高等植物开花研究现状简述

本文阐述了高等植物开花（包括光周期和春化作用,花序分生组织形成和花发端,以及花器官发生和发育）研究的一些进展,着重介绍了花发育过程中的基因调控方面的研究成果     

高等植物开花研究现状筒述

本文阐述了高等植物开花(包括光周期和春化作用,花序分生组织形成和花发端,以及花器官发生和发育)研究的一些进展,着重介绍了花发育过程中的基因调控方面的研究成果。     

黄瓜离体子叶节花芽和营养芽分化中CFL基因的表达

CFL基因是从黄瓜中克隆到的拟南芥LEAFY(LFY)同源基因.以离体黄瓜子叶培养物成花为实验体系,利用mRNA原位杂交技术对CFL基因在花芽和营养芽分化过程中的时空表达进行了分析.结果如下:在花芽分化过程中,CFL基因在花原基形成、花器官原基分化及各轮花器官形成之初强表达,在花器官形成以后表达减弱或不表达;在营养芽分化过程中,CFL基因在分生组织、叶原基和幼叶中有明显表达,在成熟组织中不表达.结果说明CFL基因的表达在黄瓜子叶节花芽和营养芽分化中原基的分化形成是必需的.结果提示CFL基因可能参与细胞分裂调控和启动、营养性分生组织向花分生组织转变等过程.     

植物花发育的分子机理研究进展

花的发育分为开花决定、花的发端和花器官的发育三个阶段。植物开花由多条途径诱导,包括光周期和光质诱导、春化作用、自主途径、赤霉素诱导、碳水化合物诱导等;植物体本身也存在着开花抑制途径。各种开花诱导途径能激活花分生组织特性基因,使茎端分生组织转变为花分生组织。花器官的发育由器官特性基因决定,这些基因的精确表达需要花分生组织特性基因的激活和多个正、负调节因子的调控;另有一类基因控制着花发育的对称性。花发育机理的研究具有重要的理论意义和广泛的应用前景。     

植物花发育的分子机理研究进展

花的发育分为开花决定、花的发端和花器官的发育三个阶段。植物开花由多条途径诱导,包括光周期和光质诱导、春化作用、自主途径、赤霉素诱导、碳水化合物诱导等;植物体本身也存在着开花抑制途径。各种开花诱导途径能激活花分生组织特性基因,使茎端分生组织转变为花分生组织。花器官的发育由器官特性基因决定,这些基因的精确表达需要花分生组织特性基因的激活和多个正、负调节因子的调控;另有一类基因控制着花发育的对称性。花发育机理的研究具有重要的理论意义和广泛的应用前景。     

木本植物开花调节基因的分离克隆及其童期控制

高等植物在萌发后需要经历一定时间的营养生长 ,即童期 ,才能进入生殖发育阶段。控制植物生殖转变调节童期的基因主要有花序分生组织特异基因、花分生组织特异基因、花器官分生组织特异基因。对近几年木本植物开花调节基因的分离克隆及其童期控制研究进行综述 ,对了解木本植物开花基因的作用功能 ,以及缩短童期和植物进化研究将有所裨益。     

山茶科濒危植物猪血木的花器官发生

利用扫描电镜首次观察了山茶科极濒危植物猪血木(Euryodendron excelsum)的花器官发生过程。猪血木的花为两性完全花,萼片和花瓣均为2/5螺旋向心发生,单轮排列,且有逆时针和顺时针两种方式。雄蕊的形成是先形成一个环形分生组织,然后在环形分生组织上以2/5螺旋产生5束雄蕊原基,每一束雄蕊原基的第一雄蕊原基都是在对萼的位置产生,其它的雄蕊原基在其两侧产生。3心皮顺序发生,愈合成3室单子房,柱头平截不裂。猪血木与山茶亚科的花器官发生明显不同。     

铁木属(桦木科)花序及花的形态发生

在扫描电镜下观察了桦木科(Betulaceae)铁木属花序和花的形态发生过程。结果显示, 铁木雌花序由多个小聚伞花序螺旋状排列组成。每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织, 由小花序原基分生组织分化形成1对次级苞片和2个花原基, 每个花原基分化出2个或3个心皮原基, 形成二心皮或三心皮雌蕊, 雌蕊基部有1层环状花被原基。雄花序为柔荑状, 由多个小聚伞花序螺旋状排列组成。每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织, 由小花序原基分生组织分化出3个花原基分区, 位于中央的花原基分区, 分化形成5-6枚雄蕊原基, 两侧的花原基分区, 分别分化形成3-4枚雄蕊原基, 雄蕊原基分化形成四药囊雄蕊。雄蕊原基纵裂, 但花丝纵裂没有达到基部。     

榛属（桦木科）花序及花的形态发生

在扫描电镜下观察了桦木科榛属榛、毛榛和滇榛的花序和花的形态发生过程。榛属雌花序由多个小聚伞花序螺旋状排列组成;每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化形成2个花原基;每个花原基分化出2个心皮原基,形成二心皮雌蕊;雌蕊基部有2层花被原基,内层花被原基环状,外层花被发生于花原基近轴面和远轴面,近轴面和远轴面的花被不均等分化,外层花被发生早于内层花被。雄花序为柔荑状,由多个小聚伞花序螺旋状排列组成。每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化出2枚次级苞片和4。6个雄蕊原基,形成4—6枚雄蕊,每个雄蕊具4个药囊,在雄蕊原基分化形成4药囊雄蕊过程中．出现雄蕊原基纵裂。并且花丝纵裂至基部。为进一步全面探讨桦木科属间系统演化关系提供了证据。     

榛属 (桦木科) 花序及花的形态发生

在扫描电镜下观察了桦木科榛属榛、毛榛和滇榛的花序和花的形态发生过程。榛属雌花序由多个小聚伞花序螺旋状排列组成;每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化形成2个花原基;每个花原基分化出2个心皮原基,形成二心皮雌蕊;雌蕊基部有2层花被原基,内层花被原基环状,外层花被发生于花原基近轴面和远轴面,近轴面和远轴面的花被不均等分化,外层花被发生早于内层花被。雄花序为柔荑状,由多个小聚伞花序螺旋状排列组成。每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化出2枚次级苞片和4~6个雄蕊原基,形成4~6枚雄蕊,每个雄蕊具4个药囊,在雄蕊原基分化形成4药囊雄蕊过程中,出现雄蕊原基纵裂,并且花丝纵裂至基部。为进一步全面探讨桦木科属间系统演化关系提供了证据。     

植物组织培养中器官建成的生理生化基础

组织培养中器官发生可通过外植体诱导愈伤组织形成,随后出现根、芽分化,也可通过外植体直接分化根、芽。无论哪条途径,愈伤组织诱导和原基的形成是十分重要的,这一过程被称为脱分化过程。脱分化过程从细胞分裂的启动开始,经过分裂形成拟分生组织或分生组织中心,随后形成器官原基。器官原基的形成受外界因素和体内生理生化因素的调节,本文结合我们课题组工作对国内外这方面的新进展作一简单介绍。     

高等植物开花诱导途径信号整合的分子机制

开花是高等植物从营养生长到生殖生长的重要转折点。花分生组织的形成是开花植物对内外环境信号的响应。近年来在开花诱导方面已获得许多研究成果,我们介绍了高等植物开花诱导的4条主要途径（光周期途径、春化途径、自主途径和赤霉素途径）和复杂的信号整合机制。     

芸薹属植物发育过程中顶端结构的解剖学研究

本文采用解剖学方法研究花椰菜、青花菜、结球甘蓝和大白菜在生长发育过程中顶端分生组织结构的变化及之间存在的差异。结果显示它们的顶端分生组织结构都是由最初幼苗的原套-原体结构逐渐发育到过渡型分区结构、典型化五个分区结构,至开始进入生殖生长时期的四个分区结构(形成层状细胞区消失)。四种植物在进入生殖生长后,顶端分生组织细胞行为不同:大白菜和甘蓝顶端亚外套两侧细胞分裂分化形成顶生叶原基,在顶生叶原基内侧的细胞将进行分裂产生花序侧枝原基。花椰菜和青花菜顶端亚外套两侧细胞分裂形成花序分生组织,花序分生组织增生即为花球体;内部解剖结构表现为分生组织不断分裂增多的过程。这些结果为研究花序表型发生的解剖学本质及分子生物学研究分生组织发育方向奠定了基础。     

花形态形成的分子遗传学

花由茎顶分生组织的少数细胞分化而来。花的分生组织进行活跃的细胞分裂,并逐步分化形成萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊4个器官。这些器官的性质由花的“同源异型基因”决定,决定花的器官数和对称性等的基因族也在起作用。就目前对这些基因族的研究进展做些探讨。     

千金榆花序及花器官发育

在扫描电镜下首次观察了桦木科鹅耳枥属千金榆花序和花的形态发生过程。千金榆雌花序由多个小聚伞花序螺旋状排列组成;每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化形成2个花原基和2个次级苞片;每个花原基分化出2个心皮原基,形成1个二心皮雌蕊;次级苞片远轴面发育快于近轴面,呈不均等的联合状;雌蕊基部有1层环状花被原基。雄花序为柔荑状,由多个小聚伞花序螺旋状排列组成;每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化出3个花原基分区,并分化形成3朵小花,小花无花被,位于两侧的小花分别有2枚雄蕊,位于中央的小花有4枚雄蕊,雄蕊共8枚,稀为10枚,该3朵小花为二歧聚伞状排列,其花基数应为2基数。     

观光木的花器官发生

在扫描电镜下观察了观光木(Tsoongiodendron odorum Chun)花器官的发生发育。观光木的花原基最初为近圆形,随着顶端分生组织的活动,花原基边缘处出现浅凹,形成第一轮花被片原基,此时,花原基呈三角形排列,后两轮花被片原基依次发生,与前一轮互生;在内轮花被片发生的后期,最初几枚雄蕊原基几乎同时出现,呈螺旋状向顶发生,最后排列成三角圆锥状;雄蕊原基发育后期,心皮原基开始发育,形状与发育初期的雄蕊原基相似,随后心皮原基进行侧向生长,在近轴面出现浅凹,进而发育为凹槽,形成腹缝线,最后腹缝线完全愈合。腹缝线愈合现象表明观光木具有进化特征,与含笑属的亲缘关系较近。     

臭椿花器官分化的初步研究

利用扫描电镜(SEM)和光镜(LM)对臭椿花序及花器官的分化和发育进行了初步研究,表明:1)臭椿花器官分化于当年的4月初,为圆锥花序;2)分化顺序为花萼原基、花冠原基、雄蕊原基和雌蕊原基。5个萼片原基的发生不同步,并且呈螺旋状发生;5个花瓣原基几乎同步发生且其生长要比雄蕊原基缓慢;雄蕊10枚,两轮排列,每轮5个原基的分化基本是同步的;雌蕊5,其分化速度较快;3)在两性花植株中,5个心皮顶端粘合形成柱头和花柱,而在雄株中,5个心皮退化,只有雄蕊原基分化出花药和花丝。本研究着重观察了臭椿中雄花及两性花发育的过程中两性花向单性花的转变。结果表明,臭椿两性花及单性花的形成在花器官的各原基上是一致的(尽管时间上有差异),雌雄蕊原基同时出现在每一个花器官分化过程中,但是,可育性结构部分的形成取决于其原基是否分化成所应有的结构:雄蕊原基分化形成花药与花丝,雌蕊原基分化形成花柱、柱头和子房。臭椿单性花的形成是由于两性花中雌蕊原基的退化所造成,其机理有待于进一步研究。     

C类花器官特征基因AGAMOUS(AG)调控植物花分生组织维持与终止研究进展

花分生组织的维持与终止在植物花器官发生和世代交替起着至关重要的作用。成功的花分生组织决定能够确保植物正常的生殖发育和生命周期进程。诸多研究表明AGAMOUS(AG)基因作为花器官分化和开花决定的主效调节因子,能够协调花发育过程中多种细胞命运决定。然而,关于AG参与调控植物世代交替及花分生组织维持与终止的分子调控机制尚不清晰。综述了近年来AG基因参与调控植物花分生组织维持与终止的研究进展及现状,以期为深入研究植物花器官分化过程中干细胞的维持和终止,以及干细胞活动与其他发育过程之间的分子调控过程提供参考。     

拟南芥开花时间调控的整合途径

拟南芥开花时间受光周期途径、春化途径、自主途径和赤霉素途径4条途径调控。开花途径整合因子LEAFY、SDC1和FT等可整合来自不同开花途径的信号,并将信号传递给花分生组织基因,从而实现对拟南芥开花时间的精确调控。文章就整合途径基因调控网络的最新研究进展作简要介绍。     

黄瓜花原基的形成及与Ca^2＋的关系

以黄瓜为试验材料研究了肉眼可见的花原基突起之前,花原基早期的分化过程。结果显示花原基分化和开花的起始节位是第一真叶节;肉眼可见花原基突起前早期的分化是在叶腋亚表皮部位形成一个球形的花原基起始细胞团,此细胞团进一步分裂、扩大形成肉眼可见的花原基突起;第一真叶节的花原基起始细胞团分化集中发生于6—7d苗龄时期;Ca^2 在花原基起始细胞团细胞中主要分布在细胞壁和细胞间隙,而在非起始细胞团的叶腋亚表皮细胞则主要分布在液泡中,并对Ca^2 在花原基起始细胞团分化中的作用进行了讨论。