羽叶薰衣草雄性不育的细胞学研究

用光镜和电镜观察羽叶薰衣草(Lavandula pinnata L.)雄性不育小孢子发育过程的细胞形态学特征.结果表明:羽叶薰衣草花药4枚,每枚花药通常具4个小孢子囊.花药壁发育为双子叶型,从外向内分为表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞.减数分裂形成的四分体为四面体及十字交叉型.小孢子的发育过程可分为造孢细胞期、减数分裂时期、小孢子发育早期、小孢子发育晚期.未观察到二胞花粉期和成熟花粉期.羽叶薰衣草花粉败育主要发生在单核花粉时期,细胞内物质解体并逐渐消失变成空壳花粉或花粉皱缩变形成为各种畸形的败育花粉.在此之前小孢子的发育正常.羽叶薰衣草小孢子不育机制体现在绒毡层过早解体、四分体时期以后各细胞中线粒体结构不正常、胼胝质壁与小孢子母细胞脱离、花药壁细胞中淀粉出现时间异常等. 壁发育为双子叶型,从外向内分为表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞.减数分裂形成的四分体为四面体及十字交叉型.小孢子的发育过程可分为造孢细胞期、减数分裂时期、小孢子发育早期、小孢子发育晚期.未观察到二胞花粉期和成熟花粉期.羽叶薰衣草花粉败育主要发生在单核花粉时期,细胞内物质解体并逐渐消失变成空壳花粉或花粉皱缩变形成为各种畸形的败育花粉.在此 前小孢子的发育正常.羽叶薰衣草小孢子不育机制体现在绒毡层过早解体、四分体时期以后各细胞中线粒体结构不正常、胼胝质壁与小孢子母细胞脱离、花药壁细胞中淀粉出现时间异常等. 壁发育为双子叶型,从外向内分为表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞.减数分裂形成的四分体为四     

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。     

蜡梅小孢子发生和花粉形成的研究

通过对蜡梅小孢子发生和花粉形成的研究,结果表明：蜡梅幼小花药中的多列孢原细胞经造孢细胞发良为小孢子母细胞。减数分裂为同时型。四分体呈四面体型排列,同时观察了小孢子在发育过程中液泡的动态变化。成熟花粉为２－细胞型。花药壁的发育为双子叶型。花药壁由５－６层细胞组成,腺质绒毡层。花粉具有异型性现象。     

刺五加大、小孢子发生和雌、雄配子体发育的观察

刺五加Eleutherococcus senticosus(Rupr．et Maxim．)Maxim．雄株的小孢子发生和雄配子体发育过 程正常,大孢子发生和雌配子体发育过程多不正常。雄花具5个花药,花药4室,药壁发育属双子叶型, 腺质绒毡层,绒毡层细胞多具2核。小孢子母细胞经减数分裂形成四面体形四分体,其胞质分裂为同时 型。成熟花粉为3细胞型。子房下位,5室;每室有上胚珠和下胚珠,上胚珠退化,下胚珠倒生、具单珠 被、厚珠心;大孢子母细胞经减数分裂形成线形或“T”形四分体,偶尔有2个并列或串联的四分体或在 四分体之上又出现孢原细胞。其功能大孢子位置不确定。雌配子体发育中异常现象较多。开花时,雌 配子体主要为反足细胞退化后的四细胞胚囊。刺五加雌株的小孢子母细胞不能进行减数分裂或减数分 裂不正常,不能形成四分体。开花时,药室空瘪,无花粉形成。其大孢子发生和雌配子体发育过程正常, 大孢子母细胞减数分裂形成线形或“T”形四分体,合点端大孢子为功能大孢子,胚囊发育属蓼型。开花 时,雌配子体主要为七细胞八核或七细胞七核胚囊,其卵器尚未发育成熟。刺五加两性株的小孢子发生 过程无异常,但雄配子体发育过程有部分异常;开花时,药室内有或多或少的空花粉,且花粉粒大小悬 殊,大的直径达35μm,小的仅15～18 μm。两性株的雌蕊发育大部分正常,也有一些异常胚囊形成。开 花时,雌配子体主要是七细胞八核胚囊、七细胞七核胚囊和反足细胞退化后的四细胞胚囊,其卵器也未发育成熟。     

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.     

矮牡丹小孢子发生和雄配子体发育及其与该种濒危的关系

研究了矮牡丹Paeonia jishanensis Hong et W．Z．Zhao的小孢子发生及雄配子体的形成。矮 牡丹花药具4个小孢子囊,药壁结构属双子叶型,腺质绒毡层,小孢子母细胞减数分裂后胞质分裂为 同时型,四分体多为四面体形,少左右对称形,成熟花粉为2-细胞。对芍药属木本类型的雄性发育进行 了全面研究,还对小孢子母细胞减数分裂和单核小孢子发育时期的异常现象进行了观察,对能育花粉 与不育花粉的百分比进行了测定,结果表明,能育花粉为45.03％～84.18％,它们在不同花中,不同花 药中,甚至同一花药的不同花粉囊中表现都不完全一致。联系矮牡丹的致濒原因进行了讨论,认为雄配子体形成过程中的异常现象,并不是导致矮牡丹濒危的主要因素。     

濒危植物羊角槭小孢子发生与雄配子体发育研究

利用常规石蜡切片法对羊角槭的小孢子发生及配子体发育进行了研究,结果表明：羊角槭花分两性花与雄花,两性花花药不散粉,雄花散粉;花药具四个花粉囊,其发育类型为基本型;药室内壁呈纤维状加厚;绒毡层为腺质型;孢质分裂为同时型;小孢子四分体呈四面体形排列;成熟花粉粒为二细胞型。羊角槭花药发育过程中出现严重败育现象,表现为四分体胼胝质提早溶解、单核小孢子彼此粘连、花粉液泡化等,形成干瘪、内陷的花粉,一定程度上影响花粉质量;另初步测得羊角槭的花粉生活力在36.98%~60.54%之间,平均生活力为45.97%。本文将为羊角槭花药发育、小孢子发生和雄配子体发育过程及出现的异常现象提供解剖学资料。     

西瓜绒毡层和花粉发育的进一步观察

绒毡层为１层同型细胞,腺质性,幼期他药壁层相似,减数分裂开始后表现出自己独有的特点,小孢子母细胞纤维素壁生存到四分体时期,随着小孢子外壁出现而消失。四分体时期,小孢子发育出网状原覆盖层和柱状原基粒棒。成熟花粉属２－细胞型,含丰富淀粉和脂烃物质,生殖细胞具有流线型结构,呈梭形或柳叶形。营养核与生殖细胞联系密切。     

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     

开口箭大小孢子发生及雌雄配子体发育

利用石蜡切片技术,对百合科植物开口箭(Tupistra chinensis Baker)大小孢子发生及雌雄配子体发育进程进行胚胎学观察分析,以明确开口箭胚胎发育的特征,为百合科植物的研究提供生殖生物学依据。结果表明:(1)开口箭花药具有4个药室,花药壁的发育方式为基本型,由表皮、药室内壁、中层及绒毡层组成;绒毡层发育类型为分泌型,到四分体花药阶段绒毡层细胞开始解体退化,花药成熟时完全消失。(2)花粉母细胞减数分裂为连续型,依次形成二分体、四分体,四分体为左右对称形;成熟花粉为2-细胞花粉,具单萌发沟。(3)子房3室,倒生型胚珠6枚,双珠被,薄珠心;在花部的分化早期,由珠心顶端表皮下方分化出雌性孢原细胞,孢原细胞经过一次平周分裂形成周缘细胞和造孢细胞,造孢细胞发育为大孢子母细胞;大孢子母细胞第一次减数分裂后形成二分体,珠孔端的二分体孢子退化,合点端的二分体孢子继续第二次分裂,形成两个子细胞依次发育为二核胚囊、四核胚囊和八核胚囊;开口箭的胚囊发育类型为葱型。     

凹叶厚朴大、小孢子发生和雌、雄配子体发育的研究

凹叶厚朴花药四囊型,腺质绒毡层有1-2层细胞,小孢子形成时胞质分裂方式为修饰性同时型．小孢子四分体排列方式为左右对称型,成熟花粉粒为二细胞型。四分体和小孢子在发生时有不规则变形。子房单心皮。心皮腹面壁上着生2个胚珠,胚珠倒生型,厚珠心,双珠被;抱原细胞一个,并且自表皮下第2层细胞处分化。胚囊发育为单孢蓼型。凹叶厚朴的胚胎学特征与木兰科其它植物的胚胎学特征基本相同,属于较原始的被子植物胚胎类型。在凹叶厚朴大、小孢子发生和雌、雄配子体发育过程中存在部分败育现象。本文初步探讨了凹叶厚朴濒危的生殖生物学原因。     

凹叶厚朴大、小孢子发生和雌、雄配子体发育的研究

凹叶厚朴花药四囊型,腺质绒毡层有1-2层细胞,小孢子形成时胞质分裂方式为修饰性同时型,小孢子四分体排列方式为左右对称型．成熟花粉粒为二细胞型。四分体和小孢子在发生时有不规则变形。子房单心皮,心皮腹面壁上着生2个胚珠,胚珠倒生型,厚珠心,双珠被;孢原细胞一个,并且自表皮下第2层细胞处分化。胚囊发育为单孢蓼型。凹叶厚朴的胚胎学特征与木兰科其它植物的胚胎学特征基本相同,属于较原始的被子植物胚胎类型。在凹叶厚朴大、小孢子发生和雌、雄配子体发育过程中存在部分败育现象。本文初步探讨了凹叶厚朴濒危的生殖生物学原因。     

HETEROCHRONY AND DEVELOPMENTAL INNOVATION: EVOLUTION OF FEMALE GAMETOPHYTE ONTOGENY IN GNETUM,A HIGHLY APOMORPHIC SEED PLANT

Seed plant female gametophytes are focal points for the evolutionary modification of development. From a structural perspective, the most divergent female gametophytes among all seed plants are found in Gnetum, a clade within Gnetales. Coenocytic organization at sexual maturity, absence of defined egg cells (free nuclei are fertilized), lack of centripetal cellularization, and postfertilization development of embryo-nourishing tissues are features of the female gametophytes of Gnetum unparalleled among seed plants. Although the female gametophyte of Gnetum retains the three basic phases of somatic development common to female gametophytes of plesiomorphic seed plants (free nuclear development, cellularization, cellular growth), the timing of fertilization has been accelerated relative to the rate of somatic development. As a consequence, the female gametophyte of Gnetum matures sexually (is fertilized) at a juvenile (compared with the ancestral somatic ontogeny) and free nuclear stage of somatic development, thereby precluding differentiation of egg cells. Unlike progenetic animals, where truncation of somatic ontogeny evolves in tandem with acceleration in the timing of sexual maturation, the female gametophyte of Gnetum completes the entire ancestral somatic ontogeny after precocious sexual maturation. This results in the evolution of postfertilization development of embryo-nourishing female gametophyte tissues, a phenomenon unique among seed plants. Nonheterochronic developmental innovations have also played important roles in the evolution of the female gametophyte of Gnetum. Centripetal cellularization, which is always associated with the phase change from coenocytic to cellular organization among plesiomorphic seed plant female gametophytes, is lacking in Gnetum. Instead, during early phases of development, apomorphic free nuclear organization is coupled with a highly anomalous pattern of cellularization. Stage-specific innovations during early development in the female gametophyte of Gnetum do not affect plesiomorphic aspects of later phases of development. Thus, a complex array of heterochronic and nonheterochronic developmental innovations have played critical roles in the ontogenetic evolution of the highly apomorphic female gametophyte of Gnetum.     

五唇兰雌配子体发育和胚胎发生的研究

五唇兰的胚珠倒生型,具薄珠心,两层珠被。胚囊发育为双孢子葱型,成熟胚囊８核。从传粉到受精约５０ｄ,正常双受精。胚具５－６细胞的胚柄,种子成熟时胚柄及胚乳核消失,成熟种子只具单层细胞的种皮和一个未分化的珠珠形胚。     

马蹄香大小孢子发生及雌雄配子体形成

马蹄香（Ｓａｒｕｍａｈｅｎｒｙｉ,Ｏｌｉｖ．）花药壁的发育属双子叶型。花粉母细胞减数分裂为同时型,四分体主要为四面体形,少数为左右对称式排列。腺质绒毡层,其细胞可排列为不规则的两层,双核或多核。到单细胞花粉阶段,绒毡层细胞内切向壁上出现许多乌氏体。成熟花粉为２细胞型,圆球状,具单萌发沟。雌蕊６心皮,上部彼此分离、下部联合。倒生胚珠,双珠被,厚球心。胚囊发育蓼型。成熟胚囊为七细胞结构,但两个助细胞退化较早。     

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.     

海桐大、小孢子发育及雌、雄配子体形成的研究

利用常规石蜡制片法研究了海桐大、小孢子发生及雌、雄配子体发育的过程。结果显示:(1)小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为连续型,四分孢子为以四面体形为主,四分孢子后期部分小孢子壁皱缩;(2)花药壁由4层结构组成,由外到内为表皮、药室内壁、中层和绒毡层;(3)海桐具多个胚珠,单珠被,薄珠心,胚珠类型为倒生胚珠。大孢子母细胞减数分裂主要形成线形排列的4个大孢子,还具有少有的十字形排列,功能大孢子位于合点端;(4)胚囊发育属单孢型的蓼型,成熟的雌配子体为四细胞五核胚囊。     

烟草大小孢子发生和雌雄配子体发育研究

采用卡宝品红染色压片和石蜡切片法对迪勃纳氏烟草(Nicotiana debneyi)大小孢子发生和雌雄配子体发育过程进行了研究.结果发现:(1)迪勃纳氏烟草为两性花,其小孢子发生和雄配子体发育早于大孢子.(2)迪勃纳氏烟草小孢子发生和发育过程基本正常,减数分裂过程有少数细胞出现滞后染色体、染色体断片和染色体桥等异常现象;其胞质分裂为同时型,四分体为十字交叉型和正四面体型,成熟的花粉粒为2细胞型.(3)迪勃纳氏烟草为2室子房,中轴胎座,倒生胚珠,胚珠多数,胚囊发育为蓼型,大孢子发生和发育过程未观察到异常现象.     

濒危植物瑶山苣苔的大小孢子发生和雌雄配子体发育研究

利用石蜡切片技术对瑶山苣苔大小孢子发生、雌雄配子体发育及胚胎发育进行了细胞学观察,结果表明:瑶山苣苔胚珠倒生,单珠被,薄珠心,具珠被绒毡层。大孢子母细胞减数分裂形成的四分体呈直线排列,合点端的大孢子发育为功能大孢子,其余3个大孢子退化,胚囊为单孢子发生的蓼型胚囊发育方式。花药为四囊形,花药壁由外到内依次为表皮、药室内壁、中层和腺质绒毡层,小孢子形成时胞质分裂为修饰性同时型,小孢子四分体排列方式为四面体形,成熟花粉为2核细胞。胚乳发育为细胞型,在胚的发育过程中被吸收耗尽。瑶山苣苔大小孢子发生和雌雄配子体发育基本正常,不是导致其濒危的原因。但瑶山苣苔果实成熟时,胚仅发育至球形胚时期,需要经过一定时间休眠才能完成形态后熟,表明胚未发育完全可能是该物种天然更新困难的原因之一。