毛竹茎秆纤维发育过程的超微结构观察

利用透射和扫描电镜观察了毛竹（Phyllostachys edulis (Carr.) H. De Lehaie）茎秆纤维发育过程中的超微结构变化。在纤维细胞初生壁形成期,细胞质中线粒体、内质网、高尔基体等细胞器数量有明显的增加,出现大量的由内质网与高尔基体分泌形成的运输小泡,周质微管平行分布于质膜内侧,出现环状片层结构,并在细胞壁与质膜之间出现壁旁体结构。随着次生壁的逐渐形成,细胞质中细胞器逐渐地解体并出现多泡小体;纤维细胞核出现染色质凝聚并边缘化,但在8 年生的纤维中可以持续存在;在纤维次生壁形成的整个阶段都存在与周围细胞相联系的胞间连丝和运输小泡;次生壁 在前4 年加厚明显,以后加厚程度减缓,但可以持续很长一段时间,并随着加厚出现宽窄交替的多层结构。结果表明,线粒体、内质网、高尔基体和壁旁体等细胞器与周质微管一起参与了初生壁和次生壁早期的形成;纤维细胞次生壁的形成过程就是一个漫长的程序性细胞死亡（PCD）,而PCD 的产物与胞间连丝一起参与了次生壁的形成与加厚;染色质凝聚并边缘化的细胞核与胞间连丝的持续存在,证明毛竹茎秆纤维细胞是一种典型的长寿细胞。     

一种特殊的长寿细胞:毛竹茎秆纤维细胞

利用显微和细胞化学方法,对毛竹(Phyllostachys edulis)茎秆纤维次生壁形成过程中超微结构变化以及ATP酶、Ca2 -ATPase和酸性磷酸酶的超微细胞化学定位进行了研究.研究发现,次生壁形成早期,细胞核具有双层核膜,染色质凝聚,可见大量的线粒体、粗面内质网和高尔基体等细胞器存在于纤维细胞中;随后,双层核膜消失,细胞器将逐渐解体,多泡体开始出现在纤维细胞的细胞质;随着年龄的增加,纤维细胞壁逐渐增厚,并出现多层结构现象,而运输小泡、细胞膜、胞间连丝和凝聚的染色质将持续存在.在次生壁形成的整个过程中,ATP酶、Ca2 -ATPase和酸性磷酸酶在运输小泡、细胞膜、质膜内陷、胞间连丝和凝聚的染色质中将持续存在.结果表明,毛竹茎秆纤维细胞是一种不同于木本双子叶植物的长寿细胞,纤维原生质体中ATP酶和酸性磷酸酶的持续存在与次生壁的持续增厚密切相关.     

毛竹茎秆纤维细胞发育过程中ATP酶的超微细胞化学定位研究

采用磷酸铅沉淀技术,对毛竹茎秆纤维细胞发育过程中的ATP酶进行了超微细胞化学定位研究.在初生壁形成时期,大量的ATP酶的活性产物沉积在质膜、质膜内陷、运输小泡、胞间连丝等膜体系以及细胞核和各种细胞器上;在次生壁形成的初期,ATP酶在多泡小体和裂解的液泡膜上出现,凝聚并边缘化的染色质上仍然具有ATP酶活性;随着次生壁的逐渐加厚,在前四年中持续存在具有ATP酶活性的质膜内陷结构,以后消失;而在六年生纤维细胞的质膜、运输小泡、纹孔、胞间连丝和凝聚化的染色质上仍然发现有明显的ATP酶分布,并发现在染色质上ATP酶活性会随着凝聚程度的加深而增强.结果表明,ATP酶在毛竹茎秆纤维细胞壁的整个形成过程中发挥重要作用,而纤维细胞的次生壁形成过程是一个由核基因控制的主动的PCD过程;并证实毛竹茎秆纤维细胞的发育有别于其它木本植物纤维细胞的发育过程,这种纤维细胞是一种典型的长寿细胞.     

毛竹茎纤维次生壁形成过程的超微结构观察

利用透射电镜观察了毛竹（Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｐｕｂｅｓｃｅｎｓ Ｍａｚｅｌ）茎纤维发育过程中次生壁的形成过程。纤维发育早期,细胞具有较大的细胞核和核仁;细胞质浓稠,具有核糖体、线粒体和高尔基体等细胞器。随着纤维次生壁的形成,细胞壁加厚,细胞质变得稀薄,内质网和高尔基体的数量明显增加,并且两者共同参与了运输小泡的形成;在质膜内侧可观察到大量周质微管分布。随着次生壁的进一步加厚及木质化,细胞壁     

一种特殊的长寿细胞: 毛竹茎秆纤维细胞

利用显微和细胞化学方法, 对毛竹( Phyllostachys edulis) 茎秆纤维次生壁形成过程中超微结构变化以及ATP 酶、Ca²⁺ -ATP_ase 和酸性磷酸酶的超微细胞化学定位进行了研究。研究发现, 次生壁形成早期,细胞核具有双层核膜, 染色质凝聚, 可见大量的线粒体、粗面内质网和高尔基体等细胞器存在于纤维细胞中; 随后, 双层核膜消失, 细胞器将逐渐解体, 多泡体开始出现在纤维细胞的细胞质; 随着年龄的增加,纤维细胞壁逐渐增厚, 并出现多层结构现象, 而运输小泡、细胞膜、胞间连丝和凝聚的染色质将持续存在。在次生壁形成的整个过程中, ATP 酶、Ca²⁺ -ATP_ase 和酸性磷酸酶在运输小泡、细胞膜、质膜内陷、胞间连丝和凝聚的染色质中将持续存在。结果表明, 毛竹茎秆纤维细胞是一种不同于木本双子叶植物的长寿细胞, 纤维原生质体中ATP 酶和酸性磷酸酶的持续存在与次生壁的持续增厚密切相关。     

毛竹茎秆纤维细胞发育过程中的细胞程序性死亡

利用TUNEL检测、细胞学及细胞化学方法,对毛竹茎秆纤维细胞发育过程中的细胞程序性死亡进行了研究。在次生壁形成的早期,纤维细胞出现染色质凝聚、细胞器膨胀、液泡膜解体和细胞质泡状化等典型的细胞程序性死亡形态学特征;TUNEL检测反应呈阳性,显示此时的纤维细胞核DNA发生了片段化。此时,在纤维细胞裂解的液泡膜、降解的细胞质和凝聚的染色质上具有ATPase活性。纤维细胞质的Ca^2＋水平会随着次生壁的形成而逐渐升高,随后Ca^2＋聚集成块状。在初生壁形成后期,纤维细胞染色质上的酸性磷酸酶（APase）活性增强。随着纤维次生壁的持续增厚,ATPase、酸性磷酸酶和Ca^2＋将在裂解的细胞质和凝聚的染色质上持续存在多年。结果表明,毛竹茎秆纤维细胞的次生壁形成过程是一个主动自溶的细胞程序性死亡过程。初生壁形成后期染色质上酸性磷酸酶活性增强及次生壁形成期胞质Ca^2＋的聚集,与纤维细胞的程序性死亡密切相关。ATPase,Ca^2＋和APase参与了纤维细胞程序性死亡过程中原生质体的降解。     

毛竹茎秆纤维细胞发育过程中的细胞程序性死亡(英文)

利用TUNEL检测、细胞学及细胞化学方法,对毛竹茎秆纤维细胞发育过程中的细胞程序性死亡进行了研究。在次生壁形成的早期,纤维细胞出现染色质凝聚、细胞器膨胀、液泡膜解体和细胞质泡状化等典型的细胞程序性死亡形态学特征;TUNEL检测反应呈阳性,显示此时的纤维细胞核DNA发生了片段化。此时,在纤维细胞裂解的液泡膜、降解的细胞质和凝聚的染色质上具有ATPase活性。纤维细胞质的Ca2+水平会随着次生壁的形成而逐渐升高,随后Ca2+聚集成块状。在初生壁形成后期,纤维细胞染色质上的酸性磷酸酶(APase)活性增强。随着纤维次生壁的持续增厚,ATPase、酸性磷酸酶和Ca2+将在裂解的细胞质和凝聚的染色质上持续存在多年。结果表明,毛竹茎秆纤维细胞的次生壁形成过程是一个主动自溶的细胞程序性死亡过程。初生壁形成后期染色质上酸性磷酸酶活性增强及次生壁形成期胞质Ca2+的聚集,与纤维细胞的程序性死亡密切相关。ATPase,Ca2+和APase参与了纤维细胞程序性死亡过程中原生质体的降解。     

朱顶红花粉萌发过程中营养细胞质的超微结构变化

本文应用透射电镜对朱顶红成熟花粉水合、活化和萌发的动态过程中营养细胞质的结构和组成变化进行了观察。成熟花粉具质体、线粒体、内质网、高尔基体。微丝束以聚集体的形式存在。花粉活化后,细胞器的数目和结构发生显著变化：质体和线粒体的片层明显增加,内质网片层狭窄,高尔基体活跃产生小泡,脂体降解及微丝聚集体散开。花粉萌发后,细胞质中出现周质微管和被刺小泡,此期细胞器的变化不明显。微丝以纤丝状遍布整个花粉管中。     

花生胚乳细胞化的超微结构观察

花生（ＡｒａｃｈｉｓｈｙｐｏｇｅａｅＬ．）心形胚期的胚乳游离核多瓣裂,或具长尾状结构。胚乳细胞质内有大量线粒体、质体、高尔基体、小泡及少量内质网。中央细胞壁有壁内突。球胚及心形胚期常见胚乳瘤。心形胚晚期,胚乳开始细胞化,胚乳细胞壁形成有３种方式,分别存在于不同的胚珠中：（１）从胚囊壁产生自由生长壁形成初始垂周壁,具有明显的电子密度深的中层,其生长主要靠末端的高尔基体小泡及内质网囊泡的融合。两相邻的自由生长壁末端或其分枝末端相连形成胚乳细胞。（２）核有丝分裂后产生细胞板,细胞板向外扩展并可分枝。间期的非姊妹核间也观察到形成了细胞板。小泡与微管参与细胞板的扩展,高尔基体和内质网是小泡的主要来源。细胞板的扩展末端相互连接,形成胚乳细胞的前身。小泡继续加入细胞板的组成,以后形成胚乳细胞壁。（３）胚乳细胞质中,出现一些比较大的不规则形的片段性泡状结构,它们可能来源于高尔基体小泡,这些片段性泡状结构随机相连形成细胞壁,未见微管参与。胚乳细胞外切向壁及经向壁上有壁内突。     

百合花粉母细胞间染色质穿壁运动前次生胞间连丝形成的研究

百合花粉母细胞间染色质穿壁运动前(细线期到偶线期)的花药,用一般电镜制片法和铅沉淀法对酸性磷酸酶活性的细胞化学反应产物的定位实验,其结果总结如下:(1)形成次生胞间连丝通道水解作用所需的酶可能是由“类溶酶体”小泡或由内质网腔直接分泌的;(2)次生胞间连丝通道的水解作用,可在细胞壁的两边细胞同时开始,先形成半胞间连丝,然后贯穿??在一起;或从一侧开始,一直穿孔到另一边,最后两者都能形成胞间连丝;(3)用铅沉淀法进行的酸性磷酸酶细胞化学的定位实验表明:在质膜、内质网、类溶酶体小泡中的酶活性反应产物沉积的部位与一般电镜法制备的切片上看到的电子致密度物质的分布情况完全一致,(4)用X-射线微区能谱分析的结果表明:沉淀物中含有铅元素,确实是磷酸铅。因此我们推测所谓“类溶酶体”以及内质网所分泌的水解酶,可能具有果胶酶、纤维素酶和半纤维素酶的性质,它们都能降解、穿孔各自的细胞壁形成胞间连丝。     

Ultrastructural Study of Secondary Wall Formation in the Stem Fiber of Phyllostachys pubescens

Ultrastructural changes in secondary wall formation of Phyllostachys pubescens Mazel fiber were investigated with transmission electron microscopy. Fiber developed initially with the elongation of cells containing ribosomes, mitochondria and Golgi bodies in the dense cytoplasm. During the wall thickening, the number of rough endoplasmic reticulum and Golgi bodies increased apparently. There were two kinds of Golgi vesicles, together with the ones from endoplasmic reticulum formed transport vesicles. Many microtubules were arranged parallel to the long axis of the cell adjacent to the plasmalemma. Along with the further development of fiber, polylamellate structure of the secondary wall appeared, with concurrent agglutination of chromatin in the nucleus, swelling and disintegration of organelles, while cortical microtubules were still arranged neatly against the inner side of plasmalemma. Lomasomes could be observed between the wall and plasmalemma. The results indicated that the organelles, such as Golgi bodies together with small vesicles, rough endoplasmic reticulum and lomasomes, played the key role in the thickening and lignification of the secondary wall of bamboo fiber, though cortical microtubules were correlative with the process as well.     

毛竹竹秆基本组织发育过程中过氧化物酶的超微定位

利用电镜细胞化学技术对毛竹竹秆基本组织发育过程中过氧化物酶进行了细胞化学定位。基本组织细胞过氧化物酶活性由胞间隙处的胞间层开始逐渐向中间推进,同期过氧化物酶体、内质网等细胞器也具有酶活性,随后质膜和液泡膜出现酶反应物。次生壁形成期长细胞壁上过氧化物酶高活性主要集中在次生壁窄层中,以休眠期酶活性最高。随着年龄的增加,长细胞的过氧化物酶活性逐渐降低,九年生长、短细胞的过氧化物酶活性已很弱。短细胞的酶活性始终高于长细胞,细胞壁、质膜、运输小泡膜和纹孔也都具有较高的酶活性。短细胞伸长停止与高过氧化物酶活性有关。过氧化物酶分布和活性并不完全对应于木质素的沉积部位,短细胞的过氧化物酶可能参与了长细胞壁中木质素的合成。     

Genotypic differences in some physiological characteristics during cotton fiber thickening and its influence on fiber strength

Cotton (Gossypium L.) fiber strength is linked with many complex physiological and biochemical processes in the stage of secondary fiber cell wall thickening. With the aim of further exploiting of the relationship between fiber strength and genotypic differences in physiological characteristics, the experiment was implemented in Nanjing, China (in the lower reach of Yangtze River Valley in China) at the stage of cotton fiber thickening stage in 2004–2005. The result showed that the higher strength fiber (genotype Kemian 1) always had higher activities of sucrose synthetase (SuSy) and β-1,3-glucan synthase, and more sucrose and callose existed and transformed for cellulose synthesis than these of the other genotypes during the fiber secondary wall thickening period These resulted in a longer and more gently cellulose accumulation and wider range and longer period of fiber strength enhancing. Interestingly, the opposite effects were observed in lower strength fiber of Dexiamian 1 and intermediary indices were found in NuCOTN 33B with middle strength fiber. Taken together, above results suggested the variations in the transformation of sucrose and callose contents, and the dynamics of sucrose synthase and β-1,3-glucan synthase activities, might be one of the physiological reasons causing the differences in the speed of cellulose accumulation and fiber strength formation. Additionally, other results showed: (1) the occurrence of callose content peak might be an important sign of the onset of the secondary wall thickening in the fiber cell; (2) the duration and the maximum growth rate of cellulose rapid accumulation contribute more to fiber strength development than other indices of cellulose rapid accumulation.     

棉花纤维发育过程中内源激素含量和纤维品质变化及其关系研究

以新疆棉区优质棉品种‘新陆早16号’、品质中等品种‘新陆早10号’和‘新陆早13号’以及品质较差品种‘02-DB’为材料,测定了棉纤维发育过程中内源生长素(IAA)、赤霉素(GA4)、玉米素(ZR)和脱落酸(ABA)含量和主要纤维品质指标的变化,分析内源激素含量变化与纤维品质形成的关系。结果表明:不同品种棉花纤维发育中纤维内源激素变化趋势基本相似,其差异主要表现在IAA、GA4、ZR和ABA的含量大小及峰值出现的时间方面。‘新陆早16号’在纤维发育前期有较高IAA、GA4、ZR含量和较低的ABA含量,表现出纤维伸长速率较高、快速伸长时期较长等特征;而且在次生壁加厚期ZR峰值出现较早,有利于棉纤维成熟,从而表现出较优的纤维品质。‘02-DB’在纤维发育前期由于ABA含量较高影响了纤维伸长速率和快速伸长期的时间,同时后期ZR峰值出现晚,使纤维发育受到影响,而最终品质较差。可见,在棉花纤维伸长期IAA、GA4、ZR含量高而ABA含量低、次生壁加厚期ZR峰值出现早则有利于优质棉纤维形成。