黄檗（芸香科）的珠孔塞和珠孔的形态发育及花粉管在子房室中的生长路径

利用扫描电子显微镜术和光学显微镜术研究了黄檗(Phellodendron　amurense　Rupr.)的珠孔塞和珠孔的形态发育和花粉管在雌蕊中的路径。黄檗胚珠的珠孔塞起源于珠柄。随着胚珠生长,珠孔塞逐渐增大,胚珠成熟时珠孔塞变得相当大并紧密地覆盖在珠孔上。当雌花进入可传粉期时,珠孔塞的形态发生很大变化,其表面细胞径向延伸,形成柱形、半乳突或乳突细胞。受精后,珠孔塞体积变小并逐步退化。花粉管在子房室中并非一定经过珠孔塞结构。花粉管是否经过珠孔塞取决于它们进入子房室的位置。我们不支持先前研究者关于珠孔塞主要充当对花粉管生长的机械作用的观点。我们对黄檗胚珠的珠孔的形态发育研究显示,在不同的生殖时期,珠孔的结构会发生变化,在传粉时期它的结构显示不对称性。黄檗珠孔塞和珠孔的发育与雌配子体发育存在密切关系。     

黄檗(芸香科)的珠孔塞和珠孔的形态发育及花粉管在子房室中的生长路径

利用扫描电子显微镜术和光学显微镜术研究了黄檗(Phellodendron amurense Rupr.)的珠孔塞和珠孔的形态发育和花粉管在雌蕊中的路径.黄檗胚珠的珠孔塞起源于珠柄.随着胚珠生长,珠孔塞逐渐增大,胚珠成熟时珠孔塞变得相当大并紧密地覆盖在珠孔上.当雌花进入可传粉期时,珠孔塞的形态发生很大变化,其表面细胞径向延伸,形成柱形、半乳突或乳突细胞.受精后,珠孔塞体积变小并逐步退化.花粉管在子房室中并非一定经过珠孔塞结构.花粉管是否经过珠孔塞取决于它们进入子房室的位置.我们不支持先前研究者关于珠孔塞主要充当对花粉管生长的机械作用的观点.我们对黄檗胚珠的珠孔的形态发育研究显示,在不同的生殖时期,珠孔的结构会发生变化,在传粉时期它的结构显示不对称性.黄檗珠孔塞和珠孔的发育与雌配子体发育存在密切关系.     

甘蓝油菜雌蕊中花粉管生长途径的钙离子定位

用焦锑酸钾定位 Ca~(2 )的技术,证明了甘蓝油菜(Brassica napus)柱头乳突细胞的少量分泌物、柱头表皮下的引导组织细胞间隙、花柱引导组织细胞壁外表面和胞间隙的分泌物以及子房假隔膜分泌区的表皮细胞外和内部引导组织细胞壁外表面和胞间隙的分泌物中均有 Ca~(2 )沉淀存在,而花柱皮层薄壁细胞无此种现象。花粉管生长的整个途径中 Ca~(2 )的存在与花粉管在雌蕊中的定向生长有关。     

小毛茛雌蕊群的授粉率及花粉管生长途径

为探讨毛茛属中是否具有与慈姑属中类似的花粉管再分配现象,对小毛茛开花后不同时期柱头的授粉率和花粉量进行了统计,并采用荧光显微术观察了其花粉在雌蕊群中的萌发及花粉管生长过程。该种的每朵花中含有39.2±9.9个离生心皮,开花过程常持续4~6d,开花2d后,柱头授粉率就可达到100%,平均每柱头的花粉量在3d后达到17.0±2.4粒。虽然开花的当天即有少数柱头落置有花粉粒,但花粉萌发常自开花的次日开始。花粉管先沿各雌蕊之向心一侧的组织中穿行至子房基部后部分花粉管转向胚珠,由珠孔进入珠心。从花粉粒落置于柱头到花粉管进入珠心大约需要24h。尽管毛茛属有着与慈姑属类似的多心皮雌蕊群,但大量的荧光显微观察表明,与慈姑属植物中不同的是,小毛茛的花粉管生长均局限于每一雌蕊中而不能穿过子房向其他雌蕊生长。雌蕊群的比较解剖发现野慈姑的子房基部有一条通向花托表面的孔道,这正是花粉管由一个雌蕊到另一个雌蕊的通路,但小毛茛的子房基部不存在此孔道。     

花粉管生长调控的研究进展

本文从花粉管的生长特性、细胞质组成、细胞骨架、细胞壁的结构与合成、Ｃａ２＋通道和向性生长机制六个方面,综述了近些年来对花粉管生长调控研究的进展。     

扇脉杓兰花粉超微结构及花粉管生长的观察

为明确扇脉杓兰花粉形态结构及雄性生殖特性,利用扫描电镜、透射电镜和荧光显微镜对花粉形态和超微结构及花粉管生长过程进行观察。结果表明:(1)扇脉杓兰单粒花粉长球形,表面光滑无特征纹饰,有少量胶黏物质,一些表面有2个或以上的深凹陷,凹陷内有球形突起的内容物。(2)花粉壁分为由棒状的基柱小单元组成的外壁和纤维素果胶组成的内壁,有覆盖层;生殖细胞近圆形,细胞核大而致密;营养细胞多弧形,核质分散;花粉粒细胞质含有大量的线粒体、质体和小泡等细胞器,淀粉、蛋白质和多糖含量丰富。(3)花粉管萌发后沿子房壁方向伸长,授粉20d花粉管伸长生长并不明显,授粉30d伸长的花粉管中出现大量胼胝质塞,并且伸长方向转为胚珠中间,花粉管逐渐接近胚珠,在授粉后50d基本完成受精作用。研究认为,扇脉杓兰花粉发育正常,不阻碍有性生殖过程。     

肌动蛋白在丝瓜花粉管顶端生长中的作用

用非固定荧光标记的鬼笔环肽作为肌动蛋白探针观察并证明了丝瓜未萌发的花粉粒和不同生长时期花粉管中肌动蛋白纤丝的分布及其形态变化。又用细胞松弛素Ｂ（ＣＢ）、氯丙嗪（ＣＰＺ）及Ｎ－乙酰马来酰胺（ＮＥＭ）证明了丝瓜花粉管伸长与肌动蛋白暨有密切的关系,也受Ｃａ＾２＋的调节。     

花粉管细胞壁结构及胞质运动

花粉管的极性顶端生长是将雄配子体运输到子房的过程,在高等植物有性生殖过程中起着重要的作用。花粉管的生长过程包括许多方面,其中最为重要的是花粉管细胞壁的合成和胞质运动。本文就细胞壁的结构及组成,生殖细胞和营养核的移位,细胞器以及分泌小泡的运动等方面作了较全面论述。     

花粉管细胞结构与生长机制研究进展

花粉管的极性顶端生长是一个复杂的动力学过程,在高等植物有性生殖过程中起着重要的作用。花粉管的生长过程包括许多方面,其中最为重要的是花粉管细胞骨架动态和胞质运动。本文较全面地综述了花粉管的结构、细胞骨架、胞质运动、囊泡转运及循环、线粒体运动以及内质网和高尔基体之间囊泡运动等。     

陆地棉雌蕊的花粉管生长途径中钙分布的超微细胞化学定位

用焦锑酸盐沉淀法对陆地棉(Gossypium hirsutum L.)授粉前后的柱头、花柱、珠孔与珠心组织中的钙进行了超微细胞化学定位。X射线波谱与能谱分析证明所定位的沉淀确系焦锑酸钙。观察结果表明:在整个花粉管生长途径中的雌蕊组织,钙分布均较其它相邻组织密集;钙主要分布在细胞壁与胞间基质等质外体系统中。在雌蕊中生长的花粉管,其尖端细胞器区也有丰富的钙。     

陆地棉胚性愈伤组织的变异及高频胚胎发生

陆地棉（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ ｈｉｒｓｕｔｕｍ Ｌ．）胚性愈伤组织在两年多的继代培养过程中,由淡绿或灰色疏松状转变成灰黄色致密团块状,胚胎发生能力经历了一个由低到高再到低的过程。培养两年半后,从中分离出３种不同的愈伤组织系。第一种可产生大量的胚状体;第二种可产生少量胚状体;而第三种失去了胚胎发生能力。第一种团块颗粒小,后两种团块颗粒大。通过选择培养第一种愈伤组织系,建立了３ 个陆地棉栽培品种的高频体细胞胚胎发生系。染色体观察显示：其变异频率随愈伤组织培养代数的增加而升高;３ 种不同的愈伤组织系中,二倍体细胞的频率大小依次为：第一种＞ 第二种＞ 第三种。此外,第一种含有较多的超二倍体细胞,而后两种含较多亚二倍体细胞     

外源Ca^2＋对烟草花粉管生长和生殖核分裂的调节

用细胞学和统计学方法研究了外源Ca~(2 )对烟草(Nicotiana tabacum L.)离体花粉管生长和生殖核分裂的影响。正常培养条件下,花粉管群体内的生殖核分裂率大致呈对数增长,10～18h为其分裂高峰期。所用Ca~(2 )浓度中以10~(-3)mol/L最适于花粉管生长,与之相比,其它浓度随时间延长愈益明显地表现出抑制效应。生殖核分裂则以10~(-2)与10~(-3)mol/L较为适宜,且10~(-2)mol/L可相对提前分裂高峰。在含10~(-3)mol/L Ca~(2 )培养基中培养10h后用不同方法处理,发现高钙抑制花粉管生长,尤以10~(-1)mol/L Ca~(2 )抑制最强烈,导致花粉管顶端壁加厚及生殖核的无丝分裂。而10~(-2)mol/L Ca~(2 )在处理早期(10～12h)促进生殖核分裂。EGTA处理则同时抑制花粉管生长和生殖核分裂。     

蛋白酶体抑制剂MG132对青扦花粉萌发和花粉管生长的影响

泛素/蛋白酶体系统(UPP)是真核细胞内蛋白质选择性降解的主要途径,而蛋白酶体是UPP中蛋白质降解的场所。本文应用细胞学、统计学方法以及FTIR技术研究了蛋白酶体抑制剂MG132对青扦(Peceawilsonii)花粉萌发、花粉管生长的影响。结果表明:MG132显著抑制青扦花粉萌发和花粉管生长,并导致花粉管形态异常,主要表现为花粉管亚顶端出现液泡化,并且液泡随着培养时间的延长而扩大到整个花粉管,花粉管濒临死亡;而DMSO以及非蛋白酶体抑制剂E-64不产生类似结果;半薄切片结果表明,MG132处理后不仅花粉管细胞质发生液泡化,生殖细胞也发生液泡化;FTIR分析进一步表明,MG132处理后,花粉管顶端的细胞壁蛋白和果胶质含量大幅度下降。上述结果表明:MG132通过抑制蛋白酶体活性显著影响青扦花粉萌发及花粉管生长;UPP在青扦花粉萌发、花粉管极性生长模式的建立和维持过程中起重要作用;抑制蛋白酶体活性将导致青扦花粉管的程序性死亡。     

类整合素在烟草花粉萌发和花粉管生长中的作用

本文研究了动物整合素VnR抗血清及动物整合素专一性抑制剂含RGD的多肽对体外及半体内培养条件下烟草花粉萌发及花粉管生长的影响。结果表明在体外培养条件下,VnR抗血清及GRGDSP肽对花粉的萌发及花粉管的生长没有明显的抑制作用,但可抑制钙调素促进的花粉萌发和花粉管的生长;两者对柱头上进行的花粉萌发及在花柱里进行的花粉管生长也有一定程度的抑制。对类整合素在花粉萌发及花粉管生长中的作用进行了讨论。     

Nifedipine对烟草花粉萌发、花粉管生长及生殖核分裂的影响

用细胞学和统计学方法研究了Ｃａ２＋ 通道专一性阻滞剂ｎｉｆｅｄｉｐｉｎｅ（Ｎｉｆ）对烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍＬ．）离体花粉萌发、花粉管生长及生殖核分裂的影响。１０－ ４ ｍ ｏｌ／ＬＮｉｆ可抑制花粉萌发。Ｎｉｆ对花粉管生长的影响与其浓度和处理持续时间有关,１０－ ４ ｍ ｏｌ／Ｌ Ｎｉｆ始终抑制花粉管生长;而１０－ ７～１０－ ５ ｍ ｏｌ／ＬＮｉｆ在较短时间内起不同程度的促进作用,之后逐渐过渡为抑制花粉管生长。较高浓度处理可使花粉管形态趋向异常,细胞质流动趋于停滞。Ｎｉｆ抑制生殖核的有丝分裂,相对推迟分裂高峰。Ｎｉｆ使花粉管中的金霉素（ＣＴＣ）荧光趋于减弱,表明Ｎｉｆ通过抑制Ｃａ２＋ 通道活性产生生理效应。着重讨论了Ｎｉｆ抑制生殖核分裂的可能原因     

CHEMOTROPIC ACTIVITY AND THE PATHWAY OF THE POLLEN TUBE IN LILY,

A study of the pollen tube pathway in Lilium leucanthum var. centifolium and in L. regale reveals that the entire pathway from stigma to ovule is lined with cytologically unique stigmatoid cells. Assays for chemotropic activity of tissues and exudates along the pathway of pollinated or unpollinated pistils showed that onset of chemotropic activity progressed basipetally (and, when pollinated, in advance of the pollen tubes), commencing at the stigma 3-5 days before anthesis and appearing in the ovules 1-2 days after anthesis. Activity persists about 10 days in ovules of pollinated pistils and for 14-16 days in ovules of non-pollinated pistils. Attempts to localize the source of the chemotropic factor showed that gynoecial tissues bearing stigmatoid cells are chemo-tropically active while slices of style or ovary wall lacking stigmatoid cells are inactive. When ovules were sliced transversely and the micropylar and chalazal halves assayed, only the micropylar half showed activity. We suggest that the ovules and the stigmatoid tissue along the pollen tube pathway are the sources of the chemotropic factor responsible for the directional growth of the pollen tube.     

THE ESSENTIAL ROLE OF CALCIUM ION IN POLLEN GERMINATION AND POLLEN TUBE GROWTH

Brewbaker, James L., and Beyoung H. Kwack. (U. Hawaii, Honolulu.) The essential role of calcium ion in pollen germination and pollen tube growth. Amer. Jour. Bot. 50(9): 859–865. Illus. 1963.—A pollen population effect occurs whenever pollen grains are grown in vitro. Small pollen populations germinate and grow poorly if at all, under conditions which support excellent growth of large pollen populations. The pollen population effect is overcome completely by a growth factor obtained in water extracts of many plant tissues. This factor is shown to be the calcium ion, and its action confirmed in 86 species representing 39 plant families. Other ions (K⁺, Mg⁺⁺, Na⁺) serve in supporting roles to the uptake or binding of calcium. The high requirement of calcium (300–5000 ppm, as Ca (NO₃)₂·4H₂O, for optimum growth) and low calcium content of most pollen may conspire to give calcium a governing role in the growth of pollen tubes both in vitro and in situ. It is suspected that ramifications of this role extend to the self-incompatibilities of plants and to the curious types of arrested tube growth distinguishing, for example, the orchids. A culture medium which proved its merit in a wide variety of pollen growth studies included, in distilled water, 10% sucrose, 100 ppm H₃BO₃, 300 ppm Ca (NO₃)₂·4H₂O, 200 ppm MgSO₄·7H₂O and 100 ppm KNO₃.