极度濒危植物水松大孢子发生、雌配子体发育及胚形成

【目的】通过对水松生殖发育解剖结构的研究,探讨水松属分类地位,分析水松种子严重败育的原因,进一步为水松繁殖和保护提供丰富、完善的胚胎学研究资料。【方法】2011年9月至2013年9月,采用石蜡切片技术对水松大孢子发生、雌配子体发育和胚形成过程进行系统地显微观察,详细观测水松雌球果发育过程中外部形态变化。【结果】9—11月为水松雌球果芽分化期,12月至翌年5月为大孢子发生和雌配子体发育期,6月为受精期,6月下旬至7月为原胚发育期,8月为早期胚发育期,9月为后期胚发育期。大孢子母细胞减数分裂形成直线型四分体,其中3个大孢子逐渐退化,仅靠近合点端的大孢子发育成为功能大孢子;复合颈卵器由6～17个颈卵器构成,外层有双核套层细胞。套层细胞具有明显的极性分布;复合颈卵器大多数着生于雌配子体顶端,少数侧生;中央细胞不形成卵核和腹沟细胞,直接发育为成熟的卵细胞;精细胞进入颈卵器时,不损伤颈细胞;受精作用主要发生在颈卵器中部,偶尔发生在颈卵器两端。精核与卵核融合过程中,精核的核仁发生解聚和复聚;合子转移到合点端后,进行有丝分裂形成原胚自由核;受精作用属于有丝分裂前配子融合类型。原胚发育属松杉类标准型,为简单多胚类型;原胚发育形成原胚柄,但不形成初生胚柄。受精作用过程中,存在严重授粉不足现象。【结论】基于雌配子游离核、颈卵器和颈细胞数目,颈卵器类型和着生位置,中央细胞及原胚发育等特征综合分析表明,水松属与台湾杉属、水杉属、柳杉属、落羽杉属亲缘关系密切,与杉木属亲缘关系较近。授粉不足可能是水松大量瘪粒种子形成的主要原因。     

落羽杉属树种及其杂交后代亲缘关系的RAPD分析

利用随机引物扩增多态性DNA(RAPD)技术,对落羽杉属原种及其杂交后代共13个样本进行亲缘关系鉴定.从100个10 bp的随机引物中筛选出13个扩增效果较好的引物,共扩增出92条带,其中72条为多态性带.根据扩增结果进行聚类分析,结果表明杂交F1代中山杉302(落羽杉×墨西哥落羽杉)与母本落羽杉更为接近.在回交后代(中山杉302×墨西哥落羽杉)中,BCF1118与BCF1140相似系数最大;BCF11与母本F1302亲缘关系最近;BCF1118与父本墨西哥落羽杉亲缘关系最近.     

4个落羽杉属树种引种造林试验

为丰富沿海围垦滩涂和平原绿化造林乔木树种,对墨西哥落羽杉(Taxodium mucronatum)、中山杉(As-cendens mucronatum)、落羽杉(Taxodium distichum)和池杉(Taxodium ascendens)等4个落羽杉属树种开展引种造林试验,结果表明:绿叶期,墨西哥落羽杉>中山杉>落羽杉与池杉;耐盐性,墨西哥落羽杉>落羽杉>中山杉>池杉;抗风性,中山杉>池杉>落羽杉与墨西哥落羽杉;耐水性,落羽杉>池杉>墨西哥落羽杉与中山杉;生长速度,中山杉>落羽杉与墨西哥落羽杉>池杉。     

用SRAP标记鉴定落羽杉属植物杂种

落羽杉属(Taxodium)植物为杉科(Taxodiaceae)落叶或半常绿性乔木,该属有3个种,分别是落羽杉(T.distichum)、池杉(T.ascendens)和墨西哥落羽杉(可简称为墨杉)(T．mucronatum).     

马尾松胚胎发育的观察研究

在自然条件下，马尾松成熟花粉粒发育需6个月，授粉有效期在珠鳞展开的头5天，授粉后雌配子体游离核时期持续12个月，从游离核到细胞约需7天，颈卵器2－3个，受精作用发生在授粉后第13个月，原胚期约30天，幼胚期约40，成熟胚期约60天；从球花芽分化到种子成熟约需24个月，在形态发育的观察中，发现低温冻害会引起花粉在发育各阶段的形态异常及大量败育。     

墨西哥落羽杉优良单株无性系苗期测定

以897个墨西哥落羽杉优良单株无性系(包括速生型、奇特株型和金叶类型)为试验材料,开展无性系苗期比较试验。方差分析结果显示,苗高、地径无性系间差异均达到极显著水平,苗高、地径的广义遗传力分别为0.267 3和0.202 9,表明开展速生型无性系选择是可行的。通过构建包括地径、苗高两生长性状的选择指数,以10%的入选率,复选出墨西哥落羽杉速生型无性系77个,奇特株型无性系8个,叶色金黄型无性系5个。     

落羽杉属4个新品种

'中山杉405','中山杉406','中山杉407'和'中山杉502'是以墨西哥落羽杉为母本、落羽杉为父本通过人工授粉杂交选育所获得的优良无性系,具有速生、耐水湿、耐盐碱、树形挺拔、主干通直圆满,抗风力强,适应性广,景观价值高等优良特性,可在江苏、浙江、上海、重庆、云南等地区栽植.     

落羽杉中山杉系列新品种选育初报

报道了落羽杉属(Taxodium)中山杉系列‘Zhongshansha’杂交新品种选育结果。以经国家林木良种审定委员会审定推广的优良品种中山杉302‘Zhongshansha302’为母本,与父本墨西哥落羽杉(T.mucronatum)回交,获得回交代杂种200个以上。通过苗期实生初选和无性系复选以及不同立地的栽植试验,初选出优于或相似于亲本中山杉302的系列新品种中山杉1号、9号、24号、27号、46号、86号、91号、102号、118号、136号、146号、149号等12个。其中中山杉1号、24号、27号、86号、102号、118号、136号、146号具有一定的耐盐碱能力,可在池杉(T.ascen-dens)、落羽杉(T.distichum)不宜栽植的盐碱地上绿化造林。     

雷竹大孢子发生与雌配子体发育

利用常规石蜡切片技术对雷竹大孢子发生与雌配子体发育的过程进行研究。结果表明:雷竹单子房,子房1室,内具1个倒生胚珠;双珠被,厚珠心;大孢子母细胞由1个雌性孢原细胞直接发育而成,大孢子四分体呈线型;蓼型胚囊,成熟胚囊包括1个卵细胞、2个助细胞、2个极核组成的中央细胞以及多个反足细胞,助细胞具明显丝状器。雌配子体发育多数正常,不是造成雷竹结实率低的主要原因。     

水晶蜜柚果实无籽机理细胞学研究

【目的】水晶蜜柚原产于马来西亚,是海南柚类的主栽品种之一,但有关水晶蜜柚果实无籽的原因未见报道,探究水晶蜜柚果实无籽原因可为蜜柚高效栽培和育种提供理论依据。【方法】从水晶蜜柚的花粉活力与萌芽率、花粉母细胞减数分裂,花粉管伸长荧光显微观察、杂交实验、胚胎胚囊石蜡切片观察等细胞学角度研究水晶蜜柚果实的无籽机理。【结果】水晶蜜柚活力强的花粉76.58%,萌芽率88.48%;花粉母细胞减数分裂正常,但出现异常二分体和三分体现象;水晶蜜柚杂交的花粉管能伸长至子房并到达胚珠,完成受精作用,而自交的花粉管只能伸长到花柱中下部,到达不了子房,不能完成受精作用;水晶蜜柚胚胎胚囊石蜡切片显示不做处理和自交的胚胎发育一致,前期发育正常,能观察到胚胎从幼胚发育到鱼蕾形胚,鱼雷形胚时胚囊出现中空异常状态,珠柄消失;杂交的胚胎能从幼胚正常发育到子叶胚,珠柄未消失,有发育成种子的迹象;水晶蜜柚与三红蜜柚杂交的坐果率为21%,其自交和去雄套袋不授粉的坐果率只有3%和2%;杂交所得的果实的种子为饱满可育的种子,其自交和去雄套袋不授粉的种子为败育和退化的种子。【结论】水晶蜜柚花粉育性正常,花粉母细胞减数分裂正常,胚囊正常...     

金钱松胚胎发育

本文主要阐述金钱松传粉、受精和胚胎发育各期进行的时间和特点。4月上、中旬花粉成熟为传粉期。5月花粉在珠心上萌发,2精核移入花粉管,同时颈卵器形成和卵细胞逐渐成熟。6月受精,受精卵形成新细胞质,继而发育成为4、8、16细胞至球形原胚,胚柄延长。7月胚体增大,根端先分化,苗端后分化。10月胚成熟。金钱松为简单多胚,原胚为松型原胚。     

落羽杉属杂交良种''落羽杉中山302''和''中山杉118''

优良无性系‘落羽杉中山302’和‘中山杉118’分别于2002和2006年通过国家林业局林木良种审定委员会的审定和认定。这2个良种均为通过人工授粉杂交选育而成的优良品种,其生长快、树形挺拔、主干通直圆满、耐湿耐盐碱、抗风力强、适应性广,可在江苏、浙江、上海等地区栽植。     

红松卵细胞发生和受精作用的细胞学研究

红松的传粉和受精之间约经12个多月。翌年4月中旬,越冬后的雌配子体开始发育。5月下旬末,颈卵器原始细胞出现。6月中旬,中央细胞不均等地分裂为1个小的双凸透镜状的腹沟细胞和1个大的卵细胞。成熟的卵细胞长约550—880微米,宽约370—650微米。此时,花粉管中精原细胞分裂为2个大小不同的精子。具功能的大精子趋近卵核。6月21—25日发生受精。雌雄两性核和胞质的融合过程是:(1)精子核与卵核接触;(2)核膜的融合;(3)雌雄染色质的凝集;(4)形成雌雄两群染色体和各自的纺锤体;(5)雌雄两组纺锤体合并成1个二极的纺锤体;(6)合子核的分裂;(7)雌雄两性细胞质重组形成新细胞质。本文对卵细胞质中蛋白泡的细微结构,受精作用中雌雄性核的融合方式,以及合子新细胞质的形成,进行了讨论。     

墨西哥落羽杉扦插试验小结

墨西哥落羽杉(Taxodium macronatum)系高大用材树种。它生长快,树干直,树冠小,病虫害少,材质好,为我市城乡绿化较好的树种。但由于它具有白花不孕,种子来源少等缺陷,扦插育苗就成为进行大量繁殖的主要方法。 我院于一九七五年从南京林产工业学院引进母树几十株,进行扦插试验。与此同时,我市川沙、松江、嘉定及宝山等县也相继进行了引种栽培。根据我们初步试验表明,墨西哥落羽杉自5月下旬开始,夏、秋、冬(6、9月和11月温室扦插)均可扦插,并以6月初夏扦插和11月份温室扦插为好。上海郊区的川沙县洋泾苗圃从五月上旬至11月间月月扦插与松江县新桥公社新界大队绿化队的季季扦插也取得相同的结果,生根率都在70—80％以上。 我们的具体做法和体会如下:     

墨西哥落羽杉离体培养及再生体系的建立

以墨西哥落羽杉的幼苗为起始外植体,研究其离体培养及再生体系的建立.结果表明:幼苗在DCR BA0.5 mg·L-1 IBA 0.2 mg·L-1培养基上诱导分化效果最好,分化频率80%以上,平均每个外植体产芽2～5个;诱导的丛生芽转入DCR Gln 500 mg·L-1培养基中伸长效果最佳;生根培养基为3/4DCR 0.05?,生根率在75%以上.     

松属植物的大、小孢子叶球发生及发育研究进展

本文从形态学和解剖学两个角度对松属植物大、小孢子叶球发生、发育的特点以及大、小孢子叶球发育过程中存在的几种特殊现象进行综述,系统地总结了大、小孢子叶球发生部位、发生时间、分化阶段特征以及小孢子叶球中花粉的发育、大孢子叶球发育中颈卵器的形成等多个重点阶段,提出了继续开展相关研究的方向。     

红松种子发育过程中内源激素含量的动态变化

【目的】生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸等植物内源激素在促进种子胚胎发育进程的演变过程中有重要作用。本研究通过分析红松胚胎发育过程中4个重要阶段雌配子体(含合子胚)的IAA,ZR,GAs,ABA 4种内源激素的动态变化,拟为解释红松胚胎发育机制提供证据,为体胚诱导过程中添加外源激素及红松种子园种子发育过程的外源激素调控提供参考。【方法】以处于原胚期、裂生多胚期、柱状胚期、子叶胚前期的红松雌配子体作为研究材料,监测红松胚胎发育形态演变过程,同时采用酶联免疫法(ELISA)测定2个无性系不同发育时期红松种子内源激素生长素(IAA)、赤霉素(GAs)、玉米素核苷(ZR)、脱落酸(ABA)含量的变化。【结果】2个无性系的内源激素含量变化趋势相似,红松胚胎发育4个阶段IAA和ABA含量均维持在较高的水平,GAs含量全程较低。其中ZR含量在胚胎发育全程呈现下降的变化趋势,原胚期ZR含量最高,无性系057和059中平均含量分别为12.901和13.622 4 ng·g~(-1)FW;IAA的含量先缓慢上升随后急剧上升,柱状胚期至子叶胚期含量急剧下降,柱状胚期含量达到整个发育过程中的最高值,无性系057和059平均含量分别为101.923 0和107.256 4 ng·g~(-1)FW;GAs含量呈现先降低后增加的变化趋势,原胚期至裂生多胚期的GAs含量呈现递减的变化趋势,裂生多胚期含量最低,无性系057和059含量分别为4.823 5和5.588 8 ng·g~(-1)FW,发育至柱状胚期含量呈现上升趋势,并且该趋势一直持续至子叶胚前期,子叶胚前期与原胚期GAs含量差异不显著;ABA含量呈现先上升后递减的变化趋势,具体表现为在原胚期含量为4个发育期的最低,无性系057和059含量分别为88.497 4和94.847 3 ng·g~(-1)FW,随后一直保持上升的趋势直至发育至裂生多胚期达到最高水平,无性系057和059含量分别为133.200 1和139.983 9 ng·g~(-1)FW,在随后的发育过程中ABA含量逐渐降低,2个无性系的ABA含量分别接近各自原胚期的水平;GAs+IAA+ZT/ABA的值呈现先增加后降低趋势,柱状胚期达到最大值。【结论】红松种子发育过程中内源激素的含量变化随着胚胎形态发育而发生动态变化,各呈现不同的变化格局;IAA,ABA,ZR在红松胚胎发育过程中起重要调节作用,而GAs对发育过程没有明显的作用。     

白桦雌雄花发育周期的时序特征

以20～30年生白桦的雌雄花序为材料,研究东北地区白桦花发育的生殖周期和发育时序特征.结果表明:雌花序出现于4月中下旬,5～10 d后开始受粉,持续1周左右; 大孢子母细胞于5月中旬开始减数分裂,3～4 d后形成大孢子,功能大孢子继续发育,成熟胚囊在5月底产生,并进行受精,6月初开始胚胎发育,8月中下旬种子成熟.雄花序出现于5月底,比雌花序晚1个月左右; 小孢子母细胞于7月中旬开始减数分裂,8月中旬结束,历时近1个月; 白桦的雄配子体发育很特殊,在当年不形成成熟的雄配子体,以单核小孢子状态宿存于雄花序中越冬,直到第2年4月中下旬才发育成熟,形成具有2核或3核的成熟花粉,随即散粉.雌花受粉时的花粉来源于前1年出现、宿存越冬、第2年4月底开始散粉的雄花.通过比较,建立东北地区白桦雌雄花生殖周期时序特征表,并对白桦雌雄花发育的时序特点进行讨论.     

黑老虎果实发育及种子油脂积累规律

【目的】研究黑老虎果实发育及种子油脂积累规律,可为其果实发育期的栽培管理和种子油脂的开发利用提供理论基础。【方法】观测黑老虎果实发育的8个不同时期果实和种子表型、横纵径、形状指数;并利用索氏抽提法、激光共聚焦显微镜观察法和气相色谱法,观测种子含油量、油体形状和分布、脂肪酸组分。【结果】黑老虎果实发育期为110天左右,发育期分为青果期(14～56 DAF)、转色期(56～84 DAF)、红果期(84～112 DAF)3个阶段(DAF：花后天数)。果实和种子的横纵径、质量生长曲线均呈单“S”型变化规律,符合Logistic回归模型,决定系数高达0.967 2～0.998 6。14～98 DAF为果实生长期,横纵径和质量快速增加,成熟时果实横径为115.99 mm、纵径为105.65 mm、单果质量为526.08 g;14～84 DAF为种子生长期,成熟时黑老虎种子横径为12.38 mm、纵径为14.26 mm、种子百粒质量为47.85 g。种子油脂积累规律呈“慢—快—慢”变化,青果期积累缓慢、转色期快速积累、红果期积累减缓,油脂积累方程为y=56.261 2·(1+e^{6.582 ...}     

脱落酸和玉米素结合使用对杂交鹅掌楸体胚分化及发育的影响

【目的】探讨了不同浓度脱落酸(ABA)和玉米素(ZT)处理对杂交鹅掌楸体胚发生发育的效应,为杂交鹅掌楸大规模繁殖技术的建立提供理论依据。【方法】以15-5202基因型的杂交鹅掌楸胚性愈伤组织为材料,比较在体胚分化阶段单独添加ABA以及同时添加ABA和ZT对体胚分化的影响;通过体胚发生数量统计、体胚生长状况观察等筛选出诱导效率高、体胚发育正常的体胚分化培养基。【结果】1)在体胚分化培养基中添加ABA对体胚的分化及成熟具有促进作用,添加0.5～1.5 mg·L^-1 ABA可加快体胚发育,且体胚形态正常;添加2.0～2.5 mg·L^-1 ABA时,虽使体胚分化率明显提高,但畸形胚比例增加;低浓度ABA处理30天后转入光培养2周体胚即可成熟;而未添加ABA处理的体胚在同样条件下未完全发育成熟,体胚呈白色、子叶淡黄色。2)在体胚分化培养基中同时添加ABA及ZT能提高体胚分化率及促进体胚发育; 2.0 mg·L^-1 ABA结合0.2～0.4 mg·L^-1 ZT处理后光培养2周,体胚形态发育正常,子叶分化明显,胚根健壮,生长状况较佳;未经过ZT处理的体胚生长发育较慢; ZT浓度高于0.6 mg·L^-1时体胚生长发育受到抑制,不利于体胚分化及成熟。【结论】在杂交鹅掌楸体胚分化培养基中添加2.0 mg·L^-1 ABA和0.2～0.4 mg·L^-1 ZT能够进一步提高体胚发生效率,促进体胚正常发育。