异叶苦竹花粉管生长及双受精过程

以异叶苦竹为材料,采用扫描电镜、荧光显微镜技术及传统的石蜡制片技术,解剖观察其花粉管生长途径及双受精过程。结果表明:(1)授粉后,花粉在柱头上吸水膨胀,约30 min即可萌发。(2)授粉1～2 h后花粉管可达到花粉长度的5～10倍,花粉管在柱头分支中进一步伸长,并开始伸入花柱中生长。(3)授粉后5 h,大量花粉管沿引导组织进入花柱基部与子房顶部之间的子房壁,有少量花粉管在子房壁与外珠被之间的缝隙中生长。(4)授粉后8 h,少量花粉管到达珠孔端。(5)授粉后15～18 h,精核与极核融合,形成初生胚乳核;精、卵核融合,形成合子。(6)授粉后20～30 h,仍可在花柱中见到大量呈束状的花粉管。(7)授粉后48 h,子房内的大部分花粉管出现解体,大多数花粉死亡。研究认为,精细胞到达胚珠的时间为8 h。     

水稻双受精过程的细胞形态学及时间进程的观察

应用常规石蜡切片和荧光显微镜观察水稻(Oryz a sativa)受精过程中雌雄性细胞融合时的形态特征及时间进程, 确定合子期, 为花粉管通道转基因技术的实施提供理论依据。结果表明: 授粉后, 花粉随即萌发, 花粉管进入羽毛状柱头分支结构的细胞间隙, 继续生长于花柱至子房顶部的引导组织的细胞间隙中, 而后进入子房, 在子房壁与外珠被之间的缝隙中向珠孔方向生长, 花粉与花粉管均具有明显的绿色荧光。花粉管经珠孔及珠心表皮细胞间隙进入一个助细胞, 释放精子。精子释放前, 两极核移向卵细胞的合点端; 两精子释放于卵细胞与中央细胞的间隙后, 先后脱去细胞质, 然后分别移向卵核和极核, 移向卵核的精核快于移向极核的精核; 精核与两极核在向反足细胞团方向移动的过程中完成雌雄核融合。大量图片显示了雌雄性核融合的详细过程以及多精受精现象。水稻受精过程经历的时间表如下: 授粉后, 花粉在柱头萌发; 花粉萌发至花粉管进入珠孔大约需要0.5小时; 授粉后0.5小时左右, 花粉管进入一个助细胞, 释放精子; 授粉后0.5-2.5小时, 精卵融合形成合子; 授粉后约10.0小时, 合子第1次分裂, 合子期为授粉后2.5-10.0小时; 授粉后1.0-3.0小时, 精核与两极核融合; 授粉后约5.0小时, 初生胚乳核分裂。     

水稻双受精过程的细胞形态学及时间进程的观察

应用常规石蜡切片和荧光显微镜观察水稻（Oryza sativa）受精过程中雌雄性细胞融合时的形态特征及时间进程,确定合子期,为花粉管通道转基因技术的实施提供理论依据。结果表明：授粉后,花粉随即萌发,花粉管进入羽毛状柱头分支结构的细胞间隙,继续生长于花柱至子房顶部的引导组织的细胞间隙中,而后进入子房,在子房壁与外珠被之间的缝隙中向珠孔方向生长,花粉与花粉管均具有明显的绿色荧光。花粉管经珠孔及珠心表皮细胞间隙进入一个助细胞,释放精子。精子释放前,两极核移向卵细胞的合点端：两精子释放于卵细胞与中央细胞的间隙后,先后脱去细胞质,然后分别移向卵核和极核,移向卵核的精核快于移向极核的精核：精核与两极核在向反足细胞团方向移动的过程中完成雌雄核融合。大量图片显示了雌雄性核融合的详细过程以及多精受精现象。水稻受精过程经历的时间表如下：授粉后,花粉在柱头萌发：花粉萌发至花粉管进入珠孔大约需要0．5小时：授粉后0．54,时左右,花粉管进入一个助细胞,释放精子：授粉后0．5—2．5小时,精卵融合形成合子：授粉后约10．0小时,合子第1次分裂,合子期为授粉后2．5-10．04,时：授粉后1．0-3．04,时,精核与两极核融合：授粉后约5．0小时,初生胚乳核分裂。’     

杂交石竹授粉受精及其胚胎发育过程的观察

以‘杂交石竹’为试验材料,利用荧光显微镜观察其授粉后花粉萌发、花粉管生长情况,采用石蜡切片法对其受精及胚胎发育过程进行观察研究。结果表明:(1)授粉后1h母本柱头上少量花粉开始萌发;授粉后4h大量花粉萌发,花粉管生长至柱头中部有胼胝质出现;授粉后6h花粉管生长至子房组织并有少量与胚珠结合;授粉后15h柱头中出现大量胼胝质,花粉管与胚珠结合数增多;授粉后24h胚珠周围出现多条花粉管,其中1条花粉管进入胚珠,部分进入胚囊的花粉管卷曲盘绕生长并产生胼胝质;精细胞与极核的融合主要发生在授粉后17~48h,与卵细胞融合主要于授粉后1~3d。(2)杂交石竹胚发育经过原胚、球形胚、棒状形胚、心形胚、鱼雷形胚和子叶形胚阶段。(3)杂交障碍表现为:只有游离的胚乳核而无胚发育的胚囊、合子未分裂、两极核未融合、球形胚败育。研究表明,杂交石竹存在受精前和受精后障碍,这是导致其结实率低的主要原因。     

小报春与岩生报春种间杂交亲和性研究

以报春花属报春花组的小报春(Primula forbesii)和指叶报春组的岩生报春(Primula saxatilis)为亲本,对种间杂交的结实性及花粉管行为进行了观察。结果表明:小报春与岩生报春种间杂交表现为不亲和,正反交组合正常结实率为0,但正交、反交组合花粉在柱头表面的萌发和花粉管伸长过程有明显差异,小报春花粉授粉4h后可以在岩生报春柱头表面萌发,但花粉管伸长的速度明显比对照组[岩生报春(P)×岩生报春(T)、岩生报春(T)×岩生报春(P)]慢,并且花粉管生长弯曲,授粉192h后花粉管仍未到达子房;岩生报春的花粉可以在小报春柱头上正常萌发,授粉48h后花粉管到达子房;4个对照授粉组合均分别于24h(短花柱为母本)、48h(长花柱为母本)时完成受精过程。研究表明,岩生报春×小报春杂交存在受精前障碍,小报春×岩生报春杂交亲和性较好,并可通过幼胚拯救的方法获得组间杂种后代;花柱长度可能是影响种间杂交结实能力的因素之一。     

猕猴桃花粉原位生长过程中Ca2+的超微细胞化学定位

应用扫描电镜和荧光显微镜对软枣猕猴桃同种花粉在柱头上原位萌发及花粉管生长情况进行了观察,并用焦锑酸盐沉淀法对其授粉前后柱头及花柱中Ca2+进行超微细胞化学定位.结果显示:(1)猕猴桃柱头属于干性柱头,具有一道裂沟,乳突呈长圆柱形,授粉前后形态差异不明显.(2)授粉后3 h,花粉管生长穿过柱头表面,授粉后7 h,花粉管生长到达花柱底部;(3)授粉前后,柱头接受面靠近柱头外围细胞的角质层一侧细胞器内含有丰富的钙,而柱头非接受表面钙颗粒分布很少;(4)授粉前和授粉后3 h,花柱顶端钙颗粒较少,基部钙颗粒较多;授粉后7 h,花柱顶端和基部钙分布密度无明显差别;(5)授粉前后花柱顶端钙主要均匀分布在细胞质膜位置;在花柱基部授粉前钙主要分布在引导组织胞间隙中,授粉后3 h主要分布在细胞质内,授粉后7 h主要存在于细胞质、内质网上.研究表明,猕猴桃授粉前后,柱头和花柱组织中均含有钙,授粉前和授粉后3 h花柱中的钙呈现出梯度分布,授粉后7 h钙的梯度分布现象减弱甚至消失.     

枇杷少核株系花粉管生长差异研究

以‘大五星’枇杷退化种子少核株系‘川农1号’(C1)为试材,以‘大五星’枇杷自花授粉为对照,采用荧光显微技术,对枇杷少核株系自花、异花授粉后花粉管生长情况进行观察。结果表明:(1)C1株系异花授粉后花粉能在柱头上萌发,并伸入中央花柱道,在授粉后48h左右到达花柱基部。(2)C1株系自花授粉后,花粉萌发与花粉管的伸长速度相对于异花授粉滞后,自花授粉后36h大多数花粉管到达花柱的中上部并停止生长,且伴随产生花粉管顶端形态异常、荧光异常明亮等现象,最终只有极少数花粉管能到达花柱基部。研究表明,C1株系为配子体自交不亲和,C1株系的自交不亲和性是引起其少核的重要原因之一。     

油橄榄授粉受精和胚胎发育过程观察

该研究以油橄榄“鄂植-8”为材料,应用压片荧光观察花粉在柱头和花柱中的萌发及生长情况,采用石蜡制片法观察油橄榄的胚珠结构特点和授粉受精过程。结果表明：油橄榄为1子房2心室4胚珠,珠心较发达,由多层细胞构成,属于厚珠心椭圆型胚珠,胚珠直生;花开时花粉粒落到柱头上立刻萌发,随后花粉管在花粉通道中生长,再后进入子房经子房内表面,大部分花粉管不能到达胚珠,仅少数沿胎座生长经珠柄进入珠孔,释放2个精子,2个精核分别进入卵细胞和极核,并与卵核及极核相互融合;观察到合子中雌、雄性核仁融合的过程。授粉受精各阶段经历的时间为花粉落到柱头上立刻萌发;授粉后6d左右,花粉管长入胚珠的珠孔,随后释放精子;10 d左右完成授粉受精,30 d左右形成心型胚,40 d左右胚发育几乎成熟。在进行子房石蜡切片中,共观察到612个完整子房切片,发育完整的子房为97.53％,完成授粉受精的胚珠为15.52％。油橄榄在自然授粉下,约85％的胚珠授粉受精过程不能完成,在一定程度上影响其坐果。该研究结果为油橄榄授粉受精、高效生产等提供了理论依据。     

‘晚大新高’梨授粉及受精过程的显微动态研究

应用荧光显微法和石蜡切片解剖法对‘晚大新高’梨授粉受精过程进行了系统观察研究。结果表明：‘晚大新高’梨自花授粉不结实;异花最佳授粉品种为‘黄花’,其次为‘翠冠’和‘丰水’。与选用‘黄花’为异花授粉品种相比,自花和异花的授粉受精过程存在明显差异,自花花粉在授粉后2h开始萌发,8h花粉管生长至离柱头约1／3处停止生长,顶端膨大呈球形,表现出自交不亲和性;异花花粉在授粉后1h开始部分萌发,8h花粉管生长至花柱中部,24h到达花柱基部并进入子房,48h进入胚囊,72h完成双受精过程。     

芥菜型油菜与白菜正反杂交的胚胎学研究

利用荧光技术对芥菜型油菜(Brassica juncea)与白菜(B. pekinesis)种间正反杂交后花粉萌发和花粉管生长过程进行了观察。结果显示: 芥菜型油菜与白菜正交授粉后, 花粉在柱头上能正常萌发, 多数花粉管沿花柱到达胚珠完成受精, 且受精方式有珠孔受精、合点受精和中部受精, 少量花粉管生长不正常, 出现花粉管顶端膨大扭曲, 花粉管分支等异常现象; 反交授粉后, 花粉在柱头上萌发时柱头乳突细胞产生强烈胼胝质反应, 影响花粉管生长, 只有少量花粉管通过花柱到达胚珠完成受精。用石蜡切片技术观察了正反杂交后杂种的胚胎发育, 正交杂种胚胎发育较早, 胚和胚乳生长较正常, 杂种胚一般均能发育至成熟; 反交杂种胚发育至心型期便不能继续发育, 胚乳也停滞在游离核阶段并最终败育。综合分析 表明, 芥菜型油菜与白菜正反杂交都存在一定程度的受精不亲和性。     

内蒙古居群抗寒西伯利亚杏繁殖生态学研究

对内蒙古居群抗寒西伯利亚杏的12个种源同一树龄的102株进行雌蕊败育率、花粉量、花粉活力、柱头可授性及自交不亲和性进行研究,以明确西伯利亚杏主产地资源的花期生物学特性和繁殖特性,为杏杂交育种和资源利用提供理论依据。结果表明:(1)有86.27%的西伯利亚杏雌蕊败育率低于90%;73.53%的西伯利亚杏单朵花花粉量在1×104～5×104之间;86.27%的西伯利亚杏花粉活力低于50%,且寿命较短。(2)花苞在将开未开时,柱头已经具备一定的可授性,开花后1～4d内柱头可授性保持较高水平,第5天开始有下降趋势。(3)荧光显微观察结果显示,授粉后16h时,96.08%的杏花花粉管在花柱上部;授粉后24h时,74.51%的杏花花粉管仍在花柱上部;授粉后48h时,35.29%的杏花花粉管到达花柱中部;授粉后80h时,花粉管到达花柱下部的杏花约50%,但受精胚珠数为0。研究认为,西伯利亚杏基本为自交不亲和。     

芥菜型油菜与白菜正反杂交的胚胎学研究

利用荧光技术对芥菜型油菜（Brassica juncea）与白菜（B．pekinesis）种间正反杂交后花粉萌发和花粉管生长过程进行了观察。结果显示：芥菜型油菜与白菜正交授粉后,花粉在柱头上能正常萌发,多数花粉管沿花柱到达胚珠完成受精,且受精方式有珠孔受精、合点受精和中部受精,少量花粉管生长不正常,出现花粉管顶端膨大扭曲,花粉管分支等异常现象;反交授粉后,花粉在柱头上萌发时柱头乳突细胞产生强烈胼胝质反应,影响花粉管生长,只有少量花粉管通过花柱到达胚珠完成受精。用石蜡切片技术观察了正反杂交后杂种的胚胎发育,正交杂种胚胎发育较早,胚和胚乳生长较正常,杂种胚一般均能发育至成熟;反交杂种胚发育至心型期便不能继续发育,胚乳也停滞在游离核阶段并最终败育。综合分析表明,芥菜型油菜与白菜正反杂交都存在一定程度的受精不亲和性。     

全红型软枣猕猴桃花器结构和开花授粉生物学特性

对全红型软枣猕猴桃天源红花器结构、雌花开放动态及寿命、花期温度、柱头可授性、有效授粉期、有效受精期、花粉管行为等进行了系统研究,以探讨影响天源红结实率低下的原因.结果表明:(1)雌花枝可分为以下5种类型:短缩花枝(0~5 cm)、短花枝(5~10 cm)、中花枝(10~30 cm)、长花枝(30~50 cm)和徒长性花枝(>50cm);(2)柱头属于干性柱头,具有一道裂沟,乳突呈长圆柱形;(3)开花过程可分为以下5个阶段:花萼开裂期、花萼大裂期、花瓣变色期、大蕾期和开花期;(4)整个开花过程温度平稳,开花整齐,雌花单花期为1~2 d;(5)柱头可授性在花后1~2 d最强,花开后3~5 d可授性逐渐降低,花后第6天丧失可授性;有效授粉期为开花第1天和第2天;有效受精时期为授粉后5~10 h;(6)授粉后0.5 h花粉就能在柱头乳突细胞表面萌发并进入花柱道生长;授粉后10 h花粉管生长到达花柱底部.初步推断,花期、有效授粉期以及柱头可授性时间短,是天源红坐果率相对较低的主要原因.     

鹤顶兰花粉管在子房中的生长途径

运用扫描电镜对鹤顶兰(Phaiustankervilliae(Aiton)Bl.)花粉管在子房内的生长途径进行了观察。结果表明:花粉管在子房中的生长途径可以分为3个阶段:(1)沿子房壁轴向生长阶段,从授粉开始至大孢子母细胞四分体时期,花粉管经过合蕊柱到达子房,经由胎座基部沿子房壁轴向生长;(2)沿子房径向生长阶段,二核胚囊之后,花粉管在胚珠之间穿梭,以径向生长为主;(3)朝珠孔定向生长阶段,胚囊成熟时,花粉管朝珠孔定向生长进入胚囊。实验结果说明花粉管的定向生长受胚珠的分子信号调控。     

百合远缘杂交花粉萌发及花粉管生长过程观察

利用荧光显微镜对百合远缘杂交组合Bernini×Pollyanna花粉萌发及花粉管生长过程进行观察研究,结果显示,授粉后3~30 h内花粉萌发形成花粉管,且花粉管生长速度由快到慢,48~51 h内花粉管停止生长,花粉管最后深入到花柱的1/3处,并观察到一些异常的花粉管形态;花粉管生长过程中还伴随着一系列的胼胝质反应,出现的部位依次是乳突细胞、花粉管、花柱通道细胞、胚珠中的胚囊.结果表明该杂交组合不亲和.研究认为Berni-ni柱头乳突细胞是阻碍Pollyanna花粉管生长的第一道屏障,花柱通道细胞是抑制花粉管在花柱内生长的第二道屏障.     

番茄受精作用及其间隔期的研究

利用常规石蜡切片法研究了番茄受精作用的全过程,具体研究结果为:(1)授粉后2 h,花粉粒在柱头上萌发;约2~4 h,花粉管长入柱头,且末端膨大;约8 h后,生殖细胞进入分裂期;并于约两小时后,分裂为两个精细胞。(2)约14 h,花粉管进入子房腔;约18~24 h,花粉管进入胚囊,破坏一个助细胞,并在其珠孔端释放两个精子;随后被释放的精子移到卵细胞与次生核附近。(3)授粉后约30 h精核进入卵细胞;约34 h,精核与卵核融合,并在卵核内出现分散的雄性染色质,进而出现雄性核仁;44~50 h,雌、雄性核仁融合,形成合子;合子的休眠期为10 h左右。60 h之后,合子分裂形成二细胞原胚。(4)约26 h,另一个精子的精核与次生核核膜相贴伏,随后与之融合;约30~34 h,次生核内出现分散的雄性染色质,随之出现雄性核仁;约38~42 h,雌、雄性核仁融合,形成初生胚乳核。约44 h后,初生胚乳核进行有丝分裂,形成两个胚乳细胞。番茄胚乳发育属于细胞型。初生胚乳核无休眠期。(5)精子与次生核的融合比与卵核的融合快。(6)番茄的受精作用属于有丝分裂前配子融合类型。     

Fuerte和Hass品种油梨的花粉管生长、受精与早期胚和胚乳发育的光学显微镜研究

用光学显微镜对Fuerte和Hass品种油梨的花粉管生长、受精与早期胚和胚乳发育进行了研究。授粉后24小时,花粉管穿入胚珠。当花粉管到达子房时,花粉管贴着子房内壁表面生长,然后沿着珠柄,穿过内珠被形成的珠孔,在珠心顶端的乳突细胞之间生长。它经过一个助细胞进入胚囊。授粉后48小时在胚囊中可见到精核,精核与极核融合后,精卵才融合。胚乳核先分裂,接着细胞壁形成。授粉后5—6天,合子第一次分裂。Fuerte品种授粉后1—2天的胚珠中,虽然在珠被或珠心处经常看到花粉管,但是只有不到20%的胚囊有花粉管进入。在Hass品种中,有60%的胚囊有花粉管穿入。可以认定,Fuerte品种之所以低产可能与花粉管很少进入胚囊有一定的关系。     

不同倍性香石竹杂交花粉管生长荧光显微观察及结实研究

以香石竹四倍体材料‘紫蝴蝶’(2n=4x=60)为母本,二倍体材料‘珍珠粉’和‘NH6’(2n=2x=30)为父本,利用荧光显微镜观察其授粉后花粉管生长情况,统计其座果率、亲和指数及种子萌发率,并对杂交后代进行倍性鉴定。结果表明,在‘紫蝴蝶’柱头上,‘珍珠粉’和‘NH6’的花粉2h开始萌发,花粉管多处出现胼胝质塞,且花柱组织出现胼胝质反应,4h花粉管到达柱头中部并出现胼胝质塞,6h花粉管到达柱头基部,17h柱头基部的花粉管增多,花粉管进入子房组织且子房组织出现胼胝质反应,17～24h花粉管能与胚珠结合,但结合率低;‘紫蝴蝶’ב珍珠粉’杂交未获得植株,‘紫蝴蝶’בNH6’杂交获得3株植株,染色体倍性鉴定表明3株植株均为四倍体,这可能是‘NH6’产生2n配子的缘故。     

高山杜鹃与大喇叭杜鹃种间杂交过程的观察研究

以高山杜鹃‘Nova Zembla’为母本,大喇叭杜鹃为父本进行人工杂交授粉,利用荧光显微镜对杂交组合花粉萌发及花粉管生长过程进行观察,并统计其杂交的田间坐果率。结果显示:(1)授粉后1d花粉开始萌发形成花粉管,其萌发率在授粉后1～5d内显著增长,其后增长缓慢,到第12天萌发率最高达37.36%。(2)花粉萌发后花粉管生长速度由慢变快,授粉后2d花粉管进入花柱,7d进入子房,10d进入胚珠;实验中杂交花粉管与胚珠虽有结合,但与胚珠结合率低,授粉后12d仅7.42条花粉管进入胚珠。(3)在花粉管生长过程中,伴有大量异常现象,表现为授粉后柱头细胞、花粉管、花柱引导组织、子房组织、胚珠中的胚囊等部位依次出现胼胝质沉积反应,花粉管生长中出现的膨大、先端沉积胼胝塞而中途停止生长、螺旋扭曲、粗细不均、杂乱生长或螺旋膨大且逆向生长等异常。(4)该实验杂交的田间坐果率为零。研究表明,高山杜鹃‘Nova Zembla’与大喇叭杜鹃杂交不亲和,杂交后花粉管生长的异常行为可能是种间杂交不亲和的主要原因,且受精前障碍与受精后障碍可能同时存在。     

小报春不同授粉组合亲和性研究

利用小报春‘红星’、‘紫霞’、‘罗兰香’3个品种分别设置8种授粉组合,统计了不同授粉组合的结实情况和单果种子数量,并对‘红星’品种部分授粉组合的花粉萌发与花粉管伸长过程进行荧光显微观察。结果显示:(1)3个品种的结实率和单果种子数量均表现为异型植株授粉>长花柱同型异株授粉、长花柱自交>短花柱同型异株授粉、短花柱自交,不同授粉组合间单果种子数量差异极显著,异型植株授粉类型结实率均达到100%,单果种子数量为44～181粒,显著高于自交组合和同型异株杂交组合;以异型致死花粉作为蒙导对短花柱同型异株授粉组合的结实有一定促进作用,但对长花柱同型异株授粉组合的结实没有一致的促进作用;3个品种中‘红星’的结实率和单果种子数量最高。(2)荧光显微观察表明,异型授粉组合花粉在柱头上大量萌发并在花柱中伸长,授粉144h后花粉管开始进入子房;同型授粉组合授粉12h后花粉开始萌发,但直到授粉后144h花粉管还没有进入花柱;自交授粉组合授粉后144h仍无花粉萌发。实验结果说明,小报春存在明显的自交不亲和性,且短花柱类型的自交不亲和性比长花柱类型强。