大叶杨配囊及胚珠的形成和发育

本文应用细胞化学方法研究了大叶杨胚珠、胚囊的形成和发育过程中核酸、蛋白质及不溶性多糖的分布和消长。大孢子母细胞、大孢子四分体及功能大孢子中含较少不溶性多糖,但却含丰富的RNA和蛋白质。功能大孢子经分裂发育成八核的蓼型胚囊。四核胚囊开始积累细胞质多糖,成熟胚囊中除反足细胞外充满淀粉粒。反足细胞形成后不久即退化。助细胞具多糖性质的丝状器,受精前两个助细胞退化。卵细胞核对Feulgen反应呈负反应。二极核受精前由胚囊中部移向卵器,与卵器接触后融合形成次生核。发育早期的胚珠为厚珠心,双珠被。晚期,内珠被退化,故成熟胚珠为单珠被。四核胚囊时期,珠孔端珠心组织退化,胚囊伸向珠孔形成胚囊喙。合点端珠心组织含丰富的蛋白质和核酸,这一性质与绒毡层性质相似,可能涉及胚囊的营养运输。胚囊的营养来源于子房和胎座细胞内贮存的淀粉粒。     

大叶杨干旱和水淹胁迫的转录组分析

大叶杨（Populus lasiocarpa）是中国特有的杨属物种,干旱和水淹是影响大叶杨生长和分布范围的两个关键因子。AP2/ERF转录因子家族在植物响应非生物胁迫中发挥重要作用。本研究采用转录组测序、生物信息学分析手段并结合分子实验验证初步鉴定了参与大叶杨干旱和水淹胁迫响应的关键基因。研究结果显示：（1）在大叶杨中分别鉴定到3,986/385个响应干旱/水淹胁迫的差异表达基因,其中包括237个同时响应干旱和水淹胁迫的差异表达基因。（2）在大叶杨中共鉴定到205个AP2/ERF家族成员,系统发育分析表明其在大叶杨中主要分为5个亚家族,并显著富集于差异表达基因中。（3）筛选部分胁迫前后差异表达的PlAP2/ERF基因进行qRT-PCR实验,经证实这些基因在大叶杨受到干旱/水淹胁迫时均可被诱导表达。综上,大叶杨在水淹胁迫下的差异表达基因数量明显少于干旱胁迫,AP2/ERF基因家族的部分基因参与到大叶杨干旱/水淹胁迫的应激表达过程。     

杨属派间核型比较研究

对杨属五派代表种的核型进行了分析,各代表种核型公式如下:欧洲山杨(白杨派)2n=2x=38=21m(2SAT)+4sm+13st(1SAT);小叶杨(青杨派)2n=2x=38=1M+26m(1SAT)+8sm(1SAT)+1st+2t(1SAT);大叶杨(大叶杨派)2n=2x=38=2M+22m+8sm+6st;胡杨(胡杨派)2n=2x=38=2M+23m+3sm+10st(2SAT);箭杆杨(黑杨派)2n=2x=38=3M+29m(2SAT)+5sm+1st。杨属派间核型差异主要表现在中部与次中部着丝点(M,m)和近端部与端部着丝点(st,t)染色体数目上。白杨派和胡杨派具较多的st、t染色体,核型不对称系数比其它派高。按Stebbins理论白杨派和胡杨派属进化类型。     

大叶杨的受精作用和胚胎发育

用细胞化学方法研究了大叶杨(Populus lasiocarpa Oliv.)的受精作用和胚胎发育。结果表明:柱头在授粉期有蛋白质和多糖性质的分泌物。花粉在授粉后6小时大量萌发。授粉后6天开始出现双受精作用。次生核受精完成较卵核受精完成为早,精卵融合为有丝分裂前型。受精作用消耗大量淀粉粒。核型胚乳于授粉后开始细胞化。胚乳主要成分为蛋白质,游离核形成后不出现淀粉粒。胚乳在胚的发育中被吸收。休眠期的合子经历液泡消失、合子皱缩、液泡再出现、合子伸长等极性化过程。胚胎发生类型为茄型。授粉后44天,胚相继发育成熟。成熟胚直立,具2枚相互包裹的子叶。根冠原中具类根冠柱结构。     

大叶杨花部形态及其在杨属的分类位置

大叶杨的雌花、雄花和两性花均具有较发达的花被;雌蕊具3(—5)枚分离的花柱,子房1室,具16—34枚胚珠,每朵雄花具41—110枚雄蕊,花药的药隔突出;出现两性花、杂性花及雌雄同株现象。根据大叶杨和其他各种杨树的形态比较,初步设想:大叶杨是杨属中最古老最原始的树种之一,我国中部至西南部(包括大叶杨原产地在内的地区)是世界最古老最原始的杨树分布中心。