同源四倍体水稻受精与胚胎形成过程的观察

激光扫描共聚焦显微术具有“组织与细胞CT”的功能,可以对整体组织进行扫描并构建三维结构。在水稻胚囊发育研究上建立的整体染色透明激光扫描共聚焦显微术辅助D IC法,对同源四倍体水稻广陆矮4号-4x和L202-4x受精和胚胎发育过程进行了研究,描述授粉后不同时段胚囊发育的特点,发现同源四倍体水稻受精、胚胎和胚乳发育过程及特点与正常的二倍体水稻的基本一致,但在不同发育时段中存在无胚、无胚乳胚囊、胚乳吞噬胚、胚胎发育停滞、胚囊退化等异常。2份材料的异常情况存在差异。这些异常均可能导致结实率降低。     

苹果四倍体品种天星的花粉形态及胚囊发育特征研究

利用扫描电子显微镜(SEM)和激光扫描共聚焦显微镜( LSCM)技术对二倍体富士苹果及其四倍体芽变品种天星的花粉性状及胚胎发育特征进行了观察与研究,结果表明:四倍体天星品种的畸形花粉率为10.27％,明显高于富士,花粉萌发率低,为62.42％.2个品种的花粉粒大部分侧面观为长椭圆形,具3沟型萌发孔沟,两极端形状宽而平整,极面观为三角形,但四倍体天星的花粉粒的极轴长和赤道轴长均大于二倍体富士,但P/E值小,差异显著,其花粉粒形状不及二倍体富士规则且饱满程度也低.四倍体天星的花粉表面为纵向条状纹饰,有少量分叉和穿孔,花粉外壁略显粗糙,不如二倍体富士的外壁光滑.天星和富士均为蓼型胚囊,二者均存在异常胚囊现象,天星的异常胚囊现象包括极核位置异常、极核数目异常、卵器结构异常、胚囊内有多个发育滞后的细胞等;而在富士中仅发现少数胚囊结构不完整的现象.     

利用激光扫描共聚焦显微技术观察同源四倍体双胚苗水稻的胚胎学特征

利用激光扫描共聚焦显微技术对同源四倍体双胚苗水稻的受精过程、胚胎发育过程和双胚来源进行观察鉴定。研究结果表明,同源四倍体水稻和二倍体水稻在发生受精作用的时间上不存在很大的差异。双胚苗水稻的受精作用和胚胎发育表现出明显的特异性,其双胚苗性状有其胚胎学根源,双胚可能有4种来源,即来源于由双套胚囊形成的双胚、由多卵卵器中的卵细胞和类卵细胞分别通过受精作用形成双胚、由特异性的反足细胞通过异常发育后形成额外的幼胚、由胚乳细胞通过异常发育后形成胚乳型幼胚。通过对试验材料的受精频率及其结实率进行比较后发现,双胚苗水稻具有更弱的有性生殖能力,其遗传可塑性更强,这为离子束介导技术的研究找到了比较好的受体材料。     

青花菜自交不亲和特性的荧光鉴定

利用亲和指数和荧光显微测定法对青花菜高代自交材料进行自交不亲和特性的快速鉴定。利用蕾期和花期授粉进行亲和指数测定。荧光显微观察发现自交亲和材料与不亲和材料蕾期授粉花粉能够正常萌发,花粉管穿越柱头乳突细胞到达子房完成授粉受精过程;自交不亲和材料花期授粉后花粉与柱头乳突细胞表面发生强烈胼胝质反应,花粉在柱头上不能萌发,即使有少量萌发,其花粉管生长也不正常,最终不能伸入柱头。荧光显微观察法结果准确、方便,受外界环境条件影响较小,且与亲和指数法鉴定结果相一致,可有效应用于青花菜自交不亲和特性的快速鉴定,从而加速新品种选育进程。     

焦核与大核龙眼雌配子体发育、授粉受精及早期胚胎发育的比较研究

利用人工授粉,采用压片法对大核龙眼‘九月乌’和焦核龙眼‘闽焦64-1’、‘闽焦64-2’、‘白核’等的自交与杂交后花粉管的生长特性进行研究,同时应用常规石蜡切片技术对大核与焦核龙眼的雌配子体以及合子胚早期发育进行观察。结果表明,龙眼胚珠在单核胚囊形成前就开始败育,且焦核品种(系)的败育率显著高于大核品种。不同亲本组合的授粉率存在差异,所有授粉组合在授粉36～48 h后均能观察到1个花粉管生长并进入胚囊受精。焦核品种(系)的胚胎在谢花后10 d开始败育,且败育率明显高于大核品种。受精是龙眼子房发育的首要条件,胚珠败育的雌蕊在谢花后10 d不膨大,不能发育形成焦核果实。谢花后10～30 d的早期胚胎败育是形成焦核龙眼的主要原因。焦核品种‘白核’胚乳具有成胚能力。约有24%的‘闽焦64-1’胚珠在胚胎发育过程中,其助细胞、合点端细胞及胚乳发生异常,这可能与早期胚胎败育有关。     

鱼类染色体组操作的研究 Ⅱ.静水压处理和静水压与冷休克结合处理诱导水晶彩鲫四倍体

采用静水压处理和静水压与冷休克结合处理两种方法进行了抑制第一次卵裂诱导水晶彩鲫四倍体的研究。水晶彩鯽受精卵在受精后(发育水温14—15℃)50、54、55和60min时的静水压(650kg/cm~2)处理(3min)组中都出现了四倍化胚胎,而在受精后48和48min以前的相同处理组中都没有观察到四倍化胚胎。在受精后(发育水温16-18℃)48、50、52、55、56和60min时的静水压与冷休克结合处理组中,也都出现了四倍化胚胎,且四倍化率比仅用静水压处理高,但存活率更低。在经过处理而发育形成的胚胎中,既有四倍体、次四倍体和4n/2n嵌合体,也有二倍体和次二倍体,并在一些次二倍体和次四倍体中期相中还观察到休克处理致使染色体断裂的痕迹——染色体片段。在抑制卵裂诱发加倍的效应期内,可能存在瞬间对休克耐受性较强的时期,而在此前后,对休克更为敏感。在少数处理组中,已筛选出了数尾四倍体鱼。文中还对鱼类四倍体的诱导技术、抑制卵裂诱发染色体组加倍的效应期以及四倍化胚胎的存活率和生命力等有关问题进行了分析和讨论。     

四倍体大燕麦与六倍体裸燕麦的受精作用和胚胎发育

用石蜡切片法,对四倍体大燕麦（Avena magna L.）和六倍体裸燕麦（Avena nuda L.）杂交的受精作用和胚胎发育进行了观察。结果表明,六倍体裸燕麦花偻在四倍体大燕麦柱头上萌发良好,花粉管可顺利长入花柱和胚囊,观察的168个四倍体大燕麦子房中,2.38%发生了双受精,产生了胚和胚乳;1.79%发生了单卵受精,只产生胚乳而无胚;总受精率为5.36%;成胚率为4.17%。由于胚乳的缺管或发育异常及败育,最终难以获得有生活力的种子,为四倍体大燕麦和六倍体裸燕麦杂交提供了细胞胚胎学证据。     

无籽八月桔胚囊及胚胎发育细胞学观察

运用酶解振荡压片技术和常规石蜡切片技术分别研究了无籽八月桔的胚囊育性及无籽八月桔自交和异交(无籽八月桔×台湾椪柑,无籽八月桔×有籽八月桔)的胚胎发育.结果表明:无籽八月桔胚囊可育,成熟胚囊具一个卵细胞、两个助细胞、三个反足细胞以及一个大的含二个极核的中央细胞;其自交和异交的胚胎发育均正常,授粉后2周出现球形胚和少量心形...     

水稻(Oryza sativa L.)×狼尾草(Pennisetum sp.)胚胎发育的细胞学观察

1.狼尾草花粉可以在水稻柱头上萌发并能长入胚囊,但受精过程缓慢而且不正常,单受精现象经常出现。2.胚胎发育滞缓,长时间停留在球状胚阶段,很难进一步分化,而且不时败育,只在传粉后16—24天的一些胚囊中看到有简单分化的胚胎。3.胚乳发育异常,由游离核形成细胞的时间推迟到传粉后第八天。整个胚乳组织由形状及功能上均有很大差异的细胞团块组成。其中一部分细胞缺乏合成淀粉的能力,胚乳在发育过程中不时出现解体现象。4.在反足细胞附近的一些珠心细胞中出现多量淀粉积累,反映因杂交而出现的胚囊代谢上的某些变化。讨论了胚和胚乳发育困难的原因和得到杂种种子的可能性。     

四倍体大燕麦与六倍体裸燕麦的受精作用和胚胎发育

用石蜡切片法,对四倍体大燕麦(Avena magna L.)和六倍体裸燕麦(Avena nuda L.)杂交的受精作用和胚胎发育进行了观察。结果表明,六倍体裸燕麦花粉在四倍体大燕麦柱头上萌发良好,花粉管可顺利长入花柱和胚囊。观察的168个四倍体大燕麦子房中,238%发生了双受精,产生了胚和胚乳;179%发生了单卵受精,只产生胚乳而无胚;总受精率为536%;成胚率为417%。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。为四倍体大燕麦和六倍体裸燕麦杂交提供了细胞胚胎学证据。     

不结球白菜同源四倍体Pol CMS及其保持系花药发育的解剖学研究

以秋水仙素人工诱变获得的不结球白菜同源四倍体Pol CMS及其保持系为材料,采用石蜡切片法研究其花药发育过程.结果显示:四倍体Pol CMS与保持系花药发育差异明显,不育系花药发育受阻于孢原细胞分化期,不形成药室,属无花粉囊型.极少数温敏型花药能产生1~2个花粉囊,但四分体时期绒毡层提早退化,导致成熟小孢子数目减少.四倍体保持系花药发育过程与二倍体基本一致,同一时期的可育小孢子四倍体比二倍体大,二倍体花粉粒都为3个萌发孔,而四倍体多为4个萌发孔.四倍体保持系同一花粉囊中花粉粒发育有不同步现象,花粉粒败育频率比二倍体高.研究表明,不结球白菜同源四倍体Pol CMS比其二倍体Pol CMS不育更彻底,更具应用性.     

利用激光扫描共聚焦显微术对同源四倍体水稻胚囊形成与发育的进一步观察

应用改进的整体染色透明激光扫描共聚焦显微术(WCLSM),对同源四倍体水稻PDER-2B-4x胚囊的形成与发育过程进行观察。发现其胚囊的形成发育过程与二倍体的一致,可以清楚地划分为8个发育时期,即孢原细胞形成期、大孢子母细胞形成期、大孢子母细胞减数分裂期、功能大孢子形成期、单核胚囊形成期、胚囊有丝分裂期、八核胚囊发育期和成熟胚囊期。除正常发育的过程外,大孢子发育的各个过程均出现一些异常现象,包括:细胞退化、核位置异常、核数目异常和细胞分化异常等。这些异常可能最终导致多种结构异常成熟胚囊的形成。     

植物同源四倍体生殖特性及DNA遗传结构的变异

由于染色体加倍过程中的加倍因素和非加倍因素的影响, 同源四倍体的DNA遗传结构较其起源二倍体产生了变异, 进而导致其表现型发生相应的变异。和其起源二倍体相比, 同源四倍体的表现型变异表现在以下几个方面: 雌雄配子育性降低; 花粉(2n)的体积明显增大; 部分胚囊内卵细胞、助细胞及反足细胞数目有所增减; 自交繁殖过程中, 花粉的萌发及生长速度较慢、花粉管的形态部分畸形、部分极核受精过程及受精细胞(与精核结合的极核或卵)的进一步发育状况异常; 大多数育性或结实率会有不同程度的降低, 但降低的程度有因自交繁殖世代的推移而逐渐减小的趋势; 就一些植物种类而言, 同源四倍体有较好的远缘杂交亲和性。     

The Histology of Seed Development following Crosses between Diploid and Autotetraploid Raspberries (Rubus idaeus L.)

Seed development was studied in crosses made between the diploidforms and autotetraploid mutants of two raspberry (Rubus idaeusL.) cultivars. Drupelet abortion did not appear to be causedby failure of fertilization; it occurred mainly between thefourth and eighth day after pollination, and manifested itselfas simultaneous cessation of growth in all tissues. In healthydrupelets at eight days after pollination, growth appeared tobe proceeding at similar rates in all the tissues except thatthe embryo seemed to be growing faster than the endosperm inthe most advanced crosses. Both diploid and tetraploid ovulesappeared to be more stimulated by pollen from tetraploid plants.Embryo differentiation differed according to the direction ofcross, especially in stunted embryos. Radicles tended to beabnormally large when diploid pollen was used and smaller thanusual with haploid pollen.     

Reproductive development in apomictic populations of <Emphasis Type="Italic">Arabis holboellii</Emphasis> (Brassicaceae)

Megasporogenesis, megagametogenesis and seed formation were analyzed cytologically in populations of Arabis holboellii originating from North America (Colorado) and Greenland. The Colorado population contained only triploid plants, while the Greenland population consisted of diploid and triploid plants. The penetrance of the apomictic trait was assessed at the level of embryo sac development. All populations showed facultative apomeiotic embryo sac development; however the penetrance of this trait differed between the populations. Apomeiotic and meiotic embryo sac development were characterized by diplosporous dyad formation (Taraxacum-type) and meiotic tetrad formation (Polygonum-type), respectively. Flow cytometric analyses of single mature seeds from all three populations suggest that only unreduced gametes participate in viable seed development. Pseudogamy was the predominant mode of endosperm formation; however, autonomous endosperm development was also observed. The fertilization of unreduced egg cells with unreduced pollen was observed at a low frequency in the Greenland populations. The mechanisms of apomictic reproduction in A. holboellii are discussed.     

钙在被子植物受精过程中的作用

近年来,花粉管中的钙信号和生理功能的研究取得了明显的进展,同时在雌蕊系统中有关钙分布的研究也初步显示了其时、空特征与被子植物的受精作用密切相关。该文总结了花粉萌发和花粉管生长过程中外源钙和内源钙的作用机制,结合雌蕊组织中钙分布的特征,进一步探讨了钙在被子植物受精过程中的功能。