Pollen tube attraction by the synergid cell

In flowering plants, guidance of the pollen tube to the embryo sac (the haploid female gametophyte) is critical for successful fertilization. The target embryo sac may attract the pollen tube as the final step of guidance in the pistil. We show by laser cell ablation that two synergid cells adjacent to the egg cell attract the pollen tube. A single synergid cell was sufficient to generate an attraction signal, and two cells enhanced it. After fertilization, the embryo sac no longer attracts the pollen tube, despite the persistence of one synergid cell. This cessation of attraction might be involved in blocking polyspermy.     

Anatomical Study on the Multi-Ovule Development and Abortion of Hanfu Apple

The terminal flower buds of 6-yr-old Hanfu apple were used to study the ovule development, ovular characteristics, cell death of abortive ovules, and dynamic change of starch grain quantity in the embryo sac with paraffin slices and terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated fluorescein deoxyuridine triphosphate nick-end labeling （TUNEL） system. Four anatropous ovules in each ventricle could be observed before flowering. With the developing of floral organ, the bulk of normal ovules enlarged in each ventricle, the mature embryo sac differentiated into nucellus, and the egg cell developed into zygote by double fertilization. A large number of starch grains were observed during pollen tube growth and double fertilization, which guaranteed basic nutrient supply in the normal development of ovules. Moreover, abortion phenomenon of runtish ovules emerged at the stages of mature embryo sac, double fertilization and zygote development. The abortion characteristics included deformity of ovule development, degradation of nucellus tissue, separation between funiculus and ovule, abnormality of four-nucleate embryo sac, as well as development interruption of mature embryo sac. TUNEL analysis proved that ovule abortion was programmed cell death.     

宁夏枸杞花粉原位萌发及花粉管生长特性的研究

对宁杞1号、宁杞3号、白花3个宁夏枸杞品种自花及异花授粉后花粉管行为进行了荧光显微观察.结果表明,自花授粉宁杞1号及杂交组合在12-24 h花粉管均可进入子房中并在48 h内到达胚珠完成受精,自花授粉宁杞3号和白花花粉的柱头萌发时间较自交亲和的宁杞1号延后,在花柱中生长速度及停止生长的位置不同,白花自花授粉后花粉管在花柱中生长慢,在花柱基部即不再生长,宁杞3号自花授粉后花粉管在花柱中生长快且花粉管生长进入子房,异花授粉后在相同时间花粉管生长较自交亲和的宁杞1号自花授粉后生长快,这与田间授粉坐果率的高低基本一致.     

番茄种间杂交不亲和性的研究

以栽培种番茄[Lycopersicon esculentum“粤农二号”(E)],野生种秘鲁番茄(L.peruvianum(P)],以及“粤农二号×秘鲁番茄”的F_1(“E×P”F_1)为材料,进行相互间的有性杂交。在“P×E”F_0杂交组合中,E的花粉管与P的花柱部位发生不亲和;“E×P”F_1自交,自身的精卵细胞不亲和;PדE×P”F_1回交,远缘杂种“E×P”F_1的花粉管与P的胚珠不亲和。“E×E”和“P×P”两融交组合,E和P的花粉管在授粉后24小时左右已可看到进入子房,到迭胚珠。     

陆地棉花粉管通道形成时期的研究

用石蜡切片法观察陆地棉的花粉管生长、受精和受精卵分裂过程及花粉管通道形成时期。结果表明:①授粉后15 h花粉管通过珠孔进入胚囊;②授粉后18~21 h,精子和卵细胞开始融合,24 h后形成一个核仁的受精卵;③授粉后48 h,始见胚分裂;授粉后72 h,早期胚形成;④应用花粉管通道法对棉花导入外源DNA的适宜时期为授粉后18~48 h。     

Evidence of pollen tubes in paleozoic pteridosperms

A saccate pollen grain with a branched pollen tube has been discovered within the pollen chamber of a fossil seed-fern ovule of Middle Pennsylvanian age. This suggests that microgametophytes comparable to those of living gymnosperms were produced by some Paleozoic pteridosperms.     

激光扫描共聚焦显微镜观察水稻双受精过程

利用激光扫描共聚焦显微镜对水稻双受精过程进行了观察。结果表明:开花后0.5 h可见花粉粒在柱头上萌发,形成一定长度的花粉管,但仍未进入胚囊;开花后1~2 h花粉管进入胚囊,但尚未释放精细胞,此时,在卵器内有两条肌动蛋白冠的形成,肌动蛋白冠起始于助细胞的基部,1条终止于卵细胞核的位置,另一条终止于极核附近;开花后2~3 h花粉管释放精细胞,精细胞在肌动蛋白冠的作用下分别进入极核及卵细胞;开花后3~4 h,精核的染色质向卵核扩散,极核内的雄性核仁逐渐变大,最后增大至与极核的核仁差不多大小;开花后4~5 h,精核与极核完成受精作用,形成初生胚乳核,而此时在卵核内出现1个雄性核仁;开花后6 h左右,卵核核仁仍未完成与精核核仁的融合,此时初生胚乳核已分裂1~2次;开花后12 h,精核核仁与卵核核仁融合形成1个较大的核仁,至此合子形成;开花后24 h,合子有丝分裂1次,形成2个细胞的原胚,此时初生胚乳核已分裂形成8~16个游离核,绕胚囊周缘分布。水稻双受精作用属于有丝分裂前配子融合类型。     

一个甘蓝型油菜胚珠败育突变体的形态鉴定及生理特性分析

【目的】油菜胚胎的发育与油菜产量的构成因子、粒重和每荚果粒数密切相关。通过对油菜胚珠发育障碍突变体的形态鉴定和生理特性分析,揭示油菜胚胎的发育机制。【方法】对一个胚珠发育障碍的突变株OVA047的胚珠发育进行了组织解剖学观察,并对可能影响败育的硼营养以及发育中的温度变化等因素进行了分析。采用醋酸洋红染色法鉴定OVA047的花粉育性,选取OVA047植株上即将开放的花蕾,人工去雄授粉后,每隔4 h剥取子房,观察花粉管伸长情况。对正常材料和突变体OVA047一个月龄的幼苗进行叶面施硼处理,调查营养生长情况,花粉育性和结实率。对OVA047人工剥蕾去雄并授粉,标记授粉时间,分别在授粉后不同时期观察统计败育率,记载日均温度和每日最高温度,调查温度与败育率的相关性,用SAS进行统计分析。【结果】突变体OVA047的雄蕊和雌蕊发育正常,花粉可染率95.90%。花粉管萌发正常并能到达胚珠,授粉后7 d和14 d胚珠解剖观察均发现其发育良好,授粉20 d后胚胎出现败育,尤其主花序顶部败育严重,授粉35 d后该部位平均每果有效胚珠数为0.8,为对照的4％。在相同硼肥量的处理中,正常材料与OVA047叶片硼含量均随着施硼量的增加而增加,OVA047叶片的硼含量与正常材料无显著差异;在不同施硼处理间,OVA047的败育程度无显著变化,施硼处理后OVA047依旧败育,平均每果有效胚珠数仅为3.2,平均败育率为60%左右,而对照材料不论施硼处理与否均结实正常,平均每果有效胚珠数为29。2年观察结果均显示突变体OVA047在重庆种植时,主花序顶部、中部、基部胚珠的大规模败育现象均发生在温度显著上升时期,胚珠发育后期随温度升高而败育加剧,不同组织部位的胚珠败育率与日最高气温相关联。【结论】突变体OVA047的败育并非源于受精障碍,与硼营养障碍无关,但可能受环境温度的影响。     

风信子花粉活力与育性

对蓝巨人等7个风信子品种进行了花粉活力的研究及子房、胚珠的发育观察。结果表明不同风信子品种的花粉，在4℃条件下，蓝巨人的花粉活力最高，保持时间最长，达45d，其他品种能保持10～25d。蔗糖对花粉管生长具有明显的促进作用，最适的培养基蔗糖浓度为15％。在7个风信子品种中，蓝巨人的花粉管萌发情况最好。4个风信子品种获得了种子。     

花生的双受精作用

本文观察了花生受精作用的全过程。开花前２－４ｈ散粉。花粉在柱头上萌发后，花粉管进入花柱，没中空的花柱道向子房室生长。在子房室内，沿珠柄侧的子房内壁生长至与胚珠珠孔相当部位时，花粉管离开子房壁进入珠孔，经珠心冠细胞之间隙抵达胚囊。开花后９ｈ，花粉管通过一个助细胞的丝状器进入助细胞而释放精子和内容物。     

嘉兰(Gloriosa superba L.)的胚胎发育研究

嘉兰(Gloriosa superba L.)的胚珠是倒生型,具双珠被和厚珠心。单个孢原细胞平周分裂,形成初生周缘细胞和初生造孢细胞,后者直接起大孢子母细胞的作用。四个大孢子线型排列。通常合点端大孢子是有功能的,但也见到珠孔端大孢子具功能。胚囊发育属蓼型。成熟胚囊是八核七细胞的。助细胞具丝状器,反足细胞具有传递细胞的某些特征。大孢子发生和雌配子体形成的过程中,胼胝质和多糖的积累和消失有一定的规律性。嘉兰花基数为3,子房上位,子房由三个合生的心皮组成,三室中轴胎座。在发育过程中胚珠经历了直生、弯生、横生和倒生的过程。内外珠被先后在造孢细胞形成后分化,在发育前期,内珠被长于外珠被,并由它形成了珠孔道,当外珠被伸长后与内珠被共同构成了珠孔。内珠被细胞层数恒定为两层,而外珠被细胞层数则变化于4～5层间。珠柄中的维管束多为螺纹,环纹导管和管胞组成,由胎座发出后经珠柄到合点端终止,内外珠被中均无维管束。厚珠心,珠心细胞为3～4层,由周缘细胞分裂形成。珠心细胞富含淀粉粒,其细胞解体缓慢,尤其珠孔端,直至成熟胚囊阶段,仍有很发达的珠心细胞。     

草莓胚和胚乳发育的研究

以哈尔滨地区推广的“戈雪拉”和“小实”草莓品种为材料,采用常规石蜡切片法,荧光技术和透射电镜技术,对草莓受精、胚和胚乳的发育过程进行观察,其结果如下：１．草莓属于多心皮离生单雌蕊,柱头较小,表面有栅状排列的乳突细胞,花柱细长,中央可见有较发达的引导组织,子房内１枚横生胚珠,单珠被,厚珠心,蓼型胚囊,利用荧光法可清楚看到落在柱头上的花粉萌发,花粉管的延伸途径,即由柱头一花柱引导组织—子房内壁—胎座—胚珠表面—进入珠孔。２．胚的发育过程与大多数双子叶植物基本一致,先后经历了合子—二细胞原胚—球形原胚—心形胚—鱼雷形胚—成熟胚等阶段,胚发育属紫菀型,胚的形态呈直立型。３．草莓属核型胚乳,先后经历初生胚乳核—胚乳游离核—胚乳细胞—胚乳逐渐被胚吸收等过程,戈雪拉品种幼胚发育中,在其周围具有一个特殊的结构     

番木瓜的大孢子发生与胚囊发育

以番木瓜为材料,采用石蜡切片法研究其大孢子发生和胚囊发育.番木瓜胚珠倒生、具长珠柄、着生在侧膜胎座上,大孢子发育属于蓼型.胚囊发育属蓼型的变异,反足细胞在形成的早期就已退化.成熟的胚囊是五核的,由近珠孔端的卵细胞和2个助细胞以及2个中央极核组成.两性株胚囊在开花前已发育成熟,雄株偶尔开出的两性花胚囊发育相对滞后.     

外源DNA导入烤烟后D_1代植株根尖细胞有丝分裂的细胞学观察

以抗赤星病烤烟 CV87为供体、感病烤烟 NC89为受体 ,采用子房注射 ( ZZ)、柱头滴加( DZ)和切柱头后滴加 ( QD)等 3种方法 ,将供体总 DNA导入受体。收获的种子发芽 ,得到的是 D1代个体 ,对其根尖及亲本的根尖进行细胞学观察测。结果显示 ,导入外源 DNA能够提高根尖细胞有丝分裂过程中染色体畸变的发生率。 ZZ、 QD和 DZ的 D1代的染色体畸变发生率 (变异率 ) ,细胞水平上较亲本分别提高 5.50 %、18.10 %和 3.80 % ,个体水平上较亲本分别提高 4 .80 %、13.30 %和 2 .4 0 %。畸变的类型以染色体落后为最多 ,其次是染色体桥 ,染色体断片及其他畸变类型出现很少。     

利用外源DNA导入技术培育向日葵育种新材料

采用氯仿－异戊醇－RNA酶法，从菊芋、罗马尼亚向日葵幼叶中提取总DNA，利用花粉管通道法和子房注射法导入向日葵品种“吉农92－1”、“吉农92－5”中，发现D1代及D2代在植株形态、种皮色、百粒重、好粒大小等性状上出现了新的变异类型。     

巴旦杏雌蕊形态及早期胚胎发生的研究

①巴旦杏雌蕊形态结构为：湿型柱头,花柱实心,子房１室,基生胎座,横生胚珠,双珠被,厚珠心,有珠孔塞。②巴旦杏存在明显的雌雄蕊异熟现象：花粉授粉后２ｈ左右便可萌发,而雌蕊胚囊在开花时仍处在４核期。观察的材料中,绝大部分胚囊在授粉第３天逐渐进入８核早期,第９天发育为成熟胚囊,胚囊为蓼型。③珠孔授精,花粉管最早在授粉第９天进入珠孔,第１０～１１天进入胚囊完成双受精。胚乳在授粉第１１天后出现,受精卵休眠１～２ｄ于授粉第１２天前后进行第一次分裂,胚胎发生为紫菀型。此外,本研究还对巴旦杏早期胚胎发生中胚珠的多糖和单宁物质动态进行了观察。     

The FERONIA receptor-like kinase mediates male-female interactions during pollen tube reception

In flowering plants, signaling between the male pollen tube and the synergid cells of the female gametophyte is required for fertilization. In the Arabidopsis thaliana mutant feronia (fer), fertilization is impaired; the pollen tube fails to arrest and thus continues to grow inside the female gametophyte. FER encodes a synergid-expressed, plasma membrane-localized receptor-like kinase. We found that the FER protein accumulates asymmetrically in the synergid membrane at the filiform apparatus. Interspecific crosses using pollen from Arabidopsis lyrata and Cardamine flexuosa on A. thaliana stigmas resulted in a fer-like phenotype that correlates with sequence divergence in the extracellular domain of FER. Our findings show that the female control of pollen tube reception is based on a FER-dependent signaling pathway, which may play a role in reproductive isolation barriers.     

杉木胚珠的解剖学观察

为深入研究杉木胚珠在败育过程中的形态和结构变化,以Epon 812为包埋剂,采用半薄切片法对败育过程中的杉木胚珠形态和结构进行观察比较。结果表明,与可育的胚珠一样,败育胚珠内的花粉仍能形成花粉管继续向胚珠合点方向延伸,为受精活动做准备;可育胚珠中央的珠心组织内部会形成健全的雌配子体进而完成受精过程,而败育胚珠的珠心组织较瘦弱,其内不能发育形成健全的雌配子体,不能进行受精活动;涩粒物质最先出现在胚珠的珠孔端,然后逐渐向胚珠下部延伸;可育胚珠的雌配子体在发育过程中会把其外层的珠心组织分解吸收,而败育胚珠内部,因为雌配子体发育不健全,珠心组织会得以保留。     

不同授粉方法对克服百合杂交受精前障碍的作用

为克服由受精前障碍造成的百合杂交不亲和,以3个杂种系的品种和2个野生种为试材,探讨了切割花柱授粉对百合品种自交、近缘杂交和切割花柱授粉、柱头涂抹1 g/L BA或1 g/L NAA或柱头涂抹花粉培养液4种授粉方法对百合远缘杂交,以及花柱长度对百合近缘杂交结实的影响。结果表明:切割花柱授粉法促进百合‘Sor-bonne’的自交结实,获得30个自交胚,与对照比差异极显著(P<0.01)。11个近缘杂交组合中,切割花柱授粉法使本来亲和的6个近缘杂交组合所形成的杂种胚数从30个以上减少至10个以下,有的组合甚至1个杂种胚都没有得到。应用在远缘杂交组合上的授粉方法,只有柱头涂抹花粉培养液得到了8个果,比作为对照的柱头授粉法多6个果,但最终均未得到杂种胚。正反交的4个组合,以花柱较长的亲本为母本时成胚数较多;母本相同的2个近缘杂交组合,父本花柱较短的组合成胚数较多。可见,切割花柱授粉法能克服‘Sorbonne’的自交不亲和性,但对本试验的近缘杂交组合没有促进作用。对于东方百合品种‘Casa Blanca’与‘Sorbonne’正反交,以及‘Casa Blanca’与‘Siberia’正反交这2个近缘杂交组合,母本花柱比父本花柱长,并不阻碍杂交结实。     

杏大小孢子与雌雄配子体发育

以龙垦２号品种为试材、分期取样固定，按常规石蜡法制片观察。结果表明，哈尔滨地区３月５日花药壁已分化，次生造孢细胞和花粉母细胞已形成。四分体属同时型，其排列方式为四面体型，成熟花粉呈椭圆形、具３孔沟。有的药室内产生巨型细胞。子房内具２胚珠，１枚后期退化消失。胚珠倒生，近珠孔处为双被，其余部分愈合；厚珠心，具珠心帽结构；胚囊发育属蓼型。杏雌蕊发育的异常情况较其它果树的比率都大。