辣椒雄性不育系与可育系小孢子发生的细胞学观察

为了探讨辣椒雄性不育花药败育时期和方式,以辣椒雄性不育系1442A、13733A及其可育系为试材,进行了研究。结果发现：败育现象从造孢细胞时期以后每个阶段都有发生,败育形式有造孢细胞液泡化、畸形、拉长、细胞间隙大;绒毡层细胞径向过度伸长,高度液泡化,且出现多层细胞,严重挤压小孢子母细胞,解体较晚且充塞花粉囊室;薄壁细胞取代了药室内壁、中层、绒毡层和小孢子母细胞的分化;药室内壁、中层层数增加,绒毡层细胞肥大,造孢细胞或花粉母细胞分解解体;由于花粉母细胞胼胝质壁不降解而无法释放出四分体小孢子;染色浅、细胞质被降解成空壳的单核期小孢子因缺乏营养物质而败育。     

七叶树小孢子发生及雄配子体发育研究

用石蜡切片法观察了七叶树花药的发育过程.结果表明:(1)雄蕊花药四室,花药壁完全分化时,从外到内依次是表皮、药室内壁、中层和绒毡层,花药壁发育为基本型.表皮细胞1层,发育过程中始终存在;药室内壁在花药成熟时形成带状纤维层加厚;幼小花药壁的中层3~4层细胞,在花药发育成熟时退化消失;绒毡层1层细胞,发育类型为分泌型,小孢子母细胞减数分裂时绒毡层开始退化解体,花药成熟完全消失,仅剩1层绒毡层膜.每一花药中有多列雄性孢原细胞,发生于幼小花药表皮下方;(2)小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体多呈正四面体排列;减数分裂过程中,小孢子母细胞外方被胼胝质壁所包被,小孢子形成后胼胝质壁逐渐消失.成熟花粉二细胞型,外形呈圆三角状,具三孔沟.     

短柄五加大,小孢子发生和雌,雄配子体发育的研究

短柄五加花药５枚,每个花药四个花粉囊。小孢子母细胞减数分裂时,胞质分裂为同时型,产生正四面体形的四分体。花药壁由表皮、药室内壁、中层和绒毡层四层细胞组成,其发育类型为双子叶型。腺质绒毡层,其细胞为二核。三细胞型花粉。子房５室,每室两个胚珠,上胚珠败育,下胚珠可育。下胚珠倒生,具单珠被,厚珠心。大孢子母细胞减数分裂形成线性排列的四个大孢子,雌配子体发育属蓼型。开花当天,花粉散开,雌配子体尚未成熟,处     

温光敏核不育水稻N28S 无花粉败育的显微结构观察

采用石蜡切片和荧光显微技术观察了温光敏核不育水稻N28S 无花粉败育过程中的显微结构变化, 结果显示: N28S 的小孢子母细胞形成后细胞质变得稀薄, 一部分不能进行减数分裂, 一部分减数分裂阻滞在细线期或胞质分裂异常, 最终所有细胞液泡化解体消失。在此过程中, 还观察到小孢子母细胞在细线期胼胝质壁不产生或提早消失, 以及小孢子发育后期花药壁绒毡层的异常解体。认为N28S 的无花粉败育是由小孢子母细胞的细胞质异常引起的, 胼胝质壁和绒毡层的异常是结果而不是原因。     

温光敏核不育水稻N28S无花粉败育的显微结构观察

采用石蜡切片和荧光显微技术观察了温光敏核不育水稻N28S无花粉败育过程中的显微结构变化,结果显示：N28S的小孢子母细胞形成后细胞质变得稀薄,一部分不能进行减数分裂,一部分减数分裂阻滞在细线期或胞质分裂异常,最终所有细胞液泡化解体消失。在此过程中,还观察到小孢子母细胞在细线期胼胝质壁不产生或提早消失,以及小孢子发育后期花药壁绒毡层的异常解体。认为N28S的无花粉败育是由小孢子母细胞的细胞质异常引起的,胼胝质壁和绒毡层的异常是结果而不是原因。     

观光木的小孢子发生及雄配子体发育的研究

采用石蜡切片法对观光木(Tsoongiodendron odorum Chun)的小孢子发生和雄配子体发育进行了解剖学研究.观光木的花药由花药原基发育而来,具4个小孢子囊,花药壁由表皮、药室内壁、2～3层中层和1～2层绒毡层组成.中层在小孢子四分体时期开始解体,最终消失;绒毡层为腺质绒毡层,细胞具1～2核,在花药发育过程中不断分泌各种物质,提供小孢子发育,直到花粉成熟绒毡层才自溶消失.初生造孢细胞分裂形成次生造孢细胞,次生造孢细胞再转化为小孢子母细胞,小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为修饰性同时型,四分体排列方式为交叉型、对称型或"T"型(极少),成熟花粉粒二细胞型,开花时散出.观光木的成熟花粉粒存在严重的败育现象.     

橡胶树花药和小孢子发生与发育过程的观察

应用石蜡切片法．观察橡胶树的实生树和RRIM600、GT-1品系的花药壁以及小孢子的发生和发育过程,得到如下结果：1．实生树的花药壁通常由四层细胞组成,发育形式为双子叶型。药室内壁细胞在发育后期进行径向条纹加厚．至花药开裂时仍保留着原生质体。中层由一层或不规则的两层细胞组成,在小孢子单核期消失。绒毡层细胞具单棱或双核,属分泌型,至花粉发育到三细胞时消失。小孢子母细胞减数分裂为同时型。成熟花粉粒具三十细胞。精细胞椭圆形,在光镜下不能区分出细胞质鞘和核仁。所观察的实生树雄花,多数发育正常,很少有空秕的花粉。2．RRIMB00品系的花药和小孢子发生与发育和实生树相似,但至后期只有少数花粉发育正常,多数成为大小不等的败育花粉;此外也有一些败育的雄花。3．GT-1的花药在小孢子母细胞减数分裂时,绒毡层细胞的体积开始异常增大并液泡化．小孢子在四分体内解体或分离后成为空秕花粉。     

橡胶树花药和小孢子发生与发育过程的观察

应用石蜡切片法,观察橡胶树的实生树和RRIM600、CT-1品系的花药壁以及小孢子的发生和发育过程,得到如下结果:1.实生树的花药壁通常由四层细胞组成,发育形式为双子叶型。药室内壁细胞在发育后期进行径向条纹加厚,至花药开裂时仍保留着原生质体。中层由一层或不规则的两层细胞组成,在小孢子单核期消失。绒毡层细胞具单核或双核,属分泌型,至花粉发育到三细胞时消失。小孢子母细胞减数分裂为同时型。成熟花粉粒具三个细胞。精细胞椭圆形,在光镜下不能区分出细胞质鞘和核仁。所观察的实生树雄花,多数发育正常,很少有空秕的花粉。2·RRIM600品系的花药和小孢子发生与发育和实生树相似,但至后期只有少数花粉发育正常,多数成为大小不等的败育花粉;此外也有一些败有的雄花。3.GT-1的花药在小孢子母细胞减数分裂时,绒毡层细胞的体积开始异常增大并液泡化,小孢子在四分体内解体或分离后成为空秕花粉。     

辣椒细胞质雄性不育花药败育及淀粉粒分布的细胞学观察

用PAS反应对辣椒细胞质雄性不育系8214A和保持系8214B花药中的淀粉粒分布进行研究.在减数分裂前,保持系花药与不育系花药的结构和淀粉粒分布相似.保持系花药减数分裂后,药壁绒毡层细胞开始液泡化并体积增大,在药隔薄壁细胞中积累了许多较小的淀粉粒;在小孢子晚期,绒毡层细胞退化,在药隔薄壁细胞中淀粉粒体积增大;在二胞花粉时期,随着花粉大液泡的消失花粉中出现淀粉粒;花粉成熟时,其细胞质中积累了丰富的淀粉粒.不育系花药减数分裂后,由于药室腔的空间不能扩大,四分体被挤压在一起,最终四分体小孢子败育.不育花药的维管组织发育正常,但较多的淀粉粒积累在药隔薄壁细胞中.该种辣椒雄性不育系中.花粉的败育发生在四分体时期.绒毡层细胞结构异常可能影响糖类物质向药室的正常转运.该种辣椒雄性不育系的绒毡层异常与花粉败育有关.     

山麦冬大小孢子发生及雌雄配子体发育研究

采用石蜡切片技术对百合科植物山麦冬大小孢子发生及雌雄配子体发育进行了观察研究。结果表明:(1)山麦冬花药具有4个花粉囊,花药壁的发育方式为基本型,花药壁完全分化时由表皮、药室内壁、中层及绒毡层组成。(2)绒毡层发育类型为分泌型,到四分体孢子彼此分离形成单细胞花粉阶段,绒毡层细胞开始解体退化,花粉成熟时绒毡层细胞完全消失;花粉母细胞减数分裂为连续型,四分体为左右对称形排列,成熟花粉为3-细胞花粉,单萌发沟。(3)子房3室,每室2枚胚珠,胚珠倒生型,双珠被,薄珠心,雌性孢原细胞不经过平周分裂而直接发育而成大孢子母细胞。(4)减数分裂后四分体大孢子呈线型或T型排列,合点端大孢子分化为功能大孢子,胚囊发育为蓼型;花粉母细胞减数分裂过程中,二分体、四分体细胞外方被胼胝质壁所包被,小孢子形成后胼胝质壁逐渐消失。该研究结果丰富了百合科植物生殖生物学研究的内容,也为探讨百合科植物的系统学研究提供了参考。     

蓝猪耳小孢子发生和雄配子体发育

利用常规石蜡切片和超薄切片技术研究蓝猪耳(Torenia fournien)小孢子发生和雄配子体发育过程.蓝猪耳雄蕊4枚,花药具4个花粉囊.小孢子母细胞经减数分裂成四分体,其排列方式为四面体形或左右对称形.成熟花粉属2细胞型,具3个萌发孔.花药壁发育为双子叶型,腺质绒毡层.小孢子母细胞在四分体时期频繁出现细胞质降解的异常现象,其它发育阶段均正常;小孢子母细胞不正常的减数分裂可能导致花粉败育,这可能是蓝猪耳结实率低的原因之一.     

柠条锦鸡儿小孢子发生和雄配子体发育

利用常规石蜡切片技术对柠条锦鸡儿小孢子发生及雄配子体发育的过程进行了观察,为柠条锦鸡儿生殖生物学提供基础资料。结果表明:(1)柠条锦鸡儿雄蕊花药4室,花药壁完全分化时,由外到内依次是表皮、药室内壁、中层和绒毡层,花药壁发育为基本型;表皮细胞1层,发育过程中始终存在;药室内壁在花药成熟时形成带状纤维层加厚;幼小花药壁的中层1～2层细胞,在花药发育成熟时退化消失;绒毡层1层细胞,腺质绒毡层,花药成熟时消失。(2)小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型,产生四面体型和左右对称型小孢子。(3)成熟花粉粒为二细胞型,扫描电镜下观察其成熟花粉粒为圆球形,外壁近光滑。(4)花粉母细胞分裂后形成的四分体小孢子中出现多核仁现象,核仁数在2～6个范围变化,推测这可能和末期Ⅱ核仁融合的不彻底有关。研究发现,柠条锦鸡儿小孢子发生和雄配子发育过程没有发现异常现象。     

蒙古莸小孢子发生和雄配子体发育的研究

运用常规石蜡切片技术对蒙古莸小孢子发生和雄配子体发育进行了观察.结果表明:(1)花药4室,花药壁由4层细胞组成,由外向内分别为表皮、药室内壁、1层中层和绒毡层,花药壁发育方式为双子叶型.(2)花药壁表皮具多细胞腺体,药室内壁、药隔部分细胞发育后期均发生纤维性加厚.(3)绒毡层细胞有两种来源,外周部分来源于初生壁细胞,近药隔部分来源于药隔细胞.腺质绒毡层,发育后期为二核.(4)小孢子母细胞减数分裂过程胞质分裂为同时型,四分体多数为四面体型,偶有左右对称型.(5)成熟花粉为2细胞型,具3个萌发沟.     

大百合小孢子发生和雄配子体发育研究

用常规石蜡切片技术和压片法对大百合小孢子发生和雄配子体发育进行观察。结果表明：花药4室,花药壁由表皮、药室内壁、中层和腺质绒毡层组成,花药壁发育方式为单子叶型,药室内壁部分细胞发育后期发生纤维状加厚。小孢子母细胞减数分裂过程的胞质分裂为连续型,四分体多数为左右对称型,偶有四面体型。成熟花粉为2细胞型,具1个萌发沟。经TTC法检验,成熟花粉生活力为86.3%。从小孢子的发生及雄配子体发育的整个过程看,未见异常现象,能形成大量正常的成熟花粉。     

鹅毛竹大小孢子及雌雄配子体发育

利用扫描电镜、透射电镜、石蜡切片,对鹅毛竹的花芽分化、大、小孢子及雌、雄配子体的发育进行了详细观察.结果发现:鹅毛竹花药具4个药室,花药壁由表皮、药室内壁、中层、绒毡层4层结构组成,花药壁发育为单子叶型,绒毡层为腺质型,小孢子母细胞减数分裂中的胞质分裂为连续型,产生左右对称型小孢子.鹅毛竹成熟花粉大多2细胞型,都具1个萌发孔.鹅毛竹子房为单子房,子房1室,侧膜胎座,一个倒生胚珠,双珠被,薄珠心.大孢子母细胞由一个雌性孢原细胞直接发育而成,大孢子四分体呈线型,合点端一个大孢子分化为功能大孢子,由功能大孢子经过3次有丝分裂形成8核胚囊,发育类型为蓼型,位于核点端的3个细胞核进行多次分裂形成多个反足细胞.至此,成熟胚囊形成.并就鹅毛竹不结实的原因进行了探讨.     

一品红雄配子体发育研究

一品红花药来源于雄蕊原基,花药由表皮(1层)、药室内壁(1层)、中层(1层)、绒毡层(1层)及造胞细胞组成,花药四室,药壁发育为双子叶型。小孢子发生和雄配子体发育是经由小孢子母细胞减数分裂形成四分体,该四分体胞质分裂为同时型,四分体排列为四面体型,小孢子再经有丝分裂形成2-核花粉。花药壁层的变化是表皮在花药成熟期消失,中层在四分体时消失,药室内壁在花药成熟期形成柱状纤维层。绒毡层在单核小孢子期径向伸长,有双核或多核,另外有的绒毡层细胞形成横隔或类胎座;进入2-核花粉期,绒毡层细胞分泌颗粒物进入药室,为非典型腺质绒毡层;进入成熟期绒毡层消失。同时观察到花药发育异常现象。     

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。     

An Arabidopsis F-box protein regulates tapetum degeneration and pollen maturation during anther development

The Arabidopsis anther has a bilateral symmetry with four lobes, each consisting of four distinct layers of somatic cells from the outer to inner side: epidermis, endothecium, middle layer and tapetum. The tapetum is a layer of cells comprising the inner surface of the pollen wall. It plays an important role in anther development by providing enzymes, materials and nutrients required for pollen maturation. Genes and molecular mechanisms underlying tapetum formation and pollen wall biosynthesis have been studied in Arabidopsis. However, tapetum degeneration and anther dehiscence have not been well characterized at the molecular level. Here, we report that an Arabidopsis gene, designated reduced male fertility (RMF), regulates degeneration of tapetum and middle layer during anther development. The Arabidopsis dominant mutant rmf-1D overexpressing the RMF gene exhibited pleiotropic phenotypes, including dwarfed growth with small, dark-green leaves and low male fertility. Tapetum development and subsequent degeneration were impaired in the mutant. Accordingly, pollen maturation was disturbed, reducing the male fertility. In contrast, tapetum degeneration was somewhat accelerated in the RMF RNAi plants. The RMF gene was expressed predominantly in the anther, particularly in the pollen grains. Notably, the RMF protein contains an F-box motif and is localized to the nucleus. It physically interacts with the Arabidopsis-Skp1-like1 protein via the F-box motif. These observations indicate that the RMF gene encodes an F-box protein functioning in tapetum degeneration during anther development.     

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。     

大果白刺雄性不育系的细胞学研究

利用石蜡切片法对大果白刺花药进行细胞学研究,探讨雄性不育系发生败育的时期和方式以及雄性败育与药壁组织间的关系.结果表明:不育系小孢子母细胞形成前期,花药各部分结构发育正常.随着绒毡层的异常解体,多种异常现象相继出现,包括小孢子母细胞液泡化,中层、药室内壁、药隔细胞液泡化,细胞畸形,药壁细胞非正常解体等.退化后整个花药萎缩干瘪,不能开裂,无花粉.因此,大果白刺雄性不育系的绒毡层生理异常并提前退化是导致雄性不育的主要原因.