Ca2+、pH在花粉及萌发花粉管生长中的作用研究进展

花粉正常萌发并生长是精细胞顺利到达胚囊并实现受精作用的前提,因而是高等植物有性生殖的一个关键环节。花粉管生长涉及一系列过程,而花粉(或花粉管)内外的Ca^2 和pH的变化与花粉萌发、花粉管生长有着密切的关系。比较详细地论述了Ca^2 和pH在花粉萌发、花粉管生长过程中的分布特点、生理功能及分子机制。     

花粉萌发转录基因组研究

为了解花粉萌发的详细细节,中国科学家利用拟南芥基因组芯片,首次发现从脱水成熟花粉粒,到含水花粉粒,再到拟南芥的花粉管的转录组变化。在花粉萌发和花粉管生长过程中,与细胞存活、转录、信号传导和细胞转运有关的表达基因发生了很大变化,尤其是那些正调控的基因。此外,类钙调蛋白、阳离子交换因子、以及热激蛋白家族在花粉萌发和花粉管生长过程中变化较大,     

水稻双受精过程的细胞形态学及时间进程的观察

应用常规石蜡切片和荧光显微镜观察水稻(Oryz a sativa)受精过程中雌雄性细胞融合时的形态特征及时间进程, 确定合子期, 为花粉管通道转基因技术的实施提供理论依据。结果表明: 授粉后, 花粉随即萌发, 花粉管进入羽毛状柱头分支结构的细胞间隙, 继续生长于花柱至子房顶部的引导组织的细胞间隙中, 而后进入子房, 在子房壁与外珠被之间的缝隙中向珠孔方向生长, 花粉与花粉管均具有明显的绿色荧光。花粉管经珠孔及珠心表皮细胞间隙进入一个助细胞, 释放精子。精子释放前, 两极核移向卵细胞的合点端; 两精子释放于卵细胞与中央细胞的间隙后, 先后脱去细胞质, 然后分别移向卵核和极核, 移向卵核的精核快于移向极核的精核; 精核与两极核在向反足细胞团方向移动的过程中完成雌雄核融合。大量图片显示了雌雄性核融合的详细过程以及多精受精现象。水稻受精过程经历的时间表如下: 授粉后, 花粉在柱头萌发; 花粉萌发至花粉管进入珠孔大约需要0.5小时; 授粉后0.5小时左右, 花粉管进入一个助细胞, 释放精子; 授粉后0.5-2.5小时, 精卵融合形成合子; 授粉后约10.0小时, 合子第1次分裂, 合子期为授粉后2.5-10.0小时; 授粉后1.0-3.0小时, 精核与两极核融合; 授粉后约5.0小时, 初生胚乳核分裂。     

水稻双受精过程的细胞形态学及时间进程的观察

应用常规石蜡切片和荧光显微镜观察水稻（Oryza sativa）受精过程中雌雄性细胞融合时的形态特征及时间进程,确定合子期,为花粉管通道转基因技术的实施提供理论依据。结果表明：授粉后,花粉随即萌发,花粉管进入羽毛状柱头分支结构的细胞间隙,继续生长于花柱至子房顶部的引导组织的细胞间隙中,而后进入子房,在子房壁与外珠被之间的缝隙中向珠孔方向生长,花粉与花粉管均具有明显的绿色荧光。花粉管经珠孔及珠心表皮细胞间隙进入一个助细胞,释放精子。精子释放前,两极核移向卵细胞的合点端：两精子释放于卵细胞与中央细胞的间隙后,先后脱去细胞质,然后分别移向卵核和极核,移向卵核的精核快于移向极核的精核：精核与两极核在向反足细胞团方向移动的过程中完成雌雄核融合。大量图片显示了雌雄性核融合的详细过程以及多精受精现象。水稻受精过程经历的时间表如下：授粉后,花粉在柱头萌发：花粉萌发至花粉管进入珠孔大约需要0．5小时：授粉后0．54,时左右,花粉管进入一个助细胞,释放精子：授粉后0．5—2．5小时,精卵融合形成合子：授粉后约10．0小时,合子第1次分裂,合子期为授粉后2．5-10．04,时：授粉后1．0-3．04,时,精核与两极核融合：授粉后约5．0小时,初生胚乳核分裂。’     

芥菜型油菜与白菜正反杂交的胚胎学研究

利用荧光技术对芥菜型油菜(Brassica juncea)与白菜(B. pekinesis)种间正反杂交后花粉萌发和花粉管生长过程进行了观察。结果显示: 芥菜型油菜与白菜正交授粉后, 花粉在柱头上能正常萌发, 多数花粉管沿花柱到达胚珠完成受精, 且受精方式有珠孔受精、合点受精和中部受精, 少量花粉管生长不正常, 出现花粉管顶端膨大扭曲, 花粉管分支等异常现象; 反交授粉后, 花粉在柱头上萌发时柱头乳突细胞产生强烈胼胝质反应, 影响花粉管生长, 只有少量花粉管通过花柱到达胚珠完成受精。用石蜡切片技术观察了正反杂交后杂种的胚胎发育, 正交杂种胚胎发育较早, 胚和胚乳生长较正常, 杂种胚一般均能发育至成熟; 反交杂种胚发育至心型期便不能继续发育, 胚乳也停滞在游离核阶段并最终败育。综合分析 表明, 芥菜型油菜与白菜正反杂交都存在一定程度的受精不亲和性。     

芥菜型油菜与白菜正反杂交的胚胎学研究

利用荧光技术对芥菜型油菜（Brassica juncea）与白菜（B．pekinesis）种间正反杂交后花粉萌发和花粉管生长过程进行了观察。结果显示：芥菜型油菜与白菜正交授粉后,花粉在柱头上能正常萌发,多数花粉管沿花柱到达胚珠完成受精,且受精方式有珠孔受精、合点受精和中部受精,少量花粉管生长不正常,出现花粉管顶端膨大扭曲,花粉管分支等异常现象;反交授粉后,花粉在柱头上萌发时柱头乳突细胞产生强烈胼胝质反应,影响花粉管生长,只有少量花粉管通过花柱到达胚珠完成受精。用石蜡切片技术观察了正反杂交后杂种的胚胎发育,正交杂种胚胎发育较早,胚和胚乳生长较正常,杂种胚一般均能发育至成熟;反交杂种胚发育至心型期便不能继续发育,胚乳也停滞在游离核阶段并最终败育。综合分析表明,芥菜型油菜与白菜正反杂交都存在一定程度的受精不亲和性。     

G蛋白对花粉管生长的调控作用

花粉萌发和花粉管生长是花粉与雌蕊相互作用过程中受到高度调控的发育过程,它涉及花粉与雌蕊的识别作用、细胞间及细胞内信息传递等生理反应。近年的研究表明G蛋白作为一类重要的信号分子在调控花粉管生长中起重要作用。着重介绍G蛋白对花粉管生长的调控作用以及此过程中G蛋白与其它信号组分的协同作用。     

钙在被子植物受精过程中的作用

近年来,花粉管中的钙信号和生理功能的研究又取得了明显的进展,同时在雌蕊系统中有关钙分布的研究也初步显示了其时、空特征与被子植物的受精作用密切相关。该文总结了花粉萌发和花粉管生长过程中外源钙的作用机制,结合雌蕊组织中钙分布的特征,进一步探讨了钙在被子植物受精过程中的功能。     

钙在被子植物受精过程中的作用

近年来,花粉管中的钙信号和生理功能的研究取得了明显的进展,同时在雌蕊系统中有关钙分布的研究也初步显示了其时、空特征与被子植物的受精作用密切相关。该文总结了花粉萌发和花粉管生长过程中外源钙和内源钙的作用机制,结合雌蕊组织中钙分布的特征,进一步探讨了钙在被子植物受精过程中的功能。     

蕨类植物孢子与种子植物花粉萌发的比较

蕨类植物孢子与种子植物花粉在有性生殖过程中都具有重要的作用。花粉作为种子植物的雄配子体, 通过萌发后极性生长的花粉管将精细胞送到胚囊完成受精作用。蕨类植物孢子作为配子体的原始细胞, 通过不对称的有丝分裂产生一大一小两个细胞, 小细胞萌发出极性生长的假根, 大细胞继续分裂发育为原叶体(配子体)。成熟的花粉和蕨类植物孢子都是代谢高度静止的细胞, 两者的萌发过程不仅都受到各种不同环境因子的影响, 而且在信号转导、极性建立和能量代谢等方面可能有着相似的调控机制。本文综述了蕨类植物孢子和种子植物花粉萌发过程的差异和保守性特征。     

Structure and development of the stigma, style and ovary of Caesalpinia pulcherrima (L.) Sw., post-anthesis, pre- and post-pollination

The stigma of Caesalpinia pulcherrima is crateriform. The crater continues as a slit-like canal through the style and into the ovary. Both crater and canal are lined by several layers of fusiform and thin-walled cells which are continuous in two narrow regions in the ovary. Postanthesis and before pollination, the middle lamella of cells lining the stigmatic crater and stylar transmitting tissue undergoes dissolution. This occurs in a progression down the style with cells separating partially or wholly from neighbours. Dissolution is initiated at intercellular junctions where wall fibrils loosen and variously-sized and -shaped holes appear. Cytoplasmic changes include increased dictyosome activity, increased rough and smooth endoplasmic reticulum at the periphery of cells and accumulation of electron opaque deposits at the plasma membrane. The crater fills with stigmatic fluid and the diameter of the stylar canal increases. Pollen germinates in the secretion-filled crater, and pollen tubes grow down the style between the cells of the transmitting tissue but do not enter the canal. They emerge at the entrance to the ovary cavity and grow over one or two narrow strips of ovarian transmitting tissue cells which are present throughout the length of the ovary close to the ovules. This ensures that tubes grow in close proximity to the micropyles.     

烟草花粉发育过程中的细胞凋亡及其与钙/钙调素依赖性蛋白激酶T1表达的关系(英文)

用原位末端标记及免疫组化显色方法,对烟草花药发育过程中的细胞凋亡进行了检测。结果表明绒毡层、环形细胞、药隔组织细胞在减数分裂后四分体时期开始凋亡(Plate I, C &D),而花药维管束细胞从小孢子母细胞时期就开始凋亡(Plate I, E)。这些特定的细胞在花药发育特定时期的凋亡担负着特定的作用。钙/钙调素依赖性蛋白激酶T1在这些凋亡细胞中大量特异表达(Plate II),表明钙信号途径参与了烟草花粉发育的细胞凋亡调控。     

微丝骨架的构成及其对花粉管极性生长的调控作用

微丝骨架是细胞骨架的重要组成部分,它由肌动蛋白和肌动蛋白结合蛋白组成,广泛存在于真核细胞中。近年来,大量研究表明植物花粉及花粉管中存在丰富的微丝骨架。目前,在微丝骨架作为信号转导途径的靶标参与对花粉管极性生长的调控、微丝骨架在花粉和花粉管中的分布及其在花粉管生长过程中与其他信号分子之间的相互作用等方面取得了一系列突破性进展。     

Microtubule organization in germinated pollen of the conifer Picea abies (Norway spruce,Pinaceae)

The organization of microtubules in germinated pollen of the conifer Picea abies (Norway spruce, Pinaceae) was examined using primarily confocal microscopy. Pollination in conifers differs from angiosperms in the number of mitotic divisions between the microspore and the sperm and in the growth rate of the pollen tube. These differences may be orchestrated by the cytoskeleton, and this study finds that there are important functional differences in microtubule organization within conifer pollen compared to the angiosperm model systems. Pollen from P. abies contains two degenerated prothallial cells, a body cell, a stalk cell, and a vegetative cell. The body cell produces the sperm. In the vegetative cell, microtubules form a continuous network from within the pollen grain, out through the aperture, and down the length of the tube to the elongating tip. Within the grain, this network extends from the pollen grain wall to the body and stalk cell complex. Microtubules within the body and stalk cells form a densely packed array that enmeshes amyloplasts and the nucleus. Microtubule bundles can be traced between the body and stalk cells from the cytoplasm of the body cell to the adjoining cell wall and into the cytoplasm of the stalk cell. Body and stalk cells are connected by plasmodesmata. The organization of microtubules and the presence of plasmodesmata suggest that microtubules form a path for intercellular communication by projecting from the cytoplasm to interconnecting plasmodesmata. Microtubules in the elongating tube form a net axial array that ensheathes the vegetative nucleus. Microtubules are enriched at the elongating tip, where they form an array beneath the plasma membrane that is perpendicular to the direction of tube growth. This enriched region extends back 20 μm from the tip. There is an abrupt transition from a net perpendicular to a net axial organization at the edge of the enriched region. In medial sections, microtubules are present in the core of the elongating tip. The organization of microtubules in the tip differs from that seen in angiosperm pollen tubes.     

The ecology and evolution of visual pollen signals

By offering pollen and/or nectar as a food resource, angiosperms exploit flower visitors for pollen transport. Pollen thus acts not only as a means for transportation of male gametes, but also as a food reward for potential pollinators. Many findings provide compelling evidence that pollen acts, in addition, as a visual signal. The present contribution reviews several strategies that angiosperms have evolved to attract potential pollinators to the site of reward. We here consider evolutionary, ecological, sensory-physiological, and behavioural aspects of flower-pollinator interactions that are correlated with visual signals provided by pollen and pollen-producing organs, or imitations thereof.     

杉木花粉发育过程中形态结构的变化研究

该研究以扬州地区成年杉木为材料,采用半薄切片法以及扫描电镜和透射电镜观察法,对杉木花粉发育过程进行了观察。结果表明:杉木的造孢细胞形成于10月,持续至翌年的1月底至2月初。造孢细胞位于小孢子囊最里面,呈多边形,数量多且彼此排列紧密;细胞壁很薄,细胞核较大,内含丰富的细胞器和脂类物质。造孢细胞发育成熟后彼此分离形成小孢子母细胞。小孢子母细胞的减数分裂开始于2月下旬,经两次减数分裂,先后形成二分染色体和四分染色体。小孢子从四分体释放后,体积迅速增大,发育形成花粉,这个过程中,伴随着明显的营养物质变化。杉木成熟花粉壁由薄壁区和厚壁区两部分组成,薄壁区中央有一个乳头状突起,突起上有一萌发孔。成熟花粉外壁着生了许多瘤状颗粒。该研究结果为杉木生殖发育、有性繁殖以及系统演化研究提供了重要依据。