知母雄配子体发育的研究

知母（Anemarrhena asphodeloides)的雄配子体发育有三个特点：1．除高尔基小泡直接参与胶胝质壁物质的形成外,其他小泡的活动可能与脂体物质的沉积有关。2．生殖细胞形成时,脂体分布发生明显的极性现象,它们沿着营养细胞与生殖细胞交界膜排列,形成所谓脂体冠。3．在小孢子阶段,细胞质中具有丰富的质体,但在第一次有丝分裂之后,全部集中在营养细胞中,而生殖细胞则完全缺乏质体。     

玉竹雄配子的发育——着重阐明质体在生殖细胞和营养细胞中的分布和变化

玉竹(Polygonatum simizui Kitag)小孢子在分裂前,质体极性分布导致分裂后形成的生殖细胞不含质体,而营养细胞包含了小孢子中全部的质体。生殖细胞发育至成熟花粉时期,及在花粉管中分裂形成的两个精细胞中始终不含质体。虽然生殖细胞和精细胞中都存在线粒体,但细胞质中无DNA类核。玉竹雄性质体的遗传为单亲母本型。在雄配子体发育过程中,营养细胞中的质体发生明显的变化。在早期的营养细胞质中,造粉质体增殖和活跃地合成淀粉。后期,脂体增加而造粉质体消失。接近成熟时花粉富含油滴。对百合科的不同属植物质体被排除的机理及花粉中贮藏的淀粉与脂体的转变进行了讨论。     

中国鹅掌楸雄配子体发育的超微结构研究

中国鹅掌楸（ＬｉｒｉｏｄｅｎｄｒｏｎＣｈｉｎｅｓｅ（Ｈｅｓｍｌ．）Ｓａｒｇ．）雄配子体发育的超微结构观察结果表明,中国鹅掌楸雄配子体的发育符合大多数被子植物的发育特征,表现在：１．小孢子核在萌发孔的相对侧靠近小孢子壁处进行有丝分裂,分裂末期形成细胞板,而后进一步发育形成分隔营养细胞和生殖细胞的纤维素的壁。２．胞质分裂极不均等,营养细胞与生殖细胞大小悬殊,而且生殖细胞内不含质体。３．生殖细胞在发育过程中发生一系列位移和形态变化,生殖细胞向营养核移动,与营养核贴合时,细胞核内染色质高度凝缩;与营养核分离后,生殖细胞纤维素的壁才完全解体消失,同时质膜凹陷,细胞呈不规则形态。４．营养细胞内脂质小泡极性分布,形成生殖细胞的脂体冠。５,营养核在与生殖细胞贴合过程中形状由近圆球形变为近弯月形,但核仁、核膜界限清晰,染色质始终保持均一状态。对生殖细胞分裂前的位置变化及其与营养细胞间的关系进行了初步的探讨。     

小麦雄配子体的超微结构 Ⅰ.营养细胞和生殖细胞的形成

小孢子分裂的末期产生的成膜体,经离心的扩展后形成一个与内壁连结的细胞板,而后形成分隔营养细胞和生殖细胞的壁。由于胞质分裂高度的不均等性,形成大小悬殊的营养细胞和生殖细胞。在初期的生殖细胞和营养细胞的细胞质中,细胞器是没有差异的,包括线粒体、质体、内质网、高尔基体和核糖体。只有在胞质分裂初期看到微管。生殖细胞形成后,进一步的发育是逐渐脱离花粉粒的壁而成为游离的细胞,浸没在营养细胞的细胞质中。与此同时壁物质消失,变为一个被二层质膜所包围的裸细胞。当生殖细胞发育至游离的裸细胞时期,与营养细胞比较,显示明显的异质性,表现为生殖细胞中的质体不发育或退化,其它细胞器没有什么变化。相反,营养细胞中的质体和线粒体在数量上和大小上显著增长,在质体中迅速积累淀粉。对小麦生殖细胞暂时出现细胞壁的意义以及和营养细胞的异质性进行了讨论。     

芍药雄配子体发育的超微结构研究

用透射电镜对芍药（Paeonia lactiflora Pall)雄配子体发育进行了研究。结果表明,芍药的小孢子母细胞在减数分裂末期Ⅰ时不形成细胞板,在减数分裂前期Ⅱ形成细胞器带,胞质分裂为同时型,生殖细胞刚形成时有呈PAS正反应的拱形壁,当生殖细胞还未完全脱离花粉内壁时,质膜间的壁物质消失,营养细胞中的脂体沿双质膜规律分布形成一单行的脂体带,在二胞花粉晚期,脂体带包围生殖细胞,形成脂体冠,花粉成熟时,包围生殖细胞的脂体消失,生殖细胞与营养核贴近,构成雄性生殖单位,成熟花粉为二细胞型。     

王百合及兰州百合细胞质遗传的细胞学研究

描述了王百合（ＬｉｌｉｕｍｒｅｇａｌｅＷｉｌｓ．）及兰州百合（Ｌ．ｄａｖｉｄｉＤｕｃｈ．）质体和线粒体在生殖细胞及精细胞中的分布和细胞质中ＤＮＡ的状况。在刚形成的王百合的生殖细胞中含有少量的质体和大量的线粒体。当生殖细胞游离在营养细胞质中时,质体在生殖细胞中完全退化消失。ＤＡＰＩ荧光技术进一步证明,在成熟花粉、花粉管中的生殖细胞及其分裂形成的两个精细胞中无任何细胞器ＤＮＡ。兰州百合在小孢子分裂时质体严格地极性分布,造成了刚形成的生殖细胞中即无质体。兰州百合、麝香百合（Ｌ．ｌｏｎｇｉｆｌｏｒｕｍＴｈｕｎｂ．）及其杂种的ＲＦＬＰ分析,也证明兰州百合质体是单亲母系传递的。虽然在不同发育时期的生殖细胞及精细胞中可以观察到线粒体,但在雄配子体时期它们的ＤＮＡ已降解,因此雄性线粒体不能被传递至后代。研究结果提供了百合属的这两个种质体和线粒体具母系遗传方式的细胞学证据,并阐明父系细胞质不能作为遗传传递的机理。     

麻疯树小孢子发育的研究

用透射电镜观察了麻疯树(Jatropha curcas L.)小孢子发育的超微结构。小孢子母细胞时期内质网和质体较多;减数分裂和四分体时期,细胞处于明显的代谢活跃状态,细胞器丰富,主要有内质网、线粒体、质体、高尔基体和球状体;在小孢子发育早期和晚期,线粒体和内质网仍较丰富;小孢子经过高度的不对称分裂后,形成较大的营养细胞和较小的生殖细胞,营养细胞中细胞器数量明显减少,含大量的淀粉和脂类物质,生殖细胞中脂类物质丰富;表皮、药室内壁和中层细胞在小孢子母细胞和四分体时期淀粉粒丰富,小孢子时期明显减少,绒毡层从小孢子母细胞至小孢子发育晚期的细胞器都很丰富,主要为内质网、质体和线粒体,为二胞花粉发育奠定基础。     

油松成熟花粉的细胞化学及超微结构研究

油松（ＰｉｎｕｓｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓＣａｒｒ．）花粉由两个原叶细胞、一个生殖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。生殖细胞具自己完整的壁。它与花粉贴近一面的壁与花粉内壁分开,仅侧面的壁与内壁连结。生殖细胞向管细胞一面的壁上有胞质通道。生殖细胞与管细胞有明显的分化,主要的差异表现在以下几个方面：（１）生殖细胞核的染色质凝集,而管细胞核的染色质分散,并具发达的核膜孔;（２）生殖细胞内不具微体,而管细胞的细胞质有较多的微体;（３）管细胞比生殖细胞有更丰富的内含物。虽然这两个细胞都含脂体和造粉质体,但前者的造粉质体极为丰富,而后者的造粉质体数量少。管细胞还含有少量的蛋白体,而生殖细胞则缺少这种贮藏物质。生殖细胞与管细胞内均含丰富的线粒体、多聚核糖体和少量的内质网及高尔基体。ＤＡＰＩ染色结果表明,生殖细胞及管细胞内均含丰富的细胞质ＤＮＡ。对油松细胞质遗传的方式及花粉壁的组成、结构和性质进行了讨论。     

菜豆花粉发育中质体和线粒体及其DNA存在的状况——着重阐明质体遗传…

应用电镜和ＤＮＡ的ＤＡＰＩ荧光检测技术研究了菜豆小孢子／花粉发育中质体和线粒体及其ＤＮＡ存在的状况。观察表明：在小孢子分裂时质体全部分配到营养细胞中，初形成的生殖细胞已不含质体。线粒体和质体的ＤＮＡ在花粉发育中也先后降解，生殖细胞从刚形成时发育至成熟花粉时期这两种细胞器ＤＮＡ均不存在。研究结果为菜豆质体母系遗传提供了确切的细胞学证据。遗传分析的研究曾确定菜豆质体为双亲遗传，与对本研究结论不同的原因     

栽培甜菜花粉发育过程的超微结构

利用透射电镜技术对栽培甜菜（Beta vuigaris）花粉发育过程进行了超微结构观察。结果表明,在小孢子母细胞减数分裂期间,细胞内发生了“细胞质改组”,主要表现在核糖体减少,质体和线粒体结构发生了规律性变化。末期1不形成细胞板,而是在2个子核间形成“细胞器带”。“细胞器带”的存在起到类似细胞板的作用,暂时将细胞质分隔成两部分。四分体呈四面体型,被胼胝质壁包围。小孢子外壁的沉积始于四分体晚期,至小孢子晚期外壁已基本发育完全。单核小孢子时期,细胞核大,细胞器丰富。二细胞花粉发育主要表现在生殖细胞壁的变化上,生殖细胞壁上不具有胞间连丝。成熟花粉为三细胞型,含有1个营养细胞和2个精细胞。精细胞具有短尾突,无壁,为裸细胞,每个精细胞通过2层质膜与营养细胞的细胞质分开。生殖细胞与精细胞里缺乏质体。     

栽培甜菜花粉发育过程的超微结构

利用透射电镜技术对栽培甜菜(Beta vulgaris)花粉发育过程进行了超微结构观察。结果表明, 在小孢子母细胞减数分裂期间, 细胞内发生了“细胞质改组”, 主要表现在核糖体减少, 质体和线粒体结构发生了规律性变化。末期I 不形成细胞板,而是在2个子核间形成“细胞器带”。“细胞器带”的存在起到类似细胞板的作用, 暂时将细胞质分隔成两部分。四分体呈四面体型, 被胼胝质壁包围。小孢子外壁的沉积始于四分体晚期, 至小孢子晚期外壁已基本发育完全。单核小孢子时期, 细胞核大, 细胞器丰富。二细胞花粉发育主要表现在生殖细胞壁的变化上, 生殖细胞壁上不具有胞间连丝。成熟花粉为三细胞型, 含有1个营养细胞和2个精细胞。精细胞具有短尾突, 无壁, 为裸细胞, 每个精细胞通过2层质膜与营养细胞的细胞质分开。生殖细胞与精细胞里缺乏质体。     

菜豆花粉发育中质体和线粒体及其DNA存在的状况——着重阐明质体遗传的细胞学基础

应用电镜和DNA的DAPI荧光检测技术研究了菜豆(Phaseolus vulgaris L.)小孢子/花粉发育中质体和线粒体及其DNA存在的状况。观察表明:在小孢子分裂时质体全部分配到营养细胞中,初形成的生殖细胞已不含质体。线粒体和质体的DNA在花粉发育中也先后降解,生殖细胞从刚形成时发育至成熟花粉时期这两种细胞器DNA均不存在。研究结果为菜豆质体母系遗传提供了确切的细胞学证据。遗传分析的研究曾确定菜豆质体为双亲遗传,对与本研究结论不同的原因进行了讨论。     

青阳参小孢子发生和雄配子体发育

利用常规石蜡制片技术、荧光显微技术、光镜细胞化学技术、电子显微镜技术对青阳参小孢子发生和雄配子体发育进行了详细观察。结果显示,小孢子孢原细胞起源于皮下组织并在两个地方分化;孢原细胞平周分裂形成初生壁层和初生造孢层,初生壁层细胞再经过平周分裂形成2层细胞,其中最内一层即为绒毡层,绒毡层为分泌型绒毡层,既为小孢子发育提供营养来源,又分泌分泌物形成包围花粉粒的膜;初生造孢层细胞直接行使小孢子母细胞的功能;成熟花粉粒中含有大量淀粉粒、蛋白质、内质网、叶绿体、脂体和大液泡;包围花粉粒的膜和花粉粒之间的膜含有蛋白质成分和脂类成分;小孢子细胞核分裂形成营养细胞和生殖细胞,营养细胞和生殖细胞间没有细胞板形成,生殖细胞呈透镜型、比营养细胞小。     

西瓜绒毡层和花粉发育的进一步观察

绒毡层为１层同型细胞,腺质性,幼期他药壁层相似,减数分裂开始后表现出自己独有的特点,小孢子母细胞纤维素壁生存到四分体时期,随着小孢子外壁出现而消失。四分体时期,小孢子发育出网状原覆盖层和柱状原基粒棒。成熟花粉属２－细胞型,含丰富淀粉和脂烃物质,生殖细胞具有流线型结构,呈梭形或柳叶形。营养核与生殖细胞联系密切。     

花粉生殖细胞的融合试验

花粉生殖细胞(以下简称生殖细胞)是精子的前身,具有单倍体遗传组成。核大质小,缺乏典型细胞壁等特点是生殖系统中天然的单倍体核质体类型。值得在植物细胞工程中加以开发利用。为此,我们曾开展了生殖细胞的大量分离与离体培养研究。在此基础上进一步进行了生殖细胞的融合试验,结果表明,用 PEG 法可以诱导同种或异种生殖细胞之间以及生殖细胞与体细胞愿生质体之间的融合。     

甜菜无融合生殖单体附加系M14花粉发生与发育的超微结构研究

运用透射电子显微镜技术,对甜菜无融合生殖单体附加系M14的小孢子发生、雄配子体发育以及相应的花药壁发育过程进行超微结构的观察研究,以阐明甜菜无融合生殖单体附加系M14花粉发生与发育超微结构特点以及花粉败育的时期和败育的细胞学特征.结果显示:(1)小孢子母细胞减数分裂正常,分裂期间细胞质具有明显的"细胞质改组"现象,主要表现在核糖体减少,质体、线粒体的结构发生规律性的变化,有利于孢子体向配子体的转变.M14减数分裂的胞质分裂为同时型,前期Ⅱ和中期Ⅱ形成"细胞器带";正常发育的花粉,小孢子分裂形成营养细胞和生殖细胞;生殖细胞脱离花粉壁,生殖细胞游离于营养细胞的细胞质中,最初具细胞壁,而后消失,且生殖细胞壁成分与花粉内壁成分相似.(2)三细胞型的成熟花粉含有一个营养细胞和两个具有尾突的精子;每个精子通过两层质膜与营养细胞隔开,含有一个大的精核,长尾突内含少量的细胞质以及纤丝状结构.(3)生殖细胞和精子中缺乏质体.(4)花粉的败育起始于小孢子,大部分受阻于单核-二细胞花粉期,其败育特征为花粉内液泡吞噬作用导致细胞器解体,绒毡层细胞过早解体或肥大生长致使营养供应受阻,可能是导致单核-二细胞花粉败育的主要细胞学原因.研究表明,白花甜菜第九号染色体的附加可能是导致M14大量花粉败育的遗传学因素.     

小麦雄配子体的超微结构 Ⅱ.精细胞的形成和发育

1.通过小孢子有丝分裂而形成的生殖细胞,在发育过程中有一系列的包括位移和变形的变化。最后生殖细胞变为纺锤体,准备另一次有丝分裂。在此时期,生殖细胞是裸露的,它只有自己的质膜和被营养细胞的质膜包围。生殖细胞的大部分为明显的椭圆形的核所占据,具高度凝集的染色质。在生殖细胞薄层的细胞质中,除核糖体外,所有的细胞器比营养细胞质中的明显的少,而且小。微管也能在纺锤形的生殖细胞的细胞质中看到,它们的排列方向是和细胞的长轴平行的。在生殖细胞中没有造粉质体。2.当生殖细胞已移位并和营养细胞再次紧密靠近后,它开始分裂。由生殖细胞分裂所形成的精细胞及其发育包括下列主要的变化:精细胞的形状由圆球形变为椭圆形,最后变为具尾延长的细胞。与此同时,细胞质的分布逐渐集中到精细胞的一端,形成细胞质的延伸,构成所谓的精细胞的尾部。有更多的细胞器,特别是线粒体集中在尾部。从生殖细胞分裂刚形成的精细胞是裸露的,所包围的质膜是不连续的。除精细胞的质膜之外,为营养细胞的质膜所包围,在后来的发育时期此双质膜变为连续的,并在一个极短的时期有壁物质——胼胝质沉积在质膜之间的空间。但在此时期之后细胞壁变为不连续的,壁物质明显降低。对生殖细胞分裂前的位置及精细胞发育中形态变化的意义进行了讨论。     

知母绒毡层和乌氏体细微结构的研究

从个体发育来看,知母绒毡层具有3个明显的特点;（1）在小孢子母细胞阶段,绒毡层细胞中有丰富的细胞器,如粗糙内质网,脂体,造粉体和小泡等,粗糙内质网－脂体－小泡常常联系在一起,形成细胞器复合体。（2）在单核花粉阶段,绒毡层细胞质中出现大量小泡,它们可以融合成小泡,而且在小泡或大泡中开始沉积与脂体电子密度相似的亲锇物质,这些物质或者充满整个小泡,或者沉积在小泡周缘,此刻,也是乌氏体形成并达到高峰的阶段。（3）在成熟花粉阶段,绒毯层细胞几乎被具膜束缚的小型脂粒和巨型脂体所占据,这些亲锇物质是质体起源的,也许它们是花粉鞘的先质。     

知母绒毡层和乌氏体细微结构的研究

从个体发育来看,知母绒毡层具有3个明显的特点;（1）在小孢子母细胞阶段,绒毡层细胞中有丰富的细胞器,如粗糙内质网,脂体,造粉体和小泡等,粗糙内质网－脂体－小泡常常联系在一起,形成细胞器复合体。（2）在单核花粉阶段,绒毡层细胞质中出现大量小泡,它们可以融合成小泡,而且在小泡或大泡中开始沉积与脂体电子密度相似的亲锇物质,这些物质或者充满整个小泡,或者沉积在小泡周缘,此刻,也是乌氏体形成并达到高峰的阶段。（3）在成熟花粉阶段,绒毯层细胞几乎被具膜束缚的小型脂粒和巨型脂体所占据,这些亲锇物质是质体起源的,也许它们是花粉鞘的先质。     

棉花花粉水合和萌发时超微结构的变化：着重论述内质网和被膜小泡

棉花(Gossypium hirsutum L.)花粉在授粉后水合至萌发时期的营养细胞中贮藏的大量淀粉粒和脂体被动用。超微结构的观察表明,首先是造粉质体中的淀粉粒降解,尔后是脂体。在花粉水合至萌发时期,营养细胞中内质网和高尔基体十分活跃,并含丰富的被膜小泡。内质网的构型发生明显的变化:花粉刚水合时内质网潴泡高度扩张,不同程度扩张的内质网潴泡连续成网状并折迭形成许多囊袋状结构单位,其中包含造粉质体、脂体和被膜小泡群;其后,内质网潴泡形成的囊袋状结构消失,变为分支互通的网状结构;至萌发时,内质网潴泡略为扩张,有些连续成简单的网状,有些呈游离的囊泡状。被膜小泡始终是成群地分布,并与脂体联结,当脂体降解时一些被膜小泡与之融合。根据棉花花粉在水合至萌发时期,营养细胞质中存在独特形态的内质网系统和含丰富的被膜小泡,它们的动态行为及与淀粉和脂体的转化和降解之间的密切关系,讨论了这两种细胞器可能的功能。