太谷核不育小麦花药内游离脯氨酸和总氨基酸含量的变化及其与育性的关系

本文对显性单基因控制的太谷核不育小麦不同发育阶段的可育株和不育株的花药及雌蕊内游离肺氨酸和游离总氨基酸的含量进行了分析。结果表明:(1)在小孢子母细胞减数分裂期,不同育性花药之间游离脯氨酸的含量无明显差异,且含量较低。(2)在小孢子单核初期,可育花药内游离脯氨酸的含量显著高于不育花药,是不育花药的7倍,比减数分裂期增加20倍,高达其干重的1.65％,占其游离总氨基酸的50％。(3)在雌蕊中,游离脯氨酸的含量远远低于花药,不同育性植株之间差异不很明显。(4)关于游离总氨基酸的含量,在花药中减数分裂期,不同育性植株之间无明显差异;在小孢子单核初期,可育株高于不育株。在雌蕊中,相应于小孢子单核初期时,可育株稍高于不育株,受精后迅速趋于一致,但整个变化幅度不大。     

温敏核不育小麦可育花药和败育花药发育观察

对温敏核不育小麦百农不育系（Bainong sterility,BNS）的可育和不育花药结构进行对比观察。在减数分裂期、小孢子早期和小孢子晚期,可育花药与不育花药的结构相同。小孢子分裂形成二胞花粉后,可育花粉中随着大液泡的分解,细胞质内含物增加,其中出现一些颗粒状物质。不育花药中,小孢子也可分裂形成二胞花粉,但营养细胞的大液泡不分解,细胞质也不增加,最终花粉中的细胞质消失,花粉败育。该种温敏核不育小麦的花粉败育时间发生在二胞花粉早期,可能和其大液泡没有适时分解有关。花粉败育时间的确定为进一步深入研究该种雄性不育小麦的败育机制打下了基础。     

温敏雄性核不育水稻可育花药与不育花药的钙分布

用焦锑酸盐沉淀法研究了温敏雄性核不育水稻在减数分裂时期和单核早期可育花药与不育花药的钙分布.结果表明：在减数分裂时期,可育花药小孢子母细胞和药室内的钙颗粒很少,而不育花药小孢子母细胞中分布许多的钙颗粒,特别是药室中的钙颗粒异常丰富,小孢子母细胞减数分裂异常,细胞质收缩退化.在单核早期,可育花药花粉内的钙颗粒极少,花粉表面分布许多钙颗粒,而不育花药花粉内分布许多钙颗粒,药室内的钙颗粒仍然非常丰富.可育花药维管束鞘细胞体积大且形状规则,细胞内的钙颗粒很少,而不育花药维管束鞘细胞体积小且形状不规则,细胞内的钙颗粒较多.     

棉花洞A型核雄性不育系花药败育过程中的生化变化

研究了陆地棉洞A型核雄性不育系(抗A1,MA)不育和可育花药不同发育时期可溶性碳水化合物、游离氨基酸和IAA、GA3、ABA含量的动态变化。结果表明,不育花药中可溶性糖含量偏高,缺乏淀粉积累;有4种游离氨基酸含量在可育与不育花药问存在显著差异,其中不育花药天门冬氨酸含量偏高,这可能是其败育的原因之一,而脯氨酸、精氨酸、苯丙氨酸含量异常,则是不育花药败育的结果;在花药主要败育时期之前,不育花药中ABA含量极显著偏高,IAA、GA3含量极显著偏低。不育花药中IAA、GA3、ABA含量变化与洞A型核雄性不育系花药败育密切相关。     

高粱雄性不育与可育花药同工酶及游离组蛋白的比较研究

本文研究了高粱细胞质雄性不育花药、可育花药不同发育时期的COD、PPO、MDH及游离组蛋白变化特征,结果表明,在花粉母细胞减数分裂期,COD、PPO未呈现差异,但到了小孢子单核期,不育花药与可育花药间COD、PPO出现明显差异,并且这种差异一直保持至花粉粒双核—三核期。COD、PPO的变化时期与花粉败育的关键时期(小孢子单核期)相一致。不育花药与可育花药的MDH两者相同,但游离组蛋白在花药发育的不同时期均呈现明显差异。本文作者将不育花药、可育花药的COD、PPO及游离组蛋白中出现的差异归因于不育花药中的细胞质不育基因对核基因表达的调控作用。     

太谷核不育小麦不育株花药败育过程中核酸代谢的异常现象

太谷核不育小麦,从小孢子母细胞减数分裂期开始,不育株花药的核酸代谢就有明显异常,核糖核酸(RNA)含量很低,仅为可育株花药的22％,而游离单磷酸尿苷(UMP)含量则高于可育花药4倍左右。不同育性花药中RNA聚合酶活力无明显差别。RNA水解酶活力表现异常,如其组成酶中新酶n带的出现和原有各组成酶相对活力不同程度的提高等。可育株和不育株旗叶的核酸含量无明显差别。     

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。     

桔梗花粉母细胞减数分裂及雄性败育的细胞生理学研究

以桔梗不育系PA及其保持系PB为试验材料,采用石蜡切片和改良苯酚品红染色压片法对花粉母细胞减数分裂和雄配子体发育过程进行比较,探讨桔梗雄性不育系小孢子形成过程和败育发生的细胞生理学机理。结果表明:(1)桔梗保持系PB花粉母细胞减数分裂的细胞质分裂为同时型,同一花药减数分裂较同步;在中期Ⅰ和中期Ⅱ,少数细胞中可见赤道板外染色体;四分体以四面体为主,成熟花粉粒为二核花粉。(2)不育系PA花粉母细胞减数分裂后期Ⅰ开始出现异常,表现为细胞质形态改变,末期Ⅱ之后细胞质不能分裂,形成异常四分体,胼胝质壁不能溶解,四分体难以释放出游离小孢子而被降解,导致败育。(3)在发育过程中,桔梗不育系花蕾游离脯氨酸、可溶性蛋白含量低于保持系,而SOD活性、丙二醛含量均高于保持系。(4)桔梗不育系PA及其保持系PB花粉母细胞减数分裂和雄配子体发育过程存在明显差异,桔梗雄性败育过程大体可分为4个阶段,即后期Ⅰ细胞质异常、末期Ⅱ之后细胞质不能分裂、四分体难以释放游离小孢子、四分体被降解仅残留碎片。研究认为,桔梗不育花蕾(开花前)生长发育过程中,体内活性氧代谢紊乱、丙二醛积累及游离脯氨酸等"物质代谢损亏"可能是引起桔梗雄性败育的原因。     

用同工酶鉴定太谷核不育小麦授粉后籽粒育性的初探

太谷核不育小麦系由显性雄性不育单基因(简称Tal)控制的杂合体,它的异交后代总是分离出不育株和可育株两种等比(1:1)的类型。为了探索显性雄性核不育的分子遗传机理,许多学者已对它进行了细胞学及生理、生化方面的研究:如小孢子不同发育时期的显微观察;不育株和可育株花药内游离氨基酸成份的比较分析及脯氨酸代谢上的变化;同工酶     

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.     

白菜细胞核雄性不育花药的细胞化学观察

对一种由一对隐性基因控制的白菜细胞核雄性不育和可育株的花药进行了细胞学和组织化学研究。种子播种后,有1/4植株为不育株,其余的为可育株。通过对不育株和可育株花药发育的细胞学观察,确认不育花粉的败育发生在小孢子发育时期。用组织化学的方法研究了可育株和不育株花药发育过程中的多糖和脂类的分布动态,发现在减数分裂前,可育花药和不育花药的药隔细胞中都储藏了大量的淀粉粒。二者的差异仅是不育花药的绒毡层细胞液泡化明显。在减数分裂后的小孢子发育时期,可育花药的绒毡层细胞具有将药隔细胞中的淀粉粒多糖吸收并转化成脂类的功能,小孢子及以后的二胞花粉中也积累了大量的脂类储藏物质在不育花药中,虽然减数分裂后药隔细胞中的淀粉粒也都消失,但绒毡层细胞中的脂类物质相比很少,同时绒毡层细胞显示了明显的多糖反应,表明不育花药的绒毡层细胞将糖类转化为脂类的功能受阻。在小孢子的表面有些脂类物质,但在细胞质中却没有脂类积累。这一结果暗示在该种白菜细胞核雄性不育株中,由于花药绒毡层细胞转换多糖为脂类的功能失常,导致了小孢子的败育。     

白菜核雄性不育花药超微结构的研究

对白菜核雄性不育两用系的可育与不育花药进行了超微结构的比较观察。结果显示不育花药的造孢细胞核仁靠边分布:包裹小孢子母细胞的胼胝质厚薄不均匀,不完整等早期异常现象。减数分裂后,四分体细胞中常有多个细胞核。从四分体释放出的小孢子外壁的孢粉素物质不均匀沉积．呈不连续的单层异常结构。最后小孢子通过细胞质收缩方式败育。在可育花药中,绒毡层细胞在小孢子发育后期已显示出退化迹象,同时在细胞中开始积累脂类物质。但在同时期的不育花药中, 绒毡层细胞没有显示出退化的迹象,也不合成脂类物质。从时间上看,败育花药中小孢子母细胞及小孢子的异常在先,绒毡层细胞的异常在后。本研究揭示了白菜核雄性不育花药的超微结构特征, 对我们以前的光学显微镜观察结果予以补充和修正。     

谷子不育系及其相应可育系小孢子发育的细胞学观察

以谷子2个品种的不育系及其保持系为材料,对其小孢子发育的细胞形态学进行了观察研究。结果表明:昭盟A花药的外部形态及花粉母细胞的发育过程与昭盟B相似,能形成外观正常的三核花粉,但其花药不能开裂散粉。石炮A表现出了败育时间和方式的多样性,且不育系与保持系间在花药长度上有显著差异。此外,两种不育系的维管束都表现出不同程度的发育不良。不良程度与药囊退化程度相关。     

水稻雄性不育与花药中类脂褐素的积累

细胞质雄性不育水稻不育系珍汕９７Ａ和其保持系珍汕９７Ｂ,处于不育期的光（温）敏核不育水稻Ｗ６１５４ｓ和培矮６４ｓ的花药中类脂褐素（ＬＦＬＰ）含量随花粉发育或败育而增高．不育花药中ＬＦＬＰ的形成速率比可育花药快,三核期的珍汕９７Ａ和不育期Ｗ６１５４ｓ的花药,其ＬＦＬＰ比相应具育性花药高２４％．用抗氧化剂ＧＳＨ、ＢＨＴ和Ｎ２处理离体的单核期花药,发现ＧＳＨ可降低珍汕９７Ａ和不育期的Ｗ６１５４ｓ的ＬＦＬＰ含量．结果认为,水稻雄性不育与膜脂过氧化作用的荧光产物类脂褐素的积累有关．     

THE CYTOLOGY OF POLLEN ABORTION IN S CYTOPLASMIC MALE-STERILE CORN ANTHERS

The anther development of the S male-sterile cytoplasm and the fertile maintainer (N) cytoplasm versions of corn inbred W182BN and the restored S cytoplasm version of inbred NY821LERf was studied by light and electron microscopy and compared to pollen abortion in the C and T types of male-sterile cytoplasms. The S anthers did not deviate from the non-male sterile (N) anthers until a very late stage of pollen development. Tapetal cells developed and disappeared normally in the S version which differentiates this cytoplasm from the C and T types. Although some modified membranous structures were seen in a higher frequency in the large vacuole of the sterile S pollen than in the N and restored S counterparts, the mitochondria and other organelles in the S pollen appeared normal up to the time of pollen abortion. Pollen abortion in the S cytoplasm did not occur until the developing pollen was nearly mature. At this time the pollen grains disintegrated abruptly but other anther tissues appeared unaltered. The male sterility of S plants appeared to be determined by the pollen itself without external influence from the tapetum.     

Studies on the Free Amino Acid Content in Anthers of Malesterile and Fertile Plants of Taigu Wheat,with Special Reference to Free Proline Content

Biochemical analyses were made on anthers and pistils at various developmental stages of both male-sterne and fertile plants of Taigu wheat. Analyses ineluded total free amino aeids and free proline. The following results were obtained: 1. There was no significant difference between the content of free proline in anthers of male-sterile and fertile plants at reduction division of mierospore mother cells. 2. In anthers with early uninucleate miorospores, the content of free proline of fertile plants was remarkably higher than that of male-sterile plants. It is interesting to note that at this stage the content of free proline in fertile plants rose to 1.65% of the dry weight of the anther, constituting 50% of the total free amino acids, and amounted to 7-fold of that in male-sterile plants. This result is in line with the results obtained with most cytoplasmic malesterile plants reported by other workers, although malesterility in Taigu wheat is controlled by the nueleus. 3. In pistils, at the stages eorresponding to the early uninneleate and the binueleate stages of the pollen, the free proline content of fertile plants was twice as much as that of the male-sterile plants. This differenee disappeared gradually after fertilization. 4. Tile content of total free amino aoids did not fluetuate as much as the free proline content. There was no differenee in anthers of both types of plants during reduction division of mierospore mother cells. In anthers with early uninueleate pollen grains, total free amino acid content of fertile plants exceeded that of male-sterile plant, the difference levelled off at latter stages. In pistils, before fertilization, the content of total free amino acids of the fertile phmts was slightly higher than that of the male-sterile plants. After fertilization t}fis difference was no nmre noticeable.     

白菜细胞核雄性不育花药的细胞化学观察

对一种由一对隐性基因控制的白菜细胞核雄性不育和可育株的花药进行了细胞学和组织化学研究。种子播种后,有1／4植株为不育株,其余的为可育株。通过对不育株和可育株花药发育的细胞学观察,确认不育花粉的败育发生在小孢子发育时期。用组织化学的方法研究了可育株和不育株花药发育过程中的多糖和脂类的分布动态,发现在减数分裂前,可育花药和不育花药的药隔细胞中都储藏了大量的淀粉粒。二者的差异仅是不育花药的绒毡层细胞液泡化明显。在减数分裂后的小孢子发育时期,可育花药的绒毡层细胞具有将药隔细胞中的淀粉粒多糖吸收并转化成脂类的功能,小孢子及以后的二胞花粉中也积累了大量的脂类储藏物质。在不育花药中,虽然减数分裂后药隔细胞中的淀粉粒也都消失,但绒毡层细胞中的脂类物质相比很少,同时绒毡层细胞显示了明显的多糖反应,表明不育花药的绒毡层细胞将糖类转化为脂类的功能受阻。在小孢子的表面有些脂类物质,但在细胞质中却没有脂类积累。这一结果暗示在该种白菜细胞核雄性不育株中,由于花药绒毡层细胞转换多糖为脂类的功能失常,导致了小孢子的败育。