‘禅寺丸’甜柿2n花粉形成机制的研究

 以2n花粉发生频率较高的甜柿品种‘禅寺丸’为试材，研究影响2n花粉形成的减数分裂行为。结果表明：2n花粉形成受融合纺锤体(fused spindles)，八字形纺锤体(triangle spindles)及后期Ⅱ染色单体不正常分离(abnormal disorientation of sister chromatid)3种减数分裂行为控制；融合纺锤体及八字形纺锤体形成的2n花粉占2n花粉总数的94.8%，在遗传上等同于FDR(first division restitution，第1次分裂重组)型配子；由姊妹染色单体不正常分离形成的2n花粉在遗传上等同于SDR (second division restitution，第2次分裂重组)型配子。甜柿2n花粉绝大多数为FDR型，因而在倍性育种中有重要的应用价值。     

东方百合2n花粉诱导及鉴定研究

以东方百合"索尔邦"(Lilium oriental‘Sorbonne’)的二倍体栽培品种为试材,采用沾有秋水仙素的棉球包裹法处理东方百合"索尔邦"花蕾,探索利用秋水仙素诱导百合2n花粉的方法和可能性,以期得到最佳诱导浓度和时间,并以同株植株叶片为对照,对2n花粉粒采用细胞流式仪鉴定。结果表明:在花粉细胞进行减数分裂中期I时,采用包裹法处理花蕾最高诱变率达68%,其最适秋水仙素浓度为0.4%,处理时间为24h。配子形成过程中出现四分体时期发现二分体、三分体及产生胞质分离而染色体不分离异常等情况。鉴定结果证实所获得2n花粉为二倍体。表明了人工诱导2n花粉是产生百合有性多倍化的一种有效途径。     

红皮云杉花粉母细胞减数分裂和花粉发育的研究

 本研究采用压片法,观察研究了红皮云杉花粉母细胞（PMC）减数分裂和花粉发育的完整过程。证实红皮云杉PMC减数分裂始于每年春季,持续时间较长,约2～3个月。减数分裂中期二价体构型以两臂至少发生两次交换的环形二价体居多,很少观察到棒状二价体。减数分裂粗线期结束之后,经历明显的弥散双线期阶段。胞质分裂发生在第两次减数分裂结束之后,属于同时型分裂方式,形成的四分体主要是四面体形的。四分体的构型还受到第二次减数分裂中期纺锤体定向的影响,其中纺锤体垂直排列形成的四分体是四面体形的,而纺锤体平行排列形成的四分体是四角形的。四分体在胼胝酶的作用下,释放出单核小孢子。红皮云杉从单核小孢子发育为成熟花粉,经过3次有丝分裂,形成4细胞的成熟花粉,包括2个原叶细胞,1个生殖细胞和1个管细胞。云杉属花粉的发育与松属基本相同,成熟花粉均由4个细胞组成。     

不同倍性蝴蝶兰未减数雄配子的发生及其细胞学机理初探

采用压片法对不同倍性蝴蝶兰品种小孢子母细胞减数分裂及成熟花粉进行观测,并利用流式细胞仪测定了花粉中的DNA含量,发现除了单倍性配子外,均有少数未减数配子发生。不同倍性蝴蝶兰品种中单倍性、二倍性、三倍性和四倍性花粉平均直径分别为11.4、17.2、19.1和20.3 μm,花粉直径与倍性呈正相关关系（r = 0.935,P < 0.065）;二倍体、三倍体和四倍体蝴蝶兰品种未减数雄配子的平均发生率分别为0.59%、2.39%和0.67%,三倍体品种发生未减数雄配子的频率明显高于二倍体和四倍体品种;二倍体、三倍体和四倍体品种均通过二分体和三分体的方式形成未减数雄配子,其中二分体的形成是由于小孢子母细胞不进行减数分裂Ⅰ,而正常进行减数分裂Ⅱ所致,三分体的形成可能是由于纺锤体异常定位形成三极纺锤体所致。     

甜瓜花粉母细胞减数分裂及花粉粒发育的研究

以二倍体为试材,研究结果表明:①甜瓜花粉母细胞减数分裂是一种稳定的、有规律的遗传行为。在一天中没有明显的分裂高峰。甜瓜染色体数为2n=2x=24,染色体长2～4μm,其中一对染色体最长,具随体。厚皮甜瓜与薄皮甜瓜两个变种间,染色体形态、大小及其行为是一致的;②甜瓜花粉母细胞减数分裂中,胞质分裂属典型的同时型;四分体多呈四面体形排列;③胼胝质壁从减数分裂时产生,到四分体时最厚,小孢子形成时消失;④同一花药内,花粉母细胞减数分裂及其后的发育中,双线期以前、四分体以后各时期基本同步,最多相差1～2个分裂相;而从分裂Ⅰ的终变期至末期Ⅱ表现极不同步。两性花中,胚囊母细胞的发育迟于花粉母细胞;⑤成熟花粉属二核型花粉;⑥花蕾大小可作为判断花粉母细胞减数分裂过程和花粉粒发育阶段的形态学指标。     

影响百合游离小孢子活力与发育因素分析

为建立百合游离小孢子培养体系,该试验以1个野生种和5个杂种系共6份百合为试材,对小孢子发育阶段与花蕾及花药外部形态的关系、游离小孢子培养的培养基类型及基因型对小孢子发育与活力的影响进行了研究。结果表明:小孢子处于单核期的花蕾长度因不同基因型而异。处于单核期的花药颜色均为浅黄色,花粉颜色为淡黄色,可作为采样适宜期表型指标。与NLN和PG-96M培养基相比,百合不同基因型的游离小孢子在FHG培养基中能保持较高的活力且能诱导小孢子分裂。因此,FHG培养基可作为百合游离小孢子培养的首选基本培养基。不同基因型花粉母细胞减数分裂的异常率与杂合度、小孢子的发育及活力紧密相关,岷江百合(Lilium regale Wils.)及‘Tresor’在培养期间花粉母细胞减数分裂异常率低、小孢子活力较高且活力下降速度较慢;杂合度高的品种‘Robina’则异常率较高、活力下降较快。因而染色体异常率低的野生品种和亚洲百合品种更适合作为百合游离小孢子培养的首选材料。     

高温诱导‘凤丹’牡丹2n雌配子创制三倍体

以5年生‘凤丹’牡丹（Paeonia ostii‘Fengdan’）为试验材料,使用“树木非离体枝芽加热处理装置”（ZL200610113448.X）施加高温处理诱导产生2n雌配子。大孢子母细胞减数分裂进程与花蕾的外部形态和小孢子发育进程存在时序相关性,当花蕾发育至“大风铃”期前后,小孢子发育至单核花粉期后3～4 d,40℃高温处理花蕾4 h,自然授粉后代群体中可获得高比率（2.45%）三倍体植株。     

三倍体和四倍体枣减数分裂行为异常现象观察

以枣自然三倍体‘赞皇大枣’（2n = 3x = 36）和人工诱变同源四倍体‘辰光’（2n = 4x = 48）为试材,对多倍体枣花粉母细胞减数分裂过程进行了观察和定量分析,并重点分析了其异常行为。结果表明,多倍体枣减数分裂的每个时期都存在异常,终变期染色体不规则配对,有单价体、二价体、三价体和四价体出现,且出现双核仁;中期Ⅰ和中期Ⅱ有部分染色体游离于赤道板外;中期Ⅱ除十字形纺锤体外,还有平行纺锤体和八字形纺锤体出现;后期Ⅰ和后期Ⅱ出现落后染色体及染色体桥现象;四分体时期出现含有微核或者不含微核的二分体、三分体、四分体。仅在‘赞皇大枣’四分体时期观察到多分体的发生,仅在‘辰光’后期Ⅰ和后期Ⅱ存在胞质提前分裂现象。由于多倍体枣减数分裂行为异常,造成了配子多样化、花粉畸形和育性降低。初步推断,‘赞皇大枣’为同源三倍体,其染色体减数分裂异常行为较同源四倍体‘辰光’更严重。     

杏花粉和花药壁发育的胚胎学特征

为了解杏花药和花粉发育的主要特征及发育进程与花芽冬眠的关系,对不同发育阶段的花药和花粉进行了显微观察。结果表明,花药壁形成于11月上旬,由5层细胞构成,包括表皮、药室内壁、中层（含2层细胞）和绒毡层（分泌型）。小孢子母细胞形成于11月上旬,减数分裂完成于2月上旬,即小孢子发生过程历时约3个月。减数分裂开始时小孢子母细胞积累大量脂滴,减数分裂产生的4个小孢子在四分体内排列成四面体形。小孢子阶段约1个月,2–细胞花粉阶段约0.5个月,即雄配子体发育历时约1.5个月。3月初花蕾与芽鳞等长时小孢子发生有丝分裂产生2–细胞花粉。成熟花粉为2–细胞型,含脂滴而不含淀粉,属脂质花粉。小孢子母细胞形成时花芽开始冬眠,减数分裂完成时花芽结束冬眠,即小孢子发生与花芽冬眠同步。杏花粉发育历时4.5个月,其特征包括小孢子母细胞减数分裂时积累脂滴,小孢子发生与花芽冬眠同步,花蕾与芽鳞等长是雄配子体发生第一次有丝分裂的形态学标志。     

二倍体和同源四倍体‘辣椒枣’减数分裂的比较

 观察了‘辣椒枣’（Ziziphus jujuba Mill.‘Lajiaozao’）二倍体和四倍体花粉母细胞的减数分裂过程,并将其减数分裂的各个时期加以系统分析。结果表明,与二倍体相比,同源四倍体终变期染色体构型复杂,有单价体、二价体、三价体和四价体出现,并且此时期出现双核仁,且核仁一大一小;中期Ⅰ和中期Ⅱ有部分染色体游离于赤道板外;后期Ⅰ和后期Ⅱ出现落后染色体及染色体桥现象;四分体时期还出现了二分体、含微核的异常三分体和含微核的异常四分体;减数分裂行为异常是同源四倍体‘辣椒枣’育性降低的细胞学原因。     

‘苹果枣’自然三倍体倍性的发现与鉴定

 采用酶解去壁低渗法对枣品种‘苹果枣’进行了核型分析,其核型公式为：2n = 3x = 36 = 21m + 15sm（2SAT）,核型为2A 型,是迄今为止新发现的第2 个栆自然三倍体品种。对花粉母细胞减数 分裂观察结果表明,‘苹果枣’分裂不规则,终变期出现单价体、二价体和三价体,其中三价体约占57.5%, 最少含有7 个三价体,最多则含10 个三价体,3 个染色体组之间具有很高的同源性,后期Ⅰ和后期Ⅱ出 现落后染色体和染色体不均等分离现象;末期Ⅱ一些细胞还产生少数三分体及极少数五分体,形成不等 孢子,导致配子体高度不育,由此可判断‘苹果枣’为同源三倍体。用分子标记技术对‘苹果枣’和已 知的三倍体品种‘赞皇大枣’进行分子鉴定,两者分子指纹有显著差异,为不同的两个自然三倍体品种。     

酸枣和赞皇大枣花粉母细胞减数分裂的观察

 以酸枣和赞皇大枣为试材, 对其花粉母细胞的减数分裂过程进行了系统观察, 并将减数分裂的各个时期加以描述和分析。结果表明, 酸枣减数分裂符合二倍体的分裂规则; 赞皇大枣分裂不规则, 终变期出现单价体、二价体和三价体, 且减数分裂后期Ⅰ和后期Ⅱ出现落后染色体, 最终产生三分体、四分体、五分体、六分体, 形成不等孢子。     

火龙果的小孢子发生和雄配子形成

采用石蜡制片和临时压片的方法观察了光明1号火龙果(Hylocereus undatus Britt.et Rose)的小孢子发生与雄配子形成。结果表明,花药4室,中层分化于次生造孢时期,消失于四分体时期。绒毡层为腺质型,在小孢子母细胞减数分裂时期发育达到顶峰,后逐渐退化,至2-细胞花粉时期完全消失。小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体多数为四面体型,少数为左右对称型。花粉粒正圆形,具3条萌发沟,成熟的花粉粒为3-细胞型。     

秋水仙碱诱导枣多倍体的研究

 以冬枣、临猗梨枣和辣椒枣一年生嫁接苗为试材, 以秋水仙碱为诱变剂诱导多倍体。结果表明: 临猗梨枣诱变率最高可达50 % , 最佳组合为0.15 %秋水仙碱处理茎尖18 h ; 冬枣和辣椒枣的诱变率最高可达43.3 % , 最佳处理组合分别为0.1 %/ 30 h 和0.15 %/ 18 h。变异材料的细胞染色体数(2 n = 4 x =44) 和单细胞DNA 含量均为二倍体对照的2 倍, 在辣椒枣中还出现了染色体数为2 n = 2 x + 2 = 26 及DNA含量为八倍体的细胞。四倍体变异材料均表现出叶长、叶宽、叶面积增大, 叶形指数减小, 节间长度变短等特征。另外, 还表现出叶片气孔保卫细胞增大, 叶绿体增多, 花粉粒增大, 畸形花粉增多, 四孔沟花粉出现及花粉粒育性降低等。     

甜菜单胚雄性不育系与保持系花药及小孢子发生的超微结构观察

为阐明甜菜单胚雄性不育系和保持系花药及小孢子发育的超微结构差异．以自育的甜菜单胚细胞质雄性不育系（CMS系）TB9-CMS和保持系（O型系）TB9-O为试验材料,在甜菜花芽分化、现蕾初期、开花初期分别进行4次花蕾取样．电子显微镜观察花药及小孢子发育过程的超微结构差异。结果表明．甜菜单胚CMS系与。型系花药和小孢子发育过程的超微结构存在明显差异。甜菜单胚CMS系花药壁产生初始期与。型系相似．但小孢子母细胞的数量较少,液泡化明显;绒毡层发育初期也形成乌氏体原始颗粒,但仅维持初始状态而停止发育：绒毡层在四分体期收缩离位,瓦解内移;小孢子母细胞形成四分体后,胼胝质壁较厚,小孢子逐渐变异开始退化。观察还发现,甜菜绒毡层细胞间以及形成四分体的胼胝质壁间有胞间连丝结构．     

苹果属四倍性皱叶矮生株系小孢子败育过程的解剖观察

为了研究平邑甜茶与扎矮山定子杂交后代中四倍性皱叶矮生株系10#和23#植株的雄性不育表现和细胞学特征,在观测花朵形态基础上,采用石蜡切片法显微观察了四倍性皱叶矮生株系及父本扎矮山定子(对照)的小孢子发生和败育过程。结果表明,10#和23#株系能产生雄蕊,但在初花期就出现花药干瘪现象,也没有显现花粉。显微观察发现:10#和23#株系在小孢子母细胞的形态特征和发育过程上与对照没有明显区别,它们的小孢子母细胞也能进行减数分裂并形成形态正常的二分体和四分体,但未能形成单核花粉粒;到开花前它们的花药均表现空囊现象;因此,10#和23#株系的小孢子败育时期是在四分体到单核花粉粒期间。