辣椒细胞质雄性不育花药败育及淀粉粒分布的细胞学观察

用PAS反应对辣椒细胞质雄性不育系8214A和保持系8214B花药中的淀粉粒分布进行研究.在减数分裂前,保持系花药与不育系花药的结构和淀粉粒分布相似.保持系花药减数分裂后,药壁绒毡层细胞开始液泡化并体积增大,在药隔薄壁细胞中积累了许多较小的淀粉粒;在小孢子晚期,绒毡层细胞退化,在药隔薄壁细胞中淀粉粒体积增大;在二胞花粉时期,随着花粉大液泡的消失花粉中出现淀粉粒;花粉成熟时,其细胞质中积累了丰富的淀粉粒.不育系花药减数分裂后,由于药室腔的空间不能扩大,四分体被挤压在一起,最终四分体小孢子败育.不育花药的维管组织发育正常,但较多的淀粉粒积累在药隔薄壁细胞中.该种辣椒雄性不育系中.花粉的败育发生在四分体时期.绒毡层细胞结构异常可能影响糖类物质向药室的正常转运.该种辣椒雄性不育系的绒毡层异常与花粉败育有关.     

刺五加花的形态学及雄蕊异长现象的观察

刺五加Eleuthercoccocus senticosus (Rupr．et Maxim．)Maxim．具有花丝长度不同的三种植株类型,本文报道了其花序和花的形态结构,开花式样,异长雄蕊现象及相应的花柱长度。结果表明：长花丝长3．96～4. 44mm ,短花丝长0．45～0．93mm,中花丝长2．16～3．08mm。伴随异长雄蕊特征的其它表现在于花药大小、花药形状和颜色、花粉大小、花粉数量、柱头宽度和雌雄蕊育性。其中,长花丝对应的花药饱满、白色、花粉量大、花柱较短、雌性败育;短花丝对应的花药小、黄褐色、无花粉、花柱较长、雌性可育;中花丝对应的花药中等、花粉粒较大、雄性半不育、雌性可育。据此,刺五加被认为是单全异株的,其长花丝类型是雄性、短花丝类型是雌性、中花丝类型是两性的。另外,对三种性别形态类型的关系进行了讨论,并认为将雌株作为变种“短蕊刺五加”var.brevistaminea 显然是不恰当的。     

新型光温敏小麦不育系337S的组织结构研究

普通小麦(Triticum aestivum)不育系337S是一种对短日低温、长日高温均敏感不育的新型光温敏雄性不育系。对经过短日低温、长日高温处理的不育系花药及其小孢子的形态和发育过程进行了观察,观察结果表明,不育系337S的花药异常短小,开花后花丝短,花药难外露。花药发育过程中中层组织发育紊乱,绒毡层提前解体,影响了花粉母细胞发育所需的营养供应,导致短日低温处理下的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ和长日高温处理下的花粉母细胞发育时期花粉母细胞发育异常,形成异常小孢子,造成败育。     

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。     

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。     

可育与雄性不育万寿菊雌雄配子体发育的比较研究

对可育系和雄性不育系万寿菊的大、小孢子发生及雌、雄配子体发育过程进行了系统地比较观察。结果表明：可育系和不育系万寿菊雌蕊的发育基本相同,二者的雌蕊为二心皮一室,每室1胚珠,单珠被,薄珠心,倒生型胚珠。大孢子母细胞经减数分裂形成线形排列的4个大孢子,合点端为功能大孢子。胚囊发育类型为蓼型。可育系小孢子母细胞经过减数分裂形成四面体形的四分体,成熟花粉是二细胞型,表面有刺。其花药为四室,药壁发育属双子叶型,腺质绒毡层。雄性不育系万寿菊特化小花在花芽分化时即没有产生雄蕊原基,因而不具雄蕊结构,为结构型雄性不育。     

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。     

雄性不育与可育楸树花发育的细胞学比较研究

楸树（Catalpa bungei C.A.Meyer.）属紫葳科(Bignoniaceae)梓树属(Catalpa),落叶乔木,是我国特有的珍贵优质用材树种。本文用石蜡切片法对可育株和雄性不育株楸树的大、小孢子发生及雌、雄配子体发育过程进行了详细地比较观察。结果表明：可育株和不育株楸树雌蕊的发育基本相同,胚珠倒生,薄珠心,单珠被,胚囊发育为蓼型。可育株雄蕊花药四室,药隔薄壁组织发达;异型绒粘层,由药壁绒粘层和药隔绒粘层组成;花药壁表皮细胞在小孢子母细胞减数分裂前后开始径向伸长加厚,直到花药开裂并不降解,这可能与花药开裂有关;成熟花粉为四合花粉。雄性不育株花药的早期发育到次生造胞细胞时期与可育雄蕊的相同,小孢子母细胞减数分裂前绒毡层发育不充分;四分体时期,绒毡层细胞高度液泡化,细胞质稀薄,已提前降解,小孢子四分体因绒毡层结构和功能异常而不能正常发育,因此楸树雄性不育为结构型雄性不育。     

百合育性与花药发育过程中激素和内源物质含量及能量代谢酶活性的关系

为揭示百合雄性不育发生与其花药内源激素含量、几种内源物质含量和能量代谢酶活性变化的关系,该研究利用高效液相色谱法、串联质谱法和比色法,测定了可育系和不育系花药发育关键时期的激素、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛、脯氨酸含量和COD及ATP能量代谢酶活性,分析激素含量、各激素间比值、内源物质含量和能量代谢酶活性对百合雄性不育的影响。结果表明:(1)在百合花药造孢细胞期到四分体期,花药内源激素含量、内源物质含量及能量代谢酶活性变化在不育系与可育系间均存在差异。其中,不育系花药的生长素(IAA)含量在发育的各阶段均高于可育系;ZR和GA4含量在花粉母细胞期不育系与可育系相差不大,但到四分体期不育系中的含量低于可育系;ABA含量在不育系四分体期出现盈积;JA含量在不育系的花粉母细胞期低于可育系,而在四分体期高于可育系。(2)花药内源物质中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量表现为可育系均高于不育系,但不育系的丙二醛含量在四分体期显著高于可育系。(3)COD和ATP能量代谢酶活性在花药发育的各阶段均是可育系高于不育系。研究认为,在百合不育系花药发育关键时期(花粉母细胞期到四分体期),其IAA含量增加,ABA水平提高,GA4和ZR含量降低,影响了花药内源物质和能量的正常代谢,这可能是导致百合花药中花粉发育受阻、形成败育的原因。     

丹参雄性不育系Sh-B的鉴定与花粉发育过程的解剖学研究

在显微水平上对新发现的丹参雄性不育系Sh-B花药发育过程进行了解剖学观察,并对其花粉活力和结实率进行了鉴定。结果显示:根据花器官及花药的形态、大小以及花丝的长度,可以将Sh-B不育株分为3个不育类型,即Sh-B1、Sh-B2和Sh-B3。这3种不育类型均属于雄性不育,其花丝不到正常可育株的1/2,花药干瘪而瘦小,内无花粉粒或花粉无活力;其根、茎、叶以及种子形态结构与正常可育植株基本相似。产生雄性不育的主要原因有:花粉囊药室内壁纤维层加厚,影响花药壁开裂;小孢子母细胞周围不产生胼胝质或产生的胼胝质很少;绒毡层细胞延迟解体;花粉粒畸形。在其花药发育的小孢子母细胞时期、四分体形成前期、单核期、双核期均可能产生雄性不育的小孢子或花粉粒。     

Calcium distribution in fertile and sterile anthers of a photoperiod-sensitive genic male-sterile rice

Potassium antimonate was used to locate Ca²⁺ in fertile and sterile anthers of a photoperiod-sensitive genic male-sterile rice (Oryza sativa L. japonica). During the development of fertile anthers, abundant calcium precipitates accumulated in the anther walls and on the surface of pollen grains and Ubish bodies at the late developmental stage of the microspore, but not in the cytoplasm of pollen grains. Following the accumulation of starch grains in pollen, calcium precipitates on pollen walls diminished and increased in parenchymatous cells of the connective tissue. In sterile anthers, calcium precipitates were abundant in the middle layer and endothecium, but not in the tapetum, as was found in fertile anthers. A special cell wall was observed between the tapetum and middle layer of sterile anthers that appeared to relate to distinctive calcium accumulation patterns and poor pollen wall formation in the loculi. The formation of different patterns of antimonate-induced calcium precipitates in the anthers of photoperiod-sensitive genic male-sterile rice indicates that anomalies in the distribution of calcium accumulation correlate with the failure of pollen development and pollen abortion. Received: 30 May 1997 / Accepted: 5 July 1997     

萝卜CMS不育系与保持系小孢子发生的细胞学研究

研究了萝卜胞质雄性不育系A2、A4及其相应保持系B2、B4的小孢子发生与花药壁发育的细胞学特征.结果表明,不育系A2的绒毡层细胞在四分体时期出现异常,小液泡增多,至单核期汇合形成大液泡,绒毡层细胞异常膨大;小孢子外壁染色浅,细胞壁受到破坏,最后与绒毡层一同降解.不育系A4在减数分裂期即表现出异常,绒毡层异常肥大;花药发育后期,小孢子外壁亦染色较浅;绒毡层细胞融合形成细胞团块侵入药室挤压小孢子,两者一同降解.     

水稻非花粉型细胞质雄性不育系及其保持系花药发育过程中Ca2+的分布变化

钙在高等植物中被称为第二信使,与植物的有性生殖有关。为了研究水稻（Oryza sativa L.）花药中钙的定位与花粉败育的关系,利用焦锑酸钾沉淀法研究了非花粉型细胞质雄性不育系G37A及其保持系G37B花药的发育过程及其细胞中Ca^2＋ 的分布变化。研究发现,在2个材料间花药中钙的分布存在大量差异。G37B的可育花药在花粉母细胞时期及二分体时期,很少看到有Ca^2＋的沉积;而在单核花粉时期,Ca^2＋沉积急速地增加,主要定位在绒毡层细胞、花粉外壁外层及乌氏体的表面;随后花药壁上沉积的Ca^2＋减少而花粉的外壁外层仍然有很多Ca^2＋沉积物。相反,G37A的不育花药在花粉母细胞时期和二分体时期有大量的Ca^2＋沉积在小孢子母细胞和花药壁,中间层和绒毡层特别多。在二分体时期之后,不育花药的Ca^2＋沉积减少,特别是绒毡层内切向质膜附近的Ca^2＋几乎消失。但是同时期的可育花药中,有大量的Ca^2＋沉积在绒毡层。不育花药的Ca^2＋沉积在开花几天后消失。根据研究结果推测在不育花药发育早期中更多的钙离子与花粉败育有一定的关系。     

大白菜新型细胞质雄性不育系6w-9605A的育性鉴定和花药败育的细胞学观察

采用石蜡切片技术,研究了大白菜(Brassica campestris L.ssp.pekinensis)细胞质雄性不育系6w-9605A及其保持系6w-9605B的花药发育过程的细胞形态学特征,确定不育系花药败育时期及方式,并对不育系6w-9605A进行花器官观察和育性鉴定.结果表明:保持系6w-9605B花药发育正常;不育系6w-9605A花药发育受阻于孢原分化时期,占总败育花药的66.7％,不形成花粉囊和花粉粒,属于无花粉囊型败育;另外33.3％的败育花药可形成花粉囊,小孢子均受阻于单核靠边期或者二胞期,败育特点为绒毡层细胞异常肥大,挤压小孢子,导致小孢子和绒毡层解体;6w-9605A的不育性稳定、彻底,不育株率和不育度均为100％.     

ANTHER AND POLLEN DEVELOPMENT IN RICE (ORYZA SATIVA)

Investigations of the growth of anthers and ontogeny of pollen grains of Oryza sativa (rice) IR-30 were undertaken for the purpose of 1) providing a set of growth measurements and 2) describing stable cytological features of anther and pollen development. Correlations exist between elongation of the floret and growth parameters of the anther such as its length, width, fresh and dry weights and cytological stage of pollen development. In the early ontogeny of the anther, hypodermal archesporial initials divide periclinally to form primary parietal cells and primary sporogenous cells. Each of the latter divides twice mitotically to generate four microspore mother cells, which undergo meiosis. The anther wall is formed by anticlinal and periclinal divisions of the primary parietal cells as well as of cells surrounding the primary sporogenous cells. Subsequent cytological features in the development of anther and pollen grains of rice have much in common with anther and pollen developmental biology of other members of Gramineae.     

芝麻核雄性不育系ms86-1微粉发生的细胞学观察

芝麻(Sesamum indicum)核雄性不育系ms86-1姊妹交后代表现为可育、部分不育(即微粉)及完全不育(简称不育)3种类型。不同育性类型的花药及花粉粒形态差异明显。Alexander染色实验显示微粉植株花粉粒外壁为蓝绿色, 内部为不均一洋红色, 与可育株及不育株花粉粒的染色特征均不相同。为探明芝麻微粉发生机理, 在电子显微镜下比较观察了可育、微粉、不育类型的小孢子发育过程。结果表明, 可育株小孢子母细胞减数分裂时期代谢旺盛, 胞质中出现大量脂质小球; 四分体时期绒毡层细胞开始降解, 单核小孢子时期开始出现乌氏体, 成熟花粉时期花粉囊腔内及花粉粒周围分布着大量乌氏体, 花粉粒外壁有11–13个棱状凸起, 表面存在大量基粒棒, 形成紧密的覆盖层。不育株小孢子发育异常显现于减数分裂时期, 此时胞质中无脂质小球出现, 细胞壁开始积累胼胝质; 四分体时期绒毡层细胞未见降解; 单核小孢子时期无乌氏体出现; 成熟花粉时期花粉囊腔中未发现正常的乌氏体, 存在大量空瘪的败育小孢子, 外壁积累胼胝质, 缺乏基粒棒。微粉株小孢子在减数分裂时期可见胞质内有大量脂质小球, 四分体时期部分绒毡层发生变形, 单核小孢子时期有部分绒毡层开始降解; 绒毡层细胞降解滞后为少量发育进程迟缓的小孢子提供了营养物质, 部分小孢子发育为正常花粉粒; 这些花粉粒比较饱满, 表面有少量颗粒状突起, 但未能形成覆盖层, 花粉囊腔中及小孢子周围存在少量的乌氏体。小孢子形成的育性类型与绒毡层降解是否正常有关。     

Anatomical differences on development of fertile and sterile pollen grains of Prunus salicina Lindl.

Anatomical changes occurring during the microsporogenic development of P. salicina Lindl. were studied in male fertile and male sterile genotypes. Male fertile pollen grains showed three well determined pore regions, without ektexine. Intine was thick and surrounded the vegetative cell. Vegetative cells enclosed the generative cells; their cytoplasm was rich in plastids, abundant RER and active mitochondria. Development of sterile pollen was different from the meiosis step. Microspores did not show germination pores and ektexine was continuous around the whole grain. Pollen grains showed an atypical shape. The tapetum persisted after the tetrad stage and showed hypertrophy and vacuole development, resulting in abnormal microspore development. Only a few pollen grains and rudiments of collapsed microspores close to the anther wall were formed at anthesis.     

Mechanism of Anther Dehiscence in Rice (Oryza sativa L.)

This paper presents a new explanation of the mechanism of antherdehiscence in rice during the period from floret opening topollen dispersal. The theca dehisced on the stomium in the apicalpart and the anther wall in the basal part of the large locule.Comparison of the anther dehiscence process under various airhumidity conditions showed that the process, until the splittingat the apical and basal parts, was a moisture-requiring processwhereas the widening of the splits in both parts was a desiccatoryprocess. Observation of the anther transverse section, revealedthe marked development of the U-shaped thick cell wall in theendothecium adjacent to these two splits. From these observations,the anther dehiscence mechanism may be explained as follows.At the time of anthesis, pollen grains swell rapidly in responseto the floret opening and cause the theca to bulge, rupturingthe septum. The pollen pressure combined with the inward bendingof the locule walls adjacent to the stomium causes splittingof the stomium in the apical part of the theca. At the sametime, the septum rupture extends to the bottom of the largelocule supported by the pollen pressure. After these processes,the locule walls adjacent to both splits straighten probablydue to their water loss. This straightening widens the splitsand the swollen pollen grains overflow from the widened splits.Copyright1999 Annals of Botany Company Anther dehiscence, Oryza sativa L., pollen grain swelling, rice, septum, stomium, theca.