状不规则;减数分裂期小孢子母细胞壁严重扭曲变形,质膜外缺少早期外壁成分--原基粒棒;四分体期胼胝质壁外沉积物异常,呈绒毛状;四分体解体后形成畸形小孢子,孢子外壁不健全,绒毡层异常肥厚、降解延迟,释放极少量的畸形乌氏体;随后小孢子愈发皱缩,胞质凝集,内含物减少并逐渐凝聚成一团电子致密物质,最终走向完全败育。本研究揭示了不育小孢子的败育过程和败育特征,为深入研究芝麻核雄性不育败育机理奠定了基础。     

番茄雄性不育系JL-2小孢子发育的细胞学观察

从细胞学角度研究番茄雄性不育系JL-2和可育材料小孢子的发育机理,进而研究雄性不育JL-2番茄败育的细胞学机理。结果表明：可育番茄小孢子发育主要包括小孢子母细胞时期、四分体时期、单核小孢子时期和成熟花粉粒时期,期间小孢子发育靠绒毡层不断自我解体而提供营养。番茄雄性不育系JL-2小孢子败育发生在小孢子母细胞时期、四分体时期以及单核小孢子时期。败育原因为绒毡层细胞发育异常,具体表现为在小孢子发育期间绒毡层细胞提前液泡化,不能正常提供营养物质给小孢子,在四分体期和单核小孢子期,绒毡层高度液泡化,径向膨大,挤压小孢子母细胞,从而使小孢子母细胞不能正常发育而导致花粉畸形而败育。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系105A花药败育的细胞学观察

旨在了解并揭示不育系105A的花粉败育时期和细胞学特征,为进一步正确认识细胞质雄性不育系分子机制提供必要参考依据。采用石蜡制片法,对甘蓝型油菜杂交种‘青杂5号’的雄性不育系105A及其恢复系1831R的小孢子发生和花药发育过程进行观察,以确定其花粉败育的时期和细胞学特点。研究结果表明,在不育系105A花药败育过程中,一部分发生于造孢细胞时期,属于无花粉囊败育型;另一部分发生于单核晚期,属于单核败育型,其特点为单核晚期绒毡层细胞膨大向小孢子靠近,并逐步降解,其破裂胞质退化残余物侵入药室,与小孢子混合粘连在一起,甚至有些绒毡层细胞整块脱落,成为染色很深的团块状物质,占据药室一部分空间,最终小孢子降解,花药败育。     

玉米C型胞质雄性不育系花粉败育的细胞学研究

利用光学和电子显微镜对玉米C型胞质雄性不育系和保持系的花药与小孢子发育过程进行对比观察.结果表明,不育系小孢子初始败育发生在幼龄小孢子时期,单核中期基本上完全败育,绒毡层到开花前崩溃.在小孢子初始发育时期,不育系绒毡层细胞的质体呈“杯状”变态.导致雄性不育主要的细胞学原因是绒毡层细胞结构、功能的失常.     

红麻GMS与CMS小孢子败育过程的细胞学及组织化学比较

以红麻细胞质雄性不育系(GMS)L23A、保持系L23B及从该保持系中发现的细胞核雄性不育系(CMS)L23BS为材料,采用石蜡显微制片技术,在光学显微镜下比较观察了三者花药发育过程中小孢子的发育过程及组织化学变化。结果表明,L23A的花药发育过程中,小孢子发育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在减数分裂之前的退化解体,最终形成空的花粉囊; 有的因花粉母细胞减数分裂过程异常而导致不能形成小孢子四分体;有的因小孢子在四分体中不能正常释放而败育,同时绒毡层细胞过度液泡化,并提早解体死亡; 花药发育早期含有少量蛋白质和淀粉,随着花药的发育逐渐变少。而L23BS小孢子败育的时期集中于四分体至单核花粉期间,表现为小孢子发育异常,有些小孢子不能从四分体里释放出来而影响其正常发育。在四分体以前与可育系类似,花药含丰富的蛋白质和淀粉。在败育的过程中,花药中的蛋白质和淀粉含量渐渐减少,但药隔组织中的在颗粒淀粉含量几乎不变。     

软枣猕猴桃花药发育过程中主要激素及矿质元素含量特征分析

本试验以软枣猕猴桃雄株可育花药、雌株不育花药为试验材料,采用高效液相色谱以及原子吸收分光光度法,分析花药发育过程中内源激素和矿质营养的变化,以从生理角度进一步揭示软枣猕猴桃雌株小孢子败育与其的联系,并获得了以下试验结果:雌株不育花药IAA(吲哚乙酸)含量显著低于雄株可育花药;可育花药和不育花药ABA(脱落酸)含量随着花粉发育进程,经过四分体和单核期,差异达到显著水平,ABA含量在达到一定值后抑制了花粉发育的进程,导致了雌株花粉不育的发生;单核期不育花药GA3(赤霉素)含量低于可育花粉,而且可育花药ZR(细胞分裂素)含量高于不育花药,且差异显著。低含量的细胞分裂素类抑制了细胞分裂和组织分化,从而导致了雌株小孢子的败育;软枣猕猴桃雄株可育花药和雌株不育花药矿质元素含量在花粉母细胞时期、单核期以及成熟期差异呈显著水平。     

甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系160S花药败育的形态学特征和细胞学研究

明确甘蓝型油菜温敏核雄性不育系160S花器形态变化、花药败育的时期和细胞学特征,初步探究败育的原因,为深入研究不育系160S的内在分子调控机制提供理论基础,也对其在油菜两系杂交育种中的实际应用具有指导意义。本研究在15℃和28℃条件下培养试验材料160S,利用体式显微镜分别观察花发育形态特征;采用醋酸洋红染色方法观察各时期小孢子发育形态;通过石蜡切片和苏木精-伊红染色对可育植株(MaleFertile/160S-MF)和不育植株(MaleSterile/160S-MS)花药细胞学特征进行显微观察;TUNEL染色法检测花药发育各时期绒毡层细胞凋亡情况。160S-MF在15℃表现为可育,雄蕊正常发育,成熟的花药呈黄色,形态饱满,正常开裂,表面一层有活性的花粉附着在上面;28℃条件下, 160S-MS花朵的雌蕊、萼片与160S-MF花朵无差异,但花瓣变小,花丝变短,雄蕊明显退化,花药干瘪呈黄褐色,无花粉粒附着在花药上,表现出雄性完全不育。160S-MF的小孢子能正常发育为成熟有活力的花粉。而160S-MS由于雄蕊完全败育,未观察到小孢子和花粉粒。160S-MS花药在造孢时期和花粉母细胞时期与160S-MF无明显差异,但在减数分裂期,160S-MS花药绒毡层形态和结构出现异常,绒毡层细胞排列不整齐,细胞空泡化,伴随提前解体。同时花粉母细胞发育受阻,无四分体结构形成,最终在减数分裂期完成前形成空的花粉囊。TUNEL检测发现, 160S-MS花药绒毡层细胞在减数分裂期开始凋亡。本研究结果表明, 160S属花粉母细胞败育型不育系,败育时期发生在减数分裂期,绒毡层异常降解,绒毡层未向腺质型转化,不能提供花粉母细胞发育所需要的营养物质,致使花粉母细胞发育受阻无法形成四分体结构,从而导致小孢子无法形成,花药形成空的花粉囊,产生雄性不育。     

Cytological and molecular characterization of a new cytoplasmic male sterility in rapeseed

It is very important for rapeseed hybrid production to develop and utilize a novel cytoplasmic male sterility (CMS) system concerning the possible risk because of a narrow cytoplasm background. Here the anatomy of anther development in the CMS system, named NCa , was observed using light microscope and transmission electron microscope, and the restriction fragment length polymorphism (RFLP) analyses of mitochondrial DNA of NCa sterile line were also performed in comparison with the other rapeseed sterile lines, such as pol , nap , ogura , and tour . The anther abortion of this CMS line occurred at the later uninucleate microspore stage, and the anatomic aborting characteristics were obviously different from all the other rapeseed CMS lines reported before. The RFLP analyses revealed that five probe/enzyme combinations could distinguish the five CMS lines. The results of anatomic observations and mitochondrial DNA polymorphism indicated that the NCa CMS system is a novel one which differs from the pol , nap , ogura , and tour systems.     

小麦质不育系及其保持系花药中SOD同工酶和脂质过氧化作用初步研究

对小麦Ｔ型和Ｐ型细胞质雄性不育系及保持系花药中ＳＯＤ活性、ＳＯＤ同工酶及脂质过氧化作用的研究结果表明，单核期不育系花药中的ＳＯＤ活性比保持系略低，ＳＯＤ同工酶带数与保持系相同。到二核期和三核期不育系花药中缺少一条ＳＯＤ同工酶带，ＳＯＤ活性也比保持系明显降低。不育系花药在三个发育时期的ＭＤＡ含量均明显高于保持系。同时发现在三核期不育系旗叶减少一条ＳＯＤ同工酶带。体内活性氧清除能力降低及脂质过氧化用加     

两个萝卜雄性不育材料胞质的细胞学与分子鉴定

本研究以晚抽薹萝卜雄性不育系及其相应保持系为试材,石蜡切片法显微观察小孢子发生的细胞学结果表明:不育系NAURWA01、NAURWA13败育方式相似,在四分体之前的小孢子与保持系没有明显差别;单核小孢子早期绒毡层出现小液泡,逐渐汇集成大液泡,外粉壁变薄,绒毡层径向伸长异常膨大,挤压小孢子,细胞质紧缩,绒毡层延迟解体,不能为核有丝分裂提供能量,致使小孢子败育,最后一同降解.利用2对特异引物扩增Ogura相关基因,在不育系NAURWA01、NAURWA13中扩增出与Ogura相关基因分子量相同的特异条带,而在保持系没有任何条带出现.对特异条带回收克隆测序发现与orf138同源性很高,但是在编码区有3个碱基的差异.推测两个萝卜不育系属于Ogura CMS的变异类型.     

小麦新型化学杂交剂的筛选

为拓展小麦化控两系途径的药剂种类,降低化学杂交剂(CHA)成本,利用西农1376检验15种化学药剂、4个浓度、3个施用时期(小麦不同发育时期)的诱导不育效果, 并对花药败育的机制进行了研究。结果表明,各处理诱导小麦花粉败育效果差异较大,Feek’s 7.5和9.5时期,15种药剂各浓度处理诱导植株营养生长发育异常或花粉败育不明显;Feek’s 8.5时期,T6药剂0.24 kg hm^-2诱导雄性不育率为93.33%,植株表型及雌蕊发育正常,对其饱和授粉,能获得杂交种子,且饱和授粉结实率较高。石蜡切片观察该处理诱导雄性不育花药的绒毡层细胞降解过程异常,自单核早期绒毡层细胞核明显降解,单核中后期花粉内核也开始降解,直至三核期,绒毡层细胞及花粉内核及营养物质基本消失,仅剩少量花粉壁残留,最终导致花粉败育。因此认为,T6诱导的小麦生理型雄性不育与绒毡层的异常降解直接相关。     

萝卜胞质紫菜薹雄性不育系花药发育的细胞形态学研究

通过2种细胞质紫菜薹雄性不育系小孢子发生的细胞形态学观察表明,供试不育系的雄蕊都深度退化,花药内无花粉。改良不育系小孢子在四分体前发育正常,在单核小孢子期,绒毡层异常膨大挤压小孢子,造成小孢子发育营养不良,引起小孢子败育。Ogura不育系的小孢子发育有所不同,它在孢原细胞分化期之前就已有53%败育,不形成花粉囊;形成花粉囊的孢原细胞大多只形成2个体积很小的的花粉囊,其中的小孢子发育与改良不育系的小孢子发育相似:单核早期绒毡层膨大挤压小孢子,使小孢子败育。     

Triticum spelta 1BS染色体对K型小麦不育系花粉发育的影响

利用非1B/1R与1B/1R类型小麦雄性不育系及保持系, 对2类K型不育系及其保持系花粉发育过程中丙二醛含量、花粉细胞膜透性、SOD活性、花粉发育形态等几个方面进行比较研究。结果表明,2类型小麦不育系花粉丙二醛含量和花粉提取液电导率从减裂期到散粉成熟期变化趋势基本一致,都呈上升趋势,而保持系在花粉发育全过程中2项指标都基本保持平稳。2类型不育系SOD活性从单核期到三核期都一直呈下降趋势。与保持系相比, 2类不育系的SOD活性从单核期到二核期均显著高于其相应的保持系,三核期均低于其相应的保持系,且呈继续下降趋势。推断2类不育系的败育过程和败育时期基本一致,花粉败育的关键时期可能均为单核期到三核期。但花粉发育形态的染色观察表明,非1B/1R不育系从二核期出现花粉形态异常,而1B/1R不育系到三核期才出现,似乎又反映出非1B/1RK型不育系花粉败育稍早于1B/1RK型不育系。