诱导大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体

该文以银腺杨、毛白杨等白杨为材料, 对大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体技术进行了研究．结果表明: 银腺杨大、小孢子母细胞减数分裂存在着时序性相关．以花粉发育进程为参照,可以相对准确地确定大孢子染色体加倍诱导2n雌配子的有效处理时期．花粉发育到单核中期,即大孢子母细胞减数分裂进入细线末期,是银腺杨大孢子染色体加倍的最佳处理时期,此时施加秋水仙碱处理,三倍体得率最高达167%．银腺杨×毛白杨杂种三倍体在苗期表现出了巨大、速生的特性.      

毛白杨大、小孢子母细胞减数分裂进程的相关性

【目的】对毛白杨大、小孢子母细胞减数分裂进程的相关性进行研究,为毛白杨多倍体诱导提供细胞学理论基础与技术支持。【方法】2014-01采集毛白杨雌、雄花枝于温室水培,自水培46h开始每隔2~3h取雌、雄花芽样品,采用石蜡切片和醋酸洋红压片技术对毛白杨大、小孢子母细胞减数分裂进程及其对应关系进行观察研究。【结果】毛白杨小孢子母细胞在水培52h开始减数分裂,发育到双核花粉粒共历时约10d;大孢子母细胞在水培118h开始减数分裂,发育至二核胚囊期共历时约13d。毛白杨大、小孢子母细胞减数分裂的进程以及与雌、雄花芽外部形态的变化之间均存在一定的相关性,在水培118h毛白杨大孢子母细胞开始减数分裂进入细线期时,其小孢子母细胞减数分裂至四分体时期,此时雌花序微微露出芽鳞,雄花序1/4以上伸出芽鳞,花药呈块状微红色;在水培144h大孢子母细胞减数分裂发育到粗线期时,其小孢子母细胞大多已发育至单核期,此时雌花序1/5伸出芽鳞,雄花序1/3以上伸出芽鳞,花药呈块状浅红色;在水培237h大孢子母细胞减数分裂发育到中期Ⅰ时,其小孢子母细胞已发育至双核期,此时雌花序1/3伸出芽鳞,雄花序1/2以上伸出芽鳞,花药呈块状红色。【结论】根据大、小孢子母细胞减数分裂进程的时序相关性,通过观察相同培养条件下小孢子母细胞减数分裂的时期,可即时判别大孢子母细胞的减数分裂进程;还可从花芽长度、花药颜色等来估计大、小孢子母细胞减数分裂所处的时期。     

白杨大孢子母细胞减数分裂进程及其即时判别

以毛新杨、银腺杨为材料,对白杨大、小孢子母细胞减数分裂进程及其相互关系进行研究.结果表明:不同白杨的大孢子母细胞减数分裂进程存在差异性,其中,毛新杨大孢子母细胞减数分裂相对启动较早,水培84 h已进入减数分裂细线期,但减数分裂时间历时较长;而银腺杨雌花芽水培140 h才进入减数分裂细线期,其减数分裂进程相对较快;毛新杨、银腺杨大孢子母细胞减数分裂进入粗线期均需6～7 d时间.毛新杨、银腺杨大、小孢子母细胞减数分裂进程存在时序性相关,当小孢子母细胞减数分裂至四分体,大孢子母细胞才进入减数分裂细线期;而当大孢子母细胞减数分裂到达粗线期时,小孢子多数已发育至单核靠边期.根据雌雄配子发生、发育的时序性对应关系,通过相同培养条件下小孢子发育进程的观察,可以对白杨大孢子母细胞减数分裂进程进行即时判别.      

高温诱导胚囊染色体加倍获得毛白杨杂种三倍体

鉴于多倍体育种在杨树良种选育方面的优势,针对配子败育严重的毛白杨作母本杂交困难等问题,根据多年实地观察,选择结实率较高的毛白杨无性系3119、3532、8212为母本,银腺杨雄株YX1为父本,尽可能在雌蕊发育接近可授期时进行雌花枝水培,防止因营养不足而导致杂种胚败育的影响,在此基础上,选用39和42 ℃高温分别对授粉后4、16、28和52 h的雌花序持续处理2和4 h,并设置未施加高温处理的对照组合,同时同步固定与处理花序状态相同的毛白杨无性系3119的雌花序,组织切片观察统计胚囊发育过程各时期所占比例,以确定毛白杨胚囊染色体加倍与胚囊发育的相关关系。结果表明:3个杂交组合的各处理共获得458株毛白杨杂种三倍体,其中毛白杨3119×银腺杨组合共获得211株杂种三倍体,平均三倍体得率为57.97%;毛白杨3532×银腺杨组合共获得230株杂种三倍体,平均三倍体得率为65.71%;毛白杨8212×银腺杨组合共获得17株杂种三倍体,平均三倍体得率为70.83%,对照组合未获得杂种三倍体。从染色体加倍有效处理时期看,毛白杨3119雌花序在授粉后4~64 h均处于胚囊发育的3次有丝分裂内,不同花序间以及同一花序不同胚珠间表现出一定程度的不同步性,证明高温加倍获得的毛白杨×银腺杨杂种三倍体来源于胚囊染色体加倍;而从染色体加倍的处理温度和持续处理时间看,39、42 ℃的处理温度和2、4 h的处理持续时间均适宜于毛白杨胚囊染色体加倍,不同处理温度和不同持续处理时间之间并无太大差异。对杂种后代生长性状观察结果表明,各杂交组合的三倍体株高和地径平均值普遍高于二倍体。有关研究结果表明,高温诱导胚囊染色体加倍是一种高效获得杨树杂种三倍体的方法,对于毛白杨遗传改良具有重要价值。      

风铃草大孢子母细胞减数分裂进程及其即时判别

[目的]研究风铃草大孢子母细胞减数分裂进程及其即时判别。[方法]以阔叶风铃草为材料,采用常规石蜡切片技术对其大、小孢子母细胞减数分裂进程及其相互关系进行研究。[结果]风铃草的大、小孢子母细胞减数分裂进程与花芽外部形态存在一定的相关性,可从花芽长度变化估计大、小孢子母细胞减数分裂进程;风铃草大、小孢子母细胞减数分裂进程亦存在一定的时序相关性,当风铃草花芽发育到5mm时,小孢子多数已发育至四分体和单核早期,大孢子母细胞减数分裂才进入粗线期。风铃草花芽解剖表明花药和子房是上、下结构的位置关系。[结论]根据雌、雄配子发生、发育的时序性对应关系,通过对同一花芽的小孢子发育进程的观察,可以对风铃草大孢子母细胞减数分裂进程进行即时判别。     

大青杨花粉母细胞减数分裂及其发育

在温室（10～20℃）水培条件下,对大青杨花粉母细胞减数分裂及花粉发育过程进行了研究,结果表明：大青杨完成孢母细胞到四分体发育大约需要120h;减数分裂过程中最关键而复杂的前期Ⅰ大约占整个减数分裂进程60％的时间;当染色体从中期Ⅰ向两极迁移时,有明显落后的染色体,中期Ⅱ分裂相具有大量平行纺锤体和垂直纺锤体;大青杨花粉母细胞减数分裂与其雄花芽和花药形态有着密切关系,可从花芽外部形态变化判断花粉母细胞减数分裂进程。     

山核桃雌花发育的解剖学研究

为掌握山核桃(Carya cathayensis)雌花花芽分化规律,从超微结构、显微结构和外部形态变化多个层次上综合研究雌花发育过程。结果表明,雌花发育过程从3月下旬开始到5月中旬基本完成,历时约35 d,整个过程可分为未分化期、分化初期、花序分化期、总苞形成期和雌蕊形成期共5个时期。未分化期雌花芽外部形态与叶芽无区别;分化初期生长点趋于半圆形;花序分化期3个小花原基形成;总苞形成期每一小花周围形成1个总苞片和3个小苞片;雌蕊形成期小花继续发育,胚囊形成。     

羊奶果的大、小孢子发生与雌雄配子体发育

通过对羊奶果的大、小孢子发生和雌雄配子体发育的研究,结果表明,大孢子的发生滞后于小孢子,小孢子母细胞完成减数分裂Ⅰ期时,大孢子的发生还只处于孢原细胞时期,授粉后,大孢子可能受到某种刺激作用而加速发育,二者的发育进程和谐且都较快,一般在7 d之内完成.绒毡层发育为腺质型,胞质分裂为同时型,成熟花粉为3细胞型.倒生胚珠,基底胎座,厚珠心,双珠被,蓼型胚囊,孢原细胞直接长大成大孢子母细胞、反足细胞退化早.     

青杨派树种雌蕊柱头可授性及最佳授粉时期

为提高青杨派树种有性杂交和多倍体诱导效率,以小青杨、小叶杨和哲引3号杨等青杨派树种及杂种为材料,用过氧化物酶试纸溶液测试结合授粉观察的方法对其雌蕊柱头可授性及最佳授粉时期进行了研究。结果表明: 在温室水培条件下,青杨派树种花序可授期持续4～5 d; 花序不同部位雌蕊柱头获得可授性的时间不同,基部雌蕊柱头最早获得可授性,而顶部雌蕊柱头获得可授性最晚; 过氧化物酶试纸溶液在具有可授性的柱头表面呈现蓝色阳性反应,在育种实践中,可以应用过氧化物酶试纸溶液快速、有效地对青杨派树种雌蕊柱头可授性进行检测; 3种青杨派树种雌花序柱头最佳授粉期为花序顶部露出芽鳞84～96 h,以此为参照点,对于适时施加理化处理诱导胚囊染色体加倍选育青杨三倍体等工作具有重要的指导价值。      

金冠苹果大孢子发生和胚囊发育及其物候期的研究

本文描述了金冠苹果大孢子发生和胚囊发育的形态学过程及其物候期。从大孢子母细胞到成熟胚囊约需10天左右;大孢子母细胞减数分裂过程约需1—2天;大孢子发育为成熟胚囊约需7—8天。     

高温诱导大孢子染色体加倍选育毛白杨杂种三倍体

目的鉴于杨树三倍体具有突出的营养生长优势,针对毛白杨良种选育中母本效应难以充分利用问题,选择毛白杨育性好的雌株诱导大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体,为毛白杨三倍体育种提供技术支撑。方法本研究以毛白杨无性系MC1和MC2为母本,银腺杨YX1为父本。根据白杨大小孢子发生发育存在相关性的原理,以雄株小孢子发育进程为即时判别大孢子发生进程的参照,当小孢子发育至单核早期、单核靠边期和双核期时,分别施加38、40和42 ℃高温持续处理雌花序4 h。结果两个杂交组合的处理组共得到189株毛白杨杂种三倍体,其中MC1×YX1组合中共获得70株杂种三倍体,平均诱导率为56.45%;MC2×YX1组合中共获得119株杂种三倍体,平均诱导率为47.04%,对照组未获得杂种三倍体。当小孢子发育至单核靠边期,对应大孢子母细胞减数分裂至粗线期至中期Ⅰ,此时施加38和40 ℃高温处理4 h是毛白杨大孢子染色体加倍的最佳处理时期。两个杂交组合的杂种三倍体在平均苗高和地径生长方面均优于二倍体,但组合间存在一定差异,表明三倍体育种同样需要重视亲本选配。结论研究进一步证明高温诱导大孢子染色体加倍是一种高效获得毛白杨杂种三倍体的技术途径,相关技术进步对于推进毛白杨良种选育进程具有重要的意义。      

薄壳山核桃‘Mahan'品种雄花发育及花粉粒萌发特性研究

为探究薄壳山核桃雄花发育及花粉粒萌发特性,以‘Mahan’为研究对象,系统观测雄蕊开花习性,从显微结构水平跟踪掌握薄壳山核桃雄花发育过程,利用扫描电子显微镜观察‘Mahan’花粉粒结构及其在雌花柱头表面的萌发特性。结果表明,3月下旬的解剖切片观察到雄花芽内有3束葇荑花序,雄蕊原基形成并分化,至4月中旬雄蕊基本形成;4月下旬雄蕊进一步分化形成小花,花药内形成4个花粉囊,花粉囊壁分为绒毡层、纤维层和中层,其内部花粉母细胞减数分裂形成四分体,至4月底绒毡层解体,四分体也解体形成4个单胞花粉粒;5月上旬花粉粒继续发育形成2-胞花粉粒,此时花粉完全成熟。人工授粉4 h后,花粉在柱头表面开始萌发;授粉12~24 h花粉普遍萌发,花粉管伸入柱头向下生长;2 d后花粉管继续伸入胚珠,柱头表面花粉管皱瘪;4 d后花粉管伸入到胚珠位置。     

杜仲大小孢子母细胞减数分裂进程对应关系的研究

以杜仲雌雄花芽为材料,通过对杜仲大、小孢子母细胞减数分裂时期的观察对比发现:①杜仲小孢子母细胞减数分裂一般在3月下旬到4月上旬之间进行,花药从团聚开始向四周伸展时,小孢子母细胞开始进入减数分裂,前期持续时间较长,中期Ⅰ到末期Ⅱ分裂进行较快.杜仲花粉为2-细胞型,发育过程经历小孢子单核期（早期、中期、晚期）、二核期（前期-后期）、成熟花粉期,自减数分裂结束后至散粉历时15 d左右.②杜仲大、小孢子母细胞减数分裂时间相差很长,大孢子母细胞减数分裂开始的时间相对较晚、延续的时间较长.大约在小孢子母细胞减数分裂结束后10 d左右,大孢子母细胞才刚刚开始进入减数分裂,此时花粉发育至二核期;恰好当花粉成熟散粉时,大孢子母细胞发育到减数分裂的细线末期到粗线期.根据雌雄配子发生、发育的时序性对应关系,通过相同培养条件下小孢子发育进程的观察,可以对杜仲大孢子母细胞减数分裂进程进行即时判别.      

剪秋罗大小孢子母细胞减数分裂进程观察

该研究以大花剪秋罗为材料,研究其大孢子母细胞减数分裂进程、花粉母细胞减数分裂进程及其形态学特征上的对应关系,以便从形态学上辨别其对应的减数分裂时期,便于日后对其进行多倍体诱导育种工作。结果表明通过对大花剪秋罗大小孢子母细胞减数分裂进程的观察,发现大花剪秋罗大小孢子母细胞发育过程和外部形态存在一定的时序对应关系,可根据外部形态结合小孢子母细胞临时压片来初步判别大孢子母细胞减数分裂时期,但个体之间的同步性是否一致有待进一步研究。     

山桐子花芽分化及雌雄配子体发育

利用常规石蜡切片技术对山桐子花芽分化与配子体的发育过程进行研究。结果表明,山桐子花芽分化可划分为6个时期:花芽未分化期、花芽分化初期、花序轴分化期、花序分化期、花器官分化期、雌雄蕊形成期。山桐子的花芽分化始于8月下旬,在形成花序轴原基之后进入休眠期。花药壁由表皮、药室内壁、中层（2~3层）、绒毡层组成。小孢子母细胞经过减数分裂形成四分体,四分体为四面体结构,成熟花粉为2-细胞型。子房1室,多胚珠;胚珠倒生;双珠被,厚珠心;大孢子四分体为直线型,合点端大孢子发育成功能大孢子,胚囊发育为蓼型。     

牛角瓜大孢子与小孢子的发生发育观察

【目的】明确牛角瓜[Calotropisgigantea(Linn.)W. T. Aition]大孢子与小孢子的发生发育情况,为其耕作栽培学及植物学研究提供基础资料,也为其遗传育种研究及品种改良打下基础。【方法】于盛花期采集不同发育时期的牛角瓜花蕾,运用石蜡切片技术观察其大孢子与小孢子的发生发育特征。【结果】牛角瓜大孢子与小孢子的发育时期与其花器官外部形态特征存在对应关系,雄蕊的发生发育早于雌蕊。牛角瓜小孢子黏连成块状结构,与普通植物的分散型小孢子形成鲜明对比,其小孢子母细胞发育为连续型,绒毡层细胞有3~4层,为腺质绒毡层,单核期绒毡层细胞壁开始降解,花粉成熟后绒毡层细胞自溶。胚囊发育类型为蓼型,胚珠横生,无珠被;四分体呈线型排列,成熟胚囊有次生核。【结论】牛角瓜大、小孢子发生及雌、雄配子体发育与花器官外部形态大小密切相关,其结实率低并非雌性或雄性败育所致。     

引种鲁梅克斯长叶-20的生殖特征

运用石蜡切片技术、光学显微镜和扫描电子显微镜技术对鲁梅克斯长叶-20花芽形态分化、大小孢子发生与雌雄配子体发育以及胚后发育等生殖过程进行研究。结果表明,鲁梅克斯长叶-20花芽分化分为花序原基分化期、小花原基分化初期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基形成期和雌蕊原基形成期;小孢子母细胞经减数分裂形成四分体,属四面体型,成熟花粉粒以2-细胞型为主,兼有3-细胞型,具有3条或4条萌发沟;雌蕊发育过程中双珠被的倒生胚珠、厚珠心发育形成核型胚乳,大孢子母细胞减数分裂后形成的四分体呈线形排列,合点端的一个功能大孢子发育成单核胚囊,经三次连续的有丝分裂形成八核的蓼型胚囊;受精后初生胚乳核先于合子分裂,为胚的发育提供营养,胚经过原胚期、球形胚期、心形胚期直至发育成具有完整子叶的成熟胚。     

杉木小孢子发生与雄球花发育相关性研究

【目的】探究杉木小孢子母细胞减数分裂过程与雄球花外部形态变化的关系,为进一步开展杉木生殖生物学研究提供参考。【方法】以杉木雄球花为材料,采用数码相机实地拍照、体视镜以及醋酸洋红染色压片法研究杉木小孢子母细胞减数分裂和雄球花生长发育的过程。【结果】杉木雄球花着生于新枝顶端,外部有芽鳞包裹。随着小孢子母细胞减数分裂进行,雄球花的芽鳞逐渐打开,小孢子叶的体积增大,逐渐伸长到芽鳞之外,最终将雄球花的芽鳞挤压脱落;而小孢子叶颜色和大小也有着明显的变化,颜色经过翠绿色、黄绿相间、黄褐色、并最终变成红褐色,其长度变化范围为3.278～5.229 mm,直径变化范围为2.626～3.868 mm。观察杉木减数分裂过程发现：小孢子母细胞染色体行为存在异常,如减数分裂中期Ⅰ的落后染色体,后期Ⅰ和后期Ⅱ染色体分裂不同步,以及在四分体时期观察到不均等分裂,如二分体、三分体。不同着生位置的雄球花发育具有不同步性;同一个雄球花的不同小孢子叶以及相同小孢子叶的小孢子母细胞减数分裂进程也不相同,整个减数分裂过程大约持续3 d。【结论】杉木小孢子母细胞减数分裂进程与雄球花外部形态及小孢子叶颜色和大小的变化密切相关,其减...     

秋水仙碱处理诱导银灰杨2n花粉与杂种三倍体创制

目的为创制银灰杨杂种三倍体新种质,研究完善银灰杨三倍体育种技术体系,筛选生长迅速、抗逆性强的银灰杨新品种。方法本研究以银灰杨、河北杨以及银腺杨为试验材料,在优化秋水仙碱诱导银灰杨花粉染色体加倍技术条件的基础上,开展了秋水仙碱注射处理对2n花粉粒表面结构的影响以及杂交创制杂种三倍体的研究。结果减数分裂时期、注射次数、减数分裂时期与注射次数的交互效应均对2n花粉诱导率具有极显著影响。利用0.5%的秋水仙碱溶液对发育至粗线期的花粉母细胞进行11次注射处理是秋水仙碱诱导银灰杨花粉染色体加倍的最佳处理组合,2n花粉平均诱导率最高可达（30.27 ± 8.69）%。与天然2n花粉粒相比,秋水仙碱诱导型2n花粉粒表面结构出现了明显的裂沟,说明秋水仙碱注射处理对2n花粉花粉壁形成具有一定的影响。选取含有一定2n花粉比例的花粉,分别与河北杨、银腺杨雌配子进行授粉杂交,共收获杂种苗木4 955株,检测出三倍体5株,其中,2株三倍体来源于河北杨 × 银灰杨的杂交组合;另3株三倍体来源于银腺杨 × 银灰杨的杂交组合。结论秋水仙碱能高效诱导银灰杨花粉染色体加倍并获得2n花粉,但是注射会影响2n花粉花粉壁的形成,使得2n花粉粒表面结构产生裂沟。秋水仙碱诱导的2n花粉可以用于授粉杂交,成功获得杂种多倍体植株。      

柠条锦鸡儿的大孢子发生和雌配子体发育

利用常规石蜡切片技术对柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)大孢子发生和雌配子体发育的过程进行了观察.结果表明:柠条锦鸡儿子房1室,1心皮,含多枚倒生胚珠;双珠被,薄珠心:珠心表皮下细胞分化为孢原,并直接发育成大孢子母细胞;大孢子母细胞减数分裂形成直列四分体,合点端的一个发育形成单核胚囊,胚囊发育属寥型;成熟胚囊的结构为:珠孔端为2个助细胞和1个卵细胞,中央为1个二核中央细胞,合点端为3个反足细胞.扫描电镜观察柱头乳突细胞为棒状,胚珠倒生.