大花百子莲的结实和结籽格局及种子产量影响因素分析

在2007和2008年对大花百子莲(Agapanthus praecox subsp.orientalis‘Big Blue’)在群体、果序和单果水平上的结实和结籽格局进行了观测,并依据每花序单花数、单花胚珠数和单粒种子质量推算其单株潜在种子产量;此外,采用人工补充授粉方法研究了不同授粉方式对大花百子莲结实和结籽的影响,并对其种子产量的影响因素进行了分析。结果表明:从始花期、盛花期至末花期,随开花时间的延迟,大花百子莲植株的每花序单花数和座果率均逐渐降低,其中始花期开花的植株每花序单花数和座果率均最高。从果序基部、中部至顶端,座果率和结籽率均逐渐减小且差异显著。在果序基部和中部,果实内种子败育率沿果实基部至顶端依次降低,而单粒种子质量则依次增加;且果序基部的果实各部位的种子败育率均低于果序中部的果实,而单粒种子质量则差异不大。大花百子莲的单株潜在种子产量约为43.18 g,而其单株实际种子产量约为2.87 g,远低于其潜在种子产量。自然授粉的大花百子莲每柱头花粉数为27.5粒,而自花授粉、同株异花授粉和异株授粉的每柱头花粉数均超过100粒;与自然授粉、自花授粉和同株异花授粉植株相比,异株授粉植株的座果率和结籽率均显著增加。研究结果显示:大花百子莲的结实和结籽格局呈现非随机分布规律,在引种地存在有性繁殖障碍;养分和授粉状况是制约大花百子莲种子产量的重要因素。     

焕镛木小孢子发生及雄配子体发育研究

运用常规石蜡切片法和细胞学压片法,对焕镛木[Woonyoungia septentrionalis (Dandy) Law]小孢子发生、雄配子体发育以及花粉萌发进行观察分析.结果显示:焕镛木花单性,雄花的雄蕊多数、离生,每一花药具4个花粉囊,花药壁5～7层.腺质绒毡层具1～2层细胞;小孢子形成时胞质分裂方式为修饰性同时型;四分体排列方式以四面体型为主,并有交叉型和左右对称型,偶见T型和直线型;成熟花粉粒为二细胞型花粉粒.小孢子发生和雄配子体发育过程中存在变形及败育现象.花粉萌发率为79.89%～80.62%.结合焕镛木花粉粒数目和萌发率的分析认为,雄配子体发育中的败育不是影响焕镛木濒危的主要因素.     

极小种群野生植物崖柏的生殖物候、传粉及胚胎发育研究

以濒危植物崖柏(Thuja sutchuenensis Franch.)为对象,对其生殖物候、传粉机制进行观察,并采用石蜡切片法对其胚胎发育过程进行研究。结果显示:崖柏于8月分化出大、小孢子叶球,次年3月传粉,为花粉无气囊、具传粉滴、胚珠直立型传粉机制,球果于10月开裂;显微观察发现,传粉期花粉进入珠孔后,贮藏在珠心上方的贮粉室内,同时珠心组织中分化出孢原细胞,进入雌配子体发育阶段,5月中旬,花粉管开始萌发,6月初完成受精,进入胚胎发育阶段,10月初,胚胎发育成熟。研究表明崖柏从大、小孢子叶球形成至种子成熟的整个发育过程中均存在败育,而胚珠败育及雌配子体游离核时期至幼胚发育期间的败育是其生殖障碍的主要原因。本研究获得了崖柏生殖生物学的基础资料,为其人工繁育和制定保护策略提供了重要依据。     

大白菜新型细胞质雄性不育系6w-9605A的育性鉴定和花药败育的细胞学观察

采用石蜡切片技术,研究了大白菜(Brassica campestris L.ssp.pekinensis)细胞质雄性不育系6w-9605A及其保持系6w-9605B的花药发育过程的细胞形态学特征,确定不育系花药败育时期及方式,并对不育系6w-9605A进行花器官观察和育性鉴定.结果表明:保持系6w-9605B花药发育正常;不育系6w-9605A花药发育受阻于孢原分化时期,占总败育花药的66.7％,不形成花粉囊和花粉粒,属于无花粉囊型败育;另外33.3％的败育花药可形成花粉囊,小孢子均受阻于单核靠边期或者二胞期,败育特点为绒毡层细胞异常肥大,挤压小孢子,导致小孢子和绒毡层解体;6w-9605A的不育性稳定、彻底,不育株率和不育度均为100％.     

铁皮石斛不同授粉方式对蒴果发育及种子萌发的影响

为研究不同授粉方式对铁皮石斛蒴果发育以及无菌播种种子萌发的影响,选用健康的铁皮石斛植株花朵进行了自花授粉、异花授粉和自然授粉;选用不同种龄的种子在离体培养条件下进行萌发实验。研究结果表明:铁皮石斛自花授粉和异花授粉均能结实,异花授粉的结实率较高,达64.8%;铁皮石斛在开花的第2~3天授粉的结实率最高;120~210 d种龄的种子萌发率较高,均为90%以上。选择人工异花授粉和适宜种龄的种子离体培养,不仅可培育优良品种,还可缩短繁殖周期,为铁皮石斛遗传改良提供依据。     

霍山石斛种苗繁殖与栽培研究

为探讨霍山石斛(Dendrobium huoshanense C. Z. Tang et S. J. Cheng)的种苗繁殖与栽培技术,对霍山石斛的人工辅助授粉方式、无菌播种和试管苗移栽技术进行了研究。结果表明,人工辅助授粉时,栽培大棚内的异花授粉结果率可达65%以上,而自花授粉结果率不到4%,异花授粉的果实发育更好,但二者果实成熟所需时间基本一致。在无菌培养条件下,试管开花植株的异花授粉结果率可达到18.18%,并且果实成熟所需时间比栽培大棚的短67 d。不论是栽培大棚和无菌培养的异花授粉的成熟种子,还是在4℃下贮存2.5年的种子,无菌播种的萌发率均超过80%,比自花授粉的种子萌发率高20%左右。培养基中添加土豆、香蕉和苹果汁等添加物,对霍山石斛的壮苗均有明显的促进作用,以添加香蕉匀浆的效果最好。试管苗移栽的适宜基质为分层基质:下部3/10树皮+上部7/10木屑,其移栽成活率(78%)和萌芽数较高(每丛2.7个芽),这可能与该基质良好的保水性和透气性等有关。     

极小种群野生植物崖柏的生殖物候、传粉及胚胎发育研究

以濒危植物崖柏（Thuja sutchuenensis Franch.）为对象,对其生殖物候、传粉机制进行观察,并采用石蜡切片法对其胚胎发育过程进行研究。结果显示：崖柏于8月分化出大、小孢子叶球,次年3月传粉,为花粉无气囊、具传粉滴、胚珠直立型传粉机制,球果于10月开裂;显微观察发现,传粉期花粉进入珠孔后,贮藏在珠心上方的贮粉室内,同时珠心组织中分化出孢原细胞,进入雌配子体发育阶段,5月中旬,花粉管开始萌发,6月初完成受精,进入胚胎发育阶段,10月初,胚胎发育成熟。研究表明崖柏从大、小孢子叶球形成至种子成熟的整个发育过程中均存在败育,而胚珠败育及雌配子体游离核时期至幼胚发育期间的败育是其生殖障碍的主要原因。本研究获得了崖柏生殖生物学的基础资料,为其人工繁育和制定保护策略提供了重要依据。     

硬粒小麦与珍珠栗远缘杂交的受精作用和胚胎发育

对硬粒小麦(Triticum durum Desf.)和珍珠栗(Pennisetum glaucum syn.P. americanum)远缘杂交的受精作用和胚胎发育进行了研究。对授粉后的192个硬粒小麦子房进行制片观察,7.81％发生双受精,具胚和胚乳,但胚乳发育往往落后于胚的发育;3.13％只发生了单卵受精,只产生胚而无胚乳;1.04％发生了单极核受精,只产生胚乳而无胚。总受精率为11.98％,成胚率为10.94％。由于胚乳的缺乏或发育异常及败育,最终难以获得有生活力的种子。     

不同倍性香石竹杂交受精过程及胚胎发育研究

采用石蜡切片法对以四倍体香石竹品种‘紫蝴蝶’(2n=4x=60)为母本,单瓣中间材料‘NH6’(2n=2x=30)为父本杂交后受精过程及胚胎发育进行研究。结果表明:(1)授粉后17h,花粉管进入助细胞并释放内容物,精核进入极核细胞内,与二极核细胞融合形成初生胚乳核;授粉后1d,精核向卵核方向移动,贴伏于卵核核膜上;授粉后2d,形成合子及游离的胚乳核;随后,胚发育经过原胚、球形胚、心形胚、鱼雷形胚阶段。(2)杂交障碍发生在受精过程及胚胎发育的各个时期,表现为:精子与卵细胞不相融合或精子与二极核不相融合、合子未分裂或初生胚乳核未分裂及胚胎的败育。(3)胚败育虽能发生在原胚、球形胚、棒状形胚、三角形胚、心形胚、鱼雷形胚及子叶形胚阶段,但主要发生在球形胚阶段。     

小叶兜兰的种子发育和无菌萌发

为建立小叶兜兰的繁育技术体系,本研究通过无菌播种的方法,辅以TTc生活力测定等方法,比较了小叶兜兰种子在授粉后不同发育时期和培养条件下的萌发率,对小叶兜兰种胚的发育过程进行了显微观察,探讨种胚发育程度与萌发的关系。结果表明,小叶兜兰种胚的发育阶段对萌发的影响最大,授粉后255d的种子萌发率最高（90．71％）,该阶段种子仍呈白色但微干燥,种胚刚发育至球形胚阶段,胚柄尚存。1／4MS和1／2MS为小叶兜兰适宜的基本培养基,添加100mg·L^-1的土豆汁对小叶兜兰的无菌萌发有良好的促进作用。     

车桑子大孢子发生与雌配子体发育

采用常规石蜡切片法,对车桑子大孢子的发生和雌配子体的发育进行观察,探讨车桑子自然结籽率低的原因和明确其胚胎发育特征。结果表明:(1)车桑子花柱有花柱道,子房3室,中轴胎座,横生胚珠,每心室两枚胚珠,双珠被,厚珠心,无承珠盘。(2)位于珠心表皮细胞下的孢原细胞经平周分裂产生造孢细胞,造孢细胞发育为大孢子母细胞,大孢子母细胞经减数分裂形成线性四分体,靠近珠孔端3个大孢子退化消失,靠合点端大孢子发育为功能大孢子,大孢子发生类型为单孢子发生型。(3)单核胚囊经3次有丝分裂形成7细胞8核的成熟胚囊,胚囊发育类型为蓼型。(4)花器官形态的变化和大孢子发育过程有一定联系,可根据雌花形态特征大致判断大孢子发育时期。研究认为,车桑子雌配子体发育过程中出现的胚囊不中空、游离核不进一步细胞化等异常现象,可能是导致车桑子自然结籽率低的原因之一。     

授粉方式对铁皮石斛种质座果及种子萌发的影响

为进行铁皮石斛(Dendrobium officinale)的良种选育和种苗生产,对46个铁皮石斛种质进行人工授粉试验,研究了不同授粉方式的授粉成功率、座果率和种子的萌发能力。结果表明,4种授粉方式的授粉成功率明显不同,不同种质间的授粉成功率可达100%,且座果率普遍较高。只有31.3%的种质可以成功自花授粉,且座果率相差较大。同株异花授粉和种质内异株授粉的成功率和座果率均介于上述二者之间。授粉后所得种子的萌发率和萌发速度在4种授粉方式间也呈现与授粉成功率和座果率一致的趋势。这表明在铁皮石斛种质中存在自交不亲和现象,因此以不同产地来源的铁皮石斛种质为亲本进行人工授粉,可大大提高授粉的成功率和座果率,以及后代种子的萌发能力。     

Embryology and fruit development in four species of Pistacia L. (Anacardiaceae)

Pistacia atlantica, P. palaestina, P. lentiscus and P. saportae , were found to have great similarity in their embryology and fruit development. The anatropous, pendulous and crassinucellate ovule was initially unitegmic; later, the integument split close to the micropyle, forming a partial second integument. After anthesis there was a development of a hypostase and an obturator. The development of the Polygonum-type embryo sac followed division of a megaspore mother cell, giving a tetrad or triad of megaspores. The functional megaspore was the chalazal one. The ovary developed into a mature pericarp after anthesis, even when pollination was prevented, and before the zygote divided. Therefore, the fruit can be parthenocarpic. The ovule started to grow after initiation of embryo development until it filled the cavity within the pericarp. The zygotes were dormant for 4–18 weeks after pollination. In P. saportae reproduction became arrested during the development of the embryo sac; only very few abnormal embryos were found. No fixed pattern of embryo development could be discerned. The endosperm was initially nuclear, becoming cellular when the embryo started to develop. The seed coat was derived from the integument and the remnants of the nucellus.     

多花地宝兰胚囊和胚发育的细胞学研究

为探讨多花地宝兰(Geodorum recurvum)胚胎发育的系统分类学意义,采用石蜡制片法对多花地宝兰胚囊和胚的发育进行解剖学观察。结果表明,在开花前,多花地宝兰胚珠原基发育缓慢,开花授粉后胚珠原基快速发育成"树状二杈分枝结构",随后在"分枝结构"末端形成孢原细胞,开始胚囊发育。多花地宝兰的胚囊发育属于单孢蓼型胚囊,胚珠具有双层珠被。孢原细胞形成后,经过细胞膨大延长发育形成胚囊母细胞,胚囊母细胞经过减数分裂形成线性四分体,在珠孔端形成1个功能大孢子,功能大孢子经过3次有丝分裂形成8核胚囊。多花地宝兰的胚发育具有藜型和紫苑型两种方式。双受精完成后,多花地宝兰合子进行一次橫裂后形成基细胞和顶细胞;基细胞经过多次分裂形成细胞团,细胞团中的细胞向不同方向膨大延长形成多个胚柄细胞;顶细胞有两种分裂方式,一种是横裂形成藜型胚,一种是纵裂形成紫苑型胚。因此,推测多花地宝兰在兰科植物系统分类学上属于较为原始种。     

毛竹实时荧光定量PCR内参基因的筛选及成花基因PheTFL1表达分析

通过qRT-PCR对毛竹相关成花基因PheTFL1的表达进行研究,为毛竹开花机理的研究提供理论依据.从毛竹UBC18、PP2A和EF1α等9个候选内参基因中筛选出在叶、幼嫩花序、花序轴、枝、竹青等11个组织器官中都稳定表达的PP2A用于毛竹PheTFL1基因qRT-PCR结果的校正.结果显示:PheTFL1基因在开花竹叶、枝和竹青中低丰度表达,与未开花竹差异不显著,但在花和花序轴中高丰度表达;在实生苗叶和根中高丰度表达,在实生苗茎中低丰度表达.PheTFL1基因在具有分生能力的幼嫩组织中高丰度表达,说明其不仅参与花发育的调控,还参与了分生组织生长的调控.     

楸树大小孢子发生与雌雄配子体发育的研究

运用石蜡切片法和整体透明法对楸树(Catalpa bungei C.A.Meyer)大、小孢子发生及雌、雄配子体发育过程进行了研究.结果表明:楸树可育雄蕊2枚,花药4室,药壁发育属双子叶型,腺质异型绒毡层.小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体后小孢子不分离形成正四面体型四合花粉,偶有左右对称型和十字交叉型.成熟花粉为二细胞型,无萌发孔.子房上位,2室,中轴胎座,胚珠多数,倒生,单珠被,薄珠心,具珠被绒毡层.单孢原直接发育为大孢子母细胞,四分体线形排列,合点端大孢子发育为功能大孢子,胚囊发育为蓼型.雄蕊发育早于雌蕊,花开后雌、雄蕊趋于同熟.研究认为:虽然楸树雌、雄蕊发育过程中均存在一定比例的败育,但其花而不实"并非雄性或雌性不育所致.推测与其授粉受精和胚后发育有关.     

A contribution to the embryology of Desmodium motorium (Houtt.) Merr. (= D. gyrans (L.f.) DC.) (Fabaceae)

Abstract

The anthers are tetrasporangiate. The anther wall comprises epidermis, fibrous endothecium, middle layer and tapetal layer. The tapetum is of the Glandular type and its cells remain uninucleate. Meiosis in pollen mother cells is normal and simultaneous cytokinesis leads to the formation of tetrahedral and decussate microspore tetrads. The pollen grains are shed at 2-celled stage. The ovule is campylotropous, bitegmic and crassinucellate. Meiosis in megaspore mother cell results in the formation of linear or occasionally T-shaped megaspore tetrad. The chalazal megaspore develops into Monosporic Polygonum type of embryo sac. Endosperm development is of the Nuclear type.     

Embryological Studies in Glycyrrhiza uralensis Fisch.

This paper reports the studies of overall embryology of Glycyrrhiza uralensis Fisch. Development of the anther wall follows the dicotyledonous type. The cytokinesis of the microspore mother cell in meiosis is of simultaneous type. The arrangement of microspores in tetrad is tetrahedral, isobilateral and decussate. Microspores have various types of abortive to development. Mature pollen grain is of the 2-celled type. The ovule is bitegminous, crassinucellate and campylotropous. The megaspore mother cell gives rise to unequal dyad and then linear tetrad. The chalazal megaspore, the second or the third megaspore towards the micropylar end are functional megaspore. The development of the embryo sac conforms to the Polygonum type. Mature embryo sac has various types of variation. The fertilization belongs to the premitotic type of syngamy. The development of most embryoes belongs to the Onagrad type. The development of the endosperm belongs to the nuclear type and the endosperm near the chalazal end develops into haustorium.     

华北驼绒藜大小孢子的发生及雌雄配子体发育过程的解剖学研究

运用石蜡切片技术对华北驼绒藜大、小孢子发生及雌、雄配子体的发育进行了研究.结果表明:(1)花药4室,花药壁由表皮、药室内壁、1~2层中层及1层绒毡层组成,药壁发育为基本型,腺质绒毡层,发育后期为二核或三核;(2)四分体胞质分裂为同时型,小孢子四分体多数为四面体型,偶见十字交叉型;(3)成熟花粉2-细胞型,单核小孢子时期存在不同比例的空壳花粉,从0%~80%不等;(4)胚珠倒生,双珠被,厚珠心,大孢子四分体直线型排列,合点端为功能大孢子,蓼型胚囊.     

星星草大、小孢子发生与雌、雄配子体发育的观察

利用常规石蜡制片法研究了星星草[Puccinellia tenutiflora(Griseb．)Scribn．et Merr．]大、小孢子发生及其雌、雄配子体的发育过程。主要结论是：(1)小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为连续型,四分孢子为左右对称型;(2)成熟的花粉为三细胞型,具单萌发孔;(3)花药壁由4层结构组成,最外层为表皮,其内分别为药室内壁、中层、绒毡层,绒毡层为分泌型,花药壁的发育属于单子叶型;(4)星星草为单子房,单胚珠,双珠被,薄珠心,倒生型胚珠。大孢子母细胞经减数分裂形成线形排列的4个大孢子,合点端大孢子具功能;(5)胚囊发育属于蓼型,成熟胚囊形成时,反足细胞经无丝分裂形成4～6个反足细胞,反足细胞内可能存在多次DNA复制过程。