大葱雄性不育系的雄蕊特征及花药细胞学研究

以大葱不育系和保持系为试材,对其进行了形态学和细胞学观察,以揭示大葱雄性不育系和保持系的雄蕊鉴别特征及雄性不育发生的细胞学机制。结果表明:大葱不育系的花药外形表现为干瘪,无花粉粒散出,花粉囊内的花粉粒无活性;保持系的花药外形饱满,成熟后开裂,有黄色花粉粒散出,花粉囊内的花粉粒活力为91.65%;通过对大葱不育系和保持系花药发育的细胞学比较发现,大葱不育系的花粉败育原因体现在3个方面:一是绒毡层细胞的提早液泡化并解体,解体时间始于花粉母细胞时期,到单核花粉粒时期几乎完全消失,不能为小孢子发育提供必需的营养物质;二是绒毡层细胞内的原生质浓度低,无明显的多核现象,该绒毡层细胞的异常也造成营养物质供应不足,引起花粉粒败育;三是在单核花粉粒到成熟花粉粒发育过程中,有些花药的药隔细胞纤维化,阻碍了水分和营养物质由维管束向花粉囊的输送,从而引起花粉粒败育。而保持系的花药绒毡层细胞在花粉母细胞和减数分裂时期,细胞质浓、染色较深、无早期液泡化现象,在单核花粉粒时期出现解体,一直到花粉粒成熟才逐渐解体消失。该研究为田间鉴定大葱不育系及揭示不育发生的细胞学机制奠定了基础。     

红菜薹栽培与育种研究进展(下)

②雄性不育系的利用田福发等(2004)采用石蜡切片技术,在光学显微镜下系统研究了红菜薹波里马胞质雄性不育系(Polima CMS)、红菜薹萝卜胞质雄性不育系(Ogura CMS)及相应保持系花药发育过程的细胞形态学特征.观察结果表明,红菜薹Polima CMS花药发育受阻于孢原细胞阶段,不形成花粉,属无花粉型,此不育系花药不形成绒毡层和中层;而红菜薹Ogura CMS花药败育发生于小孢子母细胞期或四分体时期,表现为绒毡层细胞异常,挤压四分体,导致四分体和绒毡层同时解体而败育.     

甘蓝CMS不育系和保持系的电镜观察

为研究甘蓝CMS不育系材料PM的败育机理,以甘蓝不育系PM和保持系PF为试材,用透射电镜观察其小孢子发育的整个过程。结果表明:不育系在花粉母细胞时期形状不规则,严重影响了减数分裂的正常进行;在单核小孢子期,绒毡层细胞不解体且异常膨大,挤压小孢子使其变形,粘连在一起,并出现了严重的质壁分离现象,最后降解的小孢子和绒毡层细胞充斥着整个花粉囊,导致花药败育。     

大葱CMS 58 不育系及保持系花药和花粉的显微观察

利用石蜡切片技术对大葱细胞质雄性不育系 58 A1、58 A2 及其保持系58 B 的花药发育过程进行了比较,并利用扫描电镜技术观察了3 个样品的花粉粒。石蜡切片结果显示：大葱不育系58 A1 花药绒毡层提前解体,影响了正常小孢子的形成,导致花粉败育;而58 A2 的花药绒毡层异常增厚,挤压药室内的小孢子,小孢子内的物质流失,导致花粉败育。58 A2 药室内壁细胞细胞壁没有加厚,花药同侧的2 个花粉囊之间的细胞层极厚,可能是花药成熟后无法开裂的主要原因。扫描电镜结果显示：花粉粒呈长球形或超长球形,具单沟,外壁为脑纹状雕纹,不育系的成熟花粉粒很少或多数为干瘪花粉粒。     

春萝卜雄性不育系4-05A减数分裂及雄配子体败育过程观察

从形态学和细胞学基础方向研究了春萝卜不育系4-05A,以保持系4-05B为对比。观察并测量花器官雌雄蕊形态,确认4-05A比4-05B的花长势弱,雄蕊花药外形小、中空无花粉,雌蕊花柱较长。采用花粉压片法观察小孢子母细胞减数分裂及雄配子体发育过程,证明该不育系材料为花粉败育型。不育系4-05A的小孢子母细胞能正常进行减数分裂并形成单核花粉,但雄配子体进一步发育过程中,在单核中期到靠边期的发育阶段小孢子发生败育,不能形成可育的成熟花粉粒。减数分裂胞质分裂方式为同时型。     

辣椒雄性不育系的农艺性状和花器形态观察

对辣椒雄性不育系9704A及其保持系9704B的农艺性状、花器形态进行了观察。观察结果表明,9704A的株高、株幅、主茎长和侧枝数均显著高于其保持系;9704A花瓣、花萼长度以及花药长、宽均显著小于其保持系,且花药中无花粉粒存在或花粉无活性。可见,9704A在辣椒杂种优势育种上具有较好的应用价值。     

萝卜雄性不育系小孢子发生的细胞形态学研究

对秋冬萝卜雄性不育系６４Ａ及其保持系６４Ｂ小孢子形态发生中不同发育时期的花药和小孢子的观察表明，不育系中从四分体初释放的单核小孢子与正常者无可见差异；当单核小孢子内开始出现小液泡时即呈现败育：胞质淡染，外粉壁薄，整个小孢子停止膨大；随后其细胞核染色浅或仅见微小核仁。不育系绒毡层细胞高度液化使细胞迅速膨大而被挤向药室腔且延迟解体。败育的小孢子与异常的绒毡层最终粘连成团块并消失。用扫描电镜对开花期花药的观察，显示确无花粉。因此，该不育系是无花粉型不育系。     

簇生朝天椒雄性不育系及保持系的花器官及生理特性研究

以簇生椒不育系‘001A’和同型保持系‘002B’为材料,观察花器官的形态差异,研究不同器官和不同花蕾发育时期不育系与保持系的能量物质含量和保护酶活性的差异,以探索CMS型簇生椒物质代谢与雄性不育之间的关系,从理化方面研究簇生朝天椒不育系‘001A’的败育机理。结果表明:不育系‘001A’花药干瘪、无花粉、花器比正常花器小、柱头露出花药,而保持系‘002B’花药饱满,柱头不外露。不同植株器官和不同开花时期均存在保持系‘002B’中的游离脯氨酸、可溶性糖、蛋白质含量高于不育系‘001A’;各个开花时期不育系‘001A’的丙二醛含量高于保持系‘002B’,植株茎和叶的丙二醛含量表现则相反。辣椒不同植株器官均存在保持系‘002B’中的CAT活性高于不育系‘001A’,SOD活性表现则相反;在各个开花时期不育系‘001A’的POD、SOD活性均显著高于保持系‘002B’,而不育系‘001A’的CAT活性显著低于保持系‘002B’。因此,不育系花药中营养物质的缺乏和保护酶间的异常,是导致簇生朝天椒CMS花粉败育的关键。     

花椰菜细胞质雄性不育系的细胞学研究

以花椰菜细胞质雄性不育系09-R9为试材,以可育材料24为对照,采用常规石蜡切片技术,对花椰菜细胞质雄性不育系的花药败育过程进行细胞学研究。结果表明：花椰菜细胞质雄性不育系的花药可以形成部分外形正常的花粉囊,但囊内物质随着花蕾的发育逐渐解体,最终这种不正常的花粉囊全部解体消失。不育系花药发育受阻于花粉母细胞形成之前,此时花粉囊内未见绒毡层,可能是其本身并未形成绒毡层。     

大白菜雄性不育系小孢子发生的细胞形态学研究

  采用塑料半薄切片技术, 在光学显微镜下系统地观察了大白菜同质异核、异质同核细胞质雄性不育系、细胞核雄性不育系及其相应保持系花药发育过程的细胞形态学特征。研究结果表明: 细胞核雄性不育系花药败育主要发生在减数分裂期, 花粉母细胞不能发生正常的减数分裂; 细胞质雄性不育系花药败育主要发生在四分体时期或小孢子单核期, 表现为绒毡层细胞异常, 四分体或小孢子败育。     

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。     

茎芥菜胞质四倍体白菜雄性不育系花药发育的研究

 以茎芥菜胞质雄性不育系与四倍体白菜杂交获得的同源四倍体白菜异源胞质雄性不育系及其保持系为材料,采用形态学和石蜡切片方法研究其花药解剖结构及发育。结果表明：该雄性不育为结构性雄性不育,其退化或畸形雄蕊分为5种类型：盾状雄蕊、条状雄蕊、片状雄蕊、羽状雄蕊和瓣状雄蕊。该雄性不育系花药发育败育有两个时期,盾状雄蕊花药败育于孢原细胞分化期,雄蕊整个发育时期均处在孢原细胞分化期,无绒毡层与花粉母细胞的分化,不形成药室,属孢子体败育型;其它类型雄蕊,花药败育发生在雄蕊原基分化时期,由于雄蕊原基偏离正常的分化轨道,形成瓣状化雄蕊。     

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。     

辣椒雄性不育系小孢子发生的细胞学观察

辣椒雄性不育系小孢子发育过程的细胞学观察表明，雄性不育系小孢子败育发在四分小孢子形成以前。由于绒毡层细胞发育异常，高度液泡化，挤压小孢子母细胞，严重影响了减数分裂的正常进行，不能形成正常花粉粒而导致败育。辣椒雄性不育系的花器明显小于保持系，前者成熟花药瘦小，干瘪，无花粉粒或花粉粒极少，花粉粒磺化反应不着色或着色极淡。扫描电镜下观察：辣椒雄性不育系的共粉粒表面光滑，无明显乳状突起，保持系花粉粒则有明     

辣椒大、小孢子发生与雌、雄配子体发育的研究

运用常规石蜡制片技术与光学显微镜技术研究了辣椒（Capsicum annuum L.）大、小孢子发生以及雌、雄配子体的发育。结果表明：辣椒具5枚花药,花药4室,花药壁由表皮、药室内壁、2～3层中层和腺质异型绒毡层组成。药室外侧绒毡层由初生周缘细胞衍生而来;药室内侧绒毡层由药隔细胞衍生而来,共同对雄配子体的发育起关键作用。雄蕊中为多孢原,每个药室的横切面为两排小孢子母细胞,经减数分裂后,胞质分裂为同时型,四分体的排列为四面体型和十字型。成熟花粉具3个萌发孔,为二细胞型花粉。中央特立胎座,多胚珠,倒生,单珠被,薄珠心,具有珠被绒毡层。胚珠内为单孢原,胞原直接发育为大孢子母细胞,经减数分裂形成线形四分体,合点端倒数第2个大孢子发育为功能大孢子,经连续3次有丝分裂发育为七细胞七核的成熟胚囊,雌配子体的发育为蓼型。雄蕊发育早于雌蕊,花蕾开放前,雌、雄蕊发育趋于同步。开花时,散出的花粉落到自身雌蕊柱头上,从而实现自花授粉受精。讨论了异型绒毡层的来源、形态结构特点与雄性不育的相关性。     

新梨7号小孢子败育的解剖学观察

以梨雄性不育品种新梨7号为试材,解剖观察了其小孢子囊及雄配子发生发育的全过程。结果表明:新梨7号花药雏形已于上年生长季形成,次年2月中旬雄蕊原基休眠即可解除,早春气温是解除休眠的主导因子。新梨7号小孢子母细胞的减数分裂主要发生在3月中旬。在单核花粉粒形成之前,其小孢子母细胞减数分裂和四分体从药室组织中游离出来的过程完全正常。此后,单核花粉开始解体消失,其败育途径不同于多倍体梨减数分裂时染色体行为异常导致的败育。单核花粉的解体与药壁绒毡层细胞在发育后期增大、液泡化有关,是绒毡层机能障碍的结果。初步认为该品种败育属胞质雄性不育类型(CMS)。     

甜椒胞质雄性不育系及其保持系生化特性研究

 研究了甜椒(Capsicum annuum L. ) 胞质雄性不育系(CMS) T6A和保持系T6B的可溶性糖、可溶性蛋白质含量以及超氧化物歧化酶( SOD) 、过氧化物酶( POD) 、过氧化氢酶(CAT) 活性的变化。结果表明: 无论是在叶片中还是在花药中, 不育系可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、CAT活性均低于其保持系; SOD和POD活性则高于其保持系。这说明上述物质含量和酶活性变化可能与甜椒CMS T6A的不育有关。     

甜菜单胚雄性不育系与保持系花药及小孢子发生的超微结构观察

为阐明甜菜单胚雄性不育系和保持系花药及小孢子发育的超微结构差异．以自育的甜菜单胚细胞质雄性不育系（CMS系）TB9-CMS和保持系（O型系）TB9-O为试验材料,在甜菜花芽分化、现蕾初期、开花初期分别进行4次花蕾取样．电子显微镜观察花药及小孢子发育过程的超微结构差异。结果表明．甜菜单胚CMS系与。型系花药和小孢子发育过程的超微结构存在明显差异。甜菜单胚CMS系花药壁产生初始期与。型系相似．但小孢子母细胞的数量较少,液泡化明显;绒毡层发育初期也形成乌氏体原始颗粒,但仅维持初始状态而停止发育：绒毡层在四分体期收缩离位,瓦解内移;小孢子母细胞形成四分体后,胼胝质壁较厚,小孢子逐渐变异开始退化。观察还发现,甜菜绒毡层细胞间以及形成四分体的胼胝质壁间有胞间连丝结构．     

石榴花药发育及解剖结构的研究

花药由4个花粉囊组成;花药壁的发育过程为双子叶型,纤维层强烈加厚,中层2层,腺质绒毡层。包裹四分体的胼胝质具“尾状”结构,可能是孢子体与配子体联系的通道。小孢子四分体呈四面体型,但也见两侧对称型;小孢子母细胞减数分裂时,胞质分裂通常为同时型。正常花粉粒为2细胞型;出现异常4核花粉和异常连体花粉,原因可能是树体长期营养不良和花芽发育期间短期低温刺激的综合作用。比较了雄、雌蕊发育进程及其与花芽形态的相关性。