普通小麦雄性不育系及其保持系花粉发育的细胞形态学观察

观察材料为普通小麦品种“小红”做父本、与“早_1”不育系杂交,经连续回交转育而成的高代(B_7F_1)稳定的T型不育系及其保持系。“小红”不育系减数分裂基本正常,花粉发育和保持系相似,在花粉败育过程中有如下异常现象:     

新型小麦胞质不育系花粉败育的细胞学观察

观察了１种新型小麦细胞质雄性不育素（ＣＭＳ）－（野生二粒小麦）中国春ＣＭＳ花药和花粉败育的细胞学过程,结果表明;（１）不育系在小孢子发育至单核晚期以前,除了雄蕊心皮化发生率（３７．２％）较高外,其花药和花粉发育绝大多数与同核保持系相似,是正常的,仅少量表现异常而导致败育,异常现象主要有：雄蕊心皮化。药室合并,药壁组织喙状突起,绒毡层异常,小孢子母细胞粘连,减数分裂异常,小孢子异常等。（２）不育系花     

作物“三系”生物学特征的研究——Ⅲ.几种水稻雄性不育类型的花粉形成与发育的细胞形态、代谢障碍和药隔维管束发育的比较研究

本文对水稻几种雄性不育类型的花粉败育原因进行了比较研究。结果表明,不育类型的花粉败育有着一些共同的机理:在花粉单核期至三核期可见到花药隔维管束的木质部及韧皮部细胞发育较差,维管束鞘细胞发育不良,体积较小,排列紊乱;在单核花粉期至三核花粉期均发生物质代谢障碍,特别在花药部位尤为明显;由于维管束发育不良和花药物质代谢障碍,导致了花粉缺乏营养而败育。败育的主要时期是在单核花粉晚期,这与代谢发生明显障碍的时期是一致的。     

大麦×小麦杂种愈伤组织及再生植株的细胞学观察

本文研究了Ant-13大麦×中国春小麦未成熟胚诱导的愈伤组织细胞,再生植株体细胞和花粉母细胞染色体的变化情况。发现在这三个不同分化和发育阶段中都存在着混倍体现象。但随着分化和发育过程的进行,混倍体程度越来越小,正常双单倍体细胞的比例越来越大。从再生植株花粉母细胞减数分裂前的有丝分裂开始到整个减数分裂过程中都可以看到染色体行为的异常现象,从而形成败育花粉,造成杂种不孕。花粉败育发生在单核小孢子时期。     

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     

稻类雄性不育系的花粉败育途径研究

对水、旱稻５ 个两系不育系和１ 个三系不育系的花粉败育途径的观察发现,野败三系不育系珍汕９７Ａ 和３ 个两系不育系是以核退化为典型特征的花粉败育途径,其败育时期发生在单核晚期。新选育成的旱稻昆植Ｓ－１ 和水稻昆植Ｓ－２两个两系不育系则是以核增生为典型特征的花粉败育途径。对两类花粉败育途径的细胞学特点和不育的稳定性进行了比较分析     

温光敏核雄性不育小麦雄性败育的细胞学观察

为了掌握小麦温光敏核雄性不育系雄性败育发生的时期和类型,为两系法利用小麦杂种优势提供依据,用涂抹压片法观察了其减数分裂和小孢子发育过程.结果表明,在低温短日照条件下,在叶枕距-5cm 左右、幼穗长5cm 左右、孕穗前5～10d的时段处于花粉母细胞形成期,发育正常;叶枕距-2～1cm 、幼穗长8cm 左右、孕穗前4～5d到孕穗当天的时段处于减数分裂期,减数分裂行为基本正常,能形成正常的四分体;叶枕距5cm 左右、穗长9cm左右、孕穗后到抽穗前的时段处于小孢子发育期,小孢子能发育到单核靠边期,但此后就发育停滞,细胞质和核物质逐渐解体,不能被苏木精或碘液染色,出现败育;发生败育的高峰在小孢子单核晚期,败育花粉的主要类型是圆败型.而在高温长日照条件下,减数分裂和小孢子发育过程与常规对照品系相同,能形成正常可育的三核花粉粒.     

木立芦荟小孢子母细胞减数分裂与花粉育性关系的初步研究

文章从减数分裂过程、小孢子发育两方面,探讨了木立芦荟（Aloe arboresens Mill.）花粉败育的原因。木立芦荟花粉母细胞染色体数目为2n=14,由四对长染色体和三对短染色体组成,属二型性核型。其减数分裂异常,发现存在单价体和多价体、染色体桥、落后染色体、不均等分离、微核等。同时观察到木立芦荟染色体具有极度的粘质性,使减数分裂各阶段的染色体不易散开。统计各种异常现象出现的频率并分析了这些异常现象形成的可能机制及对正常小孢子形成的影响,推测染色体间的丝状粘连可能是木立芦荟小孢子母细胞减数分裂异常并导致败育花粉产生的主要因素。成熟花粉粒中90%以上为败育花粉,属碘败型。     

甘蓝型油菜几个雄性不育系花药发育的细胞形态学研究

选用甘蓝型油菜6个细胞质雄性不育系和1个细胞核雄性不育系为材料,与可育系比较,确定花药发育受阻的时期和方式。根据研究结果,将其雄性不育系分为三类:1.湘矮A,Po-aA,陕2A和7s-3A花药发育受阻于孢原细胞分化期,没有分化形成花粉囊。2.萝AⅠ和萝AⅡ花药发育受阻于四分体至单核花粉期。败育方式为小孢子难以从四分体中释放出来,或释放出来后细胞质液泡化,核不能分裂,花粉壁发育不良。此外,还见到绒毡层径向肥大、延迟消失和维管束分化不良等异常现象。3.宜3A为核不育系,花药发育受阻于花粉母细胞期。败育方式为花粉母细胞死亡,减数分裂异常,或不能进行减数分裂。绒毡层和维管束一般都能正常发育。     

鹅掌楸花粉败育过程的超微结构观察

花粉败育是限制鹅掌楸〔Ｌｉｒｉｏｄｅｎｄｒｏｎｃｈｉｎｅｎｓｅ（Ｈｅｍｓｌ．）Ｓａｒｇ．〕生殖成功的重要因素之一。败育多数发生在四分体形成之前,少数发生在小孢子形成以后,是由于花粉发育过程中存在异常现象造成的。异常现象有７个方面：（１）造孢组织解体;（２）小孢子形成过程中胼胝质的积累与降解异常;（３）绒毡层发育异常;（４）小孢子母细胞胞质分裂异常;（５）小孢子解体;（６）生殖细胞败育;（７）药隔维管束韧皮部的伴胞解体。这些原因可引起花粉产量和质量降低,从而影响鹅掌楸生殖过程中的传粉受精及结籽的能力     

广东高州普通野生稻生殖特性的研究Ⅰ.结实率、花粉育性及其发育特点

对采自6个采样点141个编号的高州普通野生稻的结实率、花粉育性及其发育特点进行研究。结果发现,高州野生稻的结实率平均为57．23％,普遍偏低;花粉育性平均为89．3％。育性在50％以上的编号134个,占95．04％;7个编号出现不同程度的败育现象,败育类型以典败为主。其中育性最低的是GZW122,育性仅为8％;17个编号（占12,06％）的裂药性存在严重的异常现象。相关分析表明,花粉育性和裂药性与结实率存在极显著相关。不同采样点问存在一定差异,其中位于祥山镇祥山村祥山洞的编号结实率、花粉育性和裂药指数都较低,变异系数却较大,显示出较丰富的多样性。利用激光扫描共聚焦显微镜术研究发现,高州普通野生稻花粉发育过程与栽培稻一致,同样经历了8个时期,即小孢子母细胞形成期、小袍子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二孢花粉期和成熟花粉期。     

水稻胞质雄性不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层发育过程中的Ca2+分布变化

利用焦锑酸钾沉淀法研究了野败不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层细胞的发育过程及其细胞中Ca2 的分布变化。研究发现保持系绒毡层细胞在单核花粉晚期才开始迅速解体,而不育系绒毡层细胞在花粉母细胞时期就开始出现核膜、细胞膜解体,此过程持续到二核花粉时期。珍汕97A绒毡层细胞从花粉母细胞时期开始,细胞质内有少量颗粒状的Ca2 沉淀;减数分裂时期,绒毡层细胞的内切向壁表面有大量大颗粒的Ca2 沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞周围集聚一层Ca2 沉淀。而保持系绒毡层细胞遮花粉母细胞时期和减数分裂时期细胞内没有Ca2 沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞内的Ca2 沉淀主要分布在解体的细胞质内。推测绒毡层细胞结构发育的异常和Ca2 的异常分布可能与花粉的败育有关。     

不同温度条件下高粱温敏雄性不育系冀130A 育性变化规律及花粉败育研究

以回18A为母本、抗蚜保持系130B为父本,回交8个世代育成夏播高粱不育系冀130A。在选育过程中发现,冀130A的不育度受温度影响。为进一步了解温度对该不育系育性的影响,明确影响育性的临界温度,为杂交制种提供依据,对其进行了播期试验、异地种植和关键时期不同温度处理试验,结果表明:旗叶伸展至抽穗期间平均气温低于23℃,不育度为100%,株间无差异;平均气温高于23℃,部分花粉可育,随着温度升高,可育花粉增多,平均气温超过26℃可明显观察到可育花粉,自交结实率可达30%,株间有差异。通过石蜡制片及显微摄影观察,对不同温度处理条件下花药和花粉特征进行了研究。结果显示:低温导致绒毡层细胞出现明显异常,主要表现为液泡化、径向肥大和延迟退化;低温条件下早期败育的花药,造孢细胞或花粉母细胞较早出现解体,无单核花粉粒产生。旗叶伸展至抽穗期间温度高于26℃时,花粉母细胞减数分裂形成单核花粉粒,之后部分花粉粒出现畸形,但仍有约40%的正常花粉粒可以存活到花药开裂并散粉。低温导致绒毡层细胞出现异常,是花粉败育的主要原因。冀130A的育成,扩大了高粱不育系的差异,有利于商业化的高粱杂交种选育,同时为深入研究高粱不育系的败育机理提供了新种质资源。对冀130A育性转换特性研究为利用该不育系进行杂交种制种选择制种区域和播期奠定了基础。     

顺乌头酸酶基因在杀雄剂SQ-1诱导小麦雄性不育花药中的表达分析

采用RT-PCR技术,克隆了小麦胞质顺乌头酸酶基因(cACO)部分cDNA序列.该cDNA序列长1368bp,编码456个氨基酸,GenBank登录号为GU475062.半定量RT-PCR结果表明,在生理型不育和可育花药发育的单核早期至三核期,cACO基因的表达水平均表现为先升后降;在生理型不育花药发育的单核晚期cACO基因表达水平与同期可育花药相比显著升高,到二核期和三核期明显降低,ACO酶活性变化表现出相同趋势.这反映出在小麦生理型不育系中,cACO基因在花药败育关键期异常表达可能影响了花药发育过程中正常的能量供应和物质代谢,导致花粉发育能量不足和所需物质匮乏,从而导致了非遗传型花药败育现象.     

长春蒲公英雄性不育株形态学观察与败育细胞学研究

在长春蒲公英(Taraxacum junpeianum Kitam.)株群中发现雄性不育现象,为研究其败育机理及特点,探寻其不育基因,采用形态观察法、石蜡切片技术和染色体压片法,对长春蒲公英野生型及其雄性不育株的花药发育过程和花粉母细胞减数分裂过程进行了观察。结果表明:(1)长春蒲公英雄性不育株花药中部发红、干瘪、无花粉散出。与野生型比较,雄性不育株雄蕊更短,子房更窄,种子形态更加狭长;(2)长春蒲公英雄性不育株败育时期为四分体到单核小孢子前期,败育方式为小孢子自身异常发育,绒毡层异常分解,互相粘连败育;(3)长春蒲公英雄性不育株花粉母细胞减数分裂二分体时期出现落后微核,随后产生极少四分体,并且四分体产生大量染色体桥,小孢子营养物质流失,彻底败育。因此,长春蒲公英雄性不育株败育彻底、稳定,并且有种的特点。小孢子自身异常发育和绒毡层异常分解是导致败育的主要原因。     

甜菜无融合生殖单体附加系M14花粉发生与发育的超微结构研究

运用透射电子显微镜技术,对甜菜无融合生殖单体附加系M14的小孢子发生、雄配子体发育以及相应的花药壁发育过程进行超微结构的观察研究,以阐明甜菜无融合生殖单体附加系M14花粉发生与发育超微结构特点以及花粉败育的时期和败育的细胞学特征.结果显示:(1)小孢子母细胞减数分裂正常,分裂期间细胞质具有明显的"细胞质改组"现象,主要表现在核糖体减少,质体、线粒体的结构发生规律性的变化,有利于孢子体向配子体的转变.M14减数分裂的胞质分裂为同时型,前期Ⅱ和中期Ⅱ形成"细胞器带";正常发育的花粉,小孢子分裂形成营养细胞和生殖细胞;生殖细胞脱离花粉壁,生殖细胞游离于营养细胞的细胞质中,最初具细胞壁,而后消失,且生殖细胞壁成分与花粉内壁成分相似.(2)三细胞型的成熟花粉含有一个营养细胞和两个具有尾突的精子;每个精子通过两层质膜与营养细胞隔开,含有一个大的精核,长尾突内含少量的细胞质以及纤丝状结构.(3)生殖细胞和精子中缺乏质体.(4)花粉的败育起始于小孢子,大部分受阻于单核-二细胞花粉期,其败育特征为花粉内液泡吞噬作用导致细胞器解体,绒毡层细胞过早解体或肥大生长致使营养供应受阻,可能是导致单核-二细胞花粉败育的主要细胞学原因.研究表明,白花甜菜第九号染色体的附加可能是导致M14大量花粉败育的遗传学因素.     

湿地松雄性不育和可育系小孢子叶球形态和细胞发育动态变化

为了解湿地松‘松泰’小孢子叶球在发育过程形态是否有差异变化,明确其败育过程、败育方式及影响因素,为湿地松雄性不育品种利用和后期开展相关研究提供科学依据。该研究以‘松泰’s10败育系和s9可育系为材料,观察小孢子叶球形态发育变化,并对其小孢子叶球进行石蜡切片,在光学显微镜下观察小孢子发育过程。结果表明:s10败育系和s9可育系在小孢子母细胞减速分裂前无明显差异,小孢子叶球生长趋势也一致;四分体时期,s10小孢子细胞发育异常,小孢子叶球形态发育也出现异常,二者异常发育具有同步性;可育系从四分体到单核小孢子发育阶段的时间为5 d左右,而败育系持续发育长达20 d左右,持续时间为可育系的4倍。在此期间出现小孢子绒毡层细胞发育异常、降解缓慢,小孢子囊壁组织排列紊乱、降解延迟等现象,s10形成异常二核花粉,且无花粉散出。因此,推论s10小孢子败育的原因主要是小孢子囊壁细胞发育异常,其小孢子叶球形态异常,相对应的绒毡层在四分体时期发育异常,不能适时地分泌胼胝质酶来降解围绕着四分体的胼胝质壁,也不能适时地合成输送花粉形成所需能量物质,同时囊壁细胞出现降解延迟和层积,这一系列的异常变化导致不能形成正常四分体,从而使花粉败育。     

水稻胞质雄性不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层发育过程中的Ca2 +分布变化

利用焦锑酸钾沉淀法研究了野败不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层细胞的发育过程及其细胞中Ca2 +的分布变化。研究发现保持系绒毡层细胞在单核花粉晚期才开始迅速解体,而不育系绒毡层细胞在花粉母细胞时期就开始出现核膜、细胞膜解体,此过程持续到二核花粉时期。珍汕97A绒毡层细胞从花粉母细胞时期开始,细胞质内有少量颗粒状的Ca2 +沉淀;减数分裂时期,绒毡层细胞的内切向壁表面有大量大颗粒的Ca2 +沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞周围集聚一层Ca2 +沉淀。而保持系绒毡层细胞遮花粉母细胞时期和减数分裂时期细胞内没有Ca2 +沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞内的Ca2 +沉淀主要分布在解体的细胞质内。推测绒毡层细胞结构发育的异常和Ca2 +的异常分布可能与花粉的败育有关。     

灯盏花雄性不育种质鉴定与花药发育的细胞学研究

对云南泸西栽培灯盏花群体进行调查,发现了灯盏花雄性不育种质个体,其出现频率约为1.06×10-4.对所发现的灯盏花不育株形态特征及其花药发育过程进行了观察,并对花粉活力进行鉴定.结果显示:(1)灯盏花不育株根、茎、叶形态与正常可育植株基本相似,管状花小,花丝短,花药瘦小,无花粉粒散出或花粉无活力.(2)灯盏花在其花药发育的小孢子母细胞时期、四分体时期、小孢子时期和单核早期,由于绒毡层细胞液泡化、提前解体,不能为小孢子或花粉发育提供所需物质,导致小孢子母细胞和四分体解体,产生无花粉的花药;或小孢子和单核花粉胞内降解,形成不同形状和外壁纹饰的败育花粉.研究认为,灯盏花花药绒毡层异常是其花粉败育的主要原因.     

广东高州普通野生稻与粳稻杂交F1花粉育性及其发育特点

以粳稻台中65为母本,高州普通野生稻141个编号材料为父本,成功组配72个粳野杂种F1,分别对杂种F1的结实率、花粉育性及其发育特点进行研究。结果发现,粳野杂种F1平均结实率为68.30％,变化范围为30.29％～94.05％,大部分在50％～80％之间;花粉平均育性为76.49％,最低为33.23％,最高为95.72％,大部分都高于70％,表现正常。花粉败育类型包括染败、典败、圆败和大小花粉粒;花药的平均裂药指数为3.87,接近正常。粳野杂种F1花粉发育过程与栽培稻基本一致,可分为8个时期,包括小孢子母细胞形成期、小孢子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二胞花粉早期、二胞花粉晚期和成熟花粉期。研究结果表明广东高州普通野生稻可能具有决定杂种F1花粉育性的不同基因,包括花粉不育中性基因等。