关苍术花粉母细胞减数分裂及其雄配子体发育研究

以关苍术为材料,采用染色体压片和卡宝品红染色相结合的方法对花粉母细胞分裂过程及雄配子体发育过程进行了系统观察,为关苍术细胞遗传学的深入研究提供科学依据。结果表明:(1)关苍术减数分裂进程与花蕾大小有密切关系,在花蕾4~12mm时,进入减数分裂时期;(2)在同一花蕾甚至同一花药中的不同花粉母细胞减数分裂表现不同步性;(3)减数分裂过程中正常四分体占85.14%,以十字型为主;(4)关苍术减数分裂异常率为7.71%,存在染色体片段、落后染色体、染色体桥、分裂不同步及多分体等异常现象;(5)雄配子体进行2次有丝分裂,成熟花粉为3-细胞型,外观有3条萌发沟。研究认为,关苍术同一花蕾不同花药间的减数分裂不同步性可以延长其花期,增加授粉几率,是一种适应环境条件的进化表现;减数分裂过程中发生的染色体桥、落后染色体、染色体片段及多分孢子等异常现象是导致部分花粉败育的主要原因之一。     

国产蔷薇科苹果亚科的花粉形态

对国产蔷薇科（Ｒｏｓａｃｅａｅ）苹果亚科（Ｍａｌｏｉｄｅａｅ）１６属１８种及１变型进行了植物花粉形态的光学显微镜和扫描电镜观察。本亚科花粉呈单粒存在,花粉近球形至长球形,极面观常呈三裂圆形,赤道面观椭圆形至圆形。本亚科的花粉在全科中是最大的,极轴为１８．６２～４５．６５μｍ,赤道轴为１８．３６～４０．８μｍ。最大花粉见于Ｃｒａｔａｅｇｕｓ ｐｉｎｎａｔｉｆｉｄａ,为（２８．８５～４５．６５）μｍ     

高温诱导诸葛菜花粉染色体加倍研究

以诸葛菜为材料,对高温处理诱导诸葛菜花粉染色体加倍进行了研究.结果表明:诸葛菜花蕾长度与小孢子母细胞减数分裂具有相关性;当花蕾长度在0.22～0.26cm时,以小孢子母细胞减数分裂终变期分裂相所占比例最大,此时在38～45℃高温下持续处理2～4h,可诱导花粉染色体加倍的未减数2n花粉,2n花粉平均诱导率最高为29.4%,个别处理甚至高达42.5%.研究进一步证明,高温等环境剧变可以诱导植物染色体倍性变异,在植物多倍化的进化中具有积极意义.     

通辽杨花粉母细胞减数分裂及其染色体行为研究

在温室水培条件下对通辽杨(Populus simoniiCarr.×P.nigraL.‘Tongliao’)花粉母细胞减数分裂进程及其染色体行为进行了研究。结果表明:(1)通辽杨花粉母细胞减数分裂与其雄花芽/花序外部特征和花药颜色有着密切关系,前期Ⅰ作为减数分裂过程中最关键而复杂的一个阶段,大约占整个减数分裂进程90%的时间;中期Ⅰ存在单价体,后期Ⅰ有落后染色体出现,表现出较强的遗传杂合性,而且中期Ⅱ平行纺锤体的出现与天然花粉中大花粉的存在之间可能有着一定的联系;(2)在通辽杨减数分裂过程中核仁数目存在1~8个的动态变化,这种现象可能与杨属植物古多倍性起源有关,并推测通辽杨染色体组内至少存在8对带有次缢痕的染色体;(3)在同一个花芽,同一个小花,乃至同一个花药中,往往能同时观察到5~9个不同的分裂相,这种减数分裂不同步性是通辽杨适应环境的一种进化表现,对其种群繁殖具有重要意义。     

三倍体芍药品种花粉母细胞减数分裂行为观察与比较

芍药是中国传统名花,我国品种均为二倍体,培育多倍体新品种是一项长期的育种目标。本研究选取3个芍药三倍体新品种,采用植物染色常规压片法观察其花粉母细胞的减数分裂情况。结果显示:(1)同一品种不同花蕾直径大小的花粉母细胞所处的分裂状态不同,同一品种同一花蕾直径大小花粉母细胞有不同步分裂现象,但大多数表现为相同的分裂相;(2)不同品种的相近花蕾直径大小所处的分裂时期也不同,有比较显著的差异,因此直径不能作为判断减数分裂时期的唯一的标准;(3)三倍体品种花粉母细胞减数分裂存在单价体、三价体、染色体桥、染色体不均等分离等染色体异常行为,这些异常行为使一些遗传物质缺失或最终形成二分体或三分体,导致三倍体花粉的育性非常低。该研究为掌握芍药三倍体减数分裂规律及多倍体育种奠定了细胞学基础。     

鱼腥草花粉母细胞减数分裂特征及其育性研究

为深入了解鱼腥草花粉母细胞的减数分裂特征与花粉育性的关系,该研究采用卡宝品红染色法对2个鱼腥草居群花粉母细胞的减数分裂过程进行观察,并采用氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法、I2-KI染色法、B-K培养基培养法及荧光显微镜观察法来检测鱼腥草花粉的活力及萌发率。结果发现:(1)鱼腥草减数分裂的进程与花序大小、花药颜色、花药长度均有密切的关系。(2)2个居群的鱼腥草中花粉母细胞减数分裂过程正常占88.2%,有11.8%的花粉母细胞减数分裂异常。(3)减数分裂异常表现在减数分裂过程中出现微核、落后染色体、染色体桥、不均等分离、多分体等现象,并发现在二分体阶段及单核花粉发育过程中存在细胞融合。(4)2个居群的鱼腥草花粉活力均不超过1.5%,花粉几乎不萌发。研究认为,鱼腥草花粉育性低的主要原因是单核花粉的发育过程异常,而非鱼腥草花粉母细胞减数分裂异常所致。     

茴芹属16种植物的花粉形态及系统学分析

利用光学显微镜和扫描电镜对茴芹属16种植物的花粉形态进行了观察,其中12种为首次报道。结果表明,茴芹属16种植物花粉大小为（19.75～33.03）μm×（11.52～17.41）μm,极轴与赤道轴的比值（P/E）为1.40～2.28,体积大小指数（P×E）^1/2为16.71～23.97,属于中型花粉,具三孔沟,萌发孔位置为边萌发孔。花粉粒赤道面观有近矩形、赤道收缩形、椭圆形和近菱形等类型,其中近矩形和赤道收缩形占多数;极面观为三角形或三角圆形。扫描电镜下,其外壁表面纹饰赤道面观为脑纹状,极面观近光滑或为穴纹状。在伞形科芹亚科中,茴芹属植物的花粉具有中等进化、比较进化的形态特征。研究认为,花粉形态可为个别物种的分类处理提供孢粉学证据。     

卷丹小孢子母细胞减数分裂染色体行为的研究

对引种于陕西汉中地区的三倍体卷丹的小孢子母细胞减数分裂进程、花粉生活力和可育性进行了分析。结果显示:减数分裂时期与花蕾、花药长度及花药壁颜色呈现出一定的相关性,处于减数分裂时期的卷丹花蕾长度在2.5～3.2 cm之间,花药长度在1.4～1.8 cm之间;从细线期到成熟花粉粒,花药壁的颜色呈现出淡绿色-淡黄绿色-黄绿色-橘黄色的变化趋势,花药内容物颜色也从透明逐渐变为粘稠的橘红色。减数分裂终变期染色体构型以三价体为主,平均构型为:11.6Ⅲ+2Ⅱ+1.1Ⅰ,可判断该种源地卷丹为同源三倍体。减数分裂中出现染色体不均等分裂、染色体落后、染色体桥及微核现象,同时观察到成熟花粉粒大小差异较大,极轴与赤道轴乘积在839.465～3327.907μm2范围内,趋于正态分布,为三倍体卷丹花粉的高度不育提供了细胞学证据。以卷丹为母本与大花卷丹进行杂交,得到一定数量的种子,其中有胚率达到了43.0%,成苗率为67.4%,说明三倍体卷丹在百合育种中具有一定的价值。     

不结球白菜花粉母细胞减数分裂及其雄配子体发育

采用荧光染色法研究了不结球白菜花粉母细胞减数分裂及其雄配子体发育过程.结果表明:(1)不结球白菜花粉母细胞减数分裂的胞质分裂方式为同时型,终变期二价体多为棒状和环状.后期Ⅰ出现少量染色体落后现象,中期Ⅱ纺锤体排列方式有垂直型、平行型和八字型,四分体排列方式有十字交叉型、左右对称型和四面体型.终变期、中期Ⅰ和中期Ⅱ是染色体数目鉴定的最佳时期.(2)1.5～2.49 mm长的花蕾中花粉处于单核早期至中期,2.5～3.0 mm长的花蕾中花粉处于单核靠边期至2核早期.花蕾长2.0～3.0 mm可作为花药培养或小孢子培养的取材依据.     

中国15种变豆菜属植物的花粉形态及系统学分析

利用光学显微镜和扫描电子显微镜对变豆菜属15种植物的花粉形态进行观察。结果表明,变豆菜属15种植物的花粉大小为（28.51~54.29） μm~（12.23~28.98） μm,极轴与赤道轴比值（Polar axis/Equatorial axis）为1.48~2.46,具三孔沟。花粉粒赤道面观有近矩形、赤道收缩形、长椭圆形等类型,其中近矩形和赤道收缩形占多数;极面观为圆形或三角圆形。在扫描电镜下,其外壁表面纹饰为网状。我们研究结果支持在伞形科变豆菜亚科中,变豆菜属植物的花粉具有中等进化、比较进化的形态特征,花粉形态可为个别物种的分类处理提供孢粉学证据。     

5种裸子植物花粉外壁成分及结构分析比较

利用傅里叶变换红外光谱仪对银杏、日本冷杉等5种裸子植物的花粉外壁成分进行测定分析,结果表明,这5种裸子植物花粉外壁的红外光谱主要由蛋白质、脂类及多糖类物质的特征吸收峰组成。但不同科属间的花粉外壁主要成分含量存在较大差异,其中银杏科的银杏花粉外壁以蛋白质含量最为丰富;松科的雪松花粉外壁以脂类物质较为丰富;杉科的日本冷杉、杉木和日本柳杉花粉外壁成分以多糖类物质为主,但种间花粉外壁成分仍存在差异。采用扫描电镜观察5种裸子植物花粉,显示银杏、柳杉和杉木花粉粒体积较小,不具气囊,银杏花粉粒外壁表面具较均一条纹状纹饰,日本柳杉和杉木花粉粒外壁具颗粒状突起。雪松和日本冷杉花粉粒具气囊,体积较大,花粉外壁分别是粗糙具小穴状纹理以及表面光滑具微穿孔。     

部分中国传统月季花粉形态研究

利用扫描电镜观察了15个中国传统月季品种的花粉形态。结果表明:传统月季花粉为单粒花粉,呈长球形或超长球形（P/E为1.92～2.25）,大小为37.59～51.95 μm×17.02～25.33 μm。赤道面观椭圆形或长矩形,极面观三裂圆形,具三孔沟,沿极轴方向等间距环状分布。外壁纹饰条纹型,覆盖层具穿孔,在品种间具有相似性,但变异丰富,划分为4种类型。聚类分析结果表明,花粉大小和外壁纹饰特征在反映传统月季品种的类别上与形态分类基本一致。根据花粉形态演变规律可推断,样品中‘四面镜’可能为最原始的品种类型,‘月月粉’、‘月月红’及‘匍匐红’等品种较为进化。     

牛奶子花粉形态特征与生活力测定

采用两种扫描电镜样品制备技术制备牛奶子花粉,扫描电镜观察其形态,研究结果表明:经自然干燥法制样,牛奶子花粉外观变形严重;采用固定—脱水制样,花粉外形保持良好,牛奶子花粉近球形,极面观钝三角圆形,具3沟,表面具脑纹状雕纹。采用I2-KI染色法测定牛奶子花粉开花后不同时间的生活力,结果表明:牛奶子花粉生活力在开花初较高,并在开花后36h内维持在80%以上,之后迅速下降,但在花期末仍有部分花粉具有生活力。     

双低两用温敏核不育水稻低温条件下花粉发育的细胞学观察

双低两用温敏核不育水稻96－5－2S在11.31－20.19℃低温条件下,花粉母细胞形成、减数分裂和花粉后期发育均正常,最后形成充满淀粉的成熟花粉,而作对照的两用温敏不育水稻陆18S在相同低温条件下,除花粉母细胞形成早期发育正常外,花粉母细胞晚期、减数分裂期均有异常,败育主要发生在单核小孢子靠边期,没有形成成熟花粉,结果表明,96－5－2S桫胜殖期抗寒性强,低温生理障碍雄性不育临界温度低。     

羽衣甘蓝花粉母细胞减数分裂及雄配子体发育观察

采用常规压片法对羽衣甘蓝花粉母细胞减数分裂及雄配子体发育进行了细胞学观察,结果显示:羽衣甘蓝减数分裂类似甘蓝种,细胞质分裂为同时型,四分体以正四面体型或十字交叉型为主;终变期有9个二价体,此时可进行染色体计数;中期Ⅰ和Ⅱ少数细胞中可见赤道板外染色体,后期Ⅰ和Ⅱ存在落后染色体,四分体时期可观察到少量含微核的异常四分体;单核靠边期时花蕾长度约为2.0~2.2 mm,小孢子经过发育最终成为3-细胞型花粉并具3个萌发孔,成熟花粉中败育花粉比率为1.3%.     

木兰科5个种间杂种减数分裂行为观察

对木兰科5个二倍体人工杂交后代的减数分裂行为进行观察。结果表明,各杂交F1代的减数分裂行为基本正常,在减数分裂中期I有个别二价体提前分开形成单体;中期I还存在异型二价体,说明杂交亲本间（种间）都有一定的遗传分化,但这种变异仅停留在基因水平上;后期I偶有染色体桥出现。杂种F1代的减数分裂过程基本正常,能形成生活力正常的生殖孢子。可预期的是自然界中木兰科属内种间的自然二倍体杂种可自行繁衍,经过一定繁衍周期后,即可形成具有相对稳定种群的新种。     

欧洲黑杨花粉母细胞减数分裂观察及其不同步性分析

以欧洲黑杨的雄花枝为材料,采用温室切枝水培和醋酸洋红染色制片法,观察花粉母细胞减数分裂进程及其与花芽发育外部形态的关系。结果表明:(1)欧洲黑杨花粉母细胞的减数分裂进程快慢与温度高低关系密切;(2)减数分裂发生时其花芽的外部形态发育没有明显变化;(3)花粉母细胞减数分裂不同步性突出,同一花药内的花粉母细胞处于不同的减数分裂时期,且同一花芽尖端发育明显滞后于中部和基部;(4)减数分裂过程中有少量的核仁异常现象,虽观察到较多平行纺锤体现象,但未发现天然2n花粉。该研究结果揭示了欧洲黑杨减数分裂的遗传变异规律,为诱变育种、倍性育种以及分子水平的进一步研究奠定了细胞学基础。     

景宁木兰花粉萌发与贮藏特性研究

以景宁木兰的花粉为试材,采用花粉离体培养法,用单因子与正交试验研究不同浓度蔗糖、H3BO3、CaCl2所组成的基本培养基对景宁木兰花粉萌发的影响,同时探讨不同贮藏条件和贮藏时间对花粉活力的影响。结果表明:景宁木兰在30 g·L-1蔗糖+200 mg·L-1H3BO3+200 mg·L-1CaCl2的液体培养基上萌发率最高(74.56%)。低温条件下有利于景宁木兰花粉生活力的保持,在-80℃条件下,花粉生活力下降较慢,并且随着贮藏时间的增加,经过硅胶干燥的花粉的活力明显高于湿润花粉的活力。     

华北落叶松花粉发育过程中的钙动态分布

运用焦锑酸钾沉淀法研究了华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtiiMayr)小孢子发育过程中不同阶段Ca2 的分布情况。减数分裂时期,小孢子囊壁表皮和中层细胞的细胞壁及细胞间隙Ca2 分布较多,绒毡层只有外切向面的细胞膜有Ca2 分布,小孢子母细胞的各部位则很少有Ca2 ;四分体时期,包围四分小孢子的胼胝质壁上有大量的Ca2 分布,在四分孢子壁上也有较多沉淀;游离小孢子时期,钙离子在小孢子壁的分布较四分体时期有所减少,而到花粉成熟时又逐渐增多;从四分体到花粉成熟,乌氏体周围的Ca2 有增多的趋势。对四分体外壁Ca2 的大量分布与花粉壁的形成及信号物质在花粉表面贮存的关系,以及小孢子囊的外壁、绒毡层和乌氏体在Ca2 向花粉运输中所起的作用进行了讨论。