植物侧根发育的研究进展

侧根是植物根系的重要组成部分,其发生和发育受到内源植物激素和外界环境因素的共同影响。生长素在侧根发生起始、侧根原基的发育和侧根突破母体表皮等阶段均发挥关键作用。研究侧根的发育和形态解剖结构以及信号调控途径等,都具有重要的理论和实践意义。本文结合近年来的研究进展,综述了拟南芥和水稻侧根发育的详细过程和影响因素,重点关注生长素在侧根原基发生和发育过程中的作用。     

甘薯块根生长及其淀粉体发育过程的解剖结构特征

为了探明甘薯块根的生长及其淀粉体的发育规律,该试验以甘薯品种‘徐薯22’为材料,采用树脂半薄切片等方法对甘薯块根的生长及其淀粉体的发育进行观察研究。结果表明:(1)甘薯块根完成初生生长的时间短,块根初生结构由表皮、皮层和中柱构成,块根横截面上皮层所占比例比中柱大。(2)甘薯移栽后10 d块根开始次生生长,次生生长形成维管形成层和木栓形成层;随着块根次生生长,位于次生木质部分散导管周围的薄壁细胞脱分化,通过平周分裂产生副形成层;维管形成层、木栓形成层和副形成层的共同作用使块根快速膨大。(3)淀粉体在块根进入次生生长时首先在皮层细胞产生,随后大量出现在次生生长产生的薄壁细胞中,块根中淀粉体的发生及发育总体上表现出由外向内的顺序。(4)块根薄壁细胞中的淀粉粒有单粒和复粒两种类型;块根生长早期,薄壁细胞中主要以复粒淀粉为主,生长后期主要以单粒淀粉为主;块根生长过程中,包含复粒淀粉的淀粉体可通过分裂形成包含单粒淀粉的淀粉体。(5)淀粉可在块根生长的整个时期积累,其中以块根生长中期积累速度最快。     

EMS处理对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

甲基磺酸乙酯(EMS)是一种常用的诱变剂,在作物诱变育种上应用广泛。EMS在诱变种子的同时也是一种非生物胁迫,能显著降低种子的发芽率。该实验以小麦‘扬麦15’种子为实验材料,设置了7个EMS浓度处理梯度(0%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%和1.6%),每个浓度设置3个处理时间(10 h、12 h、14 h),在种子萌发后测定发芽势和发芽率,并对种子进行生物量测定和形态结构观察,探讨EMS处理对小麦种子萌发和幼苗生长的影响机制。结果表明：(1)随着EMS浓度的提高和处理时间的延长,小麦种子的萌发率逐渐降低;幼苗的生长逐渐变得缓慢,根长和叶长明显变短。(2)随着EMS处理浓度的升高和处理时间的延长,小麦种子胚乳内淀粉体的降解速率变缓。(3)同一处理时间下,EMS的浓度越高,小麦根系越短,根部横截面积、维管束面积以及皮层面积也越小。研究发现,EMS处理会明显降低小麦种子的发芽率,减缓种子贮藏物质的降解速度,抑制小麦根系的生长。     

花后低温条件下小麦颖果发育的显微结构观察北大核心CSCD

该研究以春性小麦品种‘扬麦15’和半冬性小麦品种‘烟农19’为实验材料,在小麦花后6~8 d进行低温处理,对花后不同发育阶段的小麦颖果进行取样,利用树脂切片技术观察了果皮、胚乳和养分运输组织的显微结构,以探明花后低温条件下小麦颖果发育的显微结构特征。结果表明:(1)花后低温延缓了两个小麦品种颖果早期和中期发育过程,推迟了‘扬麦15’灌浆期,缩短了‘烟农19’的灌浆期,最终降低了两小麦品种的粒重。(2)花后低温减缓了小麦颖果发育早期果皮细胞的凋亡以及中果皮细胞中淀粉体的降解速率。(3)花后低温明显降低了小麦胚乳发育早期和中期淀粉体和蛋白体的积累量,缩短了灌浆时期,降低了胚乳充实度。(4)花后低温条件下小麦颖果韧皮部发育缓慢,筛管分布范围缩小;同时胚乳传递细胞的发育变慢,细胞壁上壁内突数量明显减少。研究发现,花后低温使得两小麦品种颖果早期发育过程延缓,具体表现在果皮的凋亡推迟,贮藏物质积累量减少,养分运输组织变得不发达,胚乳充实度降低,单粒颖果干重下降;同时两小麦品种对低温的响应又存在差异,花后低温下春性小麦颖果灌浆期被延长,半冬性小麦灌浆期被缩短。     

糯大麦与非糯大麦颖果发育过程的解剖学与组织化学研究

为了明确糯大麦与非糯大麦颖果发育的差异,该研究以糯大麦代表性品种(‘白青稞’、‘甘垦5号’)和非糯大麦代表性品种(‘扬农啤10号’和‘苏裸麦1号’)为材料,采用体视显微镜观察、组织化学染色、树脂半薄切片和光学显微镜观察等方法,比较研究了糯大麦与非糯大麦颖果及其胚乳淀粉体发育的过程。结果显示:(1)糯大麦和非糯大麦颖果的形态变化,以及鲜、干重和含水率等的变化规律基本一致,生长曲线均呈"S"型。(2)两类大麦颖果胚乳和果皮的I2/KI染色结果不同,糯大麦胚乳的I2/KI染色结果为红褐色,其果皮被染为蓝黑色,而非糯大麦胚乳和果皮均被I2/KI染成蓝黑色,表明糯大麦和非糯大麦的颖果果皮里直链淀粉含量都较高,且糯大麦胚乳内以支链淀粉为主,而非糯大麦的胚乳内以直链淀粉为主。(3)糯大麦胚乳淀粉体的出现时间早于非糯大麦,且其中小淀粉体的比例高于非糯大麦,淀粉体充实状况也好于非糯大麦。(4)与非糯大麦相比,糯大麦表观直链淀粉以及总淀粉含量较低,但可溶性糖含量较高。研究表明,糯大麦颖果生长规律与非糯大麦类似,但内含物淀粉的积累规律不同。