深山含笑大、小孢子发生和雌、雄配子体发育研究

采用石蜡切片技术对深山含笑大、小孢子的发生和雌、雄配子体发育进行观察：深山含笑花药4室,花药囊壁由5-7层细胞构成,腺质绒毡层,小孢子胞质分裂为修饰性同时型,四分体有四面体型、对称型,偶有交叉型,成熟花粉为2细胞型;胚珠倒生、双珠被、厚珠心,大孢子四分体直线型排列,合点端为功能大孢子、雌配子体发育方式为蓼型。从雌、雄配子体发育时间的先后来看,深山含笑春季雌、雄配子体能正常发育,雄蕊先熟,雄蕊和花瓣凋谢后雌蕊大孢子母细胞才形成。而秋季开花的深山含笑,花药中小孢子在孢原细胞或初生造孢细胞期停止发育,花粉败育;雌蕊胚珠珠心组织也未见大孢子母细胞发育,开花后雌蕊随花柄凋落。该研究为深山含笑生殖发育和杂交育种积累了资料。     

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。     

楸树大小孢子发生与雌雄配子体发育的研究

运用石蜡切片法和整体透明法对楸树(Catalpa bungei C.A.Meyer)大、小孢子发生及雌、雄配子体发育过程进行了研究.结果表明:楸树可育雄蕊2枚,花药4室,药壁发育属双子叶型,腺质异型绒毡层.小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体后小孢子不分离形成正四面体型四合花粉,偶有左右对称型和十字交叉型.成熟花粉为二细胞型,无萌发孔.子房上位,2室,中轴胎座,胚珠多数,倒生,单珠被,薄珠心,具珠被绒毡层.单孢原直接发育为大孢子母细胞,四分体线形排列,合点端大孢子发育为功能大孢子,胚囊发育为蓼型.雄蕊发育早于雌蕊,花开后雌、雄蕊趋于同熟.研究认为:虽然楸树雌、雄蕊发育过程中均存在一定比例的败育,但其花而不实"并非雄性或雌性不育所致.推测与其授粉受精和胚后发育有关.     

防风大、小孢子发生与雌、雄配子体发育的研究

利用常规石蜡制片法研究了防风大、小孢子发生及其雌、雄配子体的发育过程。主要结果是：(1)小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型,小孢子四分体为四面体形;(2)成熟的花粉粒为三细胞型,具3个孔沟;(3)花药壁发育类型为双子叶型。花药壁由4层结构组成：最外层为表皮,其内分别为药室内壁、1层中层、绒毡层,绒毡层为分泌型;(4)防风的子房为2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,合点端大孢子具功能;(5)大孢子发生过程中,具有多个孢原细胞及多个大孢子母细胞的现象,但通常只有一个大孢子母细胞能继续发育;(6)胚囊发育属于蓼型;(7)防风的花为极端的雌雄蕊异熟,雄蕊的发育早于雌蕊的发育。     

‘早籽银桂’大小孢子发育与花器形态变化

为了解桂花两性株孢子发育和花器形态的关系,对早籽银桂(Osmanthus fragrans‘Zao Zi Yin’)大小孢子发育过程和花器外部形态进行了观察。。结果表明,圆珠期花芽突然膨大时,小孢子母细胞减数分裂启动,至花芽顶壳期进入四分体时期,四分体多数呈四面体型,少数呈十字交叉型,也有介于二者之间的排列方式;柃梗期时小孢子发育至单核靠边期;香眼期至盛花期形成二细胞型花粉并发育成熟;花药长度由0.3 mm增加至1 mm,颜色由无色透明变为鲜黄色。雌蕊柱头二裂,子房2室,每室2胚珠,胚珠横生,单珠被,薄珠心,珠柄不明显。二细胞花粉时期,大孢子母细胞减数分裂形成大孢子,至盛花期胚囊发育为成熟的8核蓼型胚囊。雄蕊发育早于雌蕊,花开后雌、雄蕊趋于同熟。大小孢子细胞学发育时期与花器形态建成密切相关,根据花器形态特征可判断大小孢子发育时期。     

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     

柽柳大、小孢子发生和雌、雄配子体发育的观察

利用常规石蜡制片技术,对柽柳(Tamarix chinensis Lour.)的大、小孢子发生及雌、雄配子体发育过程进行了观察。主要结果如下:(1)花药壁由五层细胞组成,从外向内分别为表皮、药室内壁,两层中层和绒毡层。药壁的发育属于基本型。绒毡层为分泌型。(2)孢原细胞为多孢原起源。小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为连续型,形成的四分孢子为四面体型;同一药室的小孢子母细胞减数分裂几乎完全同步。(3)成熟花粉粒为2细胞型,具3个萌发孔。(4)柽柳为三心皮构成的单室复子房,每子房具有10~20个胚珠,基底胎座,胚珠为双珠被、厚珠心、倒生型。大孢子母细胞减数分裂形成1+3排列的4个大孢子, 4个大孢子全部参与胚囊的形成。(5)胚囊发育为贝母型,反足细胞在胚囊成熟时充分发育。(6)同一朵花中,前期雄蕊的发育早于雌蕊的发育,后期当花粉成熟时,雌配子体也达到成熟,雌雄蕊发育趋于同步。     

羊草大、小孢子发生与雌、雄配子体发育的观察

利用常规石蜡制片技术研究了羊草大、小孢子发生及雌、雄配子体发育过程。主要结果是：(1)花药壁由4层结构组成,最外层为表皮,其次为药室内壁,1层中层,最内层绒毡层为分泌型;(2)小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为连续型,四分孢子为左右对称型;(3)成熟花粉粒为3细胞型,具单萌发孔;(4)羊草为单子房、单胚珠,双珠被、薄珠心、倒生型胚珠,大孢子母细胞减数分裂形成线型或T型排列的4个大孢子;合点端大孢子具功能;(5)具有双孢原,双大孢子母细胞、双大孢子四分体和双胚囊的情况;(6)胚囊发育为蓼型,反足细胞经无丝分裂形成4～6个细胞的反足细胞群;(7)同一朵花中,前期雄蕊的发育早于雌蕊的发育,后期当花粉成熟时,雌配子体也达到成熟,雌雄蕊发育趋于同步。     

籽银桂雌雄配子体的发育研究

利用石蜡切片和扫描电子显微镜技术。研究了南京地区银桂品种群的‘籽银桂’雌雄配子体的发育过程。雄蕊的孢原细胞在8月中旬出现。花药壁的发育为基本型,分泌型绒毡层。小孢子母细胞减数分裂为同时型。形成的4个小孢子四分体呈典型的四面体型。成熟花粉粒即雄配子体为二核花粉粒。籽银桂为倒生胚珠。单珠被,薄珠心。珠被内层细胞特化为珠被绒毡层。在胚珠合点端。有承珠盘结构。在9月中旬,雌蕊的孢原细胞开始分化出来。孢原细胞直接发育成大孢子母细胞,然后大孢子母细胞减数分裂形成大孢子。‘籽银桂’的胚囊发育类型为蓼型。成熟胚囊即雌配子体由2个助细胞、1个卵细胞、1个中央细胞(2个核)和3个反足细胞组成。     

沙田柚雌雄蕊发育及其相关性研究

沙田柚为例生胚珠,双珠被,厚珠心,具多个孢原细胞,其中之一发育形成大孢子母细胞,四个大孢子呈直线形排列,功能大孢子居合点端,胚囊发育为蓼型,珠孔端有珠心冠。 花药为四分孢子囊,小孢子母细胞减数分裂过程中,胞质分裂为同时型,四分小孢子四面体型,成熟花粉粒为二细胞型。 同一朵花中,雌雄蕊发育的相关性是:当大孢子母细胞形成时,小孢子进入单核期。当雌蕊发育进入大孢子时期,双核花粉粒形成。大孢子和双核花粉粒都在开花前10天左右形成,雌雄蕊同时成熟。     

Male sterility and restored fertility in annual mercuries, relations with sex differentiation

The paper summarizes the researches conducted on male sterility in Mercurialis annua. Totally sterile individuals are very scarce in the dioecious species showing as the other Mercuries, unisexual flowers devoid of rudiments of the opposite sex. From one sterile male mutant, a ‘sterile series’ was conducted and genetics was studied. Sterile, semisterile, restored fertile male lines were constructed as well as female lines containing the inducer gene of male sterility, both fertility restorers and the sensitive cytoplasm. Morphology and ontogeny of these isogenic lines were presented. Male sterile anthers (empty) present a splitted tapetum and an abnormal meiotic end. Restored fertile male lines were normal. The relative abundance of auxin and cytokinins was studied. A specific cytokinin pathway measured as a background in fertile lines, the cis-oxidized pathway characterised the ‘sterile series’. Restoration of normal meiosis and tapetum appeared for the highest quantities of cis-zeatin (669 ng instead of 192 ng/100 g fresh weight in totally sterile). Auxin quantities were abundant compared with the normal males. Gene expression in the ‘sterile series’ was also compared with the fertile lines. t-RNAs specific for normal females were expressed in the male ‘sterile series’. Hybridization kinetics and in vitro translations pf poly(A)⁺RNAs demonstrate specific sequences for each line. Comparisons between identical organs (normal fertile male/restored fertile male or normal female/female of the ‘sterile series’) exhibited nearly 10% differences. The results suggest that for stamen development, a cascade of regulators probably exists: sex genes acting on the induction of stamen or pistil, then genes for sterility/restoration of fertility acting in anthers. Fertility-sterility regulators control the synthesis of a specific cytokinin pathway. The new hormonal signals are linked to several specific genes expressed in the floral morphology characterizing each line of the ‘sterile series’.     

矮败蓝标型小麦不育系的选育与研究

利用蓝粒太谷核不育硬粒小麦89-2343[AABB 4D(MS2)/4E]与普通小麦7739-3(2n=42)杂交、回交所产生的蓝粒可育株与白粒矮败材料杂交、回交,育成了一份矮败蓝粒小麦.选用13份遗传背景不同的白粒普通小麦与之杂交、回交,育成了13份矮败蓝粒小麦.对后代的粒色和育性分离进行分析,蓝粒矮败不育株占22.1%,白粒非矮秆可育株占77.7%,表明蓝粒基因、Ms2和Rht10均位于附加染色体上,且连锁紧密;但不同轮回亲本,矮败蓝粒的传递率有差异,477A的传递率最高,接近50%.细胞学分析表明矮败蓝粒小麦仍为单体附加系;探讨了矮败蓝粒小麦在群体改良和杂种小麦生产中的应用.     

小麦中雄性不育同源序列的分离、鉴定及表达分析

利用拟南芥中已克隆的雄性核不育基因MS2和水稻中假定雄性不育蛋白的保守区域,设计一对简并引物,并在太谷核不育小麦可育株及不育株花药中进行扩增,得到了一条134bp的片段。以该片段为基础,通过电子延伸得到一个长为1604bp的序列,该序列编码的氨基酸包含一段由200个氨基酸组成的雄性不育保守区。RT-PCR结果表明,该雄性不育同源序列只在小麦可育花药中表达,而在小麦败育花药、叶片和根中不表达,说明该雄性不育同源序列为花药发育特异基因。     

YS型小麦温敏雄性不育系A3017育性相关基因的SSH分析

以人工气候箱控温条件下YS型小麦温敏不育系A3017的不育幼穗和可育幼穗为材料,分别构建了不育和可育条件下基因特异表达的抑制消减杂交cDNA文库.在两个库中分别随机挑选100个阳性克隆进行测序,经BLAST序列比对分析,共获功能已知的EST 78条.比较发现,不育条件下与细胞质相关的基因表达数量(63.4%)远高于可育条件下的基因数量(35.1%),参与蛋白质合成、蛋白质修饰/加工/储藏、转运和信号传递过程基因的比例也均高于可育条件下的,而参与能量代谢过程基因的比例则明显偏低.分析认为,在不育和可育条件下的基因表达差异可能是导致温敏雄性不育系育性变化的关键,这为进一步从分子基础上揭示YS型小麦温敏雄性不育系育性转换机制奠定了基础.     

YS型小麦温敏不育系育性转换基因的cDNA-AFLP分析

对YS型小麦温敏雄性不育系A3017不育与可育条件下不同发育时期的幼穗提取mRNA,进行cDNA- AFLP表达差异分析,64对引物组合获得差异片段1160个。统计分析表明,单核期表达的差异片段数最多,认为这一时期是育性转换的关键时期。对其中12个在不育或可育条件下表达的差异片段进行同收、克隆、测序,经 BLAST序列比对分析表明,可育条件下的4个EST与物质转运和能量代谢过程的铁转运蛋白1和ATP合酶α亚基,基因表达调控的反转录转座子跳跃多聚蛋白和转座子相似序列同源。不育条件下有5个EST与细胞内信号传导的ZCCT转录因子和光敏色素蛋白,基因表达调控的转座酶、染色体浓缩因子和亮氨酸富集蛋白的编码基因同源。结果表明YS型小麦温敏雄性不育系A3017的育性转换与细胞内基因表达调控、物质和能量代谢及信号传导过程有关。     

提高光敏感雄性不育水稻花粉单倍体育种效率及不育花粉植株育性转换特点的研究

比较了(光敏s/正常品种)F_1及F_2为供体亲本,对在花药培养时所获得的花粉植株中不育个体/全部花粉植株之比例的影响。结果表明,以F_1为供体亲本,在所获得的二倍体花粉植株(A_1)中,不育株(长日下)约占20%左右;而从F_2分离的不育株为供体亲本,相应的比例为90%左右。对获得不育的花粉植株而言,供体亲本经过F_2的选择,在花粉一代中可以提高育种效率3—4倍。指出,以培育光敏感雄性不育系为目的的花药培养,与一般育种之花药培养采用杂种F_1为供体亲本不同,不仅应对杂种F_2代在长日照条件下进行不育株的选择,而且应在短日照下对这种不育株作育性转换的双重选择。以这种个体作为花药培养的供体亲本,可以大大提高育种效率。 在长日照下表现不育的花粉植株的育性转换具多样性。来自同一组合的不育花粉植株在晚造(短日照)条件下,其花粉有的染色,频率高且稳定;有的虽然可变为染色,但频率不高或不稳定或二者兼有;有些却一直不为Ⅰ-KⅠ染色,或即使染色频率也在10%以下。这一结果与收集全国各地15个光敏核不育系在本昕同期种值条件下的反应十分吻合。这说明通过花药培养,从特定的组合培育出所需要的光敏/光温互作或温敏型的核不育系的可能性是存在的。     

基因工程产生植物条件型雄性不育的研究进展

条件型雄性不育是指植株在特定的条件下育性相互转换,可以作为两用系,用于两系法杂交制种。文章综述了基因工程产生条件型雄性不育及其相应的恢复策略,并对其存在的问题做了评价,展望了其应用的前景。      

Abnormality in Male Organ Development and Fertility of Photoperiod sensitive Genic Male Sterile Rice Plants Under Short Day Condition

Ten photoperiod-sensitive genic male sterile rice (PGMSR) lines were studied to observe the development of male organs of their short day (SD) plants. The results were shown as follows: 1 ) The self seed-setting rate and the percentage of fertile pollen of these PGMSR lines were much lower than those of the controls. 2) All the male sterile line plants had variant barriers in anther dehiscing and pollen scattering. In addition, some of their stigmas were devoid of pollen, and some self pollen grains on their stignas germinated weakly. 3) Female fertility of those plants was believed to be normal through observation in their embryo sac development and cross seed-setting rate. The authors deduced that the male sterile gene expression becomes the major factor for low rate of self seed-setting of PGMSR plants under SD condition.     

马协型水稻细胞质雄性不育系线粒体基因组的变异与功能的研究

马协型水稻细胞质雄性不育系是近年培育并广泛应用的一种新型不育系。利用Southern blot、Northern blot和Blue-native PAGE电泳等技术对其线粒体基因组的变异和功能进行研究,分析其雄性不育的分子机理。发现其不育系线粒体基因组中除有一个正常的cox2基因外还存在一个多余的拷贝,且分别转录成不同的转录本。Blue-native PAGE电泳显示,不育系线粒体呼吸链复合物IV的活性明显低于保持系。