金银忍冬花器官的发生与发育

 利用扫描电镜技术对金银忍冬〔Lonicera maack ii (Rupr. ) Maxim〕的花器官发生与发育过程进行了研究。研究发现, 3月中旬侧生营养茎端由1个突起转化为两个突起, 随后两个营养茎端同时转化为两个并生的生殖茎端, 即花原基。花器官为轮状结构, 向心发生。萼片、花冠和雄蕊的发生式样均为五基数类型, 它们各来源于花原基上分化出来的花萼原基, 花冠原基和雄蕊原基。心皮1枚, 发育为柱头、花柱和子房。金银忍冬花芽发生与发育的速度快, 花芽分化期需大量营养。花器官发生过程中, 两并生花的发生发育进程具同步性。     

木芙蓉不同时期花的结构变化研究

以木芙蓉的花为试材,采用扫描电镜观察的方法,研究了初花期、花蕾期、盛花期、花末期4个不同时期对木芙蓉微形态结构的影响,以期揭示木芙蓉花外部和内部更为详尽准确的结构特征。结果表明:花萼上表皮细胞表面较规整,表面长柄腺毛密集,且呈丛生分枝状。花萼下表皮,细胞排列整齐,细胞表面凹凸不平,细胞形状不规则呈多边形,长柄腺毛比上表皮少,且成单生状,腺毛上有明显突起物。花冠上表皮在初花期无腺毛,只有少量成长发育中的短柄腺毛,细胞排列紧凑,细胞表面凹凸不平,细胞成不规则多边形。花冠下表皮无长柄腺毛,但有短柄腺体,细胞形态变化不大,细胞排列整齐。木芙蓉花柱头上的乳突细胞分化形成大量多细胞的毛状体,排列紧密,间隙小,分布无一定规则,但花末期细胞形态变化较大,分化较明显。花柱上布满表皮毛,其中初花期花柱上的表皮毛稀疏、较短,花末期稠密、较长,盛花期和花末期花柱和柱头上附着较多的花粉粒。初花期雌蕊中子房上的表皮毛稀疏、较短,花末期稠密、较长,另外盛花期和花末期胚珠较初花期明显增大。     

黄金树花器官发生及发育的形态观察

利用普通光学显微镜和扫描电镜技术对黄金树花器官的发生及发育过程进行了观察.结果显示:(1)黄金树花器官的形态发生及发育过程集中于3月下旬-5月上旬;(2)花原基分化形成花的整个过程符合一般的分化顺序:花萼原基-花冠原基-雄蕊原基-雌蕊原基,且各原基在分化顺序上存在交叉;(3)花药及胚珠的发育与花器官的形态发生之间有明显的连续性,当花蕾直径为3.0 mm左右时花粉母细胞及完整的花粉囊壁形成,直径达到3.5 mm左右时胚珠中出现孢原细胞的分化,它直接起大孢子母细胞的功能.     

黄金树花器官发生及发育的形态解剖学研究

 利用普通光学显微镜和扫描电镜技术对黄金树花器官的发生及发育过程进行了观察。结果显示：（1）黄金树花器官的形态发生及发育过程集中于3月下旬～5月上旬进行,速度较快,历时较短。（2）花原基分化形成花的整个过程符合一般的分化顺序：花萼原基－花冠原基－雄蕊原基－雌蕊原基,且各原基在分化顺序上存在交叉。（3）花药及胚珠的发育与花器官的形态发生之间有明显的连续性,当花蕾直径为3.0 mm左右时花粉母细胞及完整的花粉囊壁形成,直径达到3.5 mm左右时胚珠中出现孢原细胞的分化,它直接起大孢子母细胞的功能。     

番茄花药发育中多糖和脂滴的分布特征

花药发育中的营养物质转运和转化规律很复杂。采用组织化学方法对番茄花药发育中的多糖和脂滴分布特征进行了分析。结果显示:造孢细胞时期仅花药药隔细胞中有较多淀粉分布。小孢子母细胞的胼胝质壁呈现明显多糖特征,药隔细胞中的淀粉减少。减数分裂后四分体时期的花药中营养物质没有明显变化。在游离小孢子发育早期,药隔细胞中淀粉数量又增多;游离小孢子的花粉壁局部呈现多糖特征。到小孢子发育晚期,液泡化小孢子中既没有淀粉也没有脂滴,仅在花粉壁部位仍显示了多糖特征;药隔细胞中的淀粉数量明显减少,此时绒毡层细胞变形、退化。小孢子分裂后,二胞花粉中先出现一些脂滴。伴随着花粉的发育成熟,又出现了大量的淀粉。开花时花药表皮细胞中也聚集了较多的脂滴。番茄花粉中先积累脂滴、后积累淀粉、以及成熟花粉中积累大量淀粉和脂滴的现象是其花粉发育中营养物质代谢的特征,呈现出不同植物的特异性。     

西瓜花药与花粉显微结构研究

对西瓜花药和花粉显微结构进行了观察研究。观察研究结果:西瓜花单性,雄花具5枚花药,每枚2室;花药壁5层,由外向内分别为表皮、药室内壁、中层和绒毡层,中层包含2层细胞;小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为同时型;小孢子不均等分裂,产生大小悬殊的营养细胞和生殖细胞,起初两细胞相互分开,后来生殖细胞进入营养细胞内部,形成细胞内有细胞的结构;成熟花粉为二细胞型,生殖细胞为流线型,营养细胞中有大量淀粉粒和脂滴等贮藏物质;花粉壁5层。     

鸭梨同源异型突变株的花器官分析

以20a树龄同一梨园中1株能稳定遗传的花器官变异鸭梨和普通鸭梨为试材,采用形态观测法进行了花芽发育、花粉萌发率、表观形态等方面的研究分析。结果表明:该突变株的花发育与普通植株花的正常发育最明显的差别在于花器官花瓣完全或部分缺失、雄蕊相应增多;花瓣对应位置的雄蕊花丝粗、花药大;花粉萌发率高;部分特化的花瓣上着生有花药。根据试验结果,推断该突变株可能是梨的花同源异型突变株,控制花器官发育的B功能区发生了突变引起花器官异常。该突变株为进一步认识植物花发育的内在调控机制、研究花的发育机理提供了可能。     

第六讲 离体花器官的组织培养

花器官培养包括花药、花丝、子房、花柱、花托培养及其他花器官培养,应用无菌方法培养植物的花器官,研究它们的诱导、分化、生长和发育的规律,以及影响这些过程的各种因素,至今已有很多种植物的花器官经过离体培养能够诱导形成完整的植株.     

一个矮牵牛花器官发育突变体aps的表型鉴定及遗传分析

在利用矮牵牛W138株系构建突变体库的过程中,获得了一种花器官发育突变体,该突变体主要表现为花萼和花瓣发育异常,命名为aps(abnormal petals and sepals)。与正常W138植株相比,aps突变体最明显的表型是花冠开裂,通常为3裂,同时5个花萼中有2个出现部分瓣化。扫描电镜观察结果显示,突变体瓣化花萼的表皮细胞表现为正常花瓣的细胞形态。通过突变体自交、与正常姊妹株和矮牵牛W115株系杂交以及F1自交和回交等遗传分析发现,aps突变性状为单基因控制的隐性性状。q PCR分析结果表明,在突变体花萼中,3个B类基因(FBP1、PMADS1和PMADS2)和部分E类基因(FBP2、FBP4和FBP5)出现异位表达或表达量显著升高,而所有A类基因(FBP26、FBP29、PFG、AP2A、AP2B和AP2C)的表达量均明显下降,E类基因FBP9和FBP23的表达量也下调;突变体花瓣中,A类基因除FBP29不表达外,其他所有基因的表达量均显著增加,B类基因FBP1和PMADS2,E类基因FBP2、FBP5、FBP23和PMADS12的表达量上调;C类和D类基因的表达在突变体花萼和花瓣中没有明显变化,但在雄蕊和花柱中C类基因表达量明显下降,D类基因FBP7在子房中显著下调。aps突变体为研究矮牵牛花器官发育的调控机制及相关基因之间的调控关系提供了良好的材料。     

辣椒花器官发育MADS-box基因的克隆与表达分析

采用RACE技术从辣椒（Capsicum annuum L.）花药中获得了一个控制辣椒花器官发育的MADS-box基因,命名为PPI（GenBank登录号：GU812276）。该基因全长952 bp,编码215个氨基酸,具有典型的MADS结构域和K结构域,与番茄花器官发育MADS-box基因TPI高度同源,同源性达88%。系统进化树分析表明,PPI基因属于花器官发育B类基因。RT-PCR表达分析表明,该基因在辣椒花瓣中的表达高于在花药、萼片以及子房等花器官中的表达,在营养器官叶片中没有表达。     

连翘花芽分化及发育的初步研究

 利用普通光学显微镜和扫描电镜对连翘的花芽分化及发育过程进行了观察。观察结果如下:(1) 连翘花芽分化期为5月中下旬～7月中旬, 整个过程可分为未分化期、分化初期、花萼原基分化期、花冠和雄蕊原基分化期、雌蕊原基分化期。(2) 雌雄蕊的发育紧随着花芽分化的完成而进行。9月上旬花药中分化出花粉母细胞和完整的花粉囊壁; 10月下旬胚珠的发育进入大孢子母细胞阶段。     

粉绿铁线莲花芽分化研究

利用石蜡切片法对粉绿铁线莲(Clematis glauca)的花芽分化过程进行了观察。结果表明,其形态分化阶段可分为未分化期、分化初期、花被片分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期。各轮花器官为向心式发生,向心式发育。在性细胞分化成熟阶段,雄配子体先于雌配子体发育完全。花药4室,花药壁发育类型为双子叶型,具腺质绒毡层。胞质分裂为同时型,以四面体型四分体为主,花粉粒为2–细胞型。成熟花药中表皮细胞退化或仅余残迹,花药壁仅由纤维状加厚的内皮层构成。子房1室,内含少量退化胚珠及一发育正常的胚珠,倒生,单珠被,薄珠心,蓼形胚囊,具线形四分体及双核反足细胞。在铁线莲属植物中,粉绿铁线莲可能处于相对进化的过渡地位。     

GhMADS3基因组成型表达对矮牵牛花形和花色的影响

 利用农杆菌介导法将GhMADS3基因转入矮牵牛。对14株转基因植株进行分析鉴定, GUS染 色表明外源基因在转基因植株中表达, PCR检测显示GhMADS3整合到矮牵牛的基因组中, RT-PCR分析表 明GhMADS3在转基因植株中表达。转基因植株花器官普遍较野生型小, 花萼膨大、顶尖向内弯翘, 花冠深 裂且边缘伴有不规则褶皱, 柱头裸露在外, 花器官颜色较野生型变淡甚至完全白化。测定花瓣、花萼中花 色素苷和花萼中叶绿素含量, 结果表明转基因植株均较对照偏低。说明GhMADS3的导入使得矮牵牛花形、 花色发生改变。     

甘蓝雄性不育材料Ms2008076花药发育的细胞学研究

对甘蓝雄性不育材料Ms2008076的花药发育过程进行了石蜡切片和显微观察。结果表明：Ms2008076花药败育主要发生在花粉母细胞时期,表现为绒毡层细胞发育异常,花粉母细胞迅速退化以至解体,花药败育。     

西瓜花药与花粉显微结构研究

对西瓜花药和花粉显微结构进行了观察研究。观察研究结果：西瓜花单性，雄花具5枚花药，每枚2室；花药壁5层，由外向内分别为表皮、药室内壁、中层和绒毡层，中层包含2层细胞；小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为同时型；小孢子不均等分裂，产生大小悬殊的营养细胞和生殖细胞，起初两细胞相互分开，后来生殖细胞进入营养细胞内部，形成细胞内有细胞的结构；成熟花粉为二细胞型，生殖细胞为流线型，营养细胞中有大量淀粉粒和脂滴等贮藏物质；花粉壁5层。     

无籽山楂子房和花药发育过程的解剖学研究

以普通山楂和无籽山楂为试材,分别采用石蜡切片技术和半薄切片技术对子房和花药的不同发育时期进行制片观察,利用体视显微镜对无籽山楂和普通山楂的子房、花药及果实拍照观察探索无籽山楂繁殖器官的特点,主要对无籽山楂和普通山楂的子房、花药及果实等结构的发育情况进行对比研究,旨在探索无籽山楂果实发育的过程。结果表明:无籽山楂的花瓣、花药、子房及果实均比普通山楂小。普通山楂含有较多有活力的小孢子,发育过程中绒毡层细胞降解正常;而无籽山楂的单核小孢子大多数空泡化,绒毡层降解异常。无籽山楂大部分胚珠在发育过程中败育,仅有珠被发育为种皮。     

早生黄金梨雌雄性细胞发育及其对应关系

以早生黄金梨为试材,运用石蜡切片法对雌雄性细胞的发育进行细胞学观察,探讨了它们的发育规律及其与外部形态的相关性。结果表明,1)早生黄金梨的花药为4室;药壁发育属双子叶型;腺质绒毡层;小孢子母细胞减数分裂为同时型;开花前7～9d花粉成熟,成熟花粉为2-细胞型。2)大孢子母细胞减数分裂形成的4个大孢子呈直线排列,其中合点端的大孢子具功能,经过3次分裂后,于开花当天形成成熟八核胚囊;胚囊发育属蓼型。3)在发育过程中,不仅雌雄性细胞的形成之间有比较稳定的对应关系,而且它们与花芽或花的外部形态特征之间也有着相对稳定的关系。根据它们的时序性对应关系,可以通过花芽或花的外部形态特征来对其内部的性细胞发育进程进行即时判别。     

连翘异型花柱植株花芽生长发育与传粉习性研究

为探究异型花柱连翘(长花柱和短花柱)花芽分化与生长发育差异及其传粉习性,利用石蜡切片技术观察连翘花芽分化及发育过程,并进行了授粉试验。5月中旬连翘新梢萌发时,分别取长为1、2、3、4、5和6mm的异型花柱连翘花芽并制作石蜡切片,对连翘植株的花芽结构进行观察和拍照。连翘花期进行自交、同型与异型杂交授粉试验。结果表明:连翘花芽分化及花器官生长发育过程包括花芽分化期、休眠期、花芽萌动与膨大期、鳞片脱落期、现蕾期、露冠期、开花期;其中花芽分化期可划分为分化初期、萼片原基分化期、花冠原基分化期、雄蕊和雌蕊原基分化期、雌雄蕊形成期、花粉粒形成期。开花前1年异型花柱连翘的花芽分化及发育无明显区别;开花当年花芽外层鳞片脱落后,观察到长花柱伸长并明显超过其雄蕊高度,花丝开始发育,而短花柱发育基本完成,花丝快速伸长并超过其花柱。授粉试验结果表明,连翘异型杂交坐果率大于50%,同型杂交坐果率略大于20%,自交坐果率在5%左右,具有自交不亲和的特性。     

华南忍冬不同发育阶段花超微结构及其绿原酸积累规律研究

 采用透射电子显微镜、组织化学和荧光显微镜相结合的方法对华南忍冬（Lonicera confusa DC.）不同发育阶段的花结构差异及其绿原酸积累规律进行系统分析。结果显示：随着花的发育,花冠筒叶绿体结构逐渐完善并积累淀粉粒,幼蕾期叶绿体已有基粒和基粒片层出现,但没有明显的淀粉粒出现;绿蕾期叶绿体结构完整,积累有一至数个淀粉粒;白蕾期叶绿体数量少,含有丰富的淀粉粒;银花期和金花期叶绿体极少;花冠筒木质部导管细胞壁逐渐木质化加厚。在花冠筒中,幼蕾期和绿蕾期绿原酸含量丰富;白蕾期薄壁细胞内绿原酸含量开始减少,维管束仍积累较多的绿原酸;银花期和金花期薄壁细胞绿原酸含量进一步减少且分散分布,维管束累积的绿原酸也减少,主要分布在木射线中。在花萼筒-子房中,不同发育阶段,其薄壁细胞、维管束、中轴胎座和胚珠都有绿原酸分布。表明绿原酸可能在叶绿体内合成,然后转至细胞液中聚合,最后在液泡内积累;叶绿体中淀粉粒数量与绿原酸合成呈负相关。     

高温对桃花粉发育及小孢子产生的影响

在人工气候培养箱内对‘锦绣’黄桃（Prunus persica‘Jinxiu’）花器官进行高温处理,利用光学显微镜探讨了高温对小孢子形成和花粉发育的影响。结果表明：与对照相比,35 ℃高温处理1 h 对花粉量影响不显著,随着处理时间增加,花粉量、萌发率以及花粉管生长量显著下降,5 h 高温处理的花粉量仅为对照的1.9%,且基本不萌发;5 h 高温处理部分花粉母细胞减数分裂后不能形成正常的四分体,而形成二分体、三分体以及多分体。随着花药胼胝质的解体,花药内出现了多核小孢子。高温处理后小孢子细胞质收缩解体,随后小孢子壁也解体;高温处理的花药壁细胞染色浅,绒毡层提前解体,说明绒毡层不能继续为小孢子发育提供营养物质,使小孢子发育受阻,造成小孢子逐渐消失。