洋葱花药发育中钙离子分布特征

采用焦锑酸钾沉淀钙离子技术,对洋葱（Alliumcepa）花药发育中Ca^2＋分布进行了研究。在小孢子母细胞时期,小孢子母细胞中的钙沉淀颗粒很少,但绒毡层细胞的内切向壁已出现明显的钙沉淀颗粒。在四分体时期,四分体小孢子的胼胝质壁中出现较多的钙沉淀颗粒;绒毡层细胞内切向壁的钙沉淀颗粒消失,而在外切向壁和径向壁部位的钙沉淀颗粒增加。在小孢子早期,小孢子中也出现了钙沉淀颗粒,而绒毡层细胞内切向壁表面出现了很多絮状物,其上附有细小钙沉淀颗粒。到小孢子晚期,小孢子中出现一些小液泡,细胞质中的钙沉淀颗粒有所下降。此时绒毡层细胞已明显退化,但在绒毡层膜上仍有一些乌氏体和钙沉淀颗粒。在二胞花粉早期,营养细胞中的液泡收缩、消失,细胞质中又出现了较多的钙沉淀颗粒,在质体和其内部的淀粉粒表面上附有较多的钙沉淀颗粒。到二胞花粉晚期,花粉中的钙沉淀颗粒已明显下降,仅在花粉外壁中还有一地钙沉淀颗粒．     

莴苣花药发育过程中钙的分布特征

减数分裂前,莴苣花药中的钙颗粒很少。减数分裂后,花药绒毡层细胞中的钙颗粒明显增加。同时在花药药室基质中也出现许多细小的钙颗粒。刚从四分体中释放出的小孢子内钙颗粒很少。伴随着花粉外壁物质在小孢子表面的沉积,钙颗粒开始积累在花粉壁部位。随后。小孢子中开始出现钙颗粒。当小孢子开始形成液泡后,钙颗粒向其中聚集,伴随着小液泡融合成大液泡。体积较大的钙颗粒主要集中在液泡中,而细胞质基质中的钙颗粒很少。随着二胞花粉中的大液泡消失,花粉细胞质中的钙颗粒变得很少。在以后的发育中,只有花粉壁中积累较多的钙颗粒。在莴苣花药发育过程中,钙与绒毡层细胞的退化和小孢子液泡形成以及二胞花粉中大液泡的消失有关。而花粉外壁表面积累丰富的钙与以后花粉的萌发有关。     

莴苣花药发育过程中钙的分布特征

减数分裂前,莴苣花药中的钙颗粒很少。减数分裂后,花药绒毡层细胞中的钙颗粒明显增加, 同时在花药药室基质中也出现许多细小的钙颗粒。刚从四分体中释放出的小孢子内钙颗粒很少,伴随着花粉外壁物质在小孢子表面的沉积,钙颗粒开始积累在花粉壁部位。随后,小孢子中开始出现钙颗粒。当小孢子开始形成液泡后,钙颗粒向其中聚集,伴随着小液泡融合成大液泡,体积较大的钙颗粒主要集中在液泡中,而细胞质基质中的钙颗粒很少。随着二胞花粉中的大液泡消失,花粉细胞质中的钙颗粒变得很少。在以后的发育中,只有花粉壁中积累较多的钙颗粒。在莴苣花药发育过程中,钙与绒毡层细胞的退化和小孢子液泡形成以及二胞花粉中大波泡的消失有关。而花粉外壁表面积累丰富的钙与以后花粉的萌发有关。     

白菜核雄性不育系可育和不育花药中Ca2+的分布

研究了白菜(Brassica campestris L. ssp.chinensis Makino)细胞核雄性不育系花药中Ca2 的分布特征.在可育花药发育过程中,减数分裂后花药壁细胞中钙颗粒明显增加.早期小孢子开始积累钙颗粒并特异性地附在小液泡膜上.小孢子分裂后,大液泡消失过程中又伴随着许多钙颗粒附在小液泡膜上,显示出Ca2 与花粉中液泡的形成和分解有关.在不育花药中,最早出现的钙颗粒异常分布是在小孢子母细胞的胼胝质壁中积累了较多的钙颗粒.然而,在小孢子细胞质中钙颗粒一直很少,也不形成大液泡,最后通过细胞质收缩的方式败育.这是首次发现Ca2 参与调控花药发育过程,其异常分布与花粉败育密切相关.     

枸杞花药发育过程中钙的分布

在枸杞花药发育过程中,用焦锑酸钾沉淀的钙颗粒显示出了一个与花药发育事件有关的分布特征：在孢原细胞时期的花药中钙颗粒很少。在造孢细胞到小孢子母细胞时期,花药中钙颗粒增加。当花粉母细胞进行减数分裂时,花药中的钙颗粒进一步增加,尤其是在小孢子母细胞的胼胝质壁中。在小孢子发育早期,花药药隔部位的绒毡层细胞质中钙颗粒也明显增加并特异性地分布在其内切向壁上。当小孢子被释放出后,钙颗粒开始特异性积累在正在形成的花粉外壁中,尤其在萌发孔的部位聚集了大量的钙颗粒。当小孢子形成大液泡时,其细胞质中的钙颗粒明显减少。在小孢子分裂形成二胞花粉后,在二胞花粉的大液泡中又特异性地出现许多细小钙颗粒。随着二胞花粉的大液泡完全消失,其细胞质中又出现了许多钙颗粒。接近开花时的成熟花粉粒细胞质中,细小的钙颗粒主要分布在营养细胞和生殖细胞中。枸杞花药发育过程中钙的分布特征反映了其参与调控花粉发育过程。     

水芹花药发育中Ca~(2+)分布特征研究

应用焦锑酸钾沉淀技术对水芹发育花药中的Ca~(2+)分布特征和生理功能进行分析。在小孢子母细胞的胼胝质壁中聚集了较多的钙沉淀颗粒,其他部位较少。小孢子母细胞减数分裂后,花药药壁和药隔组织中的钙沉淀颗粒明显增加。早期小孢子先在花粉外壁基柱层中聚集了较多的钙沉淀颗粒,在小孢子质膜与花粉外壁之间也特异性聚集了许多钙沉淀颗粒。在小孢子形成大液泡过程中,小孢子质膜内陷形成小液泡,钙沉淀颗粒被包裹到小液泡中,并被转移到大液泡中,显示Ca~(2+)参与了液泡的构建。小孢子不等分裂后,二胞花粉中的大液泡分解,细胞质内含物增加,积累营养储存物——淀粉和脂滴。花粉中的钙沉淀颗粒明显减少,而药壁的表皮和药室内壁细胞中的则增加。成熟花粉中钙沉淀颗粒很少,但在花粉外壁的基柱层空隙中仍有许多钙沉淀颗粒分布。水芹花粉中的Ca~(2+)分布的特点显示其在小孢子发育的液泡代谢过程具有重要的生理功能。     

云南紫稻细胞质雄性不育系花药发育过程中Ca2+的分布特点

运用焦锑酸钾沉淀法研究了云南紫稻细胞质雄性不育系和保持系花药在发育过程中Ca^2 的分布特点。结果表明,保持系的花粉母细胞和小孢子的胞质内部基本无Ca^2 的沉淀,后期花粉外壁出现Ca^2 的沉淀;保持系早期的绒毡层细胞形态正常,胞内有少量Ca^2 沉淀,后期绒毡层细胞开始凋亡,胞质凝集,胞内出现大量Ca^2 的颗粒。不育系花粉母细胞在减数分裂时期败育,胞质液泡化,内部出现大量Ca^2 的沉淀;不育系绒毡层细胞形态正常,胞内无Ca^2 的沉淀。绒毡层与花粉母细胞、小孢子之间出现大量Ca^2 颗粒。探讨了不育系花药花粉母细胞中以及与绒毡层细胞之间Ca^2 的异常积累与雄性不育的关系。     

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。     

华北落叶松花粉发育过程中的钙动态分布

运用焦锑酸钾沉淀法研究了华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtiiMayr)小孢子发育过程中不同阶段Ca2 的分布情况。减数分裂时期,小孢子囊壁表皮和中层细胞的细胞壁及细胞间隙Ca2 分布较多,绒毡层只有外切向面的细胞膜有Ca2 分布,小孢子母细胞的各部位则很少有Ca2 ;四分体时期,包围四分小孢子的胼胝质壁上有大量的Ca2 分布,在四分孢子壁上也有较多沉淀;游离小孢子时期,钙离子在小孢子壁的分布较四分体时期有所减少,而到花粉成熟时又逐渐增多;从四分体到花粉成熟,乌氏体周围的Ca2 有增多的趋势。对四分体外壁Ca2 的大量分布与花粉壁的形成及信号物质在花粉表面贮存的关系,以及小孢子囊的外壁、绒毡层和乌氏体在Ca2 向花粉运输中所起的作用进行了讨论。     

华北落叶松花粉发育过程中的钙动态分布

运用焦锑酸钾沉淀法研究了华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr)小孢子发育过程中不同阶段Ca2 的分布情况.减数分裂时期,小孢子囊壁表皮和中层细胞的细胞壁及细胞间隙Ca2 分布较多,绒毡层只有外切向面的细胞膜有Ca2 分布,小孢子母细胞的各部位则很少有Ca2 ;四分体时期,包围四分小孢子的胼胝质壁上有大量的Ca2 分布,在四分孢子壁上也有较多沉淀;游离小孢子时期,钙离子在小孢子壁的分布较四分体时期有所减少,而到花粉成熟时又逐渐增多;从四分体到花粉成熟,乌氏体周围的Ca2 有增多的趋势.对四分体外壁Ca2 的大量分布与花粉壁的形成及信号物质在花粉表面贮存的关系,以及小孢子囊的外壁、绒毡层和乌氏体在Ca2 向花粉运输中所起的作用进行了讨论.     

Calcium distribution in fertile and sterile anthers of thermosensitive male-sterile wheat

Calcium distribution in fertile and sterile anthers of a thermosensitive male-sterile wheat genotype was investigated using an antimonate precipitation method. During fertile anther development, before meiosis of the microspore mother cells, calcium precipitates were apparent in tapetal cells of the anther wall. After meiosis, precipitates were detected in the early microspores and accumulated in the large vacuole of late microspores. After microspore division, following decomposition of the large vacuole, precipitates decreased in the bicellular pollen. The earliest abnormality in calcium precipitate distribution detected during sterile pollen development was the greater accumulation of precipitates in the cytoplasm and nucleus of late microspores. The sterile microspore can divide to form bicellular pollen, but the large vacuole of sterile bicellular pollen did not decompose and greater abundance of precipitates was retained in the large vacuole. Abnormal distribution of calcium precipitates in sterile pollen precedes structural changes, suggesting that abnormal calcium metabolism is associated with pollen abortion.     

Effect of Photoperiod on Calcium Distribution in Photoperiod-sensitive Cytoplasmic Male-sterile Wheat During Anther Development

Potassium antimontate was used to locate Ca2+ in fertile and sterile anthers of photoperiod-sensitive cytoplasmic male-sterile wheat (Triticum aestivum L.).The quantity and distribution of calcium precipitates change in microspore and pollen during microsporogenesis and pollen development.The calcium precipitates gradually accumulated on the surface of tetraspore or pollen until pollen mature. They were abundant on the surface of the trinucleate pollen,but not in the cytoplasm.Calcium was transported in anther wall and intervening connective tissue via symplast and apoplast system,meeting the need of microspore and pollen development.Abortive pollens were observed in the anthers developed under long daylight exposure. Abundant calcium precipitates were distributed along the edge of the degradatived pollen plasma and in the locular matrix,but little in the anther wall and intervening connective tissue of the early abortive pollen.Calcium precipitates accumulated on the surface of pollen was less than fertile pollen,but abundant calcium appear in the epiderms,endotheciums,middle layers of anther wall and cells of connective tissue.The results indicate that abnormalities in the distribution of calcium correlate with the failure of pollen development in photoperiod-sensitive cytoplasmic male-sterile wheat.     

A Comparative Study of Anther and Pollen Development in Male Fertile and Male. Sterile Green Onion (Allium fistulosum L.)

Anther and pollen development in male-fertile and male-sterile green onions was studied. In the male-fertile line, both meiotic microspore mother ceils and tetrads have a callose wall. Mature pollen grains are 2-celled. The elongated generative cell with two bended ends displays a PAS positive cell wall. The tapetum has the character of both secretory and invasive types. From microspore stage onwards, many oil bodies or masses accumulate in the cytoplasm of the tapetal cells. The tapetum degenerates at middle 2-celled pollen stage. In male-sterile line, meiosis in microspore mother cells proceeds normally to form the tetrads. Pollen abortion occurs at microspore with vacuole stage. Two types of pollen abortion were observed. In type I, the protoplasts of the microspores contract and gradually disintegrate. At the same time the cytoplasm of microspores accumulates oil bodies which remain in the empty pollen. The tapetal cells behave normally up to the microspore stage and early stage of microspore abortion, but contain fewer oil bodies or masses than those in the male-fertilt line. At late stage of microspore abortion, three forms of the tapetal ceils can be observed: (1) the tapetal cells with degenerating protoplasts become flattened, (2) the tapetal cells enlarge but protoplasts retractor, (3) the cells break down and tile middle layer enlarges. In type Ⅱ, the cytoplasm degenerates earlier than the nucleus of the microspores and no protoplast is found in the anther locule. There are fibrous thickenings iii the endothecium of both types. It is difficult to verify whether the tapetum behavior and pollen abortion is the cause or the effect.     

白菜核雄性不育两用系可育和不育花药ATPase的分布

对白菜核雄性不育两用系可育花药和不育花药的ATPase做了定位分析。可育花药的花粉母细胞核中积累了大量的ATPase反应颗粒,而细胞质中ATPase反应颗粒较少,但在线粒体中特异地聚集了一些大的ATPase反应颗粒。减数分裂后,小孢子细胞质中ATPase反应颗粒明显增加。随着小孢子发育,其细胞质中ATPase反应颗粒逐渐减少,但在线粒体中又特异性地聚集了较多的AT-Pase反应颗粒。当花药发育到二胞花粉时期,花粉和绒毡层细胞中的ATPase反应颗粒已很少了。不育花药的花粉母细胞中呈现较多的ATPase,然而在线粒体中很少。异常四分体小孢子细胞质中虽然有较多的ATPase反应颗粒,但还是通过细胞质收缩和质壁分离方式退化。对可育花药的花粉母细胞线粒体中特异出现的簇状ATPase分布现象进行了分析,讨论了不育花药中花粉母细胞线粒体ATPase的异常与花粉败育的可能关系。     

洋葱花药发育过程中的细胞化学研究(简报)

高等植物花药结构复杂,其发育更是一个迅速、多变的过程,如小孢子母细胞减数分裂期间的细胞质改组、胼胝质壁的形成与降解、大液泡的形成与消失、花粉内外壁的形成、绒毡层细胞的降解、营养物质的积累与转化等。除了上述花药组成细胞的形态和结构发生明显变化外。花药发育的另一个显著特点是以花粉为中心的营养物质单向运输和转化,尤其是小孢子有丝分裂形成二胞花粉后开始积累大量的营养储存物以供成熟花粉萌发时利用。