慈菇属植物的花粉管再分配现象

当花粉落到柱头上,并与柱头识别后,花粉萌发长出花粉管等一系列过程,在被子植物有性生殖中占有很重要的地位。正是由于具备萌发条件的花粉长出花粉管,并产生的雄性配子——精子,然后通过花粉管的伸长生长,被输送到胚珠的胚囊内与卵细胞和极核融合,完成被子植物所特有的双受精过     

青篱柴通过促进亲和花粉生长而提高传粉精确性

异型花柱植物的适应意义在于提高亲和花粉的传递, 从而促进异交, 但是有不少研究发现柱头上落置了大量不亲和花粉。目前, 很少有人研究柱头是否有利于亲和花粉的萌发和花粉管伸长, 以及通过去雄处理排除花内和植株内不亲和花粉干扰从而验证二型花柱植物是否可以促进异交。本研究以亚麻科青篱柴属(Tirpitzia)的二型花柱植物青篱柴(T. sinensis)为研究对象, 分居群调查了青篱柴长、短柱型的植株数量, 测量不同柱型的花粉与柱头大小以及观察其表面纹饰, 测定不同开花时间长、短柱型的柱头活性与花粉活力, 统计自然状态下柱头上落置的不同表型花粉比例, 进一步统计花内、株内去雄和自然对照下柱头上落置的不同表型花粉比例, 计算型间、型内和混合授粉花粉管长度和花粉萌发率, 人工授粉检测其是否型内异交不亲和与自交不亲和。结果表明, 自然居群中长、短柱型青篱柴植株数量没有显著性差异; 短柱型青篱柴花粉体积显著大于长柱型, 且二者花粉表面纹饰不同, 但不同柱型的柱头表面积与表面纹饰无差异; 青篱柴开花第一天的花粉活力显著高于开花第二天, 而柱头活性在开花前两天无显著性差异; 自然状态下柱头上落置的不亲和花粉比例显著高于亲和花粉; 在长柱型青篱柴中, 花内和株内去雄显著提高了柱头上亲和花粉的落置比例; 柱头上授型内花粉, 其花粉萌发率和花粉管的长度都显著低于授型间花粉; 授粉结果表明青篱柴为型内异交不亲和与自交不亲和。二型花柱植物通过促进亲和花粉的萌发和花粉管的伸长而有利于型间授粉, 从而显著提高其传粉精确性。     

早发生胚水稻小孢子发生及花粉的萌发生长

实验结果表明,早发生胚水稻（PDER）品系小孢子的发生发育与常规水稻品种相同,常规I-KI镜检显示其成熟花粉育性达87．4％．开花后,少量花粉在柱头上能正常萌发,并以短管形式进入柱头．大部分花粉在柱头上发生了异常行为：不萌发花粉管,但排放出大量内容物;花粉管细小或畸形;在枝头内或柱头外花粉管前端破裂;花粉管在柱头上绕行不进入柱头;花粉管在柱头内逆行生长;花粉管进入柱头后又穿出柱头;花粉管壁上粘有颗粒或被有一层膜等．文中就PDER的来源讨论了这些现象,并提出“萌败”这一新概念．     

孢粉

孢粉吴剑峰（江苏省南通师范学校２２６００６）孢子和花粉简称抱粉。孢子是植物所产生的一种有繁殖或休眠作用的细胞,能直接发育成新个体。而花粉是种子植物雄蕊花粉囊内的粉末状体,它在雌蕊柱头上或在花粉囊内萌发,形成花粉管,产生精子。孢粉有很重要的应用价值,下...     

宁夏枸杞柱头和萌发花粉中钙分布特征

用焦锑酸钾沉淀法对宁夏枸杞柱头和花粉中的钙离子分布进行了研究.结果显示,宁夏枸杞柱头表皮有一覆盖层,其中有许多含钙沉淀颗粒的小泡,当花粉落到柱头后从覆盖层中吸水,在萌发孔的表面上聚集了较多的钙沉淀颗粒.同时,花粉内部出现许多含钙的小液泡,使花粉体积增大,内部产生膨压,花粉萌发;生长在覆盖层中的花粉管顶端穿过覆盖层小泡时,附近聚集了较多的钙沉淀颗粒,在花粉管壁上也附着较多的细小钙沉淀颗粒.萌发的花粉粒中由大液泡占据,在其亚顶端的细胞质中,聚集较多钙沉淀颗粒的线粒体膨大形成了一些含钙沉淀颗粒的小液泡,由这些小液泡融合形成的大液泡,将花粉管细胞质挤到其顶端,使其极性生长.这是首次发现在植物柱头覆盖层中有钙离子的现象,从体内证明了钙离子在花粉萌发过程中的现象.讨论了枸杞柱头组织中钙的分布和花粉管的萌发与生长的关系.     

水稻双受精过程的细胞形态学及时间进程的观察

应用常规石蜡切片和荧光显微镜观察水稻(Oryz a sativa)受精过程中雌雄性细胞融合时的形态特征及时间进程, 确定合子期, 为花粉管通道转基因技术的实施提供理论依据。结果表明: 授粉后, 花粉随即萌发, 花粉管进入羽毛状柱头分支结构的细胞间隙, 继续生长于花柱至子房顶部的引导组织的细胞间隙中, 而后进入子房, 在子房壁与外珠被之间的缝隙中向珠孔方向生长, 花粉与花粉管均具有明显的绿色荧光。花粉管经珠孔及珠心表皮细胞间隙进入一个助细胞, 释放精子。精子释放前, 两极核移向卵细胞的合点端; 两精子释放于卵细胞与中央细胞的间隙后, 先后脱去细胞质, 然后分别移向卵核和极核, 移向卵核的精核快于移向极核的精核; 精核与两极核在向反足细胞团方向移动的过程中完成雌雄核融合。大量图片显示了雌雄性核融合的详细过程以及多精受精现象。水稻受精过程经历的时间表如下: 授粉后, 花粉在柱头萌发; 花粉萌发至花粉管进入珠孔大约需要0.5小时; 授粉后0.5小时左右, 花粉管进入一个助细胞, 释放精子; 授粉后0.5-2.5小时, 精卵融合形成合子; 授粉后约10.0小时, 合子第1次分裂, 合子期为授粉后2.5-10.0小时; 授粉后1.0-3.0小时, 精核与两极核融合; 授粉后约5.0小时, 初生胚乳核分裂。     

传粉至受精的间隔时间

从花粉落到柱头上至雌、雄性核融合所经历的时间为传粉至受精的间隔期。间隔期的长短因植物种类的不同而异,有的可长达一年多,有的仅几分钟,大多数种类还是在10-48小时之间(表1)。掌握这个间隔时间,对植物受精作用以及遗传育种的研究都是十分重要的。间隔时间的长短,除品种间有差异外,即使是同一品种,温度不同也会对其有很大的影响。温度尤其对花粉萌发和花粉管的伸长速度影响最大。例如番茄,21℃时花粉管生长最快,随温度的升高或降低,花粉管的伸长速度都会减慢。温度在38℃时,花粉萌发不良,传粉后48小时,只有39%萌发。小麦在10℃时,花粉萌发     

梨远缘花粉原位萌发及生长特性

应用荧光标记方法对梨远缘花粉在‘丰水’和‘噢嗄二十世纪’柱头上萌发及花粉管生长特性进行观察,结果表明:(1)梨远缘花粉均能在柱头上萌发,但其萌发率不同,授粉后24 h,在‘丰水’柱头上‘红叶桃’花粉萌发率最高,达62.8%,而‘盖县大李’花粉萌发率仅为12.0%,各种远缘花粉在‘丰水’柱头萌发率均高于‘噢嗄二十世纪’柱头。(2)各种远缘花粉管在梨柱头或花柱内生长情况也有差异,‘红叶桃’等核果类花粉管在梨柱头上均表现为扭曲、盘绕等现象,不能穿过柱头;‘红星’和‘红富士’花粉管虽然有少量穿过柱头,但不能进一步在花柱内生长,表现为扭曲变形、先端膨大等不亲和性现象。因此,梨与远缘果树杂交不亲和在柱头上就已发生,这与梨自交不亲和反应发生在花柱内的现象不同。     

植物的受精作用——第二讲 花粉在柱头上萌发和花粉管进入胚囊的途径

被子植物的受精过程可认为是从花粉落到雌蕊的柱头上开始至精卵完成融合结束,一般将花粉萌发至花粉管进入胚囊和释放出精子这一段时期称为配子融合前阶段,而精卵融合的时期称配子融合阶段。在这一讲介绍有关配子融合前阶段发生的事态。     

观察花粉粒在柱头上萌发的实验

用玉米观察花粉在柱头上萌发及花粉管伸长穿入柱头的情况,效果很好。它取材方便,花粉量多易收集,萌发快(授粉后约5-6分钟开始萌发),花粉粒较大且染色后花粉管与柱头区别明显便于观察。现将方法介绍如下: 在玉米花丝将要抽出之前套纸袋,到花丝抽出1-3天内,于上午7-9时在田间收集花粉,拉开果穗上的纸袋,将花粉均匀地撒在花丝上。5-6分钟后,剪下撒有花粉的花丝,放于载片上,加一滴乳酚棉蓝染液染色,镜检,可清楚地观察到花粉粒萌发和花粉管伸长并伸入柱头的情形。花粉粒及花粉管呈鲜蓝色,柱头仍为透明无色,时间久了柱头也会变蓝。     

小毛茛雌蕊群的授粉率及花粉管生长途径

为探讨毛茛属中是否具有与慈姑属中类似的花粉管再分配现象,对小毛茛开花后不同时期柱头的授粉率和花粉量进行了统计,并采用荧光显微术观察了其花粉在雌蕊群中的萌发及花粉管生长过程。该种的每朵花中含有39.2±9.9个离生心皮,开花过程常持续4~6d,开花2d后,柱头授粉率就可达到100%,平均每柱头的花粉量在3d后达到17.0±2.4粒。虽然开花的当天即有少数柱头落置有花粉粒,但花粉萌发常自开花的次日开始。花粉管先沿各雌蕊之向心一侧的组织中穿行至子房基部后部分花粉管转向胚珠,由珠孔进入珠心。从花粉粒落置于柱头到花粉管进入珠心大约需要24h。尽管毛茛属有着与慈姑属类似的多心皮雌蕊群,但大量的荧光显微观察表明,与慈姑属植物中不同的是,小毛茛的花粉管生长均局限于每一雌蕊中而不能穿过子房向其他雌蕊生长。雌蕊群的比较解剖发现野慈姑的子房基部有一条通向花托表面的孔道,这正是花粉管由一个雌蕊到另一个雌蕊的通路,但小毛茛的子房基部不存在此孔道。     

有花植物触敏柱头的闭合行为及其适应意义

有花植物触敏柱头的闭合行为一直是传粉生态学和进化生物学研究的热点问题之一。植物花的多裂片柱头在传粉者接触后迅速闭合的现象主要存在于玄参目的一些类群中。早在上个世纪初,植物学家就对花的柱头闭合现象进行过初步的研究,认为柱头闭合主要是由于花粉在柱头上萌发时吸收水分导致柱头细胞膨压降低而引起的;并对柱头闭合的适应性提出了一些假说。近年来,许多学者研究证实柱头闭合能促进花粉萌发及花粉管伸长,或减少花粉散出与柱头接受花粉间的相互干扰,提高传粉者访问过程中花粉的散播量,并且柱头的状态会直接影响传粉者的取食行为。到目前为止,对柱头闭合的机制及其避免自交的假说还存在许多争议。关于触敏柱头的闭合行为,尤其是其适应机制及其生态学意义还有待更加系统和深入的研究。本文概述了触敏柱头的研究进展,并对研究中尚存在的一些问题进行了讨论。     

毛竹花粉的形态及双受精过程研究

由于实验的材料、条件和技术的限制,关于竹类花粉形态、花粉管生长过程的研究十分少见。毛竹( Phyllostachys edulis)属于禾本科( Poaceae/Gramineae)竹亚科( Bambusoideae)植物,在我国广泛分布,具有重要的经济、生态和文化价值。由于其独特的生殖生物学特性,即开花周期长、结籽率低,所以对其开花材料的获取十分困难。该研究在其独特的开花特性基础上,结合野外实地观察,利用显微镜、环境扫描电镜、荧光显微镜等,对毛竹的花粉形态、结构以及花粉管的萌发与生长动态进行了首次报道。结果表明：(1)毛竹花粉近球形,平均直径为61.00μm,属于大型孢子。(2)毛竹成熟花粉落到雌蕊柱头上后,经过花粉与柱头的成功识别,开始萌发,并形成花粉管;随着花粉管的逐渐伸长生长,依次经过柱头和花柱,到达子房;约120 min后到达珠孔处,进入胚珠和胚囊,完成双受精作用。通过对毛竹花粉形态结构和花粉管生长至受精过程的动态观察,为毛竹花粉可授性、花粉生理、生化研究提供了实验技术准备。该研究结果完善和丰富了毛竹乃至整个禾本科植物在生殖生物学方面的研究内容。     

大百合花的扫描电镜观察

大百合(Cardiocrinum giganteum)是一种很有开发利用价值的资源植物,主要分布于我国的西南地区。它是做花粉形态及萌发、花粉管生长、花粉与柱头之间的识别反应,以及受精过程方面研究的一种极好的材料。这里简单介绍了有关花粉在柱头上萌发过程的扫描电镜观察。图1.示花粉粒之间有分泌物联系(箭头所示),这是花粉萌发时“群体效     

油橄榄授粉受精和胚胎发育过程观察

该研究以油橄榄“鄂植-8”为材料,应用压片荧光观察花粉在柱头和花柱中的萌发及生长情况,采用石蜡制片法观察油橄榄的胚珠结构特点和授粉受精过程。结果表明：油橄榄为1子房2心室4胚珠,珠心较发达,由多层细胞构成,属于厚珠心椭圆型胚珠,胚珠直生;花开时花粉粒落到柱头上立刻萌发,随后花粉管在花粉通道中生长,再后进入子房经子房内表面,大部分花粉管不能到达胚珠,仅少数沿胎座生长经珠柄进入珠孔,释放2个精子,2个精核分别进入卵细胞和极核,并与卵核及极核相互融合;观察到合子中雌、雄性核仁融合的过程。授粉受精各阶段经历的时间为花粉落到柱头上立刻萌发;授粉后6d左右,花粉管长入胚珠的珠孔,随后释放精子;10 d左右完成授粉受精,30 d左右形成心型胚,40 d左右胚发育几乎成熟。在进行子房石蜡切片中,共观察到612个完整子房切片,发育完整的子房为97.53％,完成授粉受精的胚珠为15.52％。油橄榄在自然授粉下,约85％的胚珠授粉受精过程不能完成,在一定程度上影响其坐果。该研究结果为油橄榄授粉受精、高效生产等提供了理论依据。     

糖与 pH影响蚕豆花粉萌发率的实验

在课堂上教授种子植物的受精过程中 ,可使学生了解到受精过程是花粉落到雌蕊柱头上 ,在粘液的刺激下萌发出花粉管。花粉管穿过柱头 ,深入子房 ,到达胚珠。经双受精作用形成受精卵和受精极核。现代的组织培养技术 ,用花粉作组织培养是遗传育种的一种重要方法。我们在生物科技活动课时 ,看到显微镜下的花粉粒萌发过程 ,好象电影中植物发芽的慢镜头特写 ,竟能在 10 s内伸长到花粉粒本身的 3～ 5倍长。让学生在显微镜下观察这些自然奇观 ,大大激发了学生对花粉萌发秘密的兴趣。在进行了大量观察之后 ,我们测试蚕豆花粉在人工配制的葡萄糖、试剂…     

水稻双受精过程的细胞形态学及时间进程的观察

应用常规石蜡切片和荧光显微镜观察水稻（Oryza sativa）受精过程中雌雄性细胞融合时的形态特征及时间进程,确定合子期,为花粉管通道转基因技术的实施提供理论依据。结果表明：授粉后,花粉随即萌发,花粉管进入羽毛状柱头分支结构的细胞间隙,继续生长于花柱至子房顶部的引导组织的细胞间隙中,而后进入子房,在子房壁与外珠被之间的缝隙中向珠孔方向生长,花粉与花粉管均具有明显的绿色荧光。花粉管经珠孔及珠心表皮细胞间隙进入一个助细胞,释放精子。精子释放前,两极核移向卵细胞的合点端：两精子释放于卵细胞与中央细胞的间隙后,先后脱去细胞质,然后分别移向卵核和极核,移向卵核的精核快于移向极核的精核：精核与两极核在向反足细胞团方向移动的过程中完成雌雄核融合。大量图片显示了雌雄性核融合的详细过程以及多精受精现象。水稻受精过程经历的时间表如下：授粉后,花粉在柱头萌发：花粉萌发至花粉管进入珠孔大约需要0．5小时：授粉后0．54,时左右,花粉管进入一个助细胞,释放精子：授粉后0．5—2．5小时,精卵融合形成合子：授粉后约10．0小时,合子第1次分裂,合子期为授粉后2．5-10．04,时：授粉后1．0-3．04,时,精核与两极核融合：授粉后约5．0小时,初生胚乳核分裂。’     

渐危植物鹅掌揪的授粉率及花粉管生长

对鹅掌揪Ｌｉｒｉｏｄｅｎｄｒｏｎｃｈｉｎｅｎｓｅ３个自然居群连续３个直接统计落置柱头上的花粉量,其中结实率在６－８倍,鹅掌揪结实率低的主要原因可能不是由于花粉的限制,落置柱头的花粉几乎均可萌发,少数花粉管穿过花柱道,经珠孔端进入胚囊,暗示花粉间存在的强烈的竞争,授粉率和柱头上的平均花粉量与结实率呈正相关（Ｒ＝０．７７,Ｒ＝０．６９）在柱头上人工授同株和异株的花粉,花粉管生长速率看不出明显差异,到达     

花柱——植物雌性生殖器官识别花粉的择优场所

雌鸟择偶时也许是择选带有最精美羽毛的雄鸟;雌鱼择偶时也许是择选能够捍卫称心如意生境的雄鱼。但是植物在选择能与它们的卵子进行受精的精子时却未见什么特异之处。然而,阿姆赫斯特城马萨诸塞大学的David L.Mulcahy却认为在受粉和受精的间隔期间植物的确也是有一些选择的。动物精液几乎不表达它们所携带的基因,植物花粉却表达它们携带的大多数基因。当一颗花粉粒落在柱头上时,它必须扩展成管向下穿过花柱进入子房。伴随它的生长,花粉管从雌性器官中获取营养。因此,一种植物的花粉必须与花柱的生物化学相适应。例如,花柱中苏氨酸含量低的植物在花粉中有较高的苏氨酸含量。为此花柱优良的花粉未必是彼花柱的优良花粉,Mulcahy说。     

十字花科10属种与油菜萝卜胞质不育系杂交的花粉萌发情况观察

对10属种十字花科植物与油菜萝卜胞质不育系杂交时花粉在柱头上粘合、萌发、花粉管伸长等情况进行观察。结果表明：（1）海甘蓝花粉粒粘合较难;（2）48 h内无瓣焊菜〖WTBX〗(Rorippa dubia)〖WTBX〗、毛果诸葛菜(Orychophragmus violaceus)、桂竹香(Cheiranthus cheiri)、海甘蓝(Crambe abyssinica)花粉管的伸长受阻于花粉萌发启动之时,花粉壁内形成胼胝质塞;播娘蒿、紫罗兰、荠菜花粉管伸长但未进入乳突细胞;芝麻菜花粉管进入乳突细胞而未进入柱头,‘浠水白’(Brassica campestris)、蓝花子有花粉管进入柱头及花柱而未进入胚囊。