八倍体小黑麦85-196与其亲本的主要性状及受精过程和胚胎发育的研究

人工合成的八倍体小黑麦85-196的染色体数为2n=56,株高、穗长及小穗数居双亲之间,偏低、偏长、偏少,每穗结实粒少,种子不饱满。受精过程与其亲本基本相近,但胚和胚乳发育过程中淀粉粒分布状况与其亲本有区别,受精后不能正常发育(败育)的种子占有一定比例。认为八倍体小黑麦籽粒不饱满和结实率低的主要原因是胚乳发育不正常所致。     

海甘蓝与芸薹属属间杂交的受精和胚胎发育

本文首先对海甘蓝和芸薹属属间杂交的花粉粒萌发、花粉管生长以及珠孔受精情况进行了观察,结果表明,甘蓝型油菜和白菜型油菜与海甘蓝杂交存在受精前不亲和,而芥菜型油菜与海甘蓝属间杂交时,花粉管生长正常,授粉后3～4天可通过珠孔受精。通过对芥菜型油菜×海甘蓝属间杂种胚与芥菜型油菜自交胚的发育过程的比较研究,发现杂种胚败育的原因是:①对于较早败育的胚囊,胚在2细胞原胚时,珠心组织开始解体,珠被绒毡层开始退化,胚在发育过程中呈饥饿状态。②对于较晚败育的胚囊,杂种后代的胚要比自交胚发育延迟,在32～64细胞原胚或多细胞球形胚阶段,胚体停止发育,胚乳细胞开始形成,要比自交提前4天形成胚乳细胞;到授粉25天后,球形胚体开始解体,胚乳细胞开始退化。这和前人观察到的杂种胚的败育的结论有所不同。     

甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥种间可交配性的胚胎学研究

在甘蓝型油菜×埃塞俄比亚芥中,杂种胚乳不甚发育并提前形成细胞,杂种胚发育缓慢,消耗早育的胚乳组织后便停滞在心形期或鱼雷形期.反交时胚乳早期发育旺盛,但在发育中期不能形成细胞并逐渐退化解体;杂种胚从原胚阶段即有退化现象发生,并可持续到鱼雷形期,胚退化时常伴有胚柄细胞的解体.甘蓝型油菜母本基因型对杂交的生殖过程有显著影响.对受精的影响表现在其柱头与异种花粉的亲和性不同,以Rucabo作母本时表现与反交相似的高亲和性和高受精率.以84014A作母本时近半的胚珠中发生体质不育现象.而华油8号作母本时产生的杂种胚和胚乳在后期的发育相对正常,可形成少量有生命力的杂种种子.文中提出通过杂交重组创造出种间受精率高,又具结实潜力的“桥梁品系”,以经济有效地克服甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥杂交的不可交配性.     

植物人工种子的研究概况

种子是种子植物所特有的有性繁殖器官.种子的结构一般由胚、胚乳和种皮三部分组成.从来源上讲,自然界中正常的植物种子分为两类:一类是植物经过受精作用后由胚珠发育形成的;另一类是植物不经过受精作用由不定胚直接发育形成的.人工种子是Murashige于1978年在国际园艺植物学术讨论会上首先提出的,它是指将植物离体培养中产生的体细胞胚或能发育成完整植株的分生组织(芽、愈伤组织、胚状体等)包埋在含有营养物质和具有保护功能的外壳内形成的在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体.完整的人工种子包括体细胞胚、人工胚乳和人工种皮.     

普通小麦与六倍体小黑麦杂交不亲和性的研究 Ⅰ.杂种的胚胎发育

本文对普通小麦与六倍体小黑麦这一组远缘杂交的不亲和性,从胚胎学的角度进行了研究。以六倍体小黑麦作母本,杂种胚胎发育与亲本的差异较小;以普通小麦作母本,杂种胚发育逐渐表现出显著的异常,最终是胚败育,种子失去生活力。通过对胚的切片的解剖观察和胚离体培养的研究,表明在以普通小麦作母本的杂交种子中,胚乳的发育异常发生在胚败育之前,及时将胚取出作离体培养可以发育成苗,因而证明胚的败育是由胚乳的异常发育引起的。本文讨论了这些杂交种子中胚乳发育的不同情况对胚的不同影响。     

水稻与高粱属间远缘杂交花粉管行为观察

水稻和高粱是禾本科的两个异属作物,因其遗传距离较远,杂交表现不亲和,结实率极低,难以获得种子。为初步了解水稻与高粱属间远缘杂交花粉管行为,探索该远缘杂交的发生过程,本实验以籼稻珍汕97A×珍汕97B和Ⅱ-32A×Ⅱ-32B两个组合为对照,对珍汕97A×晋江多枝高粱和Ⅱ-32A×晋江多枝高粱两个属间远缘杂交组合的花粉管行为作初步的观察与研究,结果表明:晋江多枝高粱花粉粒能象水稻花粉粒一样在水稻柱头上正常萌发,花粉管在花柱及子房中生长与伸长,有些能最终到达子房的基部;同时高梁花粉管生长也出现诸如不能进入花柱、胼胝质不规则堆积、花粉管末端钝化等一系列的异常表现,致使不少花粉管停滞生长。     

水稻与高梁属间远缘杂交花粉管行为观察

水稻和高粱是禾本科的两个异属作物,因其遗传距离较远,杂交表现不亲和,结实率极低,难以获得种子.为初步了解水稻与高粱属间远缘杂交花粉管行为,探索该远缘杂交的发生过程,本实验以籼稻珍汕97A×珍汕97B和Ⅱ-32A×Ⅱ-32B两个组合为对照,对珍汕97A×晋江多枝高粱和Ⅱ-32A×晋江多枝高粱两个属间远缘杂交组合的花粉管行为作初步的观察与研究,结果表明晋江多枝高粱花粉粒能象水稻花粉粒一样在水稻柱头上正常萌发,花粉管在花柱及子房中生长与伸长,有些能最终到达子房的基部;同时高梁花粉管生长也出现诸如不能进入花柱、胼胝质不规则堆积、花粉管末端钝化等一系列的异常表现,致使不少花粉管停滞生长.     

两型豆种子发育的解剖学研究

两型豆为豆科野生物种,对大豆育种和植物发育生物学研究具有重要价值.试验采用石蜡切片法进行了两型豆种子发育的解剖学研究,结果表明:(1)胚珠在花后12 h完成受精;(2)花后2 d合子进行第1次分裂,第1次分裂为横分裂,花后4 d形成原胚;(3)花后24 d,原胚经过球形胚期、心形胚期、鱼雷胚期,发育为成熟胚;(4)胚乳发育为核型,成熟种子为无胚乳种子;(5)外珠被发育为种皮,种皮细胞呈栅栏状且外被角质层,是造成三籽两型豆地上种子硬实的重要原因之一.     

植物种子大小调控信号通路研究进展

种子发育及其调控机制是发育生物学中重要的问题。在被子植物中,种子发育从双受精事件开始,继而形成二倍体胚和三倍体胚乳,种皮包裹着胚和胚乳,胚、胚乳和种皮协调生长和调控,从而确定种子的最终大小。种子生长主要由合子组织和母体的内部遗传信息控制。种子大小可通过调节胚乳生长来控制,即种子大小取决于合子组织的基因型。母体为胚胎和胚乳的生长提供空间,种皮发育决定种子大小的上限,说明母体组织的基因型也调控着种子的大小。目前已知控制种子大小的信号途径主要有:IKU(HAIKU)通路、泛素-蛋白酶体通路、G(Guanosine triphosphate)蛋白信号通路和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路,植物激素和转录调节因子。本研究综述了拟南芥和水稻两种模式植物种子大小调控的研究进展,主要围绕调控因子的遗传和分子机制展开。     

甘蓝自交不亲和系柱头和花粉粒不亲 和互作的电镜扫描研究

扫描电镜观察到甘蓝(Brassica oleracea L.)自交不亲和系02-E1柱头上不能萌发的花粉在授粉后18小时内就会萎缩变小直至干瘪。能够萌发的花粉从一个萌发沟萌发后，另外两个萌发沟就自动萎缩，其花粉管有的扭曲不能伸入乳突细胞，仅少量花粉管能伸长进入花柱。经过5%NaCl溶液处理后的甘蓝自交不亲和系的柱头表膜乳突细胞或皱缩或破裂，花粉粒很容易萌发并长出花粉管，然后花粉管穿破乳突细胞壁而伸入花柱完成受精作用。     

玉米与摩擦禾、薏苡的杂交不亲和性

采用荧光显微技术, 对摩擦禾、薏苡花粉在玉米柱头上的萌发和生长过程进行了观察。摩擦禾花粉粒在玉米柱头上均能萌发, 花粉管在柱头中伸长并到达花柱基部, 且可将雄配子送入胚囊内, 玉米果穗顶端有受精结实痕迹, 说明摩擦禾与玉米的杂交障碍不是杂交不亲和, 而是胚囊不亲和或杂种衰亡。薏苡花粉粒在玉米柱头也能萌发, 花粉管能伸入花柱, 但玉米与薏苡杂交生殖隔离较摩擦禾严格, 杂交极其困难, 杂交障碍为胚囊不亲和或花柱不亲和。玉米与薏苡杂交时, 薏米花粉管能到达玉米花柱基部, 而川谷花粉管却在花柱中停止生长, 杂交障碍与薏苡种类有关。玉米与薏苡杂交的花粉管异常率高于玉米与摩擦禾杂交花粉管异常率, 反映了玉米与摩擦禾的亲缘关系较与薏苡近。     

棉属不同染色体组种间杂交胚胎学研究

本文主要报道以棉属［（Ｃｏｓｓｙｐｉｕｍ）（ＡＤ）］染色体组四倍体栽培种陆地棉（Ｇ．ｈｉｒｓｕｔｕｍ）为母本，Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｇ染色体组的二倍体野生棉代表种长须棉（Ｇ．ｂａｒｂａｓａａｎｕｍ）、澳洲棉（Ｇ．ａｕｓｔｒａｌｅ）、雷蒙地棉（Ｇ．ｒａｉｍｏｎｄｉｉ）、索马里棉（Ｇ．ｓｏｍａｌｅｎｓｅｅ）和比克氏棉（Ｇ．ｂｉｃｋｉｉ）做父本，配成５个杂交组合，并以陆地棉自交作对照，比较研究棉属不同染色体组种间杂交的胚胎发育过程。二倍体不同染色体组野生棉的花粉在陆地棉柱头上可以顺利萌发，其花粉管在花柱中生长较正常，但花粉管生长速度明显慢于陆地棉自交。野生棉花粉管到达陆地棉胚囊并释放精子完成双受精的频率很低，除陆地棉×Ｄ组雷蒙地棉受精率为３３．３％以外，其它几个杂交组合的受精率均低于１０％。杂种形成的胚乳游离核数量比陆地棉自交的少，而且比自交对照提早３～４天形成胚乳细胞。杂种胚乳组织形成后迅速解体。杂种原胚发育较正常，但杂种胚大多停滞在球形胚和近心形胚期；分化后的杂种胚呈现各种形态的畸形胚。杂交胚珠的珠心组织解体明显迟于自交胚珠，其解体时间和胚乳组织解体基本上一致。珠心组织的迟迟解体和胚乳组织异常发育导致杂种胚的败育。     

连续自交对甘蓝型油菜(Brassica napus L.)胚胎发育的影响

以自由授粉群体和品系间杂种为对照,研究了甘蓝型油菜连续自交后代在胚胎发育上表现的效应。自交后代的胚和胚乳发育在授粉5天以后开始落后于杂交组,致使自花授粉的成熟种子较小,且含油率降低。与自由授粉相比,自交组花粉管生长较慢,受精较晚,胚乳游离核数较少,原胚生长缓慢。自交后代中常发生单受精、合子或幼胚退化以及游离核胚乳解体等异常现象,同时在受精频率、游离核数和原胚细胞数方面的变异系数,都较自由授粉组为大,表明至少在胚胎发育前期,连续自交后代甚至比处于杂合状况的自由授粉群体更不整齐一致。讨论了变异发生的原因及预测自交衰退和杂种优势的可能性。     

八倍体小黑麦与七倍体杂种回交配子间竞争规律的研究

当八倍体小黑麦与七倍体杂种回交时,七倍体×八倍体(以下简称“七×八”)组合的子房受精正常,80％的受精子房不能形成有胚乳的种子,有胚乳种子中能成株的仅有20％,回交效率为1％～2％,远低于八倍体×七倍体(以下简称“八×七”)组合的29.07％。通过分析“八×七”回交种子和七倍体F_1杂种根尖染色体数分布发现,八倍体小黑麦雌配子R染色体平均丢失率为0.133,具28染色体数的整倍体配子对27染色体数的非整倍体配子不具有竞争优势;父本七倍体杂种雄配子R染色体的平均丢失率为0.713,整倍体雄配子的竞争能力是非整倍体(染色体数27)雄配子的48.2倍。“七×八”组合回交效率低的原因可能是雌配子间竞争能力低,各种R染色体数的雌配子都能参与双受精,由于不完整的R组染色体对胚乳发育的干扰,大部分合子不能形成能成株的种子。     

柚FIE同源基因的克隆及表达分析

FIE基因在受精前抑制胚乳发育并在受精后通过特异位点阻碍胚发育相关基因的转录。在拟南芥中,FIE突变最终导致种子败育。本研究从马家柚中克隆到1个FIE同源基因,开放阅读框(ORF)长为1 110 bp,编码369个氨基酸,命名为CmFIE (GenBank:IDMG680456),包含一个保守的WD40 motif结构域。推测其蛋白分子质量为41.443 3 k D,等电点为6.02,属于不稳定亲水性蛋白,并以折叠结构和环状结构为主。系统进化树分析表明,与甜橙(Citrus sinensis) CsFIE亲缘关系最近。qRT-PCR分析显示,CmFIE基因在马家柚种子和幼苗根、茎、叶中均有表达,但在种子中的表达量相对更高。CmFIE在正常种子中的发育过程持续表达,并在授粉后4～7周(胚乳细胞化之前和开始时)表达量下降,另外胚乳退化型败育种子中CmFIE表达水平被发现从授粉2周后开始一直高于正常种子。结果表明CmFIE对种子发育起到重要的调控作用,这与模式植物拟南芥FIE基因的功能一致。通过探究柚FIE基因生物信息学特性及在种子中的表达情况,可以为FIE基因在种子发育过程中的功能研究提供理论基础。     

大豆花荚脱落的主要原因

1大豆体内有机营养与花荚脱落 根据观察,脱落的花荚大部分已经受精,并已形成胚和胚乳.这说明花荚脱落不是由于胚珠没有受精而造成的.由于各种营养含量变化,荚停止发育,逐渐黄化,以后逐渐脱落.     

植物远缘杂交育种研究进展

综述了近年来远缘杂交在植物育种中的应用价值和最新进展,重点介绍了导致远缘杂交失败的生殖障碍原因及其有效的克服方法,包括杂交不亲和等受精前障碍因素和胚胎败育等受精后障碍因素；概述了远缘杂种的形态学、细胞学和分子细胞遗传学等鉴定方法,并对植物远缘杂交育种提出了新的研究方向.     

甘蓝型油菜与云南小油菜的远源杂交研究

以2个甘蓝型油菜品种为母本,3个云南小油菜材料为父本,研究了单一授粉、混合花粉授粉、重复授粉3种授粉方式对其杂交亲和性的影响.结果表明:甘蓝型油菜与云南小油菜的杂交为高度不亲和,最强的组合是云油23号×23号小油菜,其亲和指数为0.130.混合花粉授粉降低了其杂交亲和性,花油3号×小油菜的亲和指数为0.092.重复授粉可以提高杂交亲和性,亲和指数比单一授粉和混合授粉的都高,但角果中的种子几乎都是皱瘪的,可见甘蓝型油菜与云南小油菜杂交是受精后不亲和,其杂种胚发育受到阻碍而不能形成正常的种子.     

关于糜胚胎发育的研究

糜为禾本科黍族作物.子房内有1倒生胚珠,双珠被,厚珠心.胚囊类型为蓼型,8核7细胞胚囊.成熟胚囊受精前1助细胞已解体.反足细胞4～5个,极核未融合.双受精过程中,卵受精后有三核仁现象,二极核与精核先后受精后,胚乳核先于合子分裂,游离核阶段约1.5～4天、第5天开始积累淀粉.合子休眠约20小时,第1次分裂为横裂,约12天胚分化完成,约22～28天籽粒成熟.反足细胞于花后6天胚分化开始,胚乳淀粉大量积累时消失.籽粒发育过程中的落粒现象应深入探讨.     

蒙药植物蓝盆花的授粉亲和性

利用显微镜观察花粉和柱头形态,采用离体萌发法对花粉活力进行测定,采用压片法对自交授粉后花粉管生长动态进行观察,以探明蓝盆花自交是否存在授粉障碍,为今后蓝盆花人工栽培和杂交育种工作提供理论依据。结果表明:蓝盆花花粉饱满,具有1~3个萌发孔,二裂柱头,花柱细长通直,培养10 h花粉萌发率达86.06%,花粉活力高。授粉后4 h多数花粉萌发后花粉管进入花柱;授粉后10 h花粉管进入花柱中上部;授粉后12 h多条花粉管进入花柱并到达中部;授粉后48 h花粉管到达花柱基部进入子房,但通过观察发现花柱顶端有胼胝质及花柱内的花粉管交叉缠绕停止生长的异常现象,从而花粉管不能进入子房完成受精过程,这可能是导致果实空瘪的一个原因。由此推测,蓝盆花自交授粉存在受精前障碍,属于配子体自交不亲和类型。