水稻红莲型粤泰不育花药ATPase超微结构定位

 以ATPase定位研究了红莲型粤泰不育花药和可育花药。结果表明 ,单核中位期可育花粉ATPase定位于覆盖层外侧、柱状层和细胞核 ,单核边位期ATPase定位于覆盖层外侧和细胞核 ;二核期ATPase定位于柱状层、内壁、质膜以及细胞核上 ;三核期ATPase定位于柱状层、内壁、质膜生殖核和营养核的核仁上。单核中位期不育花粉ATPase定位于核仁 ,单核边位期ATPase定位于覆盖层外侧、柱状层、质膜以及细胞核上 ;二核期不育花粉ATPase定位于覆盖层外侧、内壁和核仁。单核中位期可育花药药壁发育良好 ,绒毡层吞噬泡有活跃的ATPase活性 ,单核边位期绒毡层内吞噬泡消失 ,绒毡层内含物减少 ,二核期绒毡层细胞完全解体。单核中位期不育花药药壁发育不良 ,绒毡层内吞噬泡少 ,单核边位期绒毡层出现大量吞噬泡 ,二核期绒毡层存在尚未解体的细胞质和核。大多数不育花药药隔结构及ATPase定位特征与可育花药相似。可能不育花药绒毡层发育迟缓、单核边位期不育花粉细胞质膜活跃的ATPase活性及花粉核异常与花粉败育存在较为密切的关系。     

毛白杨花粉败育过程中Ca^2＋-ATPase的异常变化

为研究木本植物花粉败育过程中Ca2+ ATPase的影响,本文利用氯化铈沉淀和电镜细胞化学方法,对不同育性毛白杨花药在小孢子发生发育过程中Ca2+ ATPase进行了定位。结果表明:Ca2+ ATPase在可育花药小孢子母细胞时期大量分布于小孢子母细胞质膜、液泡膜及内膜系统,花药内壁细胞内膜系统和绒毡层细胞质膜,随后Ca2+ ATPase在上述细胞中均减少甚至消失,并于小孢子时期和成熟花粉时期分别在小孢子和花药内壁细胞中再次沉积;不育花药小孢子母细胞以及此时期绒毡层细胞质膜上并无明显Ca2+ ATPase,花药表皮、药室内壁以及中层的Ca2+ ATPase都高于同一时期的可育花药,其绒毡层细胞解体不完全。由上述结果推测:毛白杨不育花药内小孢子母细胞和药壁中Ca2+ ATPase分布异常,影响细胞内钙离子的主动转运,可能导致钙离子异常累积,进而通过影响小孢子母细胞和药室内壁细胞的正常代谢、绒毡层细胞的及时降解而导致花粉败育。      

人心果雄配子体发育的研究

人心果花药由表皮(1层)、药室内壁(1层)、中层(4层)、绒毡层(1层)和造孢子细胞组成，药壁发育双子叶型，花药四室。雄配子体发育经由小孢子母细胞减数分裂形成四分体，该四分体胞质分裂为同时型，四分体排列为四面体型，小孢子再经有丝分裂形成2-细胞花粉，成熟花粉为2-核花粉。花药壁层的变化是表皮在单核小孢子产生期消失，中层在四分体时消失，药室内壁在单核小孢子期径向延长成柱状纤维层；绒毡层在四分体期开始解体，为单核腺质绒毡层。花粉活力测定表明95．02％有活力；人工萌发实验表明花粉萌发率很低；同时观察花粉在柱头上自然萌发。     

非1B/lR小麦雄性不育系花药发育的细胞学研究

为了研究非1B/lR小麦雄性不育系花粉败育时期花药结构的变化,利用透射电镜对非1B/lR小麦雄性不育系732A及其保持系732B的花药发育过程进行了超微结构观察。结果表明,不育系花药中的绒毡层组织在单核花粉粒时期迅速解体消失,中层组织直到二核花粉粒期仍可以看到;保持系花药中的绒毡层组织解体缓慢,到三核花粉粒期才完全消失,但中层组织在单核花粉粒期就解体消失。由此表明,绒毡层与雄性败育有关,不育系中层细胞一直保持完整,可能是由于绒毡层迅速退化而造成的。     

光敏核不育水稻花药中Ca2+分布及其与花粉育性的相关性研究

 【目的】研究光敏核不育水稻花药发育过程中Ca2+分布与花粉败育的关系。【方法】采用焦锑酸钾沉淀法,研究光敏核不育水稻农垦58S和可育品种农垦58N花药发育过程中药隔、药壁和花粉细胞中Ca2+的分布变化。【结果】不育花药与可育花药中Ca2+分布有很多差异：（1）可育花粉细胞表面逐渐积累丰富的Ca2+沉淀,花粉壁发育完全,细胞质中Ca2+很少;而不育花粉细胞表面Ca2+较少,花粉壁形成异常,细胞质中积累丰富的Ca2+沉淀。（2）不育花药绒毡层提前启动解体,且解体过程十分缓慢;不育花药较可育花药提前形成乌氏体,但其表面无Ca2+沉淀直至单核晚期才有明显分布,且数量少于同期可育花药。总体上看,除乌氏体以外,不育花药各壁层细胞中的Ca2+沉淀多于可育花药。（3）花药发育过程中,药隔组织中的Ca2+沉淀逐渐增多,同期相比,不育花药多于可育花药。【结论】光敏核不育水稻绒毡层细胞提早解体及乌氏体功能异常,导致Ca2+向药室的运输发生障碍,致使花粉表面缺乏Ca2+而引起花粉外壁形成不正常;花粉发育后期细胞质内积累大量Ca2+是花粉败育的主要因素之一。     

Anomalous changes in Ca2＋-ATPase distribution during the process of pollen abortion in Populus tomentosa Carr

为研究木本植物花粉败育过程中Ca2＋-ATPase的影响,本文利用氯化铈沉淀和电镜细胞化学方法,对不同育性毛白杨花药在小孢子发生发育过程中Ca2＋-ATPase进行了定位。结果表明：Ca2＋-ATPase在可育花药小孢子母细胞时期大量分布于小孢子母细胞质膜、液泡膜及内膜系统,花药内壁细胞内膜系统和绒毡层细胞质膜,随后Ca2＋-ATPase在上述细胞中均减少甚至消失,并于小孢子时期和成熟花粉时期分别在小孢子和花药内壁细胞中再次沉积;不育花药小孢子母细胞以及此时期绒毡层细胞质膜上并无明显Ca2＋-ATPase,花药表皮、药室内壁以及中层的Ca2＋-ATPase都高于同一时期的可育花药,其绒毡层细胞解体不完全。由上述结果推测：毛白杨不育花药内小孢子母细胞和药壁中Ca2＋-ATPase分布异常,影响细胞内钙离子的主动转运,可能导致钙离子异常累积,进而通过影响小孢子母细胞和药室内壁细胞的正常代谢、绒毡层细胞的及时降解而导致花粉败育。     

光敏胞质不育小麦花药发育过程中GA_(1+4)分布的免疫电镜研究

 运用胶体金免疫电镜定位方法对不同光照条件下光敏胞质不育小麦 (TriticumaestivumL .)花药发育过程中GA1+ 4 的分布进行了详细观察。短日照条件下花药可育 ,花粉母细胞、单核花粉和二核花粉内GA1+ 4 的分布数量逐渐增多 ,以细胞核最为明显 ;成熟花粉的精细胞内也有一定数量的GA1+ 4 分布。绒毡层细胞质和细胞核内GA1+ 4 的分布数量逐渐减少。长日照条件下 ,花药不育 ,花粉母细胞和败育的花粉内有GA1+ 4 的分布 ,但其分布数量比同时期可育花粉内少。绒毡层细胞解体紊乱 ,细胞内有GA1+ 4 分布。观察结果表明 :GA1+ 4 参与花粉的发育 ,其在花药内的分布和数量变化可能与花药的育性相关     

大白菜核不育花药绒毡层的异常细胞程序性死亡(PCD)导致小孢子败育研究

【目的】观察大白菜花药发育中绒毡层与小孢子的细胞形态,为研究大白菜核不育花药败育机理提供依据。【方法】以大白菜核不育近等基因系10L03为试材,采用石蜡切片法和TUNEL法对可育和不育花药的细胞结构进行观察。【结果】大白菜核不育花药败育起始于减数分裂期绒毡层结构异常,小孢子在四分体时期开始败育;不育发生后,伴随着绒毡层细胞异常膨大,严重空泡化,提前降解,小孢子变形干瘪而死亡;不育与绒毡层提前发生细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)有关,绒毡层PCD过程失控,导致绒毡层爆发性提前降解,影响绒毡层对小孢子进一步发育的营养供应。【结论】不育四分体不能及时释放单核小孢子而影响小孢子的进一步发育,是导致小孢子败育的直接原因。     

小麦雄性不育系绒毡层异常代谢与小孢子败育的关系

【目的】研究小麦遗传型雄性不育系花药绒毡层降解及营养物质代谢,并揭示其与花粉败育的关系。【方法】以小麦S型1376不育系[(S)-1376(A)]及其保持系[(A)-1376(B)]为试材,在三核期分别用DAPI和KI-I2对花粉粒内淀粉积累进行染色观察;采用半薄切片技术对不育系(S)-1376和保持系1376绒毡层发育过程及多糖、脂类和蛋白等物质积累进行观察和比较;采用软件cellSens Entry和IPP 6.0分别计算图片中小孢子和绒毡层细胞的面积及分析各发育时期图像中的平均光密度值。【结果】与保持系1376比较,(S)-1376花粉粒被KI-I2染成浅黄色,表明三核期其花粉中无淀粉积累,花粉败育彻底;不育系(S)-1376绒毡层较保持系1376绒毡层细胞提前至四分体时期启动细胞程序化死亡（PCD）过程;不育系(S)-1376花粉核发育迟缓,大多发育至单核晚期停止分裂,仅少数可发育至二核期;(S)-1376小孢子在四分体时期和单核早期显著增大;绒毡层细胞在四分体时期也显著大于保持系1376绒毡层细胞。在(S)-1376花粉的发育过程中,除四分体时期外,其余各时期多糖含量（呈红色）均低于保持系对应的各发育时期,不育系(S)-1376绒毡层中多糖在四分体时期多于保持系,在单核早期显著降低。在花粉整个发育过程中,不育系(S)-1376花粉中被染成黑色脂类的含量明显低于保持系,不育系绒毡层中的脂类含量在各个时期也低于保持系。不育系(S)-1376小孢子母细胞四分体时期被染成蓝色的蛋白含量很高,但单核晚期显著降低;在绒毡层细胞中单核早期蛋白含量显著低于保持系,这可能暗示该时期保持系绒毡层开始启动降解。在花粉发育整个过程中保持系1376小孢子母细胞中四分体时期多糖和蛋白的含量都低于不育系(S)-1376,这可能与该时期不育系绒毡层提前降解需要大量的多糖和蛋白有关;单核晚期小孢子中的多糖、脂类和蛋白含量高于不育系,该时期是正常小孢子发育的关键时期,不育系中各种物质供应不足可能是导致花粉败育的主要原因。在二核期和三核期,不育系(S)-1376花粉营养细胞中大液泡不消失,细胞质内含物也不持续增加,淀粉粒、脂类等物质积累终止,最终导致小孢子内没有内含物的积累,呈空壳晶体状。【结论】小麦S型1376A不育系花药绒毡层提前降解所诱发的物质异常代谢,使小孢子在由单核晚期向二核期发育的过程中物质供应不足导致细胞核分裂异常,最终引起花粉败育。     

韭菜雄性不育系及保持系花药和花粉发育的细胞学比较

为了从细胞学角度研究韭菜雄性不育的机理,本试验利用石蜡切片法对韭菜雄性不育系及其对应保持系花药与花粉发育过程进行了比较研究。结果表明:韭菜花药绒毡层兼有分泌绒毡层与变形绒毡层的特点,花粉败育与绒毡层发育异常和提前解体有关。韭菜败育分两种类型:败育Ⅰ型,败育发生在减数分裂二分体至四分体时期,不育系绒毡层细胞液泡化膨大,花粉母细胞减数分裂不正常,不产生四分体或产生无胼胝质壁包裹的异常四分体,最终粘连连成一团解体消失;败育Ⅱ型,败育发生在单核小孢子时期,绒毡层在四分体时期提前退化,单核小孢子无营养供应而败育。