甜瓜花粉母细胞减数分裂及花粉粒发育的研究

以二倍体为试材,研究结果表明:①甜瓜花粉母细胞减数分裂是一种稳定的、有规律的遗传行为。在一天中没有明显的分裂高峰。甜瓜染色体数为2n=2x=24,染色体长2～4μm,其中一对染色体最长,具随体。厚皮甜瓜与薄皮甜瓜两个变种间,染色体形态、大小及其行为是一致的;②甜瓜花粉母细胞减数分裂中,胞质分裂属典型的同时型;四分体多呈四面体形排列;③胼胝质壁从减数分裂时产生,到四分体时最厚,小孢子形成时消失;④同一花药内,花粉母细胞减数分裂及其后的发育中,双线期以前、四分体以后各时期基本同步,最多相差1～2个分裂相;而从分裂Ⅰ的终变期至末期Ⅱ表现极不同步。两性花中,胚囊母细胞的发育迟于花粉母细胞;⑤成熟花粉属二核型花粉;⑥花蕾大小可作为判断花粉母细胞减数分裂过程和花粉粒发育阶段的形态学指标。     

辣(甜) 椒细胞质雄性不育系减数分裂和雄配子发生过程

 运用减数分裂制片技术和石蜡切片法观察了辣椒细胞质雄性不育系21A 和保持系21B 以及甜椒细胞质雄性不育系金A 和保持系金B 减数分裂和雄配子发生的整个过程。结果表明, 不育系和保持系都能进行正常减数分裂, 中期I 的染色体构型为9 个环状二价体和3 个棒状二价体, 后期I 和后期II 都均等分裂, 形成了正常的四分孢子(n = 12) 。保持系的四分孢子经过单核和双核期后形成成熟花粉粒。雄性不育系从小孢子单核靠边期开始异常, 绒毡层细胞径向异常膨大, 挤压花粉粒, 致使小孢子在形成双核之前完全裂解, 导致不育。     

秋水仙素处理后‘无核丰’枣的减数分裂行为及2n花粉的形成

运用压片法对秋水仙素滴注处理后的‘无核丰’枣小孢子母细胞减数分裂行为及其与花蕾外部形态变化的相关性进行了研究,并测定了2n花粉的比例。结果表明:秋水仙素处理后枣小孢子母细胞第一次减数分裂正常;在减数分裂前期Ⅱ观察到胞质分裂异常现象;中期Ⅱ纺锤体主要有4种类型:平行型、垂直型、八字型和融合型,分别占27.31%、19.35%、45.27%和8.06%;四分体时期观察到二分体、三分体、四分体,分别占6.00%、43.04%、50.96%;定位异常纺锤体八字型与融合型分别与三分体、二分体呈正相关;秋水仙素处理后‘无核丰’枣2n花粉的形成受胞质分裂异常、纺锤体定位异常两种机制控制,因纺锤体定位异常而产生的2n花粉占2n花粉总数的96.97%,遗传上等同于FDR(第1次分裂重组)型配子,因胞质分裂异常产生的2n花粉在遗传上等同于SDR(第2次分裂重组)型配子;秋水仙素处理后‘无核丰’枣2n花粉绝大多数为FDR型,因而在枣有性多倍化中具有重要的利用价值。小孢子母细胞减数分裂进程与花蕾外部形态变化具有对应关系,花蕾直径达到1.34 mm时,小孢子母细胞开始进入减数分裂;达到1.68 mm时,小孢子母细胞进入四分体时期;超过1.92 mm时,减数分裂结束,且有大量花粉粒形成。2n花粉诱导最佳的秋水仙素滴注时期为细线期末期,即花蕾直径在1.34~1.42 mm时,诱导后‘无核丰’枣2n花粉发生比例为17.36%。     

黄花菜大孢子和小孢子的发生及雌、雄配子体的发育

 用常规石蜡切片技术, 对黄花菜大孢子和小孢子的发生及雌、雄配子体发育进行了研究, 结果表明: 花药壁发育为单子叶型。小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为连续型。小孢子四分体排列为左右对称型和四面体型。成熟花粉为二细胞型。花粉为椭球形, 具有一个萌发沟。生殖细胞呈现前期至早中期核形态。双珠被、薄珠心、倒生胚珠。珠心表皮下的雌性孢原直接发育为大孢子母细胞。减数分裂产生线形四分体。合点端大孢子为功能大孢子。雌配子体发育为蓼型。记录了雌、雄配子体发育的对应关系。成熟胚囊里, 反足细胞早期退化, 助细胞无钩状结构并具发达的丝状器以及中央细胞内没有明显大液泡是黄花菜胚囊发育的重要特征。     

杏花粉和花药壁发育的胚胎学特征

为了解杏花药和花粉发育的主要特征及发育进程与花芽冬眠的关系,对不同发育阶段的花药和花粉进行了显微观察。结果表明,花药壁形成于11月上旬,由5层细胞构成,包括表皮、药室内壁、中层（含2层细胞）和绒毡层（分泌型）。小孢子母细胞形成于11月上旬,减数分裂完成于2月上旬,即小孢子发生过程历时约3个月。减数分裂开始时小孢子母细胞积累大量脂滴,减数分裂产生的4个小孢子在四分体内排列成四面体形。小孢子阶段约1个月,2–细胞花粉阶段约0.5个月,即雄配子体发育历时约1.5个月。3月初花蕾与芽鳞等长时小孢子发生有丝分裂产生2–细胞花粉。成熟花粉为2–细胞型,含脂滴而不含淀粉,属脂质花粉。小孢子母细胞形成时花芽开始冬眠,减数分裂完成时花芽结束冬眠,即小孢子发生与花芽冬眠同步。杏花粉发育历时4.5个月,其特征包括小孢子母细胞减数分裂时积累脂滴,小孢子发生与花芽冬眠同步,花蕾与芽鳞等长是雄配子体发生第一次有丝分裂的形态学标志。     

酸枣和赞皇大枣花粉母细胞减数分裂的观察

 以酸枣和赞皇大枣为试材, 对其花粉母细胞的减数分裂过程进行了系统观察, 并将减数分裂的各个时期加以描述和分析。结果表明, 酸枣减数分裂符合二倍体的分裂规则; 赞皇大枣分裂不规则, 终变期出现单价体、二价体和三价体, 且减数分裂后期Ⅰ和后期Ⅱ出现落后染色体, 最终产生三分体、四分体、五分体、六分体, 形成不等孢子。     

同源四倍体青花菜花粉母细胞的减数分裂

 以同源四倍体青花菜为材料, 采用常规压片法研究花粉母细胞减数分裂行为。结果表明: 同源四倍体青花菜花粉母细胞减数分裂过程与二倍体基本相同但有其特殊性。主要表现在: 中期Ⅰ染色体的构型复杂, 有多价体、四价体、三价体、二价体和单价体; 中期Ⅰ和中期Ⅱ有赤道板外染色体; 后期Ⅰ和后期Ⅱ出现落后染色体、染色体桥及断片; 后期Ⅱ和末期Ⅱ还出现染色体分离不同步及不等分裂的现象;四分体时期出现二分体、三分体、含微核的异常四分体及多分体。花粉母细胞减数分裂平均异常频率为31.5% , 是同源四倍体青花菜花粉育性低的细胞学原因。     

四倍体甜瓜花粉母细胞减数分裂的观察

以同源四倍体甜瓜为材料,采用常规压片法研究花粉母细胞减数分裂行为。结果表明:同源四倍体甜瓜花粉母细胞减数分裂过程与二倍体类似,但有其特殊性。主要表现在:粗线期观察到有6.7%的细胞出现双核;终变期的四倍体染色体构型较复杂,有二价体、多价体、三价体和单价体;中期I和中期II有赤道板外染色体;后期I和后期II出现染色体桥和落后染色体;四分体时期出现二分体、三分体和多分体。花粉母细胞减数分裂的异常是同源四倍体甜瓜育性低的细胞学原因。     

黄金梨胚珠、花粉发育及花粉败育过程的显微观察

观察了黄金梨的胚珠、胚囊、花粉发生发育过程中细胞形态变化特征。结果表明:黄金梨的胚珠、胚囊、花粉发育是在春季萌芽到开花过程中完成的。在开花前28d花芽萌动初期,胚珠原基出现,花药囊内为小孢子母细胞;花前21d胚珠原基分化出内外珠被,四分体开始出现;花前14d四分体出现率最高;开花时胚囊形成,花粉败育并形成空花药囊。造成黄金梨花粉败育的原因是小孢子母细胞减数分裂后形成的四分体及四分体分离后形成的早期花粉细胞无细胞核,早期花粉细胞液化不能形成较厚硬的外壁而解体。     

锦橙花粉育性研究

据两年测定结果,锦橙正常花粉率仅31—32％。切片观察到小孢子发生及雄配子发育过程中的若干异常现象,最常见的是各种畸形小孢子,其次为大量不正常四分体。由此推测从四分孢子期至四分孢子发育成单核花粉粒为锦橙花粉败育的主要时期,部分花粉母细胞减数分裂不正常可能系锦橙花粉部分不育的主要原因。发现锦橙花粉在荫发中存在一种异常花粉管,无壁的形成,也不呈管状,仅在萌发孔处胀破,“吐”出细胞质,这在柑桔类植物中尚未见报道。     

基于DRIS法进行红皮云杉营养诊断最佳采叶时期的研究

试验主要针对园林中应用的针叶树种红皮云杉进行DRIS法营养诊断,以确定最佳采叶时期。结果表明:红皮云杉1 a内N、P、K矿质元素的含量在10月5日左右较为稳定,即养分含量变化较小,N、P、K的含量较接近全年的平均水平,此期为进行营养诊断的最佳采叶时期。     

单倍体大白菜减数分裂分析及单体植株的获得

 以大白菜小孢子培养获得的单倍体植株为材料,观察花粉母细胞减数分裂行为,测定花粉 生活力和单倍体植株杂交的结实性,并对子代植株的染色体进行了鉴定。结果表明：大白菜单倍体减数 分裂不规则,中期Ⅰ单价体游离于赤道板附近或排列在赤道板上,可见1 ~ 2 个局部联会的二价体或1 个 局部联会的三价体;后期Ⅰ单价体大多能够移向两极,包含0/10、1/9、2/8、3/7、4/6 和5/5 等分离方式, 少数移向三极,包含1/4/5 和2/2/6 等分离方式;减数分裂产物包含二分孢子、三分孢子和四分孢子等; 单倍体植株与二倍体植株杂交表现高度不育,平均每荚结籽仅为0.068 粒;11 个子代植株中10 株为二倍 体（2n = 20）,1 株为单体（2n–1 = 19）。     

二倍体和同源四倍体‘辣椒枣’减数分裂的比较

 观察了‘辣椒枣’（Ziziphus jujuba Mill.‘Lajiaozao’）二倍体和四倍体花粉母细胞的减数分裂过程,并将其减数分裂的各个时期加以系统分析。结果表明,与二倍体相比,同源四倍体终变期染色体构型复杂,有单价体、二价体、三价体和四价体出现,并且此时期出现双核仁,且核仁一大一小;中期Ⅰ和中期Ⅱ有部分染色体游离于赤道板外;后期Ⅰ和后期Ⅱ出现落后染色体及染色体桥现象;四分体时期还出现了二分体、含微核的异常三分体和含微核的异常四分体;减数分裂行为异常是同源四倍体‘辣椒枣’育性降低的细胞学原因。     

高温对设施甜樱桃花药发育和花粉粒形成的影响

 在人工气候室内对花药发育不同时期的‘红灯’甜樱桃（Prunus avium‘Hongdeng’）进行高温处理，利用石蜡制片法，观察短时间高温胁迫对花药发育和花粉粒形成的影响。结果表明：花粉母细胞减数分裂时期35 ℃高温处理4 h，减数分裂形成异常多分体比例为对照的14倍，随后部分花粉解体消失，花药干枯，残存的花粉粒离体培养不萌发；单核花粉时期或单核花粉有丝分裂时期进行35 ℃处理，不同程度加快了花药的发育进程，其中由于绒毡层和中层细胞提前解体，不能持续稳定地供给营养物质，造成部分花粉粒的解体消失；花期花药变褐率增加，快速干瘪，不能正常散粉；产生的成熟花粉粒大都瘪小，离体培养萌发率显著降低。说明甜樱桃整个花芽萌动期雄蕊对高温胁迫都非常敏感，较早高温胁迫对雄蕊的危害程度更大。     

火龙果的小孢子发生和雄配子形成

采用石蜡制片和临时压片的方法观察了光明1号火龙果(Hylocereus undatus Britt.et Rose)的小孢子发生与雄配子形成。结果表明,花药4室,中层分化于次生造孢时期,消失于四分体时期。绒毡层为腺质型,在小孢子母细胞减数分裂时期发育达到顶峰,后逐渐退化,至2-细胞花粉时期完全消失。小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体多数为四面体型,少数为左右对称型。花粉粒正圆形,具3条萌发沟,成熟的花粉粒为3-细胞型。     

药用栀子和二种观赏型栀子的细胞学研究

采用压片法对药用栀子、狭叶栀子及大花栀子的花粉母细胞减数分裂及核型进行了研究。结果表明:3种栀子的绝大多数花粉母细胞减数分裂过程中染色体的行为正常,仅在3种栀子少数花粉母细胞中观察到落后染色体和染色体桥等异常行为;药用栀子的花粉粒育性最高,约为99%,狭叶栀子的花粉粒育性较低,约为45.5%,而大花栀子的花粉粒育性最低,为39.5%;3种栀子的染色体数目均为2n=2X=22,其中药用栀子的核型公式为K(2n)=2X=22=2x=4m+7sm,其核型为"3B"型,狭叶栀子的核型公式为K(2n)=2x=22=6m+5sm、大花栀子的核型公式为K(2n)=2x=22=7m+4sm,后2种观赏型栀子的核型均为"2B"型。     

扁桃花粉的发生及发育

以扁桃品种双果为试材,对扁桃小孢子和雄配子体形成的全过程进行了解剖学观察,结果表明:扁桃雄性孢原细胞在9月底分化完成,越冬前形成小孢子母细胞,11月下旬开始进行减数分裂,在越冬期减数分裂过程仍在继续,孢质分裂类型为同时型,成熟花粉粒为2-细胞型;绒毡层为腺质绒毡层类型;部分花药中产生巨型花粉粒,生长势弱的树体形成较多巨型花粉粒。又以新疆喀什地区4个扁桃主栽品种为试材,进行了花粉的数量、败育率和萌发率的测定,结果表明:双果的花粉量最大,纸皮的花粉败育率最低、萌发率最高,麻壳花粉量最少而败育率最高。     

大葱雄性不育系及保持系花药和花粉发育的细胞学比较研究

为了从细胞学角度研究大葱雄性不育的机理,利用石蜡切片法对大葱雄性不育系及保持系花药与花粉发育过程进行比较研究。观察结果表明:大葱雄性不育系和保持系的小孢子母细胞都能正常进行减数分裂,四分体可以释放出小孢子。雄性不育系的花粉败育发生于单核小孢子时期,具有单核败育的特征。观察发现大葱雄性不育系的小孢子有2种败育类型:(1)绒毡层细胞正常发育,但中层细胞发生了延迟解体的现象,小孢子时期仍然存在,与逐渐缩小的药室一起挤压小孢子细胞成一染色极深的团块状物质;(2)绒毡层提前解体,不能提供小孢子发育所需的营养,小孢子的细胞质和细胞核逐渐解体,仅剩下内空的花粉粒。花粉败育不仅与绒毡层有关,还与中层细胞密切相关。