羽叶薰衣草雄性不育的细胞学研究

用光镜和电镜观察羽叶薰衣草(Lavandula pinnata L.)雄性不育小孢子发育过程的细胞形态学特征.结果表明:羽叶薰衣草花药4枚,每枚花药通常具4个小孢子囊.花药壁发育为双子叶型,从外向内分为表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞.减数分裂形成的四分体为四面体及十字交叉型.小孢子的发育过程可分为造孢细胞期、减数分裂时期、小孢子发育早期、小孢子发育晚期.未观察到二胞花粉期和成熟花粉期.羽叶薰衣草花粉败育主要发生在单核花粉时期,细胞内物质解体并逐渐消失变成空壳花粉或花粉皱缩变形成为各种畸形的败育花粉.在此之前小孢子的发育正常.羽叶薰衣草小孢子不育机制体现在绒毡层过早解体、四分体时期以后各细胞中线粒体结构不正常、胼胝质壁与小孢子母细胞脱离、花药壁细胞中淀粉出现时间异常等. 壁发育为双子叶型,从外向内分为表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞.减数分裂形成的四分体为四面体及十字交叉型.小孢子的发育过程可分为造孢细胞期、减数分裂时期、小孢子发育早期、小孢子发育晚期.未观察到二胞花粉期和成熟花粉期.羽叶薰衣草花粉败育主要发生在单核花粉时期,细胞内物质解体并逐渐消失变成空壳花粉或花粉皱缩变形成为各种畸形的败育花粉.在此 前小孢子的发育正常.羽叶薰衣草小孢子不育机制体现在绒毡层过早解体、四分体时期以后各细胞中线粒体结构不正常、胼胝质壁与小孢子母细胞脱离、花药壁细胞中淀粉出现时间异常等. 壁发育为双子叶型,从外向内分为表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞.减数分裂形成的四分体为四     

黄顶菊小孢子发生与雄配子体发育的研究

利用常规石蜡切片技术,观察了黄顶菊小孢子发生及雄配子体发育过程.结果表明:(1)花药具4个花粉囊,花药肇发育为基本型,由4层细胞构成一表皮、药室内壁、中层和绒毡层,绒毡层属于变形型,其细胞为双核;(2)从孢原细胞出现到二细胞花粉粒形成,同一花药四个花粉囊的发育不同步;(3)孢原细胞为单孢原起源;小孢子母细胞减数分裂为连续型,形成的四分体为四而体型排列;(4)成熟花粉粒为二细胞型,三个萌发孔,花粉外壁具有明显的刺,偶尔观察到巨大花粉;(5)小孢子母细胞时期,花药壁中层毗邻绒毡层的一面产生外绒毡层膜,包被绒毡层和小孢子母细胞.     

橡胶树花药和小孢子发生与发育过程的观察

应用石蜡切片法,观察橡胶树的实生树和RRIM600、CT-1品系的花药壁以及小孢子的发生和发育过程,得到如下结果:1.实生树的花药壁通常由四层细胞组成,发育形式为双子叶型。药室内壁细胞在发育后期进行径向条纹加厚,至花药开裂时仍保留着原生质体。中层由一层或不规则的两层细胞组成,在小孢子单核期消失。绒毡层细胞具单核或双核,属分泌型,至花粉发育到三细胞时消失。小孢子母细胞减数分裂为同时型。成熟花粉粒具三个细胞。精细胞椭圆形,在光镜下不能区分出细胞质鞘和核仁。所观察的实生树雄花,多数发育正常,很少有空秕的花粉。2·RRIM600品系的花药和小孢子发生与发育和实生树相似,但至后期只有少数花粉发育正常,多数成为大小不等的败育花粉;此外也有一些败有的雄花。3.GT-1的花药在小孢子母细胞减数分裂时,绒毡层细胞的体积开始异常增大并液泡化,小孢子在四分体内解体或分离后成为空秕花粉。     

七叶树小孢子发生及雄配子体发育研究

用石蜡切片法观察了七叶树花药的发育过程.结果表明:(1)雄蕊花药四室,花药壁完全分化时,从外到内依次是表皮、药室内壁、中层和绒毡层,花药壁发育为基本型.表皮细胞1层,发育过程中始终存在;药室内壁在花药成熟时形成带状纤维层加厚;幼小花药壁的中层3~4层细胞,在花药发育成熟时退化消失;绒毡层1层细胞,发育类型为分泌型,小孢子母细胞减数分裂时绒毡层开始退化解体,花药成熟完全消失,仅剩1层绒毡层膜.每一花药中有多列雄性孢原细胞,发生于幼小花药表皮下方;(2)小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体多呈正四面体排列;减数分裂过程中,小孢子母细胞外方被胼胝质壁所包被,小孢子形成后胼胝质壁逐渐消失.成熟花粉二细胞型,外形呈圆三角状,具三孔沟.     

百合科山韭小孢子发生及雄配子体发育

利用石蜡切片对葱属植物山韭(Allium senescens L.)的小孢子发生及雄配子体形成进行了研究.结果表明:山韭花药具4个药室,花药壁由表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞组成,属分泌型绒毡层.小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为连续型.成熟花粉为二胞型,偶见三胞型.在小孢子母细胞减数分裂和单核小孢子中出现许多异常行为,如染色体拖曳,落后染色体和后期桥,以及产生微核等,这可能是导致花粉败育的原因之一.     

大百合小孢子发生和雄配子体发育研究

用常规石蜡切片技术和压片法对大百合小孢子发生和雄配子体发育进行观察。结果表明：花药4室,花药壁由表皮、药室内壁、中层和腺质绒毡层组成,花药壁发育方式为单子叶型,药室内壁部分细胞发育后期发生纤维状加厚。小孢子母细胞减数分裂过程的胞质分裂为连续型,四分体多数为左右对称型,偶有四面体型。成熟花粉为2细胞型,具1个萌发沟。经TTC法检验,成熟花粉生活力为86.3%。从小孢子的发生及雄配子体发育的整个过程看,未见异常现象,能形成大量正常的成熟花粉。     

橡胶树花药和小孢子发生与发育过程的观察

应用石蜡切片法．观察橡胶树的实生树和RRIM600、GT-1品系的花药壁以及小孢子的发生和发育过程,得到如下结果：1．实生树的花药壁通常由四层细胞组成,发育形式为双子叶型。药室内壁细胞在发育后期进行径向条纹加厚．至花药开裂时仍保留着原生质体。中层由一层或不规则的两层细胞组成,在小孢子单核期消失。绒毡层细胞具单棱或双核,属分泌型,至花粉发育到三细胞时消失。小孢子母细胞减数分裂为同时型。成熟花粉粒具三十细胞。精细胞椭圆形,在光镜下不能区分出细胞质鞘和核仁。所观察的实生树雄花,多数发育正常,很少有空秕的花粉。2．RRIMB00品系的花药和小孢子发生与发育和实生树相似,但至后期只有少数花粉发育正常,多数成为大小不等的败育花粉;此外也有一些败育的雄花。3．GT-1的花药在小孢子母细胞减数分裂时,绒毡层细胞的体积开始异常增大并液泡化．小孢子在四分体内解体或分离后成为空秕花粉。     

观光木的小孢子发生及雄配子体发育的研究

采用石蜡切片法对观光木(Tsoongiodendron odorum Chun)的小孢子发生和雄配子体发育进行了解剖学研究.观光木的花药由花药原基发育而来,具4个小孢子囊,花药壁由表皮、药室内壁、2～3层中层和1～2层绒毡层组成.中层在小孢子四分体时期开始解体,最终消失;绒毡层为腺质绒毡层,细胞具1～2核,在花药发育过程中不断分泌各种物质,提供小孢子发育,直到花粉成熟绒毡层才自溶消失.初生造孢细胞分裂形成次生造孢细胞,次生造孢细胞再转化为小孢子母细胞,小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为修饰性同时型,四分体排列方式为交叉型、对称型或"T"型(极少),成熟花粉粒二细胞型,开花时散出.观光木的成熟花粉粒存在严重的败育现象.     

山麦冬大小孢子发生及雌雄配子体发育研究

采用石蜡切片技术对百合科植物山麦冬大小孢子发生及雌雄配子体发育进行了观察研究。结果表明:(1)山麦冬花药具有4个花粉囊,花药壁的发育方式为基本型,花药壁完全分化时由表皮、药室内壁、中层及绒毡层组成。(2)绒毡层发育类型为分泌型,到四分体孢子彼此分离形成单细胞花粉阶段,绒毡层细胞开始解体退化,花粉成熟时绒毡层细胞完全消失;花粉母细胞减数分裂为连续型,四分体为左右对称形排列,成熟花粉为3-细胞花粉,单萌发沟。(3)子房3室,每室2枚胚珠,胚珠倒生型,双珠被,薄珠心,雌性孢原细胞不经过平周分裂而直接发育而成大孢子母细胞。(4)减数分裂后四分体大孢子呈线型或T型排列,合点端大孢子分化为功能大孢子,胚囊发育为蓼型;花粉母细胞减数分裂过程中,二分体、四分体细胞外方被胼胝质壁所包被,小孢子形成后胼胝质壁逐渐消失。该研究结果丰富了百合科植物生殖生物学研究的内容,也为探讨百合科植物的系统学研究提供了参考。     

短柄五加大,小孢子发生和雌,雄配子体发育的研究

短柄五加花药５枚,每个花药四个花粉囊。小孢子母细胞减数分裂时,胞质分裂为同时型,产生正四面体形的四分体。花药壁由表皮、药室内壁、中层和绒毡层四层细胞组成,其发育类型为双子叶型。腺质绒毡层,其细胞为二核。三细胞型花粉。子房５室,每室两个胚珠,上胚珠败育,下胚珠可育。下胚珠倒生,具单珠被,厚珠心。大孢子母细胞减数分裂形成线性排列的四个大孢子,雌配子体发育属蓼型。开花当天,花粉散开,雌配子体尚未成熟,处     

Species preferentiality of the pollen tube attractant derived from the synergid cell of Torenia fournieri

The synergid cell of Torenia fournieri attracts pollen tubes by a diffusible but yet unknown chemical attractant. Here we investigated the species difference of the attractant using five closely related species in two genera, namely T. fournieri, Torenia baillonii, Torenia concolor, Lindernia (Vandellia) crustacea, and Lindernia micrantha. These five species have an exserted embryo sac, and ablation experiments confirmed that their synergid cells attracted the pollen tube. When ovules of T. fournieri and one of the other species were cultivated together with pollen tubes of each species, pollen tubes were significantly more attracted to synergid cells of the corresponding species. The attraction was not affected by the close proximity of embryo sacs of different species. This suggests that the attractant is a species-preferential molecule that is likely synthesized in the synergid cell. The calcium ion, long considered a potential attractant, could not serve as the sole attractant in these species, because elevation of the calcium ion concentration did not affect the observed attraction. In vivo crossing experiments also showed that the attraction of the pollen tube to the embryo sac was impaired when pollen tubes of different species arrived around the embryo sac, suggesting that the species preferentiality of the attractant may serve as a reproductive barrier in the final step of directional control of the pollen tube.     

蓝猪耳受精生物学研究进展

蓝猪耳(Torenia fournieri L.)胚囊半裸露,在光学显微镜下能清楚观察到卵细胞、助细胞及部分中央细胞的形态结构,有助于原位观察卵细胞在受精前后的变化状态,被认为是研究被子植物体内受精机理的一种模式植物。综述了蓝猪耳的受精机理:花粉管定向进入胚囊的方式与机理、钙在受精过程中的作用、受精前后胚囊细胞骨架的动态变化。简要介绍了离体受精技术在蓝猪耳受精生物学中的发展应用。根据前人对蓝猪耳的研究成果并结合我们的研究,指出蓝猪耳在受精生物学中的应用,特别是借助离体受精技术平台,将具有更大的研究前景。     

菠萝蜜花药发育及花粉萌发研究

研究花药发育过程和花粉萌发条件是菠萝蜜稳产优质的基础。采用石蜡切片和离体培养的方法,对菠萝蜜花药的发育和花粉萌发进行了研究,结果表明：菠萝蜜的花药有4个花粉囊;减数分裂的胞质分裂有连续型和同时型两种形式,形成了等双面体排列和四面体排列的四分体;成熟花药的表皮细胞积累有大量的单宁。160 g·L^-1的蔗糖和0.25 g·L^-1的硼酸混合溶液对菠萝蜜花粉萌发具有明显的促进作用,CaCl₂对菠萝蜜花粉萌发作用不明显。     

蓝猪耳精细胞的分离及两个精细胞群体的收集

蓝猪耳是二细胞型花粉,生殖细胞在花粉管中分裂形成两个精细胞。用体内-体外技术培养出花粉管后,将其置于爆破液中即可释放出花粉管内含物,其中包括两个精细胞和营养细胞。在显微镜下两个精细胞具二型性：体积较大的精细胞与花粉管的营养核相连,体积较小的精细胞只与大精细胞连接。两个精细胞之间的连接比较结实,需用微量酶液将两个精细胞分开。用显微操作仪就可分别挑选出两个精细胞群体,分别有上百个细胞。蓝猪耳精细胞的成功分离为利用蓝猪耳开展离体受精研究打下了良好的基础。这种单一纯化的精细胞群体的获得为用分子生物学方法区分两个精细胞的特异基因和蛋白质创造了条件。     

Is there more than one way to attract a pollen tube?

ZmEA1 (Zea mays egg apparatus 1) is expressed only in the egg and synergid cells. Embryo sacs with presumed reduced expression of ZmEA1 fail to attract pollen tubes. Together with data from Arabidopsis mutants and from elegant laser ablation experiments in Torenia fournieri, these results indicate that embryo sacs send signals to the incoming pollen tubes. We need to decipher how such signals are perceived and determine if the signals are species-specific.     

Guidance in vitro of the pollen tube to the naked embryo sac of torenia fournieri

The precise guidance of the pollen tube to the embryo sac is critical to the successful sexual reproduction of flowering plants. We demonstrate here the guidance of the pollen tube to the embryo sac in vitro by using the naked embryo sac of Torenia fournieri, which protrudes from the micropyle of the ovule. We developed a medium for culture of both the ovule and the pollen tube of T. fournieri and cocultivated them in a thin layer of solid medium. Although pollen tubes that had germinated in vitro passed naked embryo sacs, some pollen tubes that grew semi-in vitro through a cut style arrived precisely at the site of entry into the embryo sac, namely, the filiform apparatus of the synergids. When pollen tubes were unable to enter the embryo sac, they continuously grew toward the same filiform apparatus, forming narrow coils. Pollen tubes selectively arrived at complete, unfertilized embryo sacs but did not arrive at those of heat-treated ovules or those with disrupted synergids. These results convincingly demonstrate that pollen tubes are specifically attracted to the region of the filiform apparatus of living synergids in vitro.     

GFP-mTn融合蛋白对蓝猪耳生活细胞微丝骨架的标记

用农杆菌介导法将嵌合基因GFP-mTn(mTn是微丝结合蛋白Talin的微丝结合域,可以显示活体细胞中微丝的结构)导入蓝猪耳。经激光共聚焦显微镜观察了转基因植株的各种不同组织中融合蛋白的表达和分布情况。在叶片的表皮细胞、保卫细胞、根部的皮层细胞中有融合蛋白的不同程度表达。但仅在保卫细胞中微丝标记状况良好,显示基因表达的组织特异性。经光诱导处于开放态的气孔的保卫细胞微丝呈网状结构,在细胞内无规则分布;经黑暗诱导处于关闭态的气孔保卫细胞中微丝束沿保卫细胞纵轴排列,呈卷曲状分布,并观察到螺旋和环状的微丝结构。在转基因植株的其他部位,例如茎表皮细胞、根毛细胞和花粉粒中,未检测到目的基因的表达。本研究获得的转基因植株为研究气孔运动过程中微丝动态变化提供了有用的材料。     

LEVER ACTION ANTHERS AND THE FORCIBLE SHEDDING OF POLLEN IN TORENIA (SCROPHULARIACEAE)

The anthers of Torenia fournieri were found to shed pollen forcibly by lever action. Anther structure was modified for this function by a flangelike outgrowth of the lateral pollen sac wall forming a lever. When pressed, this lever causes an infolding of the thinner, subadjacent, pollen sac wall forcing pollen from the stomium. A force of 1–1.5 g pressing against the four levers of an anther pair resulted in the forcible shedding of 2,000–3,000 pollen grains in two parallel rows. During the 2-day anthesis the flowers shift from functioning as males to hermaphroditic outcrossers, and yet only have a pollen:ovule ratio of 98.6, a ratio more indicative of facultative autogamy. The outermost pair of anthers functions on the first day of anthesis, while the second, inner pair functions on both days. In each flower, the 2-day anther pair produces approximately twice as many pollen grains as the 1 -day anther pair, a pollen production highly correlated with the length of their functional lives. This difference in pollen production is apparent in the larger size of the 2-day anthers, a size difference that first appears with the initiation of the anther primordia.     

珍稀濒危植物十齿花属的花药发育和雄配子体发生及其系统学意义

十齿花属（Dipentodon）为东亚特有单型属,是国家二级保护植物,其系统位置长期有争议。本研究连续三年的野外观察结果表明十齿花（Dipentodon sinicus）的结籽率较低（4.31%）。同时利用常规石蜡制片技术,观察了十齿花的花药发育和雄配子体发育过程。十齿花的花药四室,花药壁发育类型为基本型。成熟花药壁有6层,由表皮,药室内壁,2层中层和2层绒毡层组成,绒毡层为腺质绒毡层。花药成熟时,纤维状加厚发生于药室内壁,便于花药开裂散粉。小孢子母细胞减数分裂的孢质分裂方式为同时型,小孢子四分体多为四面体型,稀左右对称型。成熟花粉粒为二细胞型,具3孔沟。在小孢子发育的减数分裂、小孢子四分体和二细胞型花粉时期,观察到发育不正常的现象,分别占40%、48%和36%。通过与其他亲缘类群的胚胎学特征比较,支持最新分子系统学把它独立成科,放在十齿花目的观点。雄配子体发育过程中,十齿花存在着花粉败育现象,这可能是导致其结实率低的原因之一。     

三种提取蓝猪耳总DNA方法的比较

针对蓝猪耳（Torenia fournieri L.）叶片中多糖、色素等物质严重干扰总DNA提取质量的问题,以蓝猪耳叶片为试验材料,分别采用高盐低pH值法、SDS法、CTAB法提取总DNA,并从样品电泳图谱、纯度、得率等方面对三种方法进行评价。结果表明,CTAB法提取总DNA的产率较高、纯度最好,是蓝猪耳总DNA提取的最佳方法。