高粱A2类型CMS A2V4败育过程的细胞学研究

以A2V4/B2V4为材料,对A2类型雄性不育系的减数分裂过程中染色体行为和花药发育过程中绒毡层的变化进行了细胞学观察研究。结果表明:高粱A2V4 CMS的染色体行为,在前期Ⅰ至中期Ⅰ无任何异常现象,从后期Ⅰ开始,染色体行为出现各种异常现象,同源染色体在走向两极时出现滞后或部分不分离、或在后期Ⅱ姐妹染色体不分离造成细胞内染色体多倍化,以致形成两极染色体数目不等、在一个细胞内有几个染色体团或核、三分体和“T”型、直线型排列的四分体;花药发育过程中也有大量异常现象,药室的绒毡层细胞不形成或提前解体,药室内的花粉母细胞不发育或小孢子液泡化,绒毡层细胞发育异常,出现巨型化而挤满整个药室或绒毡层细胞虽发育正常,但花粉母细胞发育异常,在造孢细胞时期即开始出现变形现象,随后发生粘连退化,绝大部分花粉母细胞不能完成正常的减数分裂过程而形成四分体,所有这些异常现象最终导致小孢子退化。     

水稻光温敏核雄性不育系培矮64S 花粉败育的细胞学机理

 采用半薄切片及薄切片技术, 对水稻光温敏核雄性不育系培矮64S 与正常水稻品种IR36 的花粉形成发育过程进行了比较研究。结果表明, 小孢子母细胞减数分裂之前, 培矮64S 与IR36 的发育过程基本相似。但从减数分裂开始, 培矮64S 的雄性性细胞出现一些异常变化, 并最终发育至二胞花粉早期败育。这些变化主要发生在两个阶段: (1) 减数分裂前期,约半数的小孢子母细胞的胞质出现异常, 游离核糖体稀少, 并具有不发育线粒体和大量泡状内质网。这类异常的小孢子母细胞在随后的发育中逐渐液泡化并最终解体。(2) 早期小孢子形成之后, 几乎所有小孢子外壁均发育异常, 表层与里层之间界限不清, 缺少中间透明带, 同时内壁没有形成。但是, 在花粉发育的整个过程中, 培矮64S 与IR36 绒毡层的发育和降解过程基本相似。据此认为, 培矮64S 的花粉败育可能是由小孢子母细胞或花粉外壁的异常发育造成的, 而不是由绒毡层发育引起的。     

温敏雄性不育小麦BNS366花粉败育的细胞学观察

为了明确温敏雄性不育小麦BNS366雄性败育的细胞学机理,采用醋酸洋红染色法观察减数分裂和小孢子发育过程,用1%I2-KI溶液染色进行花粉育性统计;以温敏不育系BNS和常规品种扬麦13作为对照。结果表明,BNS366的减数分裂和小孢子发育过程与BNS完全一致,即:在减数分裂过程中,中期Ⅰ染色体出现滞后现象,在形成二分体和四分体时细胞质分裂不均匀,出现三孢现象;小孢子发育过程中,只观察到单核靠边期,最后核物质解体出现空孢现象。而扬麦13在减数分裂过程中染色体表现正常,小孢子发育过程中,观察到单核期→双核期→三核期。开花期,BNS366和BNS花粉均表现典败和圆败,扬麦13可育。减数分裂表现出的异常行为是导致BNS366花粉败育的原因之一,单核靠边期是其败育的关键时期。     

茉莉花胚胎学研究Ⅰ.小孢子发生与雄配子体发育

系统研究了茉莉花双瓣品种的小孢子发生与雄配子体发育过程。观察结果表明 :茉莉花双瓣品种药壁发育为基本型 ,中层在小孢子减数分裂时期逐渐解体 ,绒毡层是异型细胞绒毡层 ,解体迟 ,不利于小孢子发育 ,药室内壁纤维层加厚不明显。小孢子从减数分裂中期 开始走向败育 ,胞质分裂为同时型 ,正常四分体为正四面体形。雄配子体发育大多不正常 ,其发育早期有花粉管萌发的异常现象。空瘪、异形花粉多 ,正常与不正常比例为 10 0∶ 32 4。成熟花粉粒为 2 -细胞型 ,具三个萌发孔。     

茉莉花胚胎学研究 I．小孢子发生与雄配子体发育

系统研究了茉莉花双瓣品的小孢子发生与雄配子体发育过程。观察结果表明：茉莉花双瓣品种药壁发育为基本型，中层在小孢子减数分裂时期逐渐解体，绒毡层是异常细胞绒毡层，解体迟，不利于小孢子发育，药室内壁纤维层加厚不明显。小孢子从减数分裂中期1开始走向败育，胞质分裂为同时型，正常四分体为正四面体形。雄配子体发育大多为不正常，其发育早期有花粉管萌发的异常现象。空瘪、异形花粉多，正常与不正常比例为100：324。成熟花粉粒为2－细胞型，具三个萌发孔。     

同源四倍体水稻花粉的发育特征

利用激光扫描共聚焦显微技术观察了同源四倍体水稻紫粳 4x花粉的发育过程及其败育时期和方式。在成熟花粉中正常花粉只占45.5％,还有54.5％的花粉在发育过程中发生败育。在小孢子母细胞减数分裂过程中出现了一些异常现象,如染色体不能正常配对、形成异常二分体及二分体分裂不同步等现象。绝大部分花粉败育发生在单核小孢子期和二胞花粉晚期。在败育花粉中典败花粉粒占21.4％,圆败花粉粒占5.0％,染败花粉粒占28.1％。导致紫粳 4x花粉败育的原因可能是由于其染色体数目加倍,在减数分裂过程中有些染色体不能正常配对,从而进行异常分裂造成的。     

甘蓝型油菜双显性细胞核雄性不育系Shaan-GMS雄配子发育观察

采用常规压片与冰冻切片两种方法,观察甘蓝型油菜不育系Shaan-GMS的不育株与可育株小孢子母细胞减数分裂和小孢子发育过程,以阐明小孢子败育时期和细胞学特征。植株表型上,花期可育株与不育株花器官差异较大:不育株花丝较短,花药小且干瘪,微粉或无粉,淡黄色;细胞学观察结果显示不育株的花粉母细胞能够进行正常的减数分裂,形成四分体,但在单核期开始发生异常。主要表现为小孢子从四分体中释放后无法形成正常的小孢子外壁,随后小孢子外壁、内容物和绒毡层均提早降解,只剩下空壳与残渣,药室也随之萎缩变形,最终导致花粉败育。上述结果说明Shaan-GMS为单核败育类型,可能是一个细胞核雄性不育新材料。     

一种甘蓝型油菜双隐性细胞核雄性不育的细胞学观察

本研究利用涂片和切片两种方法,对甘蓝型油菜双隐性细胞核雄性不育两用系的不育株与可育株小孢子母细胞的减数分裂和小孢子发育的细胞学进行了观察。结果表明, 不育系从减数分裂时期就开始发生异常，出现了染色体桥，花粉母细胞分裂不同步等现象，随后形成大小不等的四分体或多分体，小孢子释放以后没有开始花粉壁的形成,并且细胞质逐渐降解,最后只剩下降解后的残渣，药室也随之萎缩变形。     

红掌小孢子母细胞减数分裂观察及2n花粉遗传的细胞学分析

与无性多倍化相比,2n花粉在三倍体育种方面有明显优势。为了在红掌育种中使用2n花粉,本研究对红掌肉穗花序发育过程的小孢子母细胞减数分裂进行观察。以前期I为诱导时机,使用秋水仙素溶液棉浸法对红掌肉穗花序进行诱导,观察到二分体和三分体,获得了加倍的2n花粉。在小孢子母细胞第二次减数分裂过程中,观察到融合纺锤体,三极纺锤体和加倍的4n小孢子母细胞与2n花粉形成有直接关系。     

质核互作型红麻雄性不育系细胞学形态观察

为了掌握红麻质核互作型雄性不育系败育发生的时期、发生方式以及花粉发育过程,采用石蜡切片法观察其小孢子发育过程进行花粉发育时期的准确划分,为红麻杂种优势利用提供理论依据。花粉发育分为6个时期,发育天数在25-28天,不育系发生败育的主要时期为单核期。不育系和保持系均能形成四分体,但在单核期时,不育系的绒毡层退化严重,明显早于保持系,小孢子出现畸形,不能形成正常的花粉粒,导致最后败育。     

水稻花粉发育过程及其分期

以籼稻品种IR36为材料,采用塑料半薄切片技术、新鲜花药整体观察及游离的雄性细胞观察方法,对水稻花粉发育全过程及其药壁组织的情况进行了系统的研究,初步将这一过程划分为8个时期,即小孢子母细胞形成期、小孢子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二胞花粉早期、二胞花粉晚期和成熟花粉期。并证实了花粉自然发育过程中不存在收缩期。在这一发育过程中,绒毡层出现3种明显不同的发育形态,这些形态特点对于判断花粉发育阶段具有重要的参考价值及辅助作用。     

橡胶树的花粉发育过程

橡胶树的花粉发育,包括小孢子发生与雄配子体发生两个环节。前者是指花粉母细胞(小孢子母细胞)通过减数分裂产生幼小的单核花粉(小孢子)(图版Ⅰ,1～8;图版Ⅱ,9～14);后者是指单核花粉通过两次有丝分裂形成三核的成熟的花粉(雄配子体)(图版Ⅲ,15～20)。     

再生稻分蘖花粉发育进程的形态诊断

在再生稻分蘖花粉发育过程中,追踪观察了茎秆高节位器官伸长动态。结果表明,倒2节位节间开始显著伸长时正当花粉母细胞减数分裂期。倒1节位节间开始显著伸长时正当小孢子单核靠边期。穗颈节间开始显著伸长时正当二胞花粉期,穗颈节间定长露出剑叶鞘时正当穗下部颖花的花粉成熟期。研究结果为花粉发育进程提供了形态诊断指标。     

水稻空间诱变雄性不育新种质的细胞学研究

通过对空间诱变产生的雄性不育新种质WS-3-1 及其亲本特籼占13和一般品种IR36花粉形成发育过程的深入研究,发现WS-3-1 是一份无花粉型的雄性不育新种质,不育性稳定,不受光温条件影响。其败育机理是花药中层在小孢子母细胞早间期开始液泡化,过早降解,引起绒毡层过早退化,使绒毡层无法正常行使功能,导致小孢子母细胞粘连并在二分体时期解体,无法形成花粉。初步认为空间致变作用是明显的,会诱导一些特殊的变异。     

水稻 (Oryza sativa L.)花粉及花药壁发育的超微结构研究

 运用透射电子显微镜技术,系统观察了水稻花粉及其花药壁层的发育过程,发现了一些新的现象：(1)小孢子母细胞减数分裂期间,伴随核内染色体变化的同时细胞质发生了“改组”现象,主要表现为核糖体分布密度的规律性变化,这标志着孢子体向配子体的转变。(2) 小孢子外壁的发育始于四分体晚期,最早表现在四分孢子质膜上沉积了少量的壁物质。随后沉积增多,至小孢子早期即形成初生外壁。此后外壁发育迅速,到小孢子晚期外壁已基本发育完成。(3)小孢子中期,小孢子细胞核的双层核膜局部分开,并逐渐扩张成一个“大泡”。核膜扩张在这一时期是一种普遍现象。(4)在花粉发育过程中,绒毡层细胞结构发生明显变化：小孢子母细胞形成之初,绒毡层细胞结构完整,内质网极少;随着减数分裂的进行,绒毡层胞质浓缩,细胞内出现“空腔”,内质网丰富;到了小孢子中期,仍有较多堆叠的内质网,此后逐渐消失。表明内质网在绒毡层的发育中起着重要的物质合成及运输作用。(5)花粉完全成熟时,花药中层细胞的壁以及绒毡层的外切向壁紧贴在一起,形成了一叠合的“壁”结构。     

花生属种间杂种F1的雄配子发生与发育特点研究

本研究以铁矾－苏木精法和改良卡宝品红染色法对载野杂交组合父本Arachis cardenasii（二倍体）、母本铁岭四粒红（四倍体）及杂种F1根尖细胞染色体进行观察，F1为2n＝30。利用醋酸洋红压片法对野生种A.cardenasii花粉母细胞减数分裂及小孢子发育各个时期进行了观察。杂种F1的花粉母细胞减数分裂及小孢子发育与四倍体栽培种花生相比表现出一些特殊的细胞学特点：F1花粉母细胞联会复杂，染色体构型平均值为2n＝9.5Ⅰ＋6.7Ⅱ 1.8Ⅲ 0.4Ⅳ；大发细胞以15：15方式分离。存在染色单体分离提前现象；细胞核发生异型分裂，并形成了在体积上显著小于正常子细胞的小细胞，从而导致形成五分体和六分体；绝大多数小孢子的败育发生在单核居中期至单核靠边;F1 花粉萌发率低，花粉发育不正常。另外F1的部分花粉具有6个萌发孔，特别是以秋水仙素处理恢复育性的F1花粉均具有6个萌发孔。     

桂明珠等:甜菜雄不育系与保持系雄性器官的形态学观察

1.花药横切,示花粉母细胞及绒毡层发育;2.花粉纵切,示花粉母细胞进行减数分裂产生四分体;3.花粉纵切,示花粉败育,小孢子内容物空虚而透明发亮,绒毡层细胞壁消失,呈原质团包围在小孢子周     

甘蓝型油菜雄性不育的遗传研究Ⅳ.甘蓝型油菜异核型雄性不育材料减数分裂过程观察

应用改良石碳酸品红染色、压片，在显微镜下观察。甘蓝型油菜异核型雄性不育材料BC5减数分裂过程的各时期均出现异常现象，染色体配对不正常而形成单价体，染色体落后，染色体不均等分裂，三分体和多分体形成，最终不能发育为正常的小孢子。相应的保持材料F9的减数分裂过程正常，形成正常的四分孢子。     

YS型小麦温敏不育系A731雄性败育的细胞学研究

为了明确YS型小麦温敏不育系雄性败育发生的具体时期和败育的细胞学机理,以温敏不育系A731和其同型保持系731B为供试材料,采用花粉粒制片和石蜡切片法,对其花药形态特征及小孢子形成和发育过程进行细胞学观察。结果表明,不育系和保持系均能进行正常的减数分裂形成小孢子;保持系731B的花药和小孢子发育正常,只有极少数后期发育不正常;不育系A731花粉不育类型为典败和圆败;单核期小孢子可正常形成核,二核期正常形成营养核和精核,但有些营养核不清晰,三核期花粉粒染色后精核呈圆形,不能形成梭形精子;二核期花药中绒毡层提前解离侵入药室,造成小孢子败育。表明该温敏不育系的败育主要发生在二核期到三核期,推测二核期是其雄性败育发生的关键时期,败育的原因可能与绒毡层结构的异常有关。     

F型小麦雄性不育系小孢子发育的细胞学观察

为明确F型小麦雄性不育系雄性败育的细胞学机理,以西农979为对照,采用醋酸洋红染色制片等方法观察花粉母细胞减数分裂、小孢子发育过程及成熟花粉粒育性表现,并套袋自交,于成熟期统计结实率。结果发现,F型小麦雄性不育系仅有2.15%的花粉母细胞减数分裂Ⅱ异常,其余绝大多数花粉母细胞减数分裂正常,但小孢子由单核期进入二核期后,生殖核和营养核先后降解,导致无核小孢子的出现,其比率为77.04%。成熟花粉粒经1% I₂-KI染色后显示异常的花粉粒比率高达94.8%,其中包括圆败、典败和染败类型,但以染败型为主。F型小麦雄性不育系套袋自交结实率为2.5%。上述三方面的研究结果彼此相符,据此认为,小孢子由单核期进入二核期后,生殖核和营养核先后降解导致无核小孢子的产生是F型小麦雄性不育系雄性败育的主要细胞学原因。