高等植物花药绒毡层发育研究进展

高等植物花药形态发育完成后,小孢子母细胞被四层二倍体的壁细胞,即表皮层、内皮层、中层和绒毡层所围绕。作为花药壁的最内层,绒毡层直接与发育中的配子体相互作用。本文通过绒毡层发育的各时期的形态结构改变及物质的变化来阐述绒毡层对花粉发育的影响,同时通过阐述绒毡层发育相关的特异表达基因,进一步认识了绒毡层的功能及其与花药发育的相互关系。     

花药绒毡层发育和花粉母细胞减数分裂相关基因研究进展

植物雄性不育是自然界普遍存在的现象,也是利用杂种优势的重要途径之一。在花药发育过程中,花粉囊壁发育和减数分裂与花粉的育性有重要关系。主要从绒毡层发育和花粉母细胞减数分裂两个方面对近些年来植物花药发育基因调控网络进行综述,以期进一步了解和利用雄性不育性。     

海南本地槟榔雄花花药壁发育研究

利用常规石蜡切片技术观察海南本地槟榔雄花花药壁发育过程。结果表明:(1)每个花药具有4个花粉囊;花药壁由1层表皮、1层花药内壁、2层中层和1层绒毡层组成;(2)绒毡层来源一致,位置固定,花粉成熟时原位解体,属于腺质型,其细胞为双核。     

植物绒毡层异常导致花粉败育的机理研究进展

概述了植物绒毡层的功能,并从细胞学与分子学两方面阐述了绒毡层异常导致花粉败育的机理,分析了利用分子手段发现并克隆部分与绒毡层特异表达相关的基因,并对运用生物技术实现绒毡层对花粉发育过程中的调控机理进行展望。     

三种甘蓝型油菜CMS花药发育研究

目的]确定三种甘蓝型油菜CMS花药发育败育时期和细胞学特征;比较它们的花粉活力和微粉率。[方法]以细胞质雄性不育系301A、212A与陕2A为材料,保持系中双2号作为对照,采用常规的石蜡组织切片技术,对三种甘蓝型细胞质雄性不育系油菜败育时期和败育特点进行细胞学研究;花粉活力测定用醋酸洋红染色观察法。 [结果] 不育系301A、212A与陕2A败育均发生在孢原细胞时期,在造孢细胞时期不能正常的形成药室,属于无花粉囊败育型;花粉活力分别为：81.7%、95.6%、100%;微粉率分别为：42.8%、42.8%、14.3%.[结论]新发现的细胞质雄性不育材料301A与212A、陕2A花药发育败育时期相同,败育特点相似;不育系301A的花粉活力和212A与陕2A比较起来差异较大、较低;不育系陕2A微粉率最低。     

水稻不育系和保持系不同发育时期花药mRNA差异展示

 应用DDRT-PCR技术分析了粤泰不育系及保持系单核、二核及三核期的mRNA。不育系和保持系本身不同发育时期花药cDNA扩增带型相似,不育系和保持系同时期花药的cDNA扩增带型也很相似,说明大多数基因都是组成型表达的。在实验中共观察到24条差异带,通过与总RNA斑点杂交对部分差异带初步筛选,表明AGCK-20仅与不育系总RNA有杂交信号。     

水稻(Oryza sativa L.)正常和无花粉花药绒毡层解体过程孢粉素行为的比较观察(英文)

 利用派罗宁B-黄色组分诱导孢粉素产生荧光的特异性,观察了水稻M 101品种以及它的无花粉型胞核雄性不育(GMS)突变体Ⅰ-15系花药绒毡层解体过程中孢粉素的行为。M-101品种花药绒毡层的解体过程大体可分为两个阶段:在小孢子发育期,绒毡层主要分泌孢粉素;在花粉发育期,绒毡层主要降解非孢粉素物质。Ⅰ-15系花药绒毡层的解体过程虽然出现了一系列异常现象,但绒毡层解体的起始时间和阶段顺序性与M-101品种相似。对绒毡层解体过程孢粉素行为的有关事态及其与花粉发育的关系等问题进行了讨论。     

K型小麦雄性不育系绒毡层结构变化及相关基因的表达分析

为揭示K型小麦雄性不育系的败育时期和败育机制,以K型小麦雄性不育系K519A及其保持系519B为材料,采用半薄和超薄树脂切片法对花药绒毡层进行显微和亚显微结构观察,并对孢粉素转运相关基因RAFTIN1和绒毡层细胞降解相关基因APs在不同生育时期的表达模式进行分析。结果表明,与保持系相比,不育系花药绒毡层在四分体时期提前降解,部分绒毡层细胞脱离中层侵入药室内,发育至二核和三核期绒毡层细胞只剩下细胞轮廓和少量附着的乌氏体。不育系小孢子细胞壁在单核期开始增厚,是同时期保持系小孢子细胞壁厚度的2.35倍,发育至二核期小孢子细胞壁继续增厚,但三核期不育系小孢子细胞壁比保持系小孢子细胞壁薄,仅是保持系花粉粒细胞壁厚度的89%,并且三核期不育系花粉粒出现畸形和质壁分离的异常现象。自小孢子母细胞时期至单核期,不育系中RAFTIN1和APs基因的相对表达量都显著高于保持系,但在二核期不育系中的相对表达量显著低于保持系。推测K型小麦雄性不育系K519A的败育可能发生在四分体期和二核期。RAFTIN1和APs基因的表达模式与细胞学观察结果相契合,故推测这两个基因很可能参与了K型不育系K519A的不育过程。     

茶树花药组织培养研究进展

本文对茶树花药愈伤组织诱导、愈伤组织分化及植株形成研究作了综述,以期对今后茶树花药组织培养研究提供帮助。     

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。     

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O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O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。     

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。     

高等植物成花的生理生化与分子机制研究进展

成花过程是高等植物生长发育过程中最重要的阶段之一,包括一系列生理生化代谢与基因调控反应。本文对高等植物成花过程中生理生化与分子机制的研究进行了综述,并介绍了miRNA在植物成花过程中的作用,为成花研究提供参考。     

外源茉莉酸甲脂（MeJA）对光温敏不育小麦花药开裂率及结实率的影响

为了明确茉莉酸甲酯（MeJA）对光温敏不育小麦花药开裂的诱导效应,于抽穗至开花期对小麦光温敏雄性不育系BS366、BS400、BS210及3个常规小麦品种的活体穗部分别进行0、0.1、0.3、0.5 mmol/L浓度MeJA的喷施处理,统计不同浓度处理后的花药开裂率及结实率。结果表明,在喷施0.3和0.5 mmol/L MeJA后,不育系的花药开裂率和结实率增加显著,而常规品种增加不显著。本研究证明,喷施外源MeJA可显著增加小麦光温敏不育系的花药开裂率,进而有效提高其自交结实率,对提高亲本繁殖系数,降低制种成本具有一定的作用。     

麦类作物花药离体培养特性遗传控制研究进展

基因型依赖及白苗再生等问题限制了花药离体培养技术潜力的充分发挥。为了克服这些问题,提高花药离体培养效率,国内外学者采用传统遗传学、细胞学、生理生化、分子标记、基因克隆、转录组学及蛋白组学等方法,在小麦、大麦及小黑麦花药预处理、胚状体和愈伤诱导、绿苗再生及白苗形成遗传控制方面进行了大量的研究。本文对这些研究进行综述,以期为相关研究提供参考。     

γ射线辐射亚麻花药的研究初报

利用γ射线辐照接种后的亚麻花药,通过花药培养获得突变体.初步研究了不同剂量的γ射线对亚麻花药愈伤组织诱导率及绿苗分化率的影响,探讨了亚麻花药辐射诱变的适宜辐射剂量及突变体当代的遗传表现.     

小麦花药伸出特性的QTL分析

花药伸出特性直接影响小麦的授粉结实率和穗部真菌病害抗性,为挖掘控制小麦花药伸出特性的QTL,以半闭颖品种周8425B和开颖品种小偃81构建的包含102个株系的F_2:12RIL群体为材料,于2019和2020年各分两个播期种植于西北农林科技大学小麦试验站,以小麦花药伸出率和视觉花药伸出等级两个性状表型值对4个环境下的花药伸出特性进行表型鉴定,并利用90K芯片构建的高密度遗传连锁图谱进行QTL定位。结果共检测到8个控制花药伸出特性的QTL,分布在3A、3B、5B、6B、6D和7A染色体上,其中6B和6D染色体上各有2个QTL。 QAe.nwsuaf-3A、 QAe.nwsuaf-3B和 QAe.nwsuaf-6B位点在多个环境中均能被检测到,表型变异解释率分别为3.65%～10.48%、8.12%～26.09%和3.49%～8.93%。     

油菜不同发育时期喷施杀雄剂1号的杀雄效果和对花药细胞形态的影响

用0.03％的杀雄剂1号在油菜发育的15个时期处理,结果表明植株从花粉母细胞形成到三核期都有杀雄效果,以单核期处理效果最好。细胞形态学观察表明,杀雄剂1号能使花粉母细胞形态及花粉母细胞减数分裂异常,四分体退化或异常,单核花粉粒细胞质收缩,呈质壁分离状,花粉数减少,且皱缩,畸形,空秕,互相挤在一起,同一花蕾中花粉发育不同步,中间层推迟解体,绒毡层推迟或提前解体,或者异常增生,花粉外壁网纹变密、网孔变小,网脊变细。     

化学杂交剂SX-1诱导油菜花粉败育的细胞学观察

通过石蜡切片和用Sudan Black B进行花药脂染色,对化学杂交剂SX-1诱导的油菜雄性不育花药发育进行了细胞学观察。结果表明,SX-1对油菜花药发育各个时期都有一定影响,一类是花粉败育发生在造孢细胞时期到四分体时期,绒毡层细胞异常加厚、提前解体或是液泡化;另一类是绒毡层细胞延迟解体,单核小孢子不能发育为成熟的花粉粒。花药脂染色结果表明,SX-1影响了绒毡层细胞的油脂积累,油脂代谢受到抑制,不能为花粉外壁形成提供充足的脂类物质,是单核小孢子不能发育为成熟花粉粒的原因之一。