高温影响番茄小孢子发育的细胞学研究

以番茄‘Micro-Tom’为材料,利用形态观察、DAPI染色、石蜡切片等方法对正常情况下番茄小孢子发生过程进行时期划分.通过连续7d的高温胁迫((35±1)℃/(30±1)℃)处理试验,结合细胞学观察,研究高温对番茄花粉小孢子发育的影响.研究表明,高温胁迫不仅导致花粉畸形或败育、花粉数量减少、活力低萌发力差,而且还导致花药绒毡层、药隔组织、药室内壁、花药表皮、环状细胞簇等花药细胞结构的发育异常.结果有助于阐明热胁迫对番茄小孢子发育的影响,并为培育耐高温农作物新品种提供思路.     

葡萄半不育花粉粒形态和细胞学观察及相关基因表达分析

以葡萄品种‘魏可’(可育)及其自交后代单株‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’以及品种‘钟山红’(雄性不育)为材料,对花器官特征、花粉萌发率、花粉粒形态以及小孢子发育过程的细胞学特征进行观察,并对绒毡层发育相关基因(DYT1、TDF1和MYB4)的表达进行分析,以初步鉴定葡萄半不育单株的不育特征,揭示花粉败育与基因调控的关系。结果显示:(1)‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’的花粉萌发率均在10%左右,属于半不育花粉;其雄蕊主要特征为花丝卷曲,花丝短于花柱,花药内花粉量少,花药中既有正常长球形花粉粒也有异常近球形花粉粒。(2)‘魏可实生-3’、‘魏可实生-12’没有明显的药室壁结构,小孢子母细胞稀少、疏松;‘魏可实生-3’双核期绒毡层未完全降解,绒毡层细胞中的营养物质滞留没有及时供应小孢子的发育,致后期部分小孢子败育;‘魏可实生-12’绒毡层细胞在单核早期就大部分降解而导致营养供应异常,使部分小孢子败育。(3)在减数分裂期,‘魏可’的绒毡层发育相关基因DYT1和TDF1的表达均最高,MYB4最低,‘钟山红’的3个基因的表达与‘魏可’相反,‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’的表达水平均在‘魏可’与‘钟山红’之间;单核早期以后,3个基因在‘魏可’的表达一直均较低,钟山红’的DYT1基因表达一直最高,其余2个基因均在最低水平,而‘魏可实生-3’的TDF1、MYB4基因在单核早期表达量最高,‘魏可实生-12’的TDF1在双核期表达量最高。研究表明,‘魏可实生-3’的花粉败育发生在单核晚期至双核期,‘魏可实生-12’的花粉败育发生在单核早期;部分药室绒毡层的异常降解,小孢子发育营养供应不均衡可能是导致其花粉半不育发生的原因;‘魏可实生-3’的绒毡层延迟降解与减数分裂期DYT1基因的表达量不足、单核期TDF1基因的过量表达以及MYB4基因在单核期的异常表达有关,而‘魏可实生-12’的绒毡层提前降解与减数分裂期DYT1基因的表达量不足而MYB4基因过量表达,以及双核期TDF1基因过量表达有关。     

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     

甘蓝型油菜隐性细胞核雄性不育的研究及利用

甘蓝型油菜隐性细胞核雄性不育系育性稳定、无负效应、易转育且恢复源广,在油菜杂种优势利用中被广泛利用.目前我国主要利用的隐性细胞核雄性不育系有2类:双基因隐性细胞核雄性不育以及由2对基因互作控制的核不育类型.随着这2类不育系不育基因相继被克隆,人们对甘蓝型油菜细胞核雄性不育的分子作用机理已经有一定了解.本文综述了在甘蓝型油菜核不育分子机理的研究方面的进展,在此基础上提出了繁殖甘蓝型油菜核不育系全不育系群体可行的途径,展现了油菜细胞核雄性不育杂种优势利用广阔的前景.     

花粉发育的研究进展

近年来,随着现代生物学技术及分子生物学技术在花粉生物学研究领域中广泛的应用,从而使花粉发育过程中一些关键问题及其有关分子机理的研究均获得了重要进展。目前已克隆了许多与花粉发育有关的基因,并鉴定了一些花粉发育的突变体。本文针对花粉发育过程中的细胞质改组;胼胝质壁、淀粉粒和细胞器的动态变化;绒毡层的发育;花粉发育特异基因;以及不对称分裂和细胞命运等几个生物学问题的研究进展作了简要综述,最后还提出了一些研究展望。     

红花胚珠和雌配子体发育

用石蜡切片法研究了红花的大孢子发生和雌配子体发育过程,得到以下结果：（１）胚珠发育为薄珠心类型,倒生胚珠,具单珠被。（２）胚囊发育蓼型。（３）有珠被绒毛层,珠被绒毡层起始于大孢子母细胞时期,单核胚囊阶段高度发育,受精后从合点端逐渐退化。珠孔塞细胞呈毛状。     

高等植物珠被绒毡层的研究

绒毡层是植物孢子体向配子体世代转换的"哺乳组织",其研究对于揭示植物配子体发育的调控机制具有重要意义。对花药绒毡层的发育过程已有一些研究,而对珠被绒毡层的研究积累相对较薄弱。对菊科(Compositae)、柴胡(Bupleu-rum)、大车前(Plantago major)、柱花草(Stylosanthes)等草本植物的研究表明,因珠被发育过程和结构复杂,珠被绒毡层结构也较花药绒毡层复杂,其发育模式因植物不同而异,有单珠被绒毡层和双珠被绒毡层两种类型;珠被绒毡层异常生长会导致胚珠败育。木本植物珠被绒毡层,特别是裸子植物的珠被绒毡层在国内外的研究报道不多。     

白头翁绒毡层和周绒毡层膜的发育和组织化学研究

白头翁绒毡层为分泌型,发育过程分为：发生－分化,生长－合成和分泌－解体3个阶段。第1阶段,绒毡层细胞的形态结构和组织化学特征同造孢组织和花粉母细胞的大体一致,所不同的是大量积累淀粉和形成少量原乌氏体,第2阶段为重要的合成时期;细胞体积膨大,具多倍体双核或畸形核,蛋白质大量合成,淀粉水解;原乌氏体和孢粉素荧光物质大量累积。第3阶段为分泌最活跃时期,裸细胞在妨行分泌功能上起着重要作用。原乌氏体,荧光物质,碳水化合物,或许包括分解胼胝质壁和纤维素壁酶等成分均在裸细胞阶段排出,周绒毡层膜,乌氏体和花粉外壁均属于孢粉素性质的结构,根据周绒毡层膜的外切向位置和结构,初步结论：它可能是绒毡层细胞质膜向着药壁中层一面的残存部分,而膜内表面上的孢粉素纹理则是后来添加的。乌氏体的基本形态为短颈烧瓶状,单个或2－5个组成复合结构,本文对绒毡层,绒毡层膜和乌氏体的功能,及孢粉素的转运和聚合等问题进行了讨论。