板栗‘遵玉’大小孢子发生及雌雄配子体发育研究

为了系统了解板栗雌雄花发育过程,以板栗优良品种‘遵玉’为试材,对大小孢子及雌雄配子体发生发育进行研究。结果表明:花药壁由外而内分别为表皮、药室内壁、中层及绒毡层(为腺质型),属于基本型。小孢子胞质分离为同时型,四分体为典型的四面体型,少数呈左右对称排列。雄配子体只经过1次有丝分裂,花粉成熟为2-细胞型。雌花胚囊发育为蓼型胚囊,只有1个胚囊母细胞发育成胚囊,四分体呈线性排列,整个发育过程与雌雄花外部特征密切相关。确定观察减数分裂最佳取样时期为:雄花花序长度为10~17 cm,总苞直径为0.9~1.6 cm。‘遵玉’小孢子及雄配子体发生发育不存在异常表现,表明‘遵玉’雄配子体发育正常,花粉可育,可以作为授粉树。     

基于45S rDNA-FISH的异源三倍体‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂染色体行为追踪

【目的】利用FISH技术追踪三倍体‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂过程特定染色体的行为,明确其配对和分离规律,丰富对杨树异源三倍体减数分裂过程染色体行为的细胞遗传学认识。【方法】以三倍体‘银中杨’花药为材料,对不同酶液组合和酶解时间进行筛选,在此基础上均进行减数分裂染色体制片,以45S rDNA序列为探针,利用FISH技术,对‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂过程染色体行为进行追踪和分析。【结果】1)筛选出适于‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂染色体制片的酶解条件为3%纤维素酶+1%果胶酶混合液在37℃下酶解3 h,结合压片和冷冻脱盖片,可获得细胞分散度良好,细胞质薄,背景干净,染色体形态清晰的制片,适用于FISH分析。2)45S rDNA探针信号定位于‘银中杨’3条同源染色体上,它们在中期I呈现III、II+I、I+I+I 3种配对形式,其中三价体发生的频率最高,达69.28%,II+I和I+I+I的配对类型分别占28.10%和2.61%,表明信号所定位的染色体亲缘关系可能较近,但也存在联会松弛的现象。3)约80.37%～93.44%的细胞在后期I至中期II发育阶段呈现2/1分离模式,约63....     

杉木花粉母细胞减数分裂的细胞学特性及异常现象的观察

用2种荧光染料(CMA、DAPI)对3个杉木无性系花粉母细胞减数分裂的染色体进行荧光染色,发现在减数分裂的花粉母细胞的各个时期,染色质或染色体上有CMA荧光亮点出现,而无DAPI荧光亮点.在杉木花粉母细胞减数分裂过程中观察到一些异常细胞学行为,即单价体和多价体、染色体桥、滞后染色体、不均等分离、微核等异常现象. 对杉木花粉的生活力差异与杉木小孢子形成过程中减数分裂异常现象之间的关系进行了讨论.     

红松小孢子发生的研究

本文较详细地描述了红松花粉母细胞减数分裂及小孢子发生的过程。发现在减数分裂中有不同步现象,并对小孢子发生过程中的一些异常现象进行了记述和分析。     

‘无籽瓯柑’CsRAD51基因的克隆及在花粉发育过程中的表达分析

‘无籽瓯柑’的雄性不育主要表现为花粉败育,起始于小孢子母细胞减数分裂时期。本研究克隆了‘无籽瓯柑’减数分裂相关基因Cs RAD51,并采用荧光定量PCR检测其在瓯柑及‘无籽瓯柑’中的表达差异。结果显示,Cs RAD51基因的c DNA全长1210 bp,含有一个1029 bp的ORF区;其编码的蛋白质属于疏水性蛋白,分子量45740.1D,氨基酸数388,原子总数6 555,等电点10.20。同源性比对发现,‘无籽瓯柑’Cs RAD51的氨基酸序列与甜橙、麻疯树、油棕、黄瓜、黑杨等的RAD51蛋白高度同源,分别达99%,98%,98%,98%,98%。RT-PCR结果显示‘无籽瓯柑’Cs RAD51在小孢子母细胞、四分体以及单核花粉粒时期的相对表达量显著高于瓯柑。Cs RAD51的过量表达可能影响了DSBs的同源重组修复,致使‘无籽瓯柑’小孢子母细胞时期减数分裂异常。     

元江箭竹花器官形态与解剖观察及其败育分析

【目的】以元江箭竹花序与花器官为研究对象,进行形态解剖学观察研究,分析元江箭竹花序特征与开花特性及结实率低的原因,并试图通过组培技术改变其败育状况,为元江箭竹生殖生物学及育种工作提供新的理论数据。【方法】采用解剖观察的方法对花器官进行形态与解剖结构特征描述,运用石蜡切片对其雌、雄配子体的发育过程进行研究,采用TTC染色法测定花粉活力,并对野外与组培条件下花药的发育情况进行比较与分析。【结果】元江箭竹花序顶生,偶具侧生,花序具总柄,由1片营养叶包裹。整个花序为单轴分枝,顶部小穗发育早于基部小穗,为有限花序,单个小穗基部小花先开放,因此属无限花序。每个小穗含4～5朵小花,小花均长0. 9 cm,小花间由小穗轴相连,小穗轴顶端膨大具白色绒毛。小穗基部具颖片2枚;内、外稃对生,各1片;浆片3枚;雌蕊1枚;雄蕊3枚。浆片位于内稃与雄蕊之间,小花发育成熟,浆片吸水膨胀,花药伸出,花药为淡黄绿色或紫红色,花药具4室。未成熟花药壁从外向内依次由表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞组成。花药发育至二分体时期,绒毡层开始退化,绒毡层细胞属于腺质型。成熟花粉粒为二细胞型,花粉粒平均直径为43. 92μm,被TTC染成红色,活力为54. 78%,但萌发率极低,甚至不萌发,花粉败育,其败育方式可总结为绒毡层过度发育、花药壁皱缩、花粉粒退化、空壳花粉粒4种类型。子房为2心皮1室,侧膜胎座,倒生胚珠,双珠被,柱头2裂呈羽毛状,短花柱长柱头型,雌雄同熟、异位。组培条件下,花芽可正常发育成小穗并开花,内外稃张开花药伸出小穗外。花药壁纤维层加厚明显,呈连续性,但多数花粉粒仍出现空壳现象。【结论】元江箭竹为混合花序,单轴分枝,开放型风媒花。元江箭竹属于典型的雄性不育,无法形成有效花粉是导致元江箭竹结实率低的主要原因。元江箭竹花芽在组培条件下可继续开花,花药伸出小穗外,但花粉发育仍然异常,通过组培技术无法改变其败育现象,说明元江箭竹的雄蕊败育可能并非养分不足造成的。     

'赣州油'系列油茶品种配置筛选

【目的】油茶为自交不亲和树种,选择‘赣州油’系列油茶品种间花期相遇及授粉亲和性高的品种,为‘赣州油’系列油茶品种配置提供参考依据。【方法】以赣南主栽的‘赣州油’系列油茶品种为试验材料,在开展油茶开花物候期观测、花粉量和花粉活力测定的基础上,通过品种间异交亲和性调查,初步建立‘赣州油’系列油茶授粉品种配置模式。【结果】根据开花时间,‘赣州油’系列油茶品种被分为早花、中花、晚花品种。不同油茶品种单花花粉量和花粉活力存在较大差异,单花花药数最多的品种为‘赣州油17号’,单花花粉量最多的是‘GLS赣州油2号’,单花有效花粉数最多的为‘赣州油18号’。人工自花授粉试验结果显示,油茶并非完全自交不亲和,‘GLS赣州油2号’和‘GLS赣州油4’号可以实现自花授粉结实,但其结实率较低,分别为10.00%和11.11%;‘GLS赣州油4号’的同品种异株间人工授粉结实率达到42.86%。异花杂交试验结果显示,‘GLS赣州油1号’ב赣州油6号’杂交坐果率达到88.89%,综合考虑父本和母本的性状、稳定性、配合力等情况,从32个组合中筛选出6个最佳组配,分别为‘GLS赣州油1号’ב赣州油6号’、‘GLS赣州油5号’בGLS赣州油2号’、‘GLS赣州油5号’ב赣州油10号’、‘赣州油9号’ב赣州油10号’、‘GLS赣州油4号’בGLS赣州油2号’、‘GLS赣州油4号’ב赣州油6号’。【结论】‘赣州油’系列油茶品种的花药数和花粉量不能作为品种间亲和力的判断依据,油茶的品种配置应综合考虑花期、花粉活力、亲和性等各方面的因素。     

山核桃花粉母细胞减数分裂及核型

【目的】研究山核桃花粉母细胞减数分裂过程中染色体行为变化及其染色体核型特征,进而确定山核桃染色体数目及倍性水平,探索山核桃无融合生殖现象与其倍性水平的关系,丰富山核桃生殖生物学等相关研究内容,同时也为山核桃杂交育种及系统分类等研究提供一些细胞学资料。【方法】1)以山核桃雄花序为研究材料,采用DAPI荧光染色技术对山核桃花粉母细胞减数分裂过程进行研究。2)以山核桃根尖为材料,采用核型分析技术分析山核桃染色体核型。【结果】1)山核桃花粉母细胞减数分裂分2次进行。第1次为减数分裂,所形成的子细胞染色体数目减半,分为前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ4个阶段,其中前期Ⅰ最为复杂,分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期5个时期,所经历时间最长,占整个分裂周期的70%;第2次为有丝分裂,形成的子细胞染色体数目不再减半,同样分为前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ4个阶段,历时较短。2)在减数分裂同步性方面,同一小花的不同花药间及同一花序轴的不同小花间表现较为一致。3)山核桃大多数花粉母细胞减数分裂中染色体行为正常,配成16个二价体,有一定比例的异常花粉母细胞出现,主要表现为中期Ⅰ出现落后染色体,异常率为8.86%,中期Ⅱ表现为不对称分裂,异常率为15.79%。4)山核桃核型公式为2n=32=20m+12sm,染色体相对长度变化范围为4.006(±0.449)~9.559(±1.175),臂比大于2的染色体比例为25.000%,最长染色体与最短染色体之比为2.417±0.456,核型不对称系数为62.875,核型分类属于2B。【结论】1)山核桃虽然存在无融合生殖现象,但是其花粉母细胞减数分裂仍遵循大多数被子植物减数分裂规律,在整个减数分裂进程中,前期Ⅰ所需时间最长。2)山核桃花粉母细胞减数分裂同步性程度较高,不利于山核桃散粉期的延长。3)山核桃花粉母细胞减数分裂异常情况主要出现在中期Ⅰ及中期Ⅱ2个阶段。4)山核桃核型属于比较对称的类型,其染色体数目为2n=32,减数分裂配对成16个二价体,在倍性水平上属于二倍体。     

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...     

高温诱导银灰杨花粉染色体加倍创制杂种三倍体

【目的】验证高温处理诱导银灰杨花粉染色体加倍选育三倍体的可行性,获得银灰杨三倍体新种质,选育抗逆性强的银灰杨新品种,服务于西部生态环境建设。【方法】以银灰杨为研究对象,利用醋酸洋红染色法和花粉染色体加倍技术,在研究雄花芽减数分裂规律的基础上,开展高温诱导银灰杨花粉染色体加倍技术条件优化以及杂交创制三倍体的研究。【结果】银灰杨花粉母细胞完成减数分裂大约需要5~6天。其减数分裂过程与其他杨属植物相似,无明显差异。但银灰杨同一花芽不同部位花粉母细胞的减数分裂进程存在明显的不同步性,花芽顶部花粉母细胞发育最快,基部次之,中部发育最慢。筛选出高温诱导银灰杨花粉染色体加倍的最佳处理技术组合为当花粉母细胞发育至双线期至终变期时,利用38℃或41℃的高温,持续处理6 h,可获得56.33%的2n花粉。利用2n花粉比率高的花粉与银白杨雌配子杂交,获得杂种苗木911株,检测出三倍体42株,三倍体得率最高可达10.71%。三倍体得率与2n花粉比率间存在弱正相关(r=0.599,P=0.116),说明提高2n花粉比率有助于提高三倍体得率。【结论】尽管银灰杨同一花芽不同部位花粉母细胞减数分裂同步性差,但在双线期至终变期进行高温处理,仍可获得56.33%的2n花粉,三倍体得率可达10.71%,证明了高温诱导银灰杨花粉染色体加倍选育三倍体的可行性,并首次获得银灰杨三倍体。     

油杉花粉个体发育与传粉过程

应用常规压片法和整体染色透明法对油杉小孢子的发生和雄配子体的发育过程进行观察,研究其传粉生物学特征.结果表明:油杉小孢子母细胞在1月26日-2月5日进行减数分裂,在减数分裂过程中胞质分裂为同时型,四分体排列方式多为左右对称型;小孢子经过连续4次有丝分裂后,于2月底形成5-细胞型的成熟花粉粒,成熟花粉由两个原叶细胞、一个不育细胞、一个精原细胞和一个管细胞组成,其中两个原叶细胞在花粉成熟时已退化;经TCC法检验,花粉生活力为92.6%;3月1日-8日为油杉传粉期,3日-5日为传粉高峰;在传粉期间,胚珠珠孔端无传粉滴产生,珠孔端耳状结构边缘粘附有花粉.虽然花粉母细胞发育表现出不同步现象,产生少数具3个或4个气囊的异形花粉,但从小孢子的发生及雄配子体发育的整个过程看,未见败育或其他异常现象,能形成大量正常的成熟花粉,因此,花粉个体发育不是影响油杉结籽率低的主要因素,而造成油杉球果结籽率低的主要原因可能在于其传粉过程.     

被子植物生活史

被子植物个体的生命活动,一般从上代个体产生的种子起,经过种子萌发,形成幼苗,长成具有根、茎和叶的植株,再经过一段时间的营养生长,其顶芽或腋芽逐渐分化为花芽.花芽成长时,在雄蕊花药中的花粉母细胞(小孢子母细胞)进行减数分裂,形成花粉粒.减数分裂是一种     

澳洲坚果花发育过程中抗氧化物质含量及抗氧化活性的变化

【目的】为澳洲坚果花的功能性食品开发利用提供参考。【方法】以2个类群的澳洲坚果品种‘NY2’和‘HAES 695’为试材，对花发育过程中总酚含量、总黄酮含量、抗氧化活性（清除DPPH和ABTS自由基活性、FRAP值）进行测定分析。【结果】在花的发育过程中，‘NY2’花的总酚含量、总黄酮含量、抗氧化活性均显著高于‘HAES695’。其中，‘NY2’花的总酚含量、总黄酮含量、清除DPPH自由基活性、清除ABTS自由基活性、FRAP值均表现为“升—降—升”的变化趋势，且在花蕾伸长期表现出最高的总酚和总黄酮含量以及抗氧化活性，其次则是花开放盛期；除清除DPPH自由基活性外，‘HAES695’花的总酚含量、总黄酮含量、清除ABTS自由基活性、FRAP值均呈现出“降—升—降”的动态变化，且在花开放盛期表现出最低的总酚和总黄酮水平以及抗氧化活性，其总酚和总黄酮含量以花蕾初始期与花开放初期较高，抗氧化活性则以花开放初期最高。相关性分析结果显示，澳洲坚果花的抗氧化活性与其总酚、总黄酮含量之间均存在极显著相关性。其中，‘NY2’花的清除DPPH和ABTS自由基能力与总酚、总黄酮含量存在极显著或显著相关性，...     

濒危植物血皮槭花部特征和交配系统

【目的】探究我国特有濒危植物血皮槭花部特征和交配系统类型对有性生殖过程的影响,寻找可能导致其结实率低的原因,为缓解当前苗木供需矛盾、制定有效措施奠定理论基础。【方法】以血皮槭植人工栽培植株为材料,通过物候观测、花形态特征测量、异交指数和花粉-胚珠比估算、花粉生活力和柱头可授性检测和人工授粉研究对象套袋试验等方法,对血皮槭的开花动态、花部特征和交配系统进行研究。【结果】1)血皮槭花性别表达复杂,花基于功能可分为雄花和雌花2类;其中雄花根据雌蕊退化程度又分为雄花Ⅰ型和雄花Ⅱ型。雄花Ⅰ型仅具有雄蕊,雄花Ⅱ型具有雄蕊和退化雌蕊,雄蕊长于雌蕊,二者皆不具子房,功能均表现为雄性。雄花Ⅰ型和Ⅱ型大小无差别,Ⅰ型较常见,Ⅱ型较少见。雌花为假两性花,柱头高于花药,花柱具卷曲现象,花开放过程中花药始终不开裂散粉,为功能雌性。2)血皮槭单花经历花蕾期、萌动期、露白期、开放期、凋零期5个阶段,雄花从开放到脱落平均耗时7.6天,雌花从开放到坐果(花期结束)平均耗时11.6天。常3小花组成1个聚伞花序,由雄花和雌花组成的混合类型花序中,通常表现为雌花先熟。3)血皮槭每年开花1次,花期4月,开花历时19.5天左右。...     

南京椴大小孢子发生和雌雄配子体的发育

利用常规石蜡制片技术,对南京椴大小孢子发生及雌雄配子体发育进行了观察.结果表明:花药壁发育完全,从外向内分别为表皮、药室内壁、中层和绒毡层.小孢子母细胞减数分裂过程中的孢质分裂为同时型,形成的四分孢子为四面体型;小孢子母细胞减数分裂属同时型. 成熟花粉为2细胞型,具3个萌发孔.南京椴子房5室,每室2胚珠,中轴胎座,胚珠为双珠被、厚珠心、横生型. 同一朵花中,前期雄蕊的发育早于雌蕊的发育,后期花粉成熟时,雌配子体也发育成熟,雌雄蕊发育趋于同步.     

新疆部分本地梨品种花器官表型与花药内源物质差异分析

【目的】掌握不同品种间梨花的特性,探讨花药内源物质含量的差异,为授粉树的合理配置及花期外源激素的施用提供参考依据,以进一步提高梨的品质。【方法】以24个新疆本地梨品种为试验材料,观测、分析梨花器官的形态多样性,采用酶联免疫吸附分析法(ELISA)测定花药中生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、可溶性糖及可溶性淀粉的含量,并进行差异分析。【结果】供试的24个新疆本地梨品种以浅粉红花蕾、淡紫色花药、柱头高于花药、花瓣相对位置无序、圆形花瓣、花柱基部有茸毛类型居多,6个性状的Shannon-Weaver指数范围为0.529～2.476,花药颜色多样性指数较高,多样性丰富。每花序花朵数、雄蕊数、花冠直径和单花药花粉量的多样性指数范围为2.497～2.993,变异系数分别为26.65%、9.40%、17.10%、56.54%,雄蕊数的稳定性高于其余性状。成熟花药中内源物质含量均存在显著差异,GA₃含量最低,可溶性糖含量最高。【结论】描述型性状中,花药颜色多样性最为丰富;数量型性状中,单花药花粉量变异程度最高。成熟花...     

黄金梨小孢子败育的解剖学观察

利用石蜡切片法观察了黄金梨花药发育和花粉发育过程中细胞形态变化特点。结果表明，开花时黄金梨花药干瘪，花粉粒极少，每个花药中只有30粒左右花粉，表现出雄性不育的空囊花药；导致花粉败育的主要原因可能是绒毡层细胞在花粉母细胞时期出现畸形，提早解体，致使绝大多数小孢子母细胞不能正常发育；从3月20日开始，绒毡层细胞逐渐解体，花药开始出现空腔，随着时间推移，空腔逐渐加大，到4月1日基本变成空囊花药。花粉粒中没有细胞核，花粉粒细胞壁开始破裂。     

麻竹花粉发育过程观察及其分期

以麻竹为材料,采用醋酸洋红、碘-碘化钾压片以及石蜡切片的观察方法对麻竹花粉发育全过程进行了研究,初步将这一过程划分为8个时期,即小孢子母细胞形成期、小孢子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二胞花粉早期、二胞花粉晚期和成熟花粉期,并描述了各个时期的基本特征。麻竹花粉发育过程基本正常,小孢子母细胞减数分裂为连续型,四分体主要为左右对称型,也有四面体形的,成熟的花粉为3-细胞型,具单一萌发孔。     

膜荚黄芪与蒙古黄芪花药发育比较研究

采用常规石蜡切片技术,对膜荚黄芪与蒙古黄芪小孢子发育进行细胞学观察,对小孢子不同发育时期与花蕾大小相关性进行研究。结果表明：膜荚黄芪与蒙古黄芪花粉母细胞呈圆形排列,小孢子四分体均属四面体型,减数分裂、胞质分裂属同时型,绒毡层属分泌型,花粉粒属二细胞型,花粉粒外壁上均有3个膜状突起。膜荚黄芪与蒙古黄芪小孢子各发育时期与花蕾大小之间存在较密切的相关性。     

软枣猕猴桃大小孢子发育过程的细胞形态学观察

【目的】软枣猕猴桃营养丰富,是一种很有发展潜力的经济林木,对其开展大小孢子育性研究有助于更好地了解该物种的繁殖特性,研究结果可为科学合理的栽培管理措施提供理论依据。【方法】应用光镜、透射电镜和扫描电镜技术对软枣猕猴桃大小孢子发育过程进行观察。【结果】雄株花粉发育正常,孢子外壁有明显的基粒棒,内部细胞器完整;小孢子进行有丝分裂形成成熟的二核花粉粒。雌株的花粉不育,孢子外壁无基粒棒存在,内部细胞器破坏辨认不清;小孢子不进行核的有丝分裂,停留在单核状态;因有丝分裂过程受阻,雌株花粉内的原生质逐渐浓缩成团状并靠近一侧,直至消失,花粉内形成空腔,导致花粉败育;花粉粒大小不均,极面观为近扁长棒形,皱波状纹饰不明显,萌发沟变窄至一端。雄株雌蕊的花柱和柱头因发育不良形成簇生的白色绒毛状。雌株的雌蕊原基出现后迅速发育,胎座内壁上几层细胞迅速分裂,逐渐突起膨大形成胚珠原基;珠心顶端表皮下层一个细胞的细胞核显著增大成为细胞质高度浓缩的孢原细胞,随后直接发育为大孢子母细胞,随着花的发育形成倒生型胚珠,心室显得宽而圆。雄株雌蕊心室内胎座内壁上几层细胞一直不进行分裂,不能突起膨大形成胚珠原基,胚珠发育停滞,整个心室则显得窄而长。【结论】软枣猕猴桃雌株小孢子不育是绒毡层代谢异常、四分孢子有丝分裂异常、孢子外壁异常以及细胞程序性死亡这些因素共同作用下造成的。胚珠原基发育停滞是导致软枣猕猴桃雄株大孢子不育的原因。