菊属植物远缘杂交亲和性研究

 开展了不同倍性菊属物种间远缘杂交试验,比较不同杂交组合的杂交亲和指数,并对授粉后生殖生物学过程（柱头花粉附着、花粉萌发、花粉管生长、受精及子房发育）进行荧光显微观察。结果表明,具相同倍性的种间及四倍体与六倍体物种间杂交较易结籽,而二倍体与四倍体或六倍体间难以结籽,表现杂交不亲和性。菊属远缘杂交不亲和表现为柱头上花粉粒粘附少,花粉萌发率低,花粉管生长异常难以进入花柱,诱导柱头胼胝质生成,受精胚败育。     

两种疏花剂对苹果授粉受精过程的影响

 利用荧光显微镜对苹果授粉受精过程进行了跟踪观察，从微观解剖学上探讨了两种疏花剂MCPB-ethyl[4-(4-chloro-2．methyl phenoxy)butanoate]和CFA (calcium-formic acid corr~ound)对苹果疏花的机理，证明二者对苹果授粉受精的影响完全不同。MCPB-ethyl不影响花粉萌发以及花粉管在花柱内生长，也不影响花粉管到达胚珠的速度和受精进程，它是通过抑制胚珠组织发育而导致落果。与之相反，CFA是通过杀伤柱头、落在柱头上的花粉及已经长人花柱上部的花粉管，使之不能受精而导致落果，对胚珠发育无明显影响。     

甘蓝自交不亲和性的快速测定

采用荧光显微法观察处理后的甘蓝自花授粉的雌蕊柱头,发现甘蓝自交花粉粒在柱头上的萌发情况区别较大,自交不亲和系只有少数花粉粒萌发,且花粉管形态不正常,不能穿透乳突细胞壁,花粉管条数只有０－８条伸长进入花柱;自交亲和系几乎都萌发长出正常的花粉管进入花柱,其条数在１８条以上,并能到达了房。     

沙田柚自交和异交亲和性观察

用荧光显微镜和扫描电镜对沙田柚（Ｃｉｔｒｕｓｇｒａｎｄｉｓｖａｒ．ｓｈａｔｉｎｙｕＨｏｒｔ．）自交和异交亲和性进行了观察。沙田柚自、异交授粉后，花粉管通过柱头乳突细胞间隙进入柱头，先是在柱头区沿细胞间隙生长，长到花柱区后，一直沿花柱道内缘通道细胞长入子房。当花粉管伸长到花柱１／４～１／２时，自异交的花粉管生长速度和管壁胼胝质积累出现差异，自交花粉管在花柱１／２左右处停止生长，异交花粉管正常进入胚囊受精。花柱切面自交授粉管能萌发，但不能进入花柱道。花柱切面异交授粉和胎座授粉，花粉管均能进入胚囊，进行受精。柱头分泌液和柱头匀浆提取液进行花粉离体萌发，花粉能正常萌发和生长。实验结果表明，沙田柚自交不亲和识别和阻抑部位在花柱，属配子体不亲和型。     

美味猕猴桃‘徐香’与长果猕猴桃远缘杂交亲和性的解剖学研究

 以美味猕猴桃（Actinidia chinensis var. diliciosa）‘徐香’与长果猕猴桃（A. longicarpa）进行远缘杂交,利用荧光显微镜观察了花粉管行为,常规石蜡切片法观察了受精及胚发育过程的差异,统计了杂交当代种子数量和坐果率。结果表明：种间杂交长果猕猴桃的花粉粒能在美味猕猴桃‘徐香’柱头的乳突细胞表面萌发、生长,但生长速度比对照缓慢;花粉管在花柱中生长时出现波纹状弯曲、停止生长、胼胝质沿管壁不规则沉积等现象;受精过程延迟;胚胎发育出现异常;坐果率较低。种子总数明显少于种内杂交和种内自然授粉的数量,但正常种子的质量与后者大致相同。     

西番莲自交和异交的花粉管荧光显微观察及授粉亲和性分析

【目的】通过比较不同西番莲品种（系）自交和异交授粉后花粉萌发及花粉管生长差异和授粉亲和性的强弱，阐明不同亲和性类型的花粉管生长行为，为西番莲授粉及杂交育种提供参考。【方法】以主栽品种台农1号（TN）和编号为H2、MB、H6、ZS的西番莲品系为试验材料，试验共设置4个自交授粉组合，分别为TN、H2、MB、H6自交，以及6个异交授粉组合，分别为H6×MB、H6×TN、MB×H6、MB×TN、ZS×MB、ZS×H6，分别对授粉后0.5～24 h的花粉管进行荧光显微观察并计算授粉亲和性指数，同时对雌蕊进行解剖观察，并统计H6×MB等4个组合的坐果率。【结果】（1）西番莲雌蕊柱头上密布乳突，花粉管穿过柱头乳突细胞间隙进入柱头引导组织，引导组织呈漏斗形，从柱头延伸至花柱基部。（2）具有亲和性的西番莲自交和异交组合的花粉粒附着在柱头后，萌发出花粉管进入柱头乳突，之后经过柱头和花柱引导组织，于授粉后18～24 h进入胚珠；而具有不亲和性的西番莲自交和异交组合的花粉粒可以附着在柱头上并萌发出花粉管，但花粉管出现末端膨大变粗的畸形形态，不能正常伸长，最终只能停留在柱头乳突中，表现出孢子体不亲和类型的特征。...     

夏蜡梅与美国蜡梅属间杂交障碍的组织学机理

 以夏蜡梅属夏蜡梅（Sinocalycanthus chinensis）和美国蜡梅属美国蜡梅变种光叶红蜡梅（Calycanthus floridus var. oblongifolius）为试验材料进行属间杂交,通过荧光镜检观察花粉在柱头上的附着和萌发以及利用石蜡切片观察杂种胚发育情况,探讨其杂交障碍机制。结果表明：不论正反交,花粉均能在柱头上粘附36 h到达胚囊,表明花粉萌发和花粉管生长阶段不存在杂交障碍。杂种胚发育观察结果表明,无论正反交均可以实现双受精,但结实率极低,说明属间杂交存在受精后障碍,且正反交杂交障碍机制有所不同：当以夏蜡梅为母本时,杂交障碍主要由受精后杂种胚早期的不正常解体造成;而当以光叶红蜡梅为母本时,杂交障碍主要由母本雌蕊较高比例的发育异常和杂种胚的早期败育共同引起。 、萌发并生长到达胚囊;以夏蜡梅为母本时父本花粉管生长进程较以光叶红蜡梅为母本时更加一致,大部分花粉管在授粉后     

夏蜡梅与美国蜡梅属间杂交障碍的组织学机理

以夏蜡梅属夏蜡梅（Sinocalycanthus chinensis）和美国蜡梅属美国蜡梅变种光叶红蜡梅（Calycanthus floridus var. oblongifolius）为试验材料进行属间杂交,通过荧光镜检观察花粉在柱头上的附着和萌发以及利用石蜡切片观察杂种胚发育情况,探讨其杂交障碍机制。结果表明：不论正反交,花粉均能在柱头上粘附、萌发并生长到达胚囊;以夏蜡梅为母本时父本花粉管生长进程较以光叶红蜡梅为母本时更加一致,大部分花粉管在授粉后 36 h 到达胚囊,表明花粉萌发和花粉管生长阶段不存在杂交障碍。杂种胚发育观察结果表明,无论正反交均可以实现双受精,但结实率极低,说明属间杂交存在受精后障碍,且正反交杂交障碍机制有所不同：当以夏蜡梅为母本时,杂交障碍主要由受精后杂种胚早期的不正常解体造成;而当以光叶红蜡梅为母本时,杂交障碍主要由母本雌蕊较高比例的发育异常和杂种胚的早期败育共同引起。     

紫薇属与散沫花属远缘杂交亲和性的研究

以紫薇属的紫薇（Lagerstroemia indica）品种‘Bicolor’、‘XTSC3’和尾叶紫薇（L. caudata）分别与散沫花属的散沫花（Lawsonia inermis）进行远缘杂交,对杂交亲本的花粉和柱头进行了扫描电镜观察,并对授粉后花粉萌发及花粉管伸长过程进行荧光显微观察。结果表明,紫薇属与散沫花属杂交存在受精前障碍。散沫花的花粉可以在紫薇品种‘Bicolor’、‘XTSC3’和尾叶紫薇柱头上萌发,但花粉萌发滞后,花粉管的伸长受到阻碍,难以在72 ~ 96 h内伸入子房完成受精。而散沫花作母本时,不亲和性表现为花粉与柱头间在形态上不匹配,柱头上花粉粒粘附少,柱头胼胝质的生成阻碍了花粉萌发。     

热胁迫对辣椒花粉发育及其生活力的影晌

用光学和荧光显微镜及扫描电镜观察等方法，研究了热胁迫对辣椒花粉形成发育、生活力、萌发率及雌性系统的影响。发现辣椒不同耐热性品种在高温胁迫下，花粉、花药发育过程出现异常，花粉生活力、体外萌发率下降，花粉管生长延迟，正在生长的花粉管伸长停滞。这些影响感热性品种比耐热性品种表现更为明显。在雌性系统中未见明显影响。     

磨盘柿与甜柿杂交低结籽率的组织学研究

 通过对西村早生、禅寺丸和花御所3种甜柿自交及与磨盘柿杂交的花粉管荧光观察,磨盘柿胚囊发育的石蜡切片观察,研究了磨盘柿受精率低的原因。结果如下：①磨盘柿与3种甜柿杂交,发育种子比例（发育种子数/胚珠数）明显低于甜柿自交,且父本花粉不同,磨盘柿的结子率有较大差异;②磨盘柿柱头上附着花粉量少,发芽率低,花柱中花粉管数量少,到达基部的条数少。甜柿柱头附着的花粉量大、发芽率高,花柱中花粉管数量大,大部分可以到达子房;③磨盘柿中存在多种异常胚囊,直接或间接的影响受精的顺利进行。较低的受精比率以及大量异常胚囊的存在是导致磨盘柿结籽率低的原因。     

热胁迫对辣椒花粉发育及其生活力的影响

用光学和荧光显微镜及扫描电镜观察等方法，研究了热胁迫对辣椒花粉形成发育、生活力、萌发率及雌性系统的影响。发现辣椒不同耐热性品种在高温胁迫下，花粉、花药发育过程出现异常，花粉生活力、体外萌发率下降，花粉管生长延迟，正在生长的花粉管伸长停滞。这些影响感热性品种比耐热性品种表现更为明显。在雌性系统中未见明显影响。     

桃、李种间远缘杂交亲和性研究

利用荧光显微镜和石蜡切片研究桃、李种间远缘杂交的亲和性。结果表明,以桃为母本,李为父本进行杂交,其受精率和结实率均为3%左右。授粉后李的花粉粒在桃的柱头上萌发基本正常,花粉管在进入花柱中部以前生长正常,之后生长缓慢发育受阻,大多数花粉管不能进入子房,致使无法受精,这是桃、李杂交不亲和、结实率低的主要原因。     

G蛋白调节剂对梨花粉原位萌发和花粉管生长的影响

用荧光显微镜观察了G蛋白调节剂处理柱头后对梨花粉萌发和花粉管伸长的影响,结果表明:1)G蛋白激活剂霍乱毒素(CTX)处理柱头后进行自花授粉,授粉后24h和48h,可明显促进自花花粉的萌发;而G蛋白抑制剂百日咳毒素(PTX)处理柱头后异花授粉则抑制异花花粉萌发。2)CTX处理柱头后自花授粉对自花花粉管的生长具有促进作用;而PTX处理柱头后异花授粉,表现出对异花花粉管生长的抑制作用。     

君子兰柱头可授性及花粉在柱头上萌发的研究

以大花君子兰为试材,用联苯胺-过氧化氢法测定君子兰柱头的可授性,观察柱头分泌液情况,荧光显微镜观察柱头结构和花粉在柱头上的萌发过程,研究开花时间对柱头可授性的影响。结果表明:柱头可授性能持续8d,开花3~4d可授性强,同一天中10:00—11:00可授性强;可授性强时,柱头分泌层的细胞排列逐渐疏松,细胞间隙逐渐增大,同时乳突与乳突之间间隔增大,并且分泌粘液量较大;授粉1~2h花粉开始在柱头上萌发,2h以后大量萌发,授粉4h后,花粉管伸长。因此,在君子兰开花3~4d的10:00—11:00进行人工授粉效果最好。     

紫花含笑与含笑、深山含笑和阔瓣含笑杂交亲和性分析

以紫花含笑（Michelia crassipes）为母本,含笑（M. figo）、深山含笑（M. maudiae）和阔瓣含笑（M. platypetala）为父本,研究其杂交亲和性。采用离体培养法对父本花粉生活力进行检测,利用荧光显微镜观察不同杂交组合花粉萌发和花粉管伸长情况,并调查种间杂交坐果率和杂种萌发特性。结果表明：紫花含笑、含笑和深山含笑的花粉萌发率达65%以上,而阔瓣含笑的花粉萌发率较低,为29.07%。荧光显微观察发现,紫花含笑 × 含笑、紫花含笑 × 深山含笑的花粉萌发率和花粉管生长速度比紫花含笑自交快,且花粉管能正常伸长完成授精;而紫花含笑 × 阔瓣含笑的花粉虽能在柱头表面萌发,但花粉萌发和花粉管生长速度均慢于紫花含笑自交,且出现花粉管膨大、花粉管停止生长、柱头和花柱内胼胝质堆积等现象。紫花含笑 × 含笑、紫花含笑 × 深山含笑的坐果率和种子萌发率均达80%以上,表明杂交亲和性较好;而紫花含笑 × 阔瓣含笑的坐果率仅有11.1%,且杂种胚败育,受精前障碍可能是影响其杂交的主要原因之一。     

阿拉伯半乳糖蛋白在高等植物中的分布及功能

阿拉伯半乳糖蛋白(arabinogalactan-proteins,AGPs)是一类含有丰富羟脯氨酸或脯氨酸的结构复杂的糖蛋白,其广泛分布在细胞壁、原生质体和质膜上。在植物的根部、花粉管、花粉以及柱头、花柱等组织中均有表达,AGPs在被子植物营养生长和生殖发育均起着非常重要的作用,可能参与了根形态建成与发育,根系与土壤微生物互相作用,并影响花粉管的生长、花粉粒的成熟和柱头上萌发等。现就其分子结构、分类以及主要研究方法,对植物根组织以及花粉、花粉管、柱头部位AGPs的分布和可能功能进行了综述。     

用柱头整体压片荧光法鉴定柑桔自交或异交亲和性

自交和异交亲和性测定是柑桔育种的重要研究内容之一,过去对此研究多是采用自交或异交结实率、结籽率或用石蜡切片观察花粉在柱头上的萌发和花粉管的伸长来测定亲和力。这两种方法,前者需时长,易受环境因子(气候等)影响,不易获得准确的试验结果;后者处理程序繁琐,费时费力,且不易获得理想的切片。为了摸索快速、准确、简便的测定方法,本试验在柑桔上首次采用柱头整体压片荧光显微观察来测定亲和性。     

枣自交与异交花粉管生长行为及早期胚胎发育研究

【目的】比较不同枣品种自交与异交授粉后花粉管在花柱组织中生长行为及早期胚胎发育的差异,明确枣自交不亲和性的特征及类型,完善枣生殖生物学,进而从自交不亲和性方面探明枣低含仁率问题,为枣果实生殖学和枣树杂交育种提供理论基础。【方法】设计自交授粉组合‘冬枣’和‘灰枣’以及异交授粉组合‘蜂蜜罐’ב襄汾圆枣’‘、蜂蜜罐’ב延川老牙酸枣’‘、灰枣’ב晋枣’‘、襄汾圆枣’ב永济蛤蟆枣’。根据枣雌蕊特点,经改良软化法处理后,综合运用花粉管荧光显微及石蜡切片观察授粉后自交与异交授粉组合花粉管在雌蕊中的生长及早期胚胎发育情况,从解剖学角度研究枣自交不亲和性。【结果】枣(品种)自交与异交授粉后3 h和6 h均观察到花粉粒在柱头上的萌发,花粉管顺利穿透乳突细胞侵入柱头,向花柱通道内生长。自交授粉组合‘冬枣’和‘灰枣’的花粉管授粉后24 h,生长至花柱三分之一处;授粉后48 h,花粉管生长至花柱二分之一处;授粉后72 h、96 h花粉管处于停滞状态,保持在花柱组织二分之一处。异交授粉组合‘蜂蜜罐’ב襄汾圆枣’‘、蜂蜜罐’ב延川老牙酸枣’‘、灰枣’ב晋枣’‘、襄汾圆枣’ב永济蛤蟆枣’授粉后24 h,花粉管生长至花柱二分之一处;授粉后48 h,花粉管生长至花柱的基部;授粉后72 h,花粉管穿透花柱基部,到达胚珠。授粉后13 d‘,蜂蜜罐’ב襄汾圆枣’的胚胎发育正常,胚胎发育处于合子横向分裂后向小球形胚发育阶段,胚乳的发育则处胚乳游离核时期。但‘灰枣’自交授粉组合表现出由于传粉受精不良导致的胚败育现象。【结论】解剖研究发现枣自交不亲和反应发生在花柱组织内,其类型属配子体自交不亲和中的合子前不亲和类型;枣自交不亲和性与胚败育共同导致枣果实的低含仁率和低坐果率问题,严重制约枣树的杂交育种工作。     

自交不亲和甘蓝亲和花粉授粉早期差异蛋白质分析

 为从蛋白质的角度揭示自交不亲和甘蓝亲和授粉早期花粉与柱头相互作用,将蛋白质组学方法应用于自交不亲和性甘蓝柱头与亲和花粉互作早期差异蛋白质的研究。结果表明,亲和授粉后3 ~ 5 min与1 h对比,有116个差异蛋白质点,而授粉后1 h与2 h差异不显著。按照特异表达与变化量大的蛋白质点优先原则,初步选取差异点中71个点做质谱分析,鉴定出31个可信差异蛋白质。与亲和授粉后3 ~ 5 min组相比,1 h组中特异表达蛋白质有19个,上调表达9个,下调表达3个。31种蛋白质的生物信息学分析表明,有两种蛋白与前人发现的与花粉管在柱头中生长发育相关蛋白相同,其他29种参与包括胁迫与防御应答在内多种生理过程。对早期差异蛋白中这种“既有促进花粉管发育的蛋白,也有与防御相关蛋白”现象分析表明,花粉管生长性侵入柱头的过程有可能伴随着柱头抗性的提高。