光敏核不育水稻农垦58S花粉败育过程中Ca2+-ATPase的变化

运用电镜细胞化学技术(铅盐沉淀法),对长日照条件下光敏核不育水稻农垦58S和可育株系58N花药发育的不同时期进行了Ca²⁺-ATPase定位研究。结果表明,Ca²⁺-ATPase颗粒在可育与不育水稻的花药壁、花粉及药隔中的出现时间和数量具有明显差异。可育花药在花粉母细胞时期,药壁细胞内出现Ca²⁺-ATPase颗粒,至单核花粉后期,解体的绒毡层细胞和乌氏体表面分布大量的Ca²⁺-ATPase颗粒;与可育材料相比,不育花药在花粉发育的同时期,Ca²⁺-ATPase颗粒在药壁各层细胞内不仅出现的时间滞后,且分布的数量较少,到二核花粉时期(花粉已畸形空瘪),药壁表皮细胞的液泡膜上、绒毡层细胞质中及乌氏体表面才出现明显的Ca²⁺-ATPase颗粒。可育花粉单核早期,花粉细胞内线粒体膜上有少量的Ca²⁺-ATPase分布;单核花粉中期,花粉外壁上有少量的Ca²⁺-ATPase分布;到单核花粉后期,Ca²⁺-ATPase颗粒大量分布在花粉外壁、内壁及细胞质膜和细胞核中。而不育花粉在单核花粉发育中都未见Ca²⁺-ATPase的分布,到花粉败育空瘪时才出现明显的Ca²⁺-ATPase颗粒,但数量较可育花粉同期同部位少。可育花药药隔细胞中Ca²⁺-ATPase在花粉母细胞减数分裂期就有分布,而不育花药到单核花粉早期药隔中才有少量的Ca²⁺-ATPase分布。由此推测,水稻不育系在其花粉发育中,由于细胞壁和质膜上Ca²⁺-ATPase颗粒出现时间滞后和数量减少影响到细胞膜钙泵将Ca²⁺由胞质向胞外转运的功能,致使胞质内Ca²⁺过多积累,导致花粉败育。     

水稻红莲-粤泰不育系花粉与药隔组织Ca~(2 )的分布

用焦锑酸钾沉淀法研究了水稻红莲-粤泰不育系及其保持系花药发育过程中Ca2+的分布变化。结果表明：二核期前后，可育花粉和败育花粉表面均积累较多Ca2+的沉淀颗粒；可育花粉内充满浓密细胞质和淀粉粒，无Ca2+沉淀颗粒分布；败育花粉在其细胞质的液泡中积累大量Ca2+沉淀颗粒，胞质中出现液泡化网状结构，并逐步解体成空泡。保     

水稻红莲—粤泰不育系花粉与药隔组织Ca^2＋的分布

用焦锑酸钾沉淀法研究了水稻红莲－粤泰不育系及其保持系花药发育过程中Ca^2 的分布变化。结果表明：二核期前后，可育花粉和败育花粉表面均积累较多Ca^2 的沉淀颗粒；可育花粉内充满浓密细胞质和淀粉粒，无Ca^2 沉淀颗粒分布；败育花粉在其细胞质的液泡中积累大量Ca^2 沉淀颗粒，胞质中出现液泡化网状结构，并逐步解体成空泡。保持系药隔维管束及薄壁细胞中几乎无Ca^2 沉淀颗粒分布；而不育系药隔维管束鞘及其周边细胞、导管与筛管的内壁和液泡中均有较多Ca^2 沉淀颗粒分布，薄壁细胞的核分布着较少Ca^2 沉淀颗粒。并对不育系花粉内和药隔组织细胞中Ca^2 大量积累的异常现象作了深入的探讨。     

小麦同核异质雄性不育系花粉发育的超微结构

对小麦８３（２１）３５核背景下三种细胞质雄性不育系（Ｔ,Ｖ,Ｋ）及保持系的花粉发育过程进行了超微结构研究,发现Ｔ型和Ｖ型不育系花粉败育前和败育中,液泡膜处于解体状态,细胞质和液泡间的有效分隔被破坏,液泡对细胞质的吞噬细胞强烈,线粒体等细胞器解体或退化,Ｖ型不育系花绒毡层内表面缺乏乌氏体分泌,在Ｋ型不育系花粉败育前,没有观察到线粒体,质体等细胞器结构方面的异常变化,但见到一种同心圆复合膜状结构以很高     

棉花（Gossypium hirsutum L.）花粉壁的发育

用光镜和透射电镜观察研究了棉花花粉壁的发育过程。棉花花粉壁的发生邕于四分孢子时期，四分体形成后，在小孢子的质膜与胼胝质壁之间逐渐形成多糖性质的原外壁。游离小孢子时期，在一定间隔的原外壁中小孢子质膜表面积累外壁物质并形成基粒棒，之后在基粒棒的下部和上部分别横向延展并接合形成基足层和覆盖层。花粉内壁发生     

棉花（Gossypium hirsutunL.）花粉壁的发育

用光镜和透射电镜观察研究了棉花花粉壁的发育过程。棉花花粉壁的发生始于四分孢子时期，四分体形成后，在小孢子的质膜与胼胝质壁之间逐渐形成多糖性质的原外壁。游离小孢子时期，在一定间隔的原外壁中小孢子质膜表面积累外壁物质并形成基粒棒，之后在基粒棒的下部和上部分别横向延展并接合形成基足层和覆盖层。花粉内壁发生时期较晚，大约在大液泡形成之前。但内层和外层花粉壁均在小孢子有丝分之前同时建成。构建花粉壁的物质主要     

油菜生态型不育系373S小孢子败育的电镜观察

为了进一步明确油菜生态型不育系373S的败育时期和特点,利用透射电镜对373S不育系及其正常可育系小孢子发生的超微结构进行了比较观察。结果表明：373S小孢子发育从花粉母细胞时期就开始出现异常。其特点是花粉母细胞时期,细胞质发生皱缩,核膜不明显;四分体时期,小孢子内出现大量小液泡,亚细胞结构不能区分。内质网遍布绒毡层细胞内;花粉发育到单核期时,花粉外壁加厚正常,但细胞质明显浓缩,细胞内质网分布广泛,但是高尔基体稀疏或基本上全部消失。小孢子发育的整个过程中,都伴随着细胞核核膜的降解;在单核晚期未发现大液泡的形成;绒毡层细胞中高尔基体显著减少,内质网逐渐增多,但线粒体未观察到异常,到成熟花粉期,花粉粒只剩下花粉空壳。     

马协不育花药药隔ATPase超微结构定位

马协可育花药单核期和二核期药隔维管束薄壁细胞核、 筛分子质膜、 胞间连丝及其转运物、 药隔薄壁细胞液泡膜、 胞间隙及淀粉粒表面具有ATPase活性。 马协不育花药单核期维管束薄壁细胞核变形, 核内有弥散的异染色质, 随后异染色质团转移到核边缘, 并表现出减少的趋势; ATPase主要定位于核异染色质、 线粒体、 液泡、 质     

甘蓝型油菜光、温敏雄性不育系Huiyou50S花粉败育的细胞学观察

Huiyou50S是从甘蓝型油菜品种汇油50中发现的半不育株选育而成的光、温敏雄性不育系,育性受隐性核基因控制,在高温、长光周期下不育而在低温、短光周期条件下可育。本文通过半薄树脂切片、扫描电镜、花粉压片染色、花药整体透明方法对Huiyou50S及其近等基因系Huiyou50F的花药发育过程及花粉形态观察比较。结果表明, Huiyou50S的花药造孢细胞、花粉母细胞、减数分裂、四分体阶段均正常,在单核期出现明显异常,虽然能形成花粉壁,但小孢子细胞质收缩、解体,最终只剩余空瘪的花粉壳; Huiyou50S的花药绒毡层在单核后期提前降解,绒毡层解体速度快于可育株Huiyou50F。Huiyou50S的小孢子的完全败育主要发生在单核时期,绒毡层发育与小孢子异常有某种关联,该结论为油菜光、温敏雄性不育类型划分及育种应用提供了依据。     

高粱非迈罗型A2细胞质雄性不育系A2V4小孢子败育过程的细胞学研究

高粱非迈罗型细胞质雄性不育(CMS)系A2V4,具有来源于IS12662C不育细胞质和Chicklett细胞核背景,以A2V4组配的杂交种已用于生产。以A2V4/B2V4为材料,对A2CMS的花药发育及小孢子败育过程进行了细胞学观察研究。结果发现,在A2V4雄性不育系的花药发育过程中有大量异常现象。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;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形成四分体,导致小孢子退化。     

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。     

玉米CMS-S小孢子败育过程中的细胞程序性死亡

以玉米（Zea mays L.）S型细胞质雄性不育系(CMS-S)的一对近等基因系S-Mo17^Rf3Rf3 和S-Mo17^rf3rf3为材料，采用TdT介导的dUTP DNA末端标记（TUNEL）、细胞色素C免疫原位杂交和DNA寡聚核小体片段电泳等方法，分别在细胞学水平和DNA水平上研究了玉米CMS-S小孢子败育的细胞程序性死亡（PCD）过程。结果表明，在花粉母细胞减数分裂后的四分体解离时期，不育花药的绒粘层细胞较可育花药提前裂解；在不育系S-Mo17^rf3rf3花药和花粉S-rf3中均明显出现PCD过程的DNA片段化以及线粒体细胞色素C外渗的现象，证明了玉米CMS-S的花粉败育与花药绒粘层细胞的提前凋亡和小孢子细胞的程序性死亡有关。     

Electron-microscopy on anther tissue and pollen of male sterile and fertile wheat (Triticum aestivum L.)

Summary 1. Anther tissue and pollen grains of cytoplasmic male sterile and fertile wheat were studied with the aid of an electron-microscope for differences in cytoplasmic structures.2. Clear and consistently occurring cytoplasmic differences were not observed, although unidentifiable particles were discovered in both the sterile and the fertile material.3. Male sterility finds expression in the small number of organelles in the sterile pollen grains which consequently are little or hardly physiologically active and thus subject to a rather rapid degeneration. On the contrary the fertile pollen grains are full of cell organelles and therefore well equipped for a complete development.4. The fertile pollen grain contains a clear intine which is thicker than the exine. Only a very thin intine was observed in the sterile material.5. Male sterility has no visible influence on exine formation. Ubisch bodies occur in the anthers of both male sterile and fertile plants. There is no sign of any contribution to exine formation on the part of the Ubisch bodies. There was more evidence of exine formation from within than from without. The normality of exine formation of sterile pollen grains need not indicate exine formation from without; it suggests rather that exine is largely formed before degeneration.     

玉米基因雄性不育系（ms2/ms2）小孢子败育的细胞学研究

利用光镜和透射电镜对同一核背景的ｍｓ２不育花药和正常可育花药进行了小孢子发育的细胞学比较观察。结果表明，ｍｓ２不育花药小孢子在幼小孢子期至中小孢子期瓦解。小孢子从四分体释放后，原外壁上没有孢粉素沉积，花粉外壁不能发育。不育花药大多数绒毡层细胞在幼小孢子期显示出明显异常，表现为质体、线粒体等细胞器退化，内质网网络细而少，液泡膜内陷吞噬细胞质，细胞内侧没有乌氏体形成，细胞质内出现大量沉积有浓染颗粒的大     

棉花细胞质雄性不育花药败育过程中内源激素的变化

利用酶联免疫检测（ELISA）技术,研究了棉花细胞质雄性不育系、保持系、恢复系和杂种一代花药在造孢细胞增殖期、花粉母细胞减数分裂期、四分体至小孢子释放期、花粉发育期和花粉成熟期内源吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素核苷（ZR）和脱落酸（ABA）含量的动态变化。结果表明,在保持系、恢复系和杂种一代可育花药间内源激素含量差异不明显,但在可育与不育花药间差异显著。在IAA、GA₃和ZR含量上,不育花药低于可育花药,但在ABA含量上,不育花药高于可育花药,这种差异在花粉母细胞减数分裂时期达最大值。根据内源激素的功能推测,不育花药IAA含量过低使花药淀粉积累受阻,GA₃含量不足影响花粉母细胞和绒毡层细胞的膨大,过低的ZR含量使花粉母细胞不能分裂形成四分体,过高的ABA含量促进花粉母细胞退化和死亡。     

Relationship Between Phytohormones and Male Sterility in Thermo-Photo-Sensitive Genic Male Sterile (TGMS) Wheat

Summary Fertility alternation normally occurs in a novel type of thermo-photo-sensitive genic male sterile (TGMS) wheat whose recessive genes in the nucleus are expressed as virtually complete sterility under lower temperature and shorter daylight conditions, but as normal fertility under higher temperature and longer daylight conditions during the developmental period from meiosis of pollen mother cells (PMCs) to the early mononucleate stage of microsporogenesis. In order to provide more information about the mechanism(s) of fertility alternation in TGMS wheat, the relationship between fertility alternation and levels of phytohormones was analyzed by endogenous hormone quantification and exogenous hormone treatments in the present research. Sown at an earlier date with a relatively low temperature and short daylight, TGMS wheat was male sterile phenotypically. Pollen abortion mainly occurred at the mononucleate to bi-nucleate stages of microsporogenesis and pollen abortion was mainly of the spherical type. Levels of endogenous indole-3-acetic acid (IAA), abscisic acid (ABA) and gibberellic acid (GA₃) in the anthers were at lower levels, and zeatin riboside (ZR) was higher. Sown at a later date, when the temperature during the critical period for fertility alternation was relatively high and the daylight was long, TGMS wheat was almost as fertile as the normal genotype and the contents of endogenous IAA, ABA and GA₃ in anthers were at higher levels, and the content of ZR was at a lower level. At the critical period for fertility alternation, treatments with exogenous IAA, ABA, GA₃ or aminoethoxy vinylglycine (AVG), an inhibitor of ethylene biosynthesis, decreased the frequency of sterile pollen grains and increased the frequency of self-pollinated fertile florets. Treatment with exogenous 2-chloroethyl phosphonic acid (CEPA), a releaser of ethylene, increased the frequency of sterile pollen grains and decreased the frequency of self-pollinated fertile florets. It was thus suggested that the fertility alternation of TGMS wheat was closely related to levels of phytohormones in the anthers, and changes of endogenous hormone levels were among the important factors responsible for the fertility alternation of TGMS wheat.     

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。