植物胚胎学在中国的发展

植物胚胎学在中国的发展大体可划分为3个时期: (1) 初始时期, 主要在裸子植物胚胎发育的观察和实验研究方面开展了一些工作. (2) 在20世纪50年代后的十几年是学科的建立时期.这期间培养了一些植物胚胎学的人才和开展了许多胚胎发育的描述性研究.(3)近二十几年,随着国际上这一学科的发展,进入植物生殖生物学的发展时期.在这一时期中,以被子植物为对象开展了多方面的研究.第一,在结构与功能关系方面,研究小孢子发生过程中细胞质改组,雄配子体发育中营养核与生殖细胞的关系;雄性生殖单位与雌性生殖单位的结构,细胞质遗传的细胞学机理;生殖系统中的细胞骨架和传递细胞的结构与分布;胚珠中细胞衰退与其物质的迁移.第二,生理活动方面,研究钙在受精过程中的作用,ATP酶在胚珠物质运输中的参与,受精过程中与识别作用相关的柱头表膜和精细胞质膜蛋白的分离与组分的分析.第三,与育种相关的胚胎学研究,包括雄性不育性、无融合生殖及远缘杂交等.在以裸子植物为对象的研究中,首先是对许多我国特有的属种的胚胎发育作出详细的描述,以及为讨论系统位置提供胚胎学佐证.这方面的研究是独具特色的.其次,在受精作用和精细胞的光镜和电镜的研究也获得了突出的成果.     

植物生殖发育的分子生物学研究现状

50年代以来由于分子生物学等有关学科的迅速发展,植物胚胎学正在由实验胚胎学,进一步发展成为植物细胞生物学、生物化学及分子遗传学等学科相结合的植物胚胎发育生物学。发育受遗传所控制,遗传特点又要通过发育展现出来,胚胎发育的每个阶段也都显示着遗传特点。胚胎学与遗传学研究关系密切。植物胚胎发育生物学的范畴广义地说包含着花的形成,雌雄配子体的发生,配子的形成,受精与亲和性,以及果实,种子等孢子体形成过程中结构与功能的关系,形态建成的生理与分子基础,以及遗传信息展现的时、空顺序等生殖发育的多个方面。     

高等植物离体受精的重大进展

最近,德国的马克斯普朗克育种研究所的一个实验室,成功地用分离的玉米精细胞和卵细胞在体外融合,产生了人工合子。这是植物生殖细胞工程的一次重大突破。在50年代,著名植物胚胎学家P.Maheshwari在总结被子植物受精作用的控制时,尚难以想象雌雄配子可以进行体外操作,并实现融合。至六十年代,在组织培养技术蓬勃发展的影响下,发展了将胚珠或子房在离体培养的条件下进行授粉和受精的方法,称为“试管受精”,后来也常称为“离体受精”。这是1962年在印度德里大学植物胚胎学实验室开创的。试验的成功当时引起了国际上很大的重视。在其后的十余年中,在这个领域内开展了不少的研究,表     

银杏精细胞结构及受精作用的细胞学研究

采用常规石蜡制片技术和环氧树脂半薄切片技术,对银杏的精细胞结构及受精过程进行了研究。结果表明,临近受精前,精原细胞分裂形成两个半球形的精细胞,每个精细胞内含液泡状结构、生毛体和纤维性颗粒体各一个。两精细胞的液泡状结构其位置可同时或分别位于近极面和远极面,这种位置的变动可能是鞭毛摆动导致精细胞的旋转所引起,这说明银杏的精细胞在花粉管内也许即可以旋转运动。在银杏受精前后,珠孔端颈卵器室附近的珠心组织表现出向上隆起、出现受精滴、皱褶等规律性变化,这些现象是判断银杏受精时期的良好形态特征。在银杏受精时带有鞭毛的完整精细胞进入颈卵器,随后鞭毛带及精细胞质遗留于颈卵器口下方、卵细胞上面,仅精核进入卵细胞。进入卵细胞的精核直径约30μm,小于成熟精细胞的精核直径（约40μm）。这些对探讨银杏的系统地位及裸子植物的生殖演化具有一定意义。     

外来入侵植物胜红蓟的胚胎学观察及繁殖系统研究

以采自我国广东江门和广州两个种群的胜红蓟(Ageratum conyzoides L.)种子为材料,采用流式细胞种子筛选技术(FCSS)和人工控制授粉实验,对胜红蓟的繁殖系统进行研究,并结合整体透明技术和微分干涉差(DIC)显微镜观察法,对其胚珠发育过程和花药结构进行细胞胚胎学观察。种子筛选结果显示,胜红蓟的种子既可以通过有性生殖产生,又可以通过不需要假受精的无融合生殖产生,属于兼性无融合生殖类型。开放性授粉和套袋处理之间的结实率均较高,分别为88%±1.2%和86.2%±1.2%,两者之间无显著差异;而去雄处理的结实率和开放性授粉、套袋这两种处理之间差异显著。胚珠的细胞胚胎学观察结果发现,胜红蓟的有性生殖胚囊发育方式为蓼型,无融合生殖胚囊的发育方式为山柳菊型。胜红蓟的花粉粒在花药内就开始萌发出花粉管,具有闭花受精特性。研究结果表明闭花受精和兼性无融合生殖等繁殖特性保证了胜红蓟在各种生存环境下的结实量,提高其在新生境中归化和入侵的可能性。     

植物的生殖讲座（八）——植物生殖生物学研究进展

植物的生殖讲座（八）──植物生殖生物学研究进展陈祖铿（中国科学院植物研究所北京１０００４４）植物生殖生物学是研究植物有性生殖过程的一门分支学科,它涉及性细胞发育、传粉与受精,以及胚胎发生等。从广义讲,可以包括各种形式的营养体无性繁殖和孢子生殖过程。花...     

油松细胞质遗传的细胞学机理:Ⅱ.雄性和雌性细胞器在受精和原胚时期的传递(英文)

在电镜下观察油松 (PinustabulaeformisCarr.)传粉后的胚珠临近受精时的花粉管和卵细胞的细胞质、受精时雄配子体细胞质的传递、游离核和细胞原胚发育时期质体和线粒体的传递。在成熟卵细胞中含许多线粒体 ,缺少正常结构的质体 ,它们转变为大内含体。此外 ,卵细胞还有丰富的小内含体和其他一些细胞器。花粉管在卵细胞的珠孔端释放其内含物。精核与卵核融合时 ,核周围未见来自精细胞的质体和线粒体。不参与融合的精核停留在接受液泡旁 ,在其周围有大量的雄性细胞质 ,其中混合有精细胞、管细胞和卵细胞的细胞器。在游离核原胚时期 ,核周区的细胞质中可见雄性与雌性亲本的细胞器相混合 ;其中许多线粒体与原来卵细胞中的线粒体有相同的形态 ,也有一些线粒体看来是来自精细胞和管细胞 ;质体是由雄配子体传递 ,形态与精细胞的或花粉管中的质体相似。卵细胞中变异的质体 (即大内含体 )在原胚发育时期变为液泡状 ,而雄性质体参加到新细胞质中。在原胚细胞中 ,线粒体大多数为母本来源 ,质体则表现为精细胞或管细胞的质体形态。该研究确定了油松具父系质体和双亲线粒体遗传的细胞学基础。对裸子植物线粒体和质体遗传的机理从细胞学的角度进行了分析。     

植物的生殖讲座（六）：被子植物的双受精

简要介绍了近十几年来在被子植物双受精中有关结构与功能研究的进展。在被子植物的胚囊中,助细胞吸引花粉管进入胚囊,促进花粉管释放内容物,使精子达到受精的靶区。配子以细胞融合的方式进行精卵结合,雄性细胞质在某些种中不进入卵中而在某些种中精子细胞质进入印中。讨论了雄性细胞质传递与细胞质遗传的关系。介绍了精子二型性现象、倾向受精和精卵识别研究工作进展。     

极小种群野生植物崖柏的生殖物候、传粉及胚胎发育研究

以濒危植物崖柏(Thuja sutchuenensis Franch.)为对象,对其生殖物候、传粉机制进行观察,并采用石蜡切片法对其胚胎发育过程进行研究。结果显示:崖柏于8月分化出大、小孢子叶球,次年3月传粉,为花粉无气囊、具传粉滴、胚珠直立型传粉机制,球果于10月开裂;显微观察发现,传粉期花粉进入珠孔后,贮藏在珠心上方的贮粉室内,同时珠心组织中分化出孢原细胞,进入雌配子体发育阶段,5月中旬,花粉管开始萌发,6月初完成受精,进入胚胎发育阶段,10月初,胚胎发育成熟。研究表明崖柏从大、小孢子叶球形成至种子成熟的整个发育过程中均存在败育,而胚珠败育及雌配子体游离核时期至幼胚发育期间的败育是其生殖障碍的主要原因。本研究获得了崖柏生殖生物学的基础资料,为其人工繁育和制定保护策略提供了重要依据。     

獐牙菜的胚胎发生

对獐牙菜大孢子发生、雌配子体形成、受精、胚及胚乳发育过程进行了研究。主要结果如下：子房2心皮,1室,4列胚珠,侧膜胎座;薄珠心,单珠被,倒弯生胚珠。大孢子母细胞减数分裂形成4个大孢子直线形排列,合点端的大孢子具功能,胚囊发育为蓼型。3个反足细胞宿存,每个细胞均多核和异常膨大,反足吸器明显,并在胚乳之外形成染色较深的类似“外胚乳”的结构。珠孔受精,受精作用属于有丝分裂前类型。胚乳发育为核型;胚胎发育为茄型。果实成熟时,种子发育至球形胚阶段。反足细胞在龙胆科一些短命植物中的宿存与分裂具有重要的生殖适应与进化意义。     

中国植物分类及标本采集史简述

植物分类学是一门古老的科学,其发展也受到了社会历史变革的深刻影响。该文通过对我国植物分类学研究和发展史进行简要回顾,根据人们对植物分类学科的认识程度以及社会重大历史事件等,将我国植物分类的发展史大体分为原始、古代、近代和现代4个阶段,并对各阶段进行了简要说明。植物标本是植物分类研究最基本和最重要的凭证材料,因此我国的植物标本采集史也见证了植物采集人员在我国植物分类学研究发展的历史过程中所付出的血汗、泪水甚至生命。植物资源的保护和种质资源的收集和保存正日益成为我国生态文明建设的主要内容,在新时代生物多样性保护的背景下,植物分类学和植物分类研究人员将会发挥更重要的作用,为我国的生物多样性保护提供更加有力的支撑。     

中国植物园五十年

概述了中国140多个植物园过去50年发展的历史过程、分布和特征,以及植物园在研究、保护、展示和利用生物多样性等方面的功能.评述了中国植物园早期在经济作物烟草、药用植物薯蓣和野生果树资源研究中对社会和经济发展的贡献,以及近年来在种子科学、物种保护、经济植物引种驯化和育种等方面的理论和应用研究成果.介绍了中国植物园活植物收集的现状.其中木兰科、姜科、苏铁类、药用植物、猕猴桃属和杜鹃属等收集圃的建设已属世界领先.介绍了植物园科普和旅游的发展和中国植物园特有的盆景艺术园和硅化木收集园.     

中国植物园五十年

概述了中国 14 0多个植物园过去 5 0年发展的历史过程、分布和特征 ,以及植物园在研究、保护、展示和利用生物多样性等方面的功能。评述了中国植物园早期在经济作物烟草、药用植物薯蓣和野生果树资源研究中对社会和经济发展的贡献 ,以及近年来在种子科学、物种保护、经济植物引种驯化和育种等方面的理论和应用研究成果。介绍了中国植物园活植物收集的现状。其中木兰科、姜科、苏铁类、药用植物、猕猴桃属和杜鹃属等收集圃的建设已属世界领先。介绍了植物园科普和旅游的发展和中国植物园特有的盆景艺术园和硅化木收集园     

EMBRYOLOGICAL STUDY OF HERMINIUM MONORCHIS (ORCHIDACEAE) USING CONFOCAL SCANNING LASER MICROSCOPY

The embryology of Herminium monorchis (Orchidaceae) was studied using confocal scanning laser microscopy (CSLM), a new technique for embryological studies. This technique may contribute new information to plant embryology. Herminium monorchis has a monosporic embryo sac development. The mature embryo sac is 8-nucleate. Two integuments, both 2-layered, are formed, but only the inner takes part in formation of the micropyle. Double fertilization takes place. The primary endosperm nucleus does not divide, but remains alive at least at the 3-celled stage of embryo development. The three antipodals do not show any sign of degeneration at this stage.     

美国在华采集竹类植物标本的历史(1840-2010年)

植物标本采集是植物学研究的重要内容, 与植物引种密切相关。自19世纪以来, 美国植物采集者在全球尤其是中国进行了广泛的植物采集。在众多的植物类群中, 中国的竹类植物引起了美国采集者的极大关注, 并开展了大量调查研究和标本采集工作。研究美国植物采集者在中国采集竹类植物标本的历史, 对了解竹类植物从中国引种到美国的历史具有重要意义。本文基于国内外有关美国在华采集的竹类植物标本数据, 对其学名、采集地、采集人以及采集时间进行整理校对, 分析了美国采集者在华采集竹类植物标本的历史。结果表明: 1840-2010年, 美国在华共采集竹类植物标本960号2,238份, 隶属于25属120种(含变种和变型), 分别占中国竹类属和种数的73.5%和22.5%; 有45位(支)采集者(采集队), 在这些采集者中莫古礼最为重要; 采集地涉及20个省级行政区; 采集时间前后跨度约170年, 主要集中在20世纪上半叶。     

黔东南州白云岩喀斯特区植物群落演化特征

该研究采用时空互代法、连续带指数法等,对贵州省黔东南州的白云岩喀斯特区60个具有代表性的典型样地的植物种组组成、以及各演替阶段植物群落高度、密度、生物量、生物多样性指数、均匀度指数、生态优势度指数等进行调查分析,以探讨白云岩喀斯特区植物群落的演化特征,为深入研究白云岩喀斯特区植物群落自然恢复规律奠定基础。结果表明:(1)各种组的优势种组成不同,种组替代规律依次为先锋种、次先锋种、过渡种,最终被顶极种替代的过程。(2)群落的高度、密度、生物量等结构特征随植物群落演替发展呈逐渐增大趋势,变化范围分别为0.58～9.54m、585～3 145株·hm-2、8.45～128.56t·hm-2。(3)植物群落的物种丰富度随演替阶段的发展呈下降趋势,从草本群落阶段到顶极群落阶段物种数由48种降低到10种。(4)随着植物群落演替阶段的发展,生物多样性指数呈先升高后降低的趋势,即由草本群落的3.48升高到草灌群落的4.73,后降到顶极群落的3.46;均匀度指数呈降低趋势,最高为草本群落阶段的0.95,最低为常绿阔叶林阶段的0.78;生态优势度指数逐渐升高,顶极群落达到最大,为0.10。     

研究开发燃料油植物生产生物柴油的几个策略

能源短缺和环境污染是目前人类社会所面临的巨大挑战,而生物柴油的应用和推广正是现阶段解决能源替代问题的较佳手段。现今国外生物柴油产业发展十分迅速,产量逐年增长,而我国的生物柴油产业才刚刚起步。本文介绍了极具潜力的5种木本油料植物麻疯树（Jatropha curcas）、光皮树（Cornus wilsoniana）、文冠果（Xanthoceras sorbifolia）、黄连木（Pistacia chinensis）和欧李（Cerasus humilis）和1种野生草本油料植物海篷子（Salicornia bigelivii）,进而提出运用转基因技术提高燃料油植物种子含油量的优势,归纳总结了生产生物柴油的4种不同工艺。最后建议政府应对燃料油植物种植和生产加工产业实施补贴和免税等扶植政策。本文对我国生物质能源产业的发展提供了有价值的实施策略,具有重要的借鉴和参考价值。     

基于气孔导度和光合模型的植物功能类群合并问题

尺度扩展(Scaling up)过程中的植物类群合并问题是生态系统建模领域的难点之一。该文采用机理性生理生态学模型对内蒙古典型草原9种植物净光合速率和气孔导度与环境因子的关系进行了分析,净光合速率模型和气孔导度模型分别能够平均解释生长季内78.19%和55.87%的净光合速率和气孔导度的日变化。在此基础上根据拟合得到的8个植物生理参数进行聚类分析,将内蒙古典型草原9种植物分为3个植物功能类群:克氏针茅(Stipa krylovii)、阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus)、冷蒿(Artemisia frigida)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)和小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)抗旱性强,生物化学光合能力中等,归为一类称为强抗旱中光合植物功能类群;羊草(Leymus chinensis)、芨芨草(Achnatherum splendens)和马蔺(Iris lactea)抗旱性中等,生物化学光合能力较强,归为一类称为中抗旱高光合植物功能类群;串铃草(Phlomis mongolica)抗旱性和生物化学光合能力都比较低,称为低抗旱低光合植物功能类群。在对多种植物存在的自然生态系统进行模拟时可以按此方法将植物分成若干具有相似特点的功能类群,而不必对每一种植物都作模拟。这种处理方法可以降低模型复杂性和节省运算时间,较之于只用优势种来代替所有物种的模拟也更加接近实际情况。这将为生态系统模型尺度扩展过程中如何合理有效合并植物类群,从而正确判别植物功能型提供一种可行的方法。     

植物苯丙烷代谢途径

众所周知,固着生长的植物经常受到环境中各种生物和非生物胁迫的威胁。所以在漫长的进化过程中,植物必须将多样的环境信号整合到其发育过程中,以实现适应性形态的发生和代谢途径的精确调控,最终使植物完成整个生长周期。研究显示,苯丙烷代谢作为植物重要的次级代谢途径之一,其代谢产物,例如木质素、孢粉素、花青素和有机酸等,在调控植物适应性生长的过程中发挥着重要功能。特别是在药用植物中,苯丙烷代谢还与众多药用活性成分的合成息息相关,几乎所有包含苯丙烷骨架的天然药效成分均由苯丙烷代谢途径直接或间接合成,例如黄酮类、萜类和酚类等。此外,经苯丙烷代谢途径产生的一些次级代谢产物还能由植物根系外泌到周际土壤中,通过改变根系微生物的菌群生态,而影响植物生长和抵抗生物或非生物胁迫的能力。同时,苯丙烷代谢介导的这种植物-微生物互作也与药用植物的道地品质密不可分。本文综述了近年来植物苯丙烷代谢途径的最新研究进展,重点对该代谢途径中代谢产物的生理功能及表达调控机制进行了介绍,以期更深入地理解药用植物苯丙烷代谢与药材性状之间的潜在关系,旨在指导优良中草药的遗传育种,以进一步促进我国中医药事业的蓬勃发展。