拟南芥花粉活力的测定及其在花粉发育研究中的应用

花粉发育是植物生活周期中一个重要且复杂的过程, 需要多种基因的参与。花粉发育是否完善可以根据花粉形态特征, 并通过检测花粉的生活力、萌发力、可育性和受精能力等生理特征来判断。以拟南芥候选基因突变体为材料, 通过对花粉的这些生理特征的检测, 可以初步推测候选基因参与花粉发育的功能和作用机制。本文介绍了用于花粉活力测定的几种技术的原理和方法, 以及应用这些方法进行花粉发育研究的进展。     

植物花粉发育miRNAs研究进展

作为一类内源性的负调控因子,植物miRNAs通过沉默靶基因或者翻译抑制来调控基因的表达。到目前为止,用高通量测序技术、miRNA微阵列技术以及实时荧光定量PCR等方法已经鉴定出许多与植物花粉发育有关的miRNAs。越来越多的证据表明,这些miRNAs选择性地存在于花粉发育的各个时期并发挥着特异的调控功能。该文对近年来花粉发育中与miRNAs相关的研究作一综述,介绍了与之相关的研究方法及参与调控花粉发育过程的miRNAs,为深入探索miRNAs调控植物花粉发育的分子机制、通过人工miRNAs技术构建作物雄性不育系以及推动杂种优势的利用提供研究策略。     

花粉的保存及其生活力测定

花粉是种子植物的雄配子体，在有性繁殖中发挥着重要作用。采集的花粉和贮存的花粉，在使用之前必须作生活力的鉴定，以估价花粉是否有授精能力，并掌握花粉的形态和生理特征。本文对花粉的采集与保存、花粉生活力的概念及花粉生活力的测定方法作了详细的介绍，并对各种方法的优缺点进行了讨论。     

花粉的保存及其生活力测定

花粉是种子植物的雄配子体,在有性繁殖中发挥着重要作用,采集的花粉和贮存的花粉,在使用之前必须作生活力的鉴定,以估价花粉是否有授精能力,并掌握花粉的形态和生理特征,本文对花粉的采集与保存,花粉生活力的概念及花粉生活力的测定方法作了详细的介绍,并对各种方法的优缺点进行了讨论。     

水稻花粉植株的遗传表现

由于培养基对花粉植株存在着一定程度的筛选作用,所以使花粉植株一代的分离有时不符合孟德尔的分离定律。 一个较纯一的推广品种,有可能通过花药培养产生不同类型的等基因系,但发现在生活力方面有衰退的迹象。还看不出通过花药培养对生活力强弱的筛选作用。     

类伸展蛋白OsPEX1对水稻花粉育性的影响

类伸展蛋白(Leucine-Rich Repeats Extensins,LRX)是一类细胞壁嵌合蛋白,其N端包含一个LRR(leucine-rich repeats)结构域,C端含Extensins结构域。研究表明,LRX基因家族在拟南芥(Arabidopsis thaliana)花粉萌发和花粉管生长过程中具有重要作用,而水稻(Oryza sativa L.)LRX基因家族是否在调控花粉发育方面具有保守的生物学功能尚不清楚。本研究首先进行了生物信息学分析,结果显示,水稻LRX基因家族包括8个成员,OsPEX3、OsLRX3、OsLRX5位于水稻第1号染色体;OsLRX1、OsLRX3、OsLRX2、OsPEX1和OsPEX2分别位于第2、第5、第6、第11和第12号染色体,其中OsPEX1基因在花粉中高表达,暗示OsPEX1可能参与了花粉发育调控。为此,本研究采用RNAi技术进一步研究了OsPEX1基因对花粉发育的影响。结果表明,OsPEX1基因的RNAi转基因植株花粉败育,结实率仅为10%-30%。qRT-PCR分析显示,这些RNAi转基因植株OsPEX1基因表达量显著低于野生型,而且其表达量越低花粉育性亦随之降低。上述研究结果表明,水稻OsPEX1基因是水稻花粉发育的重要基因,该基因的克隆和功能分析有助于进一步阐明水稻花粉发育调控的分子遗传学机制。     

葫芦科蔬菜花粉萌发特性的研究

试验采用花粉离体萌发技术,对葫芦科７属８种蔬菜花粉生活力进行了较为深入的研究,结果表明：葫芦科蔬菜花粉属于“嗜硼、好气、喜温、较耐储藏”的类型。适量的蔗糖可以提高萌发率,并明显有利于花粉管生长。此外,试验中还发现不同种作物花粉萌发力的差异与花粉萌发孔或沟的特征有明显关系联系。     

花粉发育的研究进展

近年来,随着现代生物学技术及分子生物学技术在花粉生物学研究领域中广泛的应用,从而使花粉发育过程中一些关键问题及其有关分子机理的研究均获得了重要进展。目前已克隆了许多与花粉发育有关的基因,并鉴定了一些花粉发育的突变体。本文针对花粉发育过程中的细胞质改组;胼胝质壁、淀粉粒和细胞器的动态变化;绒毡层的发育;花粉发育特异基因;以及不对称分裂和细胞命运等几个生物学问题的研究进展作了简要综述,最后还提出了一些研究展望。     

烟草脱外壁花粉的电激基因转移

以 β-葡糖苷酸酶 GUS 基因作为报告基因 ,通过瞬间表达的检测 ,比较了烟草 Nicotianatabacum L . 脱外壁花粉、未萌发与萌发花粉的电激导入效果 ,探讨了不同电激条件及启动子对外源基因瞬间表达的影响 .结果表明 :当脉冲时间常数为 13 ms时 ,导致脱外壁花粉和萌发花粉生活力下降约50 %的电场强度分别为 750 V/ cm和 12 50 V/ cm,在此条件下电激 ,二者的导入效果最好 .脱外壁花粉的GUS基因表达水平约为萌发花粉的 5倍、花粉粒的 30倍 .玉米花粉特异启动子 Zm13- 2 60 能启动 GUS基因在脱外壁花粉和萌发花粉中高效表达 ,而 Ca MV 35S的启动活性很低     

iaaM基因在烟草花粉中的表达及其在花粉发育中的作用

试验利用花粉特异表达的启动子(Lat52)和绒毡层特异表达的启动子(TA29)引导外源生长素合成代谢基因(iaaM)在烟草花粉中表达以研究生长素在花粉发育中的作用。转Lat52-iaaM基因或转TA29-iaaM基因烟草在形态上表现出变异,如从茎上形成不定根,叶呈卷曲状等典型的生长素过量表达的性状。另外,与对照相比,转基因烟草花药中IAA水平显著增加,且植株矮化,开花期推迟,有的转基因烟草未能开花。上述现象表明:Lat52和TA29启动子的表达并不仅限于花粉或绒毡层,或者说这两个启动子的表达有些泄漏。转基因烟草的花药形状有较大的变异,早期的每个花药中花粉数明显减少,但这些花粉可被醋酸一洋红染色。所有能开花的转基因烟草均可收到种子,但收自某些转基因株系的种子不能萌发。所有这些结果表明生长素在花粉发育过程中起重要作用,过量的生长素会导致花粉发育的异常。     

Pollen morphology in the genus Veronica L. (Plantaginaceae) and its systematic significance

Pollen grains of 30, mainly annual, species from 134 populations of the genus Veronica (Plantaginaceae, formerly Scrophulariaceae) from the Mediterranean Region, have been studied with light and scanning electron microscopy. Three pollen types are defined based on pollen size and exine surface sculpture. In some cases within the study group pollen size can be useful in species determination. Hypothetical relationships of pollen grain size and aperture number with ploidy level, style length and corolla diameter are discussed. The ornamentation of the exine in Veronica, although generally a conservative character within the genus, gives some additional support to the most recent infrageneric classification of Veronica.     

小檗科的花粉演化

以APG III定义的基部真双子叶分支（Basal Eudicots）中毛茛目（Ranunculales）小檗科（Berberidaceae）为研究对象,选取4个DNA片段（rbcL、matK、trnLF和26S rDNA）,利用最大似然法构建分子系统树,结合已报道的花粉形态数据,分析了该科16个属的花粉形态。选择花粉分散单位、极性、形状、大小、萌发孔数目、萌发孔位置、外萌发孔形状、覆盖层上元素、覆盖层纹饰和外壁厚度共10个关键性状,采用简约法推断了该科花粉的祖征、共衍征和演化式样。研究表明：单粒、等极、近球形、中等大小是小檗科花粉的祖征。无极、多萌发孔和周面孔是小檗亚科（Berberidoideae）的共衍征,支持其为一个单系。三萌发孔分别为鬼臼亚科（Podophylloideae）、南天竹亚科（Nandinoideae）各自的共衍征;覆盖层上元素不存在是小檗亚科和南天竹亚科的共衍征,将它们与鬼臼亚科区分开来,同时也支持了小檗亚科和南天竹亚科之间的姐妹关系。此外,对一些属花粉形态的演化意义进行了讨论,提出一些特殊的花粉性状可以用来定义某些属,如Bongardia和兰山草属（Ranzania）。     

无核早熟沙田柚与花粉败育--无核机理研究(1)

在无核沙田柚的基础上，得到了一种新的早熟无核沙田柚。成熟期提前了一个月。本文将同时讨论无核化与花粉败育的关系。无核机理涉及诸多问题，比如花粉败育、雌雄配子体的发育、染色体和基因的变化等。花粉败育是无核的一个重要性状     

花粉发育的研究进展

近年来,随着现代生物学技术及分子生物学技术在花粉生物学研究领域中广泛的应用,从而使花粉发育过程中一些关键问题及其有关分子机理的研究均获得了重要进展。目前已克隆了许多与花粉发育有关的,并鉴定了一些花粉发育的突变体。本文针对花偻发育过程中的细胞质改组;胼胝质壁、淀粉粒和细胞器的动态变化;绒毡层的发育;花粉发育特异基因;以及不对称分裂和细胞命运等几个生物学问题的研究进展作了简要综述,最后还提出了一些研究展望。     

Pollen morphological studies in subfamily Suaedoideae (Chenopodiaceae)

The pollen morphology of two Bienertia species and 28 Suaeda species from the Old World has been studied with light and scanning electron microscopy. Pollen morphological characters used in this study include pollen diameter, pore number, pore diameter, operculum diameter, chord distance, exine thickness, plus number and characteristics of exine spinules and operculum spinules. Using these characters, the pollen of Bienertia is clearly distinguished from that of Suaeda. In addition, pollen data support recent molecular studies which merge the genus Borszczowia into Suaeda. The pollen grains of Suaeda show notable variation; in some cases this allows morphological distinctions to be made between species. Taxonomically, pore number is observed to be a more useful character than pollen diameter. Principal components analysis (PCA) shows only a weak correlation between pollen characters and habit (life form), habitat, mode of photosynthesis or phylogenetic relationships. Interestingly, however, the annual C₃ and C₄ species of section Schoberia are usually characterised by a higher pore number than the perennial C₄ species.     

Cytoskeleton in Pollen and Pollen Tubes of Ginkgo biloba L.

The distribution of F-actin and microtubules was investigated in pollen and pollen tubes of Ginkgo biloba L. using a confocal laser scanning microscope after fluorescence and immunofluorescence labeling. A dense F-actin network was found in hydrated Ginkgo pollen. When Ginkgo pollen was germinating,F-actin mesh was found under the plasma membrane from which the pollen tube would emerge. After pollen germination, F-actin bundles were distributed axially in long pollen tubes of G. biloba. Thick F-actin bundles and network were found in the tip of the Ginkgo pollen tube, which is opposite to the results reported for the pollen tubes of some angiosperms and conifers. In addition, a few circular F-actin bundles were found in Ginkgo pollen tubes. Using immunofluorescence labeling, a dense microtubule network was found in hydrated Ginkgo pollen under confocal microscope. In the Ginkgo pollen tube, the microtubules were distributed along the longitudinal axis and extended to the tip. These results suggest that the cytoskeleton may have an essential role in the germination of Ginkgo pollen and tube growth.