温度对桃离体花药散粉及花粉萌发的影响

以目前生产栽培较多的‘湖景蜜露’、‘霞晖6号’和‘白凤’3个桃品种为试材,连续2年调查了不同温度处理下花药失水率、花药散粉时间以及花粉离体萌发特性等变化。结果表明：桃花药于相对低温条件下散粉失水率较低,随散粉温度升高失水率相应上升;花药开裂所需时间与处理温度呈相反趋势;3个品种花粉离体萌发率随散粉温度的升高而下降。离体花药在超过30℃的温度条件下散出的花粉在萌发过程中出现花粉管变短、花粉瘪小的概率增多的现象,表明高温促使花药脱水和散粉加快,但降低了花粉活力。在桃树花期以及制备花粉时外界环境温度应控制在30℃以下。     

MYB类转录因子对花药和花粉发育的调控途径

花药发育和花粉形成的各个步骤由众多基因控制,一些转录因子通过调控花药发育相关基因的表达,是功能性花粉形成的关键因子。MYB类转录因子作为植物中最大的转录因子家族,是其中非常重要的一类转录因子。该文结合近年来国内外有关被子植物花粉发育相关MYB转录因子在花药发育和花粉形成的调控途径,包括绒毡层发育、胼胝质的沉积和降解、光合产物的运输、花药的开裂以及雄配子体形成过程中所起的重要作用等方面的研究进展,重点对MYB类转录因子通过形成对绒毡层发育、同化物分配、苯丙烷物质代谢等相关靶位基因的控制网络,转录调控植物花粉发育和花药开裂过程等研究进行综述讨论。     

欧洲黑杨花粉母细胞减数分裂观察及其不同步性分析

以欧洲黑杨的雄花枝为材料,采用温室切枝水培和醋酸洋红染色制片法,观察花粉母细胞减数分裂进程及其与花芽发育外部形态的关系。结果表明:(1)欧洲黑杨花粉母细胞的减数分裂进程快慢与温度高低关系密切;(2)减数分裂发生时其花芽的外部形态发育没有明显变化;(3)花粉母细胞减数分裂不同步性突出,同一花药内的花粉母细胞处于不同的减数分裂时期,且同一花芽尖端发育明显滞后于中部和基部;(4)减数分裂过程中有少量的核仁异常现象,虽观察到较多平行纺锤体现象,但未发现天然2n花粉。该研究结果揭示了欧洲黑杨减数分裂的遗传变异规律,为诱变育种、倍性育种以及分子水平的进一步研究奠定了细胞学基础。     

鸡蛋花不育机理初步研究

本文探索鸡蛋花开花不结实的原因。通过对鸡蛋花雌、雄性器官的切片观察和离体花粉萌发,发现其花粉和胚囊均正常,离体花粉可萌发花粉管;但鸡蛋花的花筒长约1 cm,花筒基部湿度较高;开花时,雌蕊柱头和雄蕊花药均不能伸出花筒,花药不能开裂释放花粉,产生了传粉障碍,最终导致不育。     

植物MYB转录因子在花药发育中的调控作用

MYB转录因子作为最大的转录因子家族之一,参与植物的生长发育、胁迫反应、产物代谢等过程,在植物花的发育特别是花药发育过程中发挥着重要的调控作用。花药的发育在植物繁殖后代中起关键作用,文中就MYB转录因子在花药绒毡层发育、花药开裂、花粉发育、糖类物质和激素途径等方面对花药发育过程中的调控作用进行总结,以期为植物花药发育调控机制及调控网络的深入研究提供可行的参考。     

滇重楼种子内源抑制物质的活性研究

以滇重楼种皮和胚乳为材料,用甲醇浸提得到种皮浸提液和胚乳浸提液,配制成浓度梯度为0.02、0.04、0.06、0.08g/mL的处理液,以蒸馏水为对照,研究不同浓度种皮和胚乳浸提液对受体植物白菜(油脂类)、小麦(淀粉类)、绿豆(蛋白类)种子发芽率、幼苗苗高和根长、抗氧化酶活性的影响,探讨滇重楼种子内源抑制物质的特性,以揭示滇重楼种子休眠的生理机制。结果表明:(1)滇重楼种皮和胚乳中均含有抑制种子萌发与幼苗生长的物质,且抑制作用大小表现为胚乳大于种皮。(2)3种受体植物幼苗对滇重楼种皮、胚乳甲醇浸提液的敏感性大小为白菜(油脂类)显著高于绿豆(蛋白类)和小麦(淀粉类)。(3)滇重楼种皮、胚乳甲醇浸提液对种子萌发及幼苗生长各项指标的抑制作用强度依次为:发芽率幼苗根长幼苗苗高鲜重。(4)滇重楼种皮、胚乳中的抑制物质均能够使3种受体植物幼苗产生生理响应,启动抗氧化酶体系,其中:随着滇重楼种皮甲醇浸提液浓度的升高,受体幼苗SOD与POD活性先升后降,CAT活性持续下降;胚乳甲醇浸提液处理后,受体幼苗SOD和POD活性较对照均显著增强,而CAT活性显著下降。研究认为,滇重楼种皮及胚乳甲醇浸提液均能够抑制受体植物种子萌发及幼苗生长,影响幼苗抗氧化酶活性,但滇重楼种皮与胚乳中所含抑制物在活性上存在差异。     

海拔对滇重楼种子大小和数量的影响

种子大小和数量关系是植物繁殖对策研究的重要问题之一。为了解不同海拔下滇重楼(Pairs polyphylla var.yunnanensis)种子数量和大小的差异及其关系,以云南省普洱地区滇重楼为研究对象,对该地区景东(海拔1984 m)和镇沅(海拔1025 m)2个不同海拔点滇重楼种子数量与大小进行比较研究。结果表明:不同海拔下滇重楼果实内种子总数差异不显著(P0.05),但景东县滇重楼果实内饱满种子数量显著高于镇沅县(P0.05),败育种子数显著低于镇沅县(P0.01),种子百粒重以镇沅县高于景东县(P0.05);不同海拔下滇重楼种子败育与种子数量和大小的关系不一致,低海拔试验点种子败育率与种子数量呈极显著正相关关系(P0.01),而高海拔试验点种子败育率则与种子大小呈显著正相关关系(P0.05);不同海拔下滇重楼果实内种子数量与大小呈显著或极显著负相关,即滇重楼果实内种子数量与大小在不同海拔下均存在权衡关系,但海拔1025 m试验点的回归斜率显著低于海拔1984 m试验点(P0.05),表明滇重楼种子数量和大小之间的权衡关系对海拔的响应具有敏感性。     

京白梨花药开裂异常的解剖学研究

比较研究了京白梨(Pyrus ussuriensis Maxim.)、鸭梨、雪花梨花药开裂特性、环境条件对花药开裂的影响以及花药开裂异常的解剖学结构,结果表明:(1)京白梨花药开裂率明显低于鸭梨和雪花梨,使其产生花粉的量较少,从而导致传粉能力较弱.(2)京白梨、鸭梨、雪花梨在环境温度为25℃,相对湿度在 60%～80%时最适宜花药开裂,但京白梨花药开裂率始终低于鸭梨和雪花梨.(3)在京白梨花药发育后期不能形成开裂腔是引起花药不开裂的主要原因,而导致开裂腔不能形成的原因可能与单核期的绒毡层细胞不退化和药室内壁细胞不进行'U'字型加厚有关.     

金线莲花药发育中多糖和脂滴的分布特征

该研究采用细胞化学方法研究了金线莲花药发育中多糖和脂滴的分布特征,以探索其花药发育中的物质代谢规律。结果显示：(1)在幼小花药中,花药壁的表皮和药室内壁以及造孢细胞中积累少量的淀粉粒。当小孢子母细胞形成胼胝质壁时,药壁细胞和小孢子母细胞中的淀粉粒减少并且出现一些脂滴,这一现象持续到二胞花粉;在二胞花粉中,糖类代谢显著增强;开花时,成熟花粉中积累了较多的淀粉粒和较少的脂滴。(2)金线莲花粉以花粉块形式发育,其特征为;①在造孢细胞时期一些特殊细胞壁就已确定了花粉块的界限;②在小孢子母细胞时期,胼胝质壁覆盖在整个花粉块表面,但内部花粉没有胼胝质壁结构;③二胞花粉后期,孢粉素花粉外壁覆盖在整个花粉块表面,但内部花粉没有外壁。金线莲花粉块发育的这些结构特征对植物花粉发育规律提出了多项疑问。     

传统傣药竹叶兰的花粉团发育及分类学意义

该研究利用石蜡切片技术观察并描述了兰科单型属竹叶兰属的花粉团发育过程,包括花形态解剖特征、8个花粉团的形成机制、花药壁发育模式、小孢子发生及雄配子体发育等特征,为该属复杂的系统亲缘关系提供胚胎学证据。结果表明:(1)成熟花药有两个药室,每个药室有4个一簇金色的花粉团,被白色花药帽;早期花药原基分化出的一对并列侧生药室,每个药室中央的小孢子囊在极面观方向分化出两条十字交叉的纵向不育隔膜组织,将其沿花药室纵轴方向深切为4个不等大的棒状次生孢子囊,最后发育为4个花粉团。(2)花药成熟时,靠花药开裂处的隔膜组织比近药隔膜组织的降解速度快且彻底,因此每个药室内的4个花粉团在花药开裂处粘合成一簇。(3)发育完好的花药壁共有6～7层,由外到内为表皮、3～4层药室内壁、中层和双核绒毡层,符合多层型花药壁的发育模式;花药成熟时,表皮退化,纤维性加厚发生在3～4层药室内壁,中层和绒毡层彻底降解。(4)小孢子母细胞通过同时型胞质分裂产生了正四面体型、左右对称、十字交叉型排列的小孢子四分体;小孢子四分体继续保持在同一胼胝质内完成了雄配子体发育,形成了2-细胞型的四合花粉;四合花粉两两或松散或紧密排列,构成了粉质花粉团。在前人的研究基础上,本文证实、补充并分析了竹叶兰属的花粉团发育特征,为该属的亲缘关系提供了胚胎学证据。     

广西金钟山细叶云南松径向生长及其对气候因子的响应

为探究广西金钟山细叶云南松径向生长及其对气候的响应,该文建立了细叶云南松树木年轮标准年表,采用响应分析探讨了径向生长与气候因子的关系,并使用逐步回归和方差分解量化了不同气候因子对径向生长的影响。结果表明:(1)响应分析结果显示,上一年1月、8月、9月、11月的日照时数以及上一年10月的平均最低气温和平均气温与标准年表年轮宽度均呈显著正相关,而上一年6月降雨量>10 mm的天数与年轮宽度呈显著负相关; 当年2月的降雨量、3月的空气相对湿度和平均最低气温、6月的日照时数以及9月的平均气温和平均最高气温均与年轮宽度呈显著正相关。(2)逐步回归最终模型的方差分解结果显示,上一年10月的平均最低气温对细叶云南松径向生长的影响最大(方差解释量达23.35%),其次是当年9月的平均最高气温(方差解释量为10.39%); 上一年1月和11月的日照时数分别解释了径向生长变异的3.94%和6.58%。综上表明,秋季的温度和冬季的光照条件是限制细叶云南松径向生长最主要的气候因子,早春干旱和雨季大降雨量会降低细叶云南松的径向生长。     

药用植物华重楼(黑药花科)叶绿体全基因组研究

为探究华重楼(Paris polyphylla var. chinensis)的叶绿体基因组特征,利用叶绿体系统发育基因组学方法,对华重楼与其它百合目植物的叶绿体全基因组进行了比较。结果表明,华重楼的叶绿体全基因组长158307 bp,由4个区组成,包括2个反向重复区(IRA和IRB,27473 bp)、1个小单拷贝区(SSC,18175 bp)和1个大单拷贝区(LSC,85187 bp)。其叶绿体基因组有115个基因,包括81个编码蛋白质基因、30个转运RNA基因和4 个核糖体RNA基因。11种百合目植物的叶绿体全基因组的基因组成和基因顺序相似。华重楼的cemA基因是假基因,其起始密码子后有多聚核苷酸poly(A)及CA双核苷酸重复序列,编码序列中出现多个终止密码子, 且与北重楼(Paris verticillata)的cemA编码序列中的终止密码子位置不同。因此,华重楼叶绿体基因组比较保守;cemA结构及假基因化现象可能具有重要的进化与系统发育信息,其编码序列中的终止密码子可以区分华重楼和北重楼。     

华重楼离体胚培养及植株再生初探

为探明华重楼离体胚培养及植株再生的基本体系,该文以华重楼离体幼胚为试验材料,以MS培养基为基本培养基,研究不同光照、不同浓度梯度组合的植物生长调节剂对华重楼离体幼胚萌发、成苗的影响。结果表明:培养到60 d时,暗培养条件下华重楼离体幼胚的生长率和萌发率分别比光培养条件下高45.25%、19.17%,故暗培养比光培养更有利于华重楼离体幼胚生长发育。当GA₃浓度相同时,离体幼胚萌发所需时间随IAA浓度增加而延长。不同浓度的GA₃都可促进离体幼胚萌发,促进作用由强到弱依次为5 mg·L^-1 GA₃>1 mg·L^-1 GA₃> 10 mg·L^-1 GA₃。在黑暗条件下,优选得到最适华重楼离体幼胚生长发育配方为1/2 MS+30 g·L^-1 蔗糖+7 g·L^-1琼脂+0.5 g·L^-1 活性炭+5 mg·L^-1GA₃+1 mg·L^-1 IAA。此配方可诱导华重楼离体幼胚在2个月左右萌发,萌发率达50%需80 d左右。在华重楼成熟胚出苗培养时发现,高浓度的植物生长调节剂会抑制华重楼成熟胚生长发育,高浓度GA₃甚至会导致华重楼成熟胚死亡。优选得到最适华重楼成熟胚出苗配方为MS+30 g·L^-1 蔗糖+6.2 mg·L^-1 硼酸+7 g·L^-1 琼脂+0.7 g·L^-1 活性炭+0.5 mg·L^-1 2,4-D+1.5 mg·L^-1 IAA + 1.5 mg·L^-1 ZT+5mg·L^-1 GA₃,诱导成熟胚出苗需43 d左右,75 d左右可形成真叶。     

基于叶绿体基因证据的民族药滇白珠复合群系统发育关系

滇白珠是我国重要的民族药用植物,广泛分布于长江以南地区,是一个分类困难的复合群。为了探讨其种下分类关系,该文对滇白珠复合群(包括毛滇白珠、秃果白珠和滇白珠3个变种)进行网罗式采样,基本覆盖了该复合群在中国的分布范围,同时包括菲律宾和马来西亚的各1个居群,共计81个居群241个个体,通过联合两个变异位点适中的叶绿体片段rpl33-psa J和trn L-rpl32,构建基于最大似然法(Maximum Likelihood)和贝叶斯法(Bayesian Inference)的系统发育树,以及Neighbor-Net法构建系统发育网络。结果表明:滇白珠复合群内具有明显的遗传差异,这种差异性相比形态,与地域分布相关性更大。系统发育分析显示,滇白珠复合群分为3个支系。其中:一支包括中国台湾和菲律宾南达沃的居群,为变种秃果白珠,符合前人分类结果;一支包括分布于横断山脉区域的居群,由变种毛滇白珠和滇白珠组成;剩余一支包括分布于华东南区域的居群,同样由变种毛滇白珠和滇白珠组成。分子证据支持基于形态分类的秃果白珠作为变种,而不支持毛滇白珠作为变种的处理。这样的遗传分化式样可能是由地理隔离导致,这一结果为民族药滇白珠的种质资源评价和保护利用奠定了分类学框架。然而,变种滇白珠居群间的谱系发生关系却尚未得到很好地解决,特别是无法明晰华东南大部分居群间的遗传分化格局,需要进一步补充样本通过谱系地理学手段,并寻找分辨率更高的核基因分子标记进行更深入的研究。     

华重楼内生真菌聚多曲霉的促生与拮抗作用

【背景】华重楼(Paris polyphylla var. chinensis)是我国一种名贵稀缺中药材,有多种药效,由于过度采挖等原因,其野生资源现已极度匮乏。华重楼的人工栽培技术尚未成熟,生长缓慢、病害频繁发生是主要的制约因素。【目的】植物益生菌的开发是一种环保且有效的解决途径,符合生态种植的要求。【方法】通过常规方法分离鉴定内生菌,选取已报道具有促生抗病作用的菌株进行玉米种子发芽试验,无氮培养基定性检测固氮活性,平板拮抗试验检测抗菌性;高效液相色谱-质谱联用技术(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,LC-MS)检测其菌液的代谢成分;分光光度法检测华重楼幼苗丙二醛和叶绿素含量,LC-MS检测叶片水杨酸、茉莉酸、脱落酸、赤霉素、细胞分裂素、生长素的含量,测量华重楼地下部分生物量指标。【结果】分离得到一株菌jdqmzz-1,经rDNA ITS序列扩增比对、形态学观察、生理生化鉴定,确定为聚多曲霉(Aspergillus sydowii);其可以促进玉米种子发芽和华重楼生长,具有固氮、拮抗病原真菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum GSICC 60612)、病原细菌胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum,Pcc ATCC15713)的作用,真菌拮抗指数为42.50%,其菌液含有种类较多的促生和抑菌杀虫物质,菌液处理过的华重楼幼苗,叶片内源赤霉素和生长素含量较对照分别提高了54.1倍和2.3倍,叶绿素含量达到209.88 mg/g鲜重,较对照增加了48.80%,丙二醛含量较对照降低了15.20%;平均根数、平均根长、平均百株重较对照也有显著性(P0.01)提高。【结论】分离出的内生真菌聚多曲霉jdqmzz-1能够有效地促进华重楼的生长。     

拉雅松遗传多样性及同域分布种间亲缘关系分析

拉雅松是广西西北部稀有的乡土用材、用脂树种,有较高的经济价值,但其遗传多样性状况及种间进化关系未知。利用SSR分子标记检测拉雅松群体遗传多样性,希望对该物种保护策略的制定提供参考依据。此外,鉴于该地区自然分布的松属树种仅有拉雅松、细叶云南松与马尾松三个种,试图利用SSR分子标记信息分析拉雅松与细叶云南松、马尾松的种间亲缘关系。结果表明:7对SSR引物在拉雅松群体共检测到14个等位基因。有效等位基因数为1.653,观测杂合度为0.577,期望杂合度为0.374,Shannon信息指数为0.540,Nei多样性指数为0.367,表明拉雅松具有较高的遗传多样性。拉雅松与马尾松遗传距离最近为0.0175,与3个细叶云南松群体距离较远,平均为0.0525。拉雅松与马尾松、细叶云南松平均共祖系数(Θ)分别为0.094、0.066,据此推测拉雅松可能与马尾松存在较近的亲缘关系。讨论了拉雅松的遗传多样性保护策略。     

关苍术两性花与雌花花药的解剖学研究

苍术属(Atractylodes DC.)是菊科菜蓟族(Cynareae)刺苞亚族(Carlininae O. Hoffm.)的一个东亚特有属,世界上仅有7种,其中我国有5种。该研究以关苍术为材料,采用石蜡切片法比较研究了两性花和雌花的花药及雄配子体发育进程,并进一步探讨了其雌花产生花药退化的时期及原因。结果表明：(1)关苍术小孢子发育与花蕾长度间存在相关性,当花蕾长度在5 mm时进入花粉母细胞时期,花药壁已分化,在7~9 mm时处于四分体时期,大于11 mm时开始进入花粉粒时期。(2)关苍术花药5个,花粉囊4个,减数分裂属同时型,四分体以正四面体为主,属3-细胞型,萌发沟3个。(3)关苍术花粉囊壁发育属双子叶型,从外层的表皮、药室内壁,到内层的中层和绒毡层均由一层细胞构成,关苍术绒毡层为腺质绒毡层。(4)关苍术雌花花药退化发生在花药发育早期至四分体时期,表现为花药发育早期畸形、药壁分化异常、小孢子母细胞发育停滞在前期、绒毡层增生4个原因。该研究结果为苍术属植物的系统发育、物种形成和进化提供胚胎学依据。     

重楼属植物遗传多样性的SCOT标记

为评估重楼属植物的基因资源开发前景,初步探讨了SCOT标记技术在重楼属植物遗传多样性研究上的应用。采用目标起始密码子多态性(Start codon targeted polymorphism,SCOT)技术,对重楼属9个种40份材料进行基因组DNA多态性分析。结果表明:四川地区重楼属植物具有丰富的遗传多样性,40份供试材料可聚为4类:狭叶重楼单独聚为第一类;球药隔重楼、卵叶重楼、金线重楼及滇重楼聚为第二类;黑籽重楼与七叶一枝花聚为第三类;五指莲与毛重楼聚为第四类。说明SCOT标记能够对重楼属植物进行准确的分子鉴定,为重楼属植物的种类鉴定和种间的分类地位提供分子生物学依据,同时也为深入探究重楼皂苷合成关键酶基因定位研究提供重要参考。     

凤仙花花药发育中多糖和脂滴组织化学研究

以不同发育时期的凤仙花花药为实验材料,采用组织化学方法,对花药发育中的结构变化及多糖和脂滴物质分布进行观察。结果表明:(1)凤仙花的花药壁由6层细胞组成,包括1层表皮细胞,2层药室内壁细胞,2层中层细胞和1层绒毡层细胞。其中绒毡层细胞的形态不明显,很难与造孢细胞区分,且在小孢子母细胞时期退化。(2)在小孢子母细胞中出现了一些淀粉粒,但减数分裂后,早期小孢子中的淀粉粒消失,又出现了一些小的脂滴;随着花粉的发育,小孢子形成大液泡,晚期小孢子中的脂滴也消失;小孢子分裂形成二胞花粉后,营养细胞中的大液泡降解、消失,二胞花粉中又开始积累淀粉;接近开花时,成熟花粉中充满细胞质,其中包含了较多的淀粉粒和脂滴。(3)在凤仙花的花药发育中,绒毡层细胞很早退化,为小孢子母细胞和四分体小孢子提供了营养物质;其后的中层细胞退化则为后期花粉发育提供了营养物质。     

毛竹的花药发育研究

竹类植物因有着较长的开花周期,其生殖生物学研究的报道相对较少。该研究采用石蜡切片与野外观察的方法,对毛竹花药的发育以及花药发育与花序的关系进行了研究。结果表明:毛竹的花药壁结构包括4层细胞:表皮细胞、药室内壁细胞、中层细胞和绒毡层细胞。药室内壁和中层都只有一层细胞,而且细胞形状较扁,花药发育后期药室内壁会逐渐降解,而中层则会完全解体消失。花药壁的发育为单子叶型,绒毡层为腺质型,而且只有一层,细胞径向较长,最后也会消失。小孢子母细胞减数分裂时,胞质分裂方式为连续型。形成的小孢子经一次有丝分裂后逐渐形成成熟花粉粒,大多为二细胞型,很少产生三细胞型。此外,还发现毛竹花药的发育与花序形态变化存在着相对应的关系。野外连续观察和切片发现,随着花序形态的不断发育变化,首先花药开始形成并不断分化,药壁备层也逐渐形成;接着小孢子逐渐成熟,备层也慢慢随之解体、消失;最后花药逐渐开裂并开始散粉。该研究结果不仅丰富了毛竹和竹类生殖生物学的研究内容,而且对毛竹种质的研究也具有重要意义。