陆地棉花粉和胚囊发育进程的观察

陆地棉花粉和胚囊的发育全过程，都可以分为两个阶段。第一阶段为大、小孢子母细胞经减数分裂产生大、小孢子；第二阶段由大、小孢子经有丝分裂产生胚囊和花粉。本试验３年的观察结果，由大孢子母细胞产生大孢子持续时间约４天左右；从大孢子产生成熟胚囊所需时间约６天左右，全过程历时１０天左右。由小孢子母细胞产生四分孢子持续时间约３天左右；从单核小胞子到发育成熟的二核花粉约需７天左右，全过程历时１０天左右。胚囊和花粉发育的迟早，受气候条件影响较大。     

棉属两个种间杂种一代雌配子体发育的比较研究

用常规石蜡切片法，对草棉×异常棉（Ａ１×Ｂ１）、草棉×长须棉（Ａ１×Ｂ３）两个杂种一代与各自双亲之一的异常棉和长须棉的雌配子体发育进行了比较研究。结果表明，两个杂种一代大孢子母细胞减数分裂的起始时间比亲本推迟１～２ｄ，减数分裂过程持续时间多２ｄ，雌性败育主要发生在四分孢子到大孢子期间，Ａ１×Ｂ１Ｆ１和Ａ１×Ｂ３Ｆ１败育胚囊分别占观察总数的６６．７％和７１．０％，且在单核至成熟胚囊期间也有较多的异常胚囊类型。败育的主要原因是产生胚囊的大孢子染色体组成不完整。两个杂种在开花前一天的花蕾中，正常成熟的胚囊分别占１５．４％和１０．４％，表明这两个野生种与栽培种草棉亲缘关系较近     

天山蒲公英两种生殖方式个体的性细胞分化

天山蒲公英(Taraxacum tianschanicum)具有有性和无融合两种生殖方式,为了解两种生殖方式个体的性细胞分化的异同点,本研究采用常规石蜡切片法,对天山蒲公英两种生殖方式个体的大、小孢子发生及雌、雄配子体分化进行了对比观察。结果表明,无融合生殖个体与有性生殖个体的小孢子分化阶段无明显区别,四分体分化期之后,两性生殖个体的雄配子体依次分化形成单核、二核、三核花粉,而无融合生殖个体进入了雄配子体败育期;与两性生殖个体的大孢子和雌配子体分化过程相比,无融合生殖个体的大孢子母细胞不经过四分体分化期,二分体的合点端大孢子发育成胚囊,卵细胞不通过受精作用就发育成心形胚。无融合生殖个体雄配子体败育可能是胼胝质不分解或绒毡层结构发生异常所致;兼性无融合生殖特性的出现可能是该植物适应多变气候特征的进化对策。本研究可为蒲公英植物的分类和植物无融合生殖发生机理提供胚胎学参考依据。     

安祖花小孢子发生与雄配子体发育研究

安祖花为一种名贵的观赏花卉,在北方栽培过程中存在败育的现象,影响了安祖花繁育种工作的开展,本研究对安祖花的小孢子和雄配子体的发育过程进行了详细的观察,试图从小孢子发育的角度来探讨败育的原因,为安祖花的繁育工作提供理论依据。本文利用常规石蜡切片技术和电镜技术进行观察,结果表明：花药壁的发育属于基本型,绒毡层细胞属于腺质绒毡层,成熟的花粉粒为2-细胞型,雄配子体在成熟花粉粒发育到二细胞花粉时,约有90%的细胞出现发育异常的现象。结论：安祖花的小孢子在发生过程中未见异常,败育是由于雄配子体发育不良所导致。     

同源四倍体水稻亚种间杂种胚囊的结构及受精特点

利用激光扫描共聚焦显微术对11份同源四倍体水稻亚种间杂种的胚囊结构和双受精特点进行研究,结果表明,所有四倍体杂种均存在一定频率的败育胚囊,败育频率因组合而异,最高的败育率为23.8%,最低为5.5%,平均14.3%。败育胚囊主要有胚囊退化、异常小胚囊、无卵器、无雌性生殖单位和极核位置异常等5种类型。杂种在双受精过程     

番茄雄性不育系JL-2小孢子发育的细胞学观察

从细胞学角度研究番茄雄性不育系JL-2和可育材料小孢子的发育机理,进而研究雄性不育JL-2番茄败育的细胞学机理。结果表明：可育番茄小孢子发育主要包括小孢子母细胞时期、四分体时期、单核小孢子时期和成熟花粉粒时期,期间小孢子发育靠绒毡层不断自我解体而提供营养。番茄雄性不育系JL-2小孢子败育发生在小孢子母细胞时期、四分体时期以及单核小孢子时期。败育原因为绒毡层细胞发育异常,具体表现为在小孢子发育期间绒毡层细胞提前液泡化,不能正常提供营养物质给小孢子,在四分体期和单核小孢子期,绒毡层高度液泡化,径向膨大,挤压小孢子母细胞,从而使小孢子母细胞不能正常发育而导致花粉畸形而败育。     

红麻GMS与CMS小孢子败育过程的细胞学及组织化学比较

以红麻细胞质雄性不育系(GMS)L23A、保持系L23B及从该保持系中发现的细胞核雄性不育系(CMS)L23BS为材料,采用石蜡显微制片技术,在光学显微镜下比较观察了三者花药发育过程中小孢子的发育过程及组织化学变化。结果表明,L23A的花药发育过程中,小孢子发育的不同阶段均出现败育现象,最早的败育表现为花粉母细胞在减数分裂之前的退化解体,最终形成空的花粉囊; 有的因花粉母细胞减数分裂过程异常而导致不能形成小孢子四分体;有的因小孢子在四分体中不能正常释放而败育,同时绒毡层细胞过度液泡化,并提早解体死亡; 花药发育早期含有少量蛋白质和淀粉,随着花药的发育逐渐变少。而L23BS小孢子败育的时期集中于四分体至单核花粉期间,表现为小孢子发育异常,有些小孢子不能从四分体里释放出来而影响其正常发育。在四分体以前与可育系类似,花药含丰富的蛋白质和淀粉。在败育的过程中,花药中的蛋白质和淀粉含量渐渐减少,但药隔组织中的在颗粒淀粉含量几乎不变。     

辣椒花粉母细胞减数分裂及其雄配子体发育

采用染色体压片和爱氏苏木精染色相结合的方法对辣椒花粉母细胞减数分裂及雄配子体的发育过程进行了观察。结果表明:可育株系减数分裂染色体行为正常,胞质分裂属同时型,四分体以正四面体型或十字交叉型为主;雄配子体只进行1次有丝分裂,成熟花粉为2-细胞型。不育株系减数分裂行为异常,四分体时期彻底败育;此外,辣椒减数分裂进程与花蕾外部特征关系密切。     

黄金梨雄性不育的细胞学研究

【研究目的】为研究黄金梨雄性不育的早期表现和细胞学特征;【方法】采用石蜡切片法,观察分析了黄金、爱宕和圆黄(对照)的花粉形成过程中,花药和小孢子发育过程的细胞学特征。【结果】黄金梨花粉败育主要发生在小孢子阶段单核晚期;【结论】花粉败育的主要原因是四分体分离后形成的早期花粉细胞, 因绒毡层提前解体,花药维管束细胞木栓化,二者共同导致营养供应困难,致使花粉败育。而对照可育品种花粉经由小孢子阶段很快发育成熟。     

厚轴茶雄性不育株花药败育的生物学特性和细胞学研究

为明确厚轴茶(Camellia crassocolumnaH. T. Chang)雄性不育株花器发育形态、花药和花粉败育时期及兵细胞学特征,利用体视显微镜、石蜡切片技术、染色体制片和DAPI染色法,对厚轴茶雄性不育株和可育株开花迚程、花器形态、花药发育过程、花粉母细胞减数分裂及小孢子发育过程比较观察。结果显示,厚轴茶花属于完全花,花药其四室、呈蝶形,花药壁发育为基本型,绒毡层细胞其双核,于四分体时期形成分泌型细胞,单核花粉期开始降解,花粉母细胞经过减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ和胞质分裂后形成四面体型四分体,小孢子呈三角形,成熟花粉为二细胞型花粉。花蕾发育早期,不育株雄蕊发育正常,与可育株无明显差异。花蕾发育后期,不育株花丝弯曲,花药粘连、干瘪、褐化、坏死,不裂药。不育株减数分裂期绒毡层细胞异常增生、排列混乱,单核至双核花粉期绒毡层延迟降解。不育株花粉母细胞减数分裂过程中存在环状单价体、滞后染色体、染色体桥、染色体缺失、不均等分离、微核和多分体等异常现象。不育株小孢子胞质紊乱,单核期花粉粒相互粘附,花粉壁皱缩变形,花粉细胞质和细胞核模糊不清,成熟花粉细胞空瘪凹陷。研究结果表明,厚轴茶雄性不育花器形态属雄蕊萎缩型和花药异常型,花药发育受阻于减数分裂至单核花粉期,存在花粉母细胞败育型和单核败育型。单核花粉期是兵花药败育的主要时期。花药绒毡层异常发育和延迟降解,花粉母细胞减数分裂染色体行为异常,小孢子和花粉粒发育异常可能是兵花药败育的主要原因。     

9311与日本晴间一个杂种不育基因的鉴定与定位

以克服亚种间杂种不育来充分发掘亚种间杂种优势是提高水稻单产的一条有效途径。本研究,从一套以日本晴为背景,9311为供体的染色体片段代换系中鉴定出一个系T9424,其与日本晴配置的F₁植株小穗与花粉育性较双亲显著降低,双亲间存在不亲和。重测序结果表明T9424在第1、第4和第5染色体上导入9311片段。日本晴/T9424 F₂群体内单株基因型及育性鉴定结果表明,T9424与日本晴间杂种不育基因位于第5染色体上。利用F₂群体内790株单株将该杂种不育基因定位于第5染色体分子标记PSM8与A14之间110kb的物理区段内。对日本晴/T9424 F₁植株花粉与胚囊育性鉴定结果表明该杂种不育基因同时控制雌、雄配子败育,将该基因暂命名为S39(t)。相关结果有助于加深对水稻亚种间杂种不育现象的认识,为该基因克隆及其育种利用奠定基础。     

两个萝卜雄性不育材料胞质的细胞学与分子鉴定

本研究以晚抽薹萝卜雄性不育系及其相应保持系为试材,石蜡切片法显微观察小孢子发生的细胞学结果表明:不育系NAURWA01、NAURWA13败育方式相似,在四分体之前的小孢子与保持系没有明显差别;单核小孢子早期绒毡层出现小液泡,逐渐汇集成大液泡,外粉壁变薄,绒毡层径向伸长异常膨大,挤压小孢子,细胞质紧缩,绒毡层延迟解体,不能为核有丝分裂提供能量,致使小孢子败育,最后一同降解.利用2对特异引物扩增Ogura相关基因,在不育系NAURWA01、NAURWA13中扩增出与Ogura相关基因分子量相同的特异条带,而在保持系没有任何条带出现.对特异条带回收克隆测序发现与orf138同源性很高,但是在编码区有3个碱基的差异.推测两个萝卜不育系属于Ogura CMS的变异类型.     

甜椒雄性不育两用系小孢子发育的显微观察

以甜椒雄性不育两用系为试材,对不育株与可育株花粉母细胞减数分裂过程中染色体行为、花药和小孢子发育过程进行了研究。结果表明,不育株花粉母细胞减数分裂染色体行为未见异常,败育发生在四分小孢子形成之后。导致小孢子败育的原因与四分体胼胝质壁不适时解体和绒毡层细胞发育异常、延迟解体有关。     

陆地棉双隐性核雄性不育系ms5ms6花药发育过程的研究

 利用石蜡切片技术从胚胎学方面对其进行研究,发现陆地棉双隐性核雄性不育系ms₅ms₆花药的败育时期是在花粉母细胞时期和小孢子发育期,以小孢子发育异常为主。败育特征为：花粉母细胞时期有少量核仁穿壁现象,还有部分小孢子母细胞出现半月形。小孢子时期出现小孢子粘连和少量的五分体,小孢子都没有刺突长出,最后解体、退化。不育花药和可育花药的绒毡层无明显差异,但不育花药的绒毡层分泌胼胝质的功能不正常。     

洋葱细胞质雄性不育系及保持系小孢子发生的细胞学观察

为揭示洋葱细胞质雄性不育系小孢子的败育时期,利用石蜡切片技术对洋葱细胞质雄性不育系8A及其保持系8B的小孢子发育过程进行观察和比较。结果表明：石蜡切片洋葱细胞质雄性不育系8A和保持系8B造孢组织时期小孢子的生长发育没有明显的差异;洋葱不育系8A花药绒毡层在花粉母细胞时期就与中层完全分离,并逐渐膨大挤压花粉母细胞,最后逐渐降解。其降解后的残余物侵入药室,与小孢子混合粘连在一起,占据药室的一部分空间,并且不能供给小孢子生长发育所需要的营养物质,最终小孢子降解,花药败育。试验明确了洋葱细胞质雄性不育系8A的小孢子败育时期为花粉母细胞时期。因此,在洋葱雄性不育系8A的不育机理研究中,应重点在花粉母细胞时期进行深入研究。     

籼粳杂种花粉不育基因的定位

以IR36（indica）和热研2号（japonica，广亲和品种）为亲本，构建了包含180个单株的F₂群体及包括110个标记的分子连锁图谱。利用该F₂群体，进行了水稻花粉不育数量性状基因座(quantitative trait locus, QTL)的检测和遗传效应分析，共检测到3个花粉不育QTL，分别位于第3、5、7染色体上，此外，共检测到9个由雄配子引起的偏分离QTL，其中7个与ga-14和ga-11位点的配子败育类型相同。与花粉形态鉴定相比，偏分离的数据对检测F₁杂种花粉败育基因更为敏感。在第5、6染色体上控制偏分离的2个QTL位点，其杂合基因型出现的频率偏高。在qHPS-5位点，粳型纯合子表现出比杂合子和籼型纯合子更低的育性水平。本研究获得的分子标记将有助于聚合尽可能多的中性亲和基因以解决亚种间F₁杂种的花粉不育性问题。     

植物种子败育研究进展

种子败育在许多植物中普遍存在并一直是植物界研究热点。本文重点综述了近十年来在研究影响种子败育的内因(胚胎学、生理生化机制)和外因(环境条件、生长调节物)方面取得的主要进展。种子败育的胚胎学机制主要有以下4个方面：(1)雄性不育,包括花药退化、花粉败育、绒毡层细胞结构异常等;(2)雌性器官不孕,主要表现为雌性器官形态结构异常、大孢子母细胞及营养器官退化;(3)授粉受精不良,主要表现为自交或异交不亲和;(4)胚中途败育,不同植物胚败育的时间、败育原因及解剖学特征各不相同。不同的内源激素对植物胚胎发育的影响各不相同,激素含量的异常会导致种子败育;田间喷施GA3在提高果树座果率的同时常大大提高无仁率。矿质元素的缺乏会使一些植物发生种子败育。另外,环境胁迫等外在因素会严重影响种子发育。     

芝麻核雄性不育系ms86-1小孢子败育过程的超微结构

运用透射电子显微镜对芝麻核雄性不育系ms86-1的可育和不育花药进行了超微结构的比较观察。根据小孢子的细胞学形态特征,将芝麻花粉发育过程划分为小孢子母细胞形成期、减数分裂期、四分体期、单核小孢子早期、单核小孢子中期、单核小孢子晚期、花粉成熟期7个时期。对比观察表明芝麻核雄性不育的败育迹象起始于小孢子母细胞形成期,并伴随着进一步发育,败育现象逐渐明显,小孢子母细胞形成期小孢子母细胞壁形状不规则;减数分裂期小孢子母细胞壁严重扭曲变形,质膜外缺少早期外壁成分--原基粒棒;四分体期胼胝质壁外沉积物异常,呈绒毛状;四分体解体后形成畸形小孢子,孢子外壁不健全,绒毡层异常肥厚、降解延迟,释放极少量的畸形乌氏体;随后小孢子愈发皱缩,胞质凝集,内含物减少并逐渐凝聚成一团电子致密物质,最终走向完全败育。本研究揭示了不育小孢子的败育过程和败育特征,为深入研究芝麻核雄性不育败育机理奠定了基础。     

水稻籼粳亚种间杂种不育性的研究进展

克服杂种不育性是利用籼粳亚种间杂种优势的关键。由此对水稻亚种间杂种不育性的原因、细胞学基础及两种主要基因遗传模式进行了总结,并详细综述了利用“亲和基因”克服籼粳杂种不育性的两种有代表性的学说-广亲和基因和特异亲和基因分子定位的最新研究进展,并提出了两“亲和基因”共同利用的初步设想:将聚合了Si等位基因的粳型亲籼系与聚合了不同广亲和基因(中性亲和基因的广亲和力强、亲和谱广泛的粳型品种进行杂交和回交,选育出聚合不同广亲和基因和Si等位基因的粳型亲籼系,再与籼稻品种杂交,真正实现直接利用籼粳亚种间杂种优势。     

甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系160S花药败育的形态学特征和细胞学研究

明确甘蓝型油菜温敏核雄性不育系160S花器形态变化、花药败育的时期和细胞学特征,初步探究败育的原因,为深入研究不育系160S的内在分子调控机制提供理论基础,也对其在油菜两系杂交育种中的实际应用具有指导意义。本研究在15℃和28℃条件下培养试验材料160S,利用体式显微镜分别观察花发育形态特征;采用醋酸洋红染色方法观察各时期小孢子发育形态;通过石蜡切片和苏木精-伊红染色对可育植株(MaleFertile/160S-MF)和不育植株(MaleSterile/160S-MS)花药细胞学特征进行显微观察;TUNEL染色法检测花药发育各时期绒毡层细胞凋亡情况。160S-MF在15℃表现为可育,雄蕊正常发育,成熟的花药呈黄色,形态饱满,正常开裂,表面一层有活性的花粉附着在上面;28℃条件下, 160S-MS花朵的雌蕊、萼片与160S-MF花朵无差异,但花瓣变小,花丝变短,雄蕊明显退化,花药干瘪呈黄褐色,无花粉粒附着在花药上,表现出雄性完全不育。160S-MF的小孢子能正常发育为成熟有活力的花粉。而160S-MS由于雄蕊完全败育,未观察到小孢子和花粉粒。160S-MS花药在造孢时期和花粉母细胞时期与160S-MF无明显差异,但在减数分裂期,160S-MS花药绒毡层形态和结构出现异常,绒毡层细胞排列不整齐,细胞空泡化,伴随提前解体。同时花粉母细胞发育受阻,无四分体结构形成,最终在减数分裂期完成前形成空的花粉囊。TUNEL检测发现, 160S-MS花药绒毡层细胞在减数分裂期开始凋亡。本研究结果表明, 160S属花粉母细胞败育型不育系,败育时期发生在减数分裂期,绒毡层异常降解,绒毡层未向腺质型转化,不能提供花粉母细胞发育所需要的营养物质,致使花粉母细胞发育受阻无法形成四分体结构,从而导致小孢子无法形成,花药形成空的花粉囊,产生雄性不育。