广东高州普通野生稻生殖特性的研究Ⅰ.结实率、花粉育性及其发育特点

对采自6个采样点141个编号的高州普通野生稻的结实率、花粉育性及其发育特点进行研究。结果发现,高州野生稻的结实率平均为57．23％,普遍偏低;花粉育性平均为89．3％。育性在50％以上的编号134个,占95．04％;7个编号出现不同程度的败育现象,败育类型以典败为主。其中育性最低的是GZW122,育性仅为8％;17个编号（占12,06％）的裂药性存在严重的异常现象。相关分析表明,花粉育性和裂药性与结实率存在极显著相关。不同采样点问存在一定差异,其中位于祥山镇祥山村祥山洞的编号结实率、花粉育性和裂药指数都较低,变异系数却较大,显示出较丰富的多样性。利用激光扫描共聚焦显微镜术研究发现,高州普通野生稻花粉发育过程与栽培稻一致,同样经历了8个时期,即小孢子母细胞形成期、小袍子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二孢花粉期和成熟花粉期。     

广东高州普通野生稻与粳稻杂交F1花粉育性及其发育特点

以粳稻台中65为母本,高州普通野生稻141个编号材料为父本,成功组配72个粳野杂种F1,分别对杂种F1的结实率、花粉育性及其发育特点进行研究。结果发现,粳野杂种F1平均结实率为68.30％,变化范围为30.29％～94.05％,大部分在50％～80％之间;花粉平均育性为76.49％,最低为33.23％,最高为95.72％,大部分都高于70％,表现正常。花粉败育类型包括染败、典败、圆败和大小花粉粒;花药的平均裂药指数为3.87,接近正常。粳野杂种F1花粉发育过程与栽培稻基本一致,可分为8个时期,包括小孢子母细胞形成期、小孢子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二胞花粉早期、二胞花粉晚期和成熟花粉期。研究结果表明广东高州普通野生稻可能具有决定杂种F1花粉育性的不同基因,包括花粉不育中性基因等。     

广东高州普通野生稻与粳稻杂交F1花粉育性及其发育特点

以粳稻台中65为母本,高州普通野生稻141个编号材料为父本,成功组配72个粳野杂种F1,分别对杂种F1的结实率、花粉育性及其发育特点进行研究.结果发现,粳野杂种F1平均结实率为68.30%,变化范围为30.29%～94.05%,大部分在50%～80%之间;花粉平均育性为76.49%,最低为33.23%,最高为95.72%,大部分都高于70%,表现正常.花粉败育类型包括染败、典败、圆败和大小花粉粒;花药的平均裂药指数为3.87,接近正常.粳野杂种F1花粉发育过程与栽培稻基本一致,可分为8个时期,包括小孢子母细胞形成期、小孢子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二胞花粉早期、二胞花粉晚期和成熟花粉期.研究结果表明广东高州普通野生稻可能具有决定杂种F1花粉育性的不同基因,包括花粉不育中性基因等.     

高州普通野生稻主要生殖性状的数理统计分析

高州野生稻各采样点的生殖特性表现出明显的多样性。对141份野生稻的花粉育性、裂药指数、胚囊育性和结实率进行通径分析。结果表明,花粉育性、裂药指数和胚囊育性决定了结实率变异的61．17％,其中裂药指数对结实率的直接作用最大,通径系数为0．6495;花粉育性和胚囊育性对结实率的直接作用较小,通径系数分别为0．2356和0．2137,花粉育性通过裂药指数还有较大的间接通径系数（0．2960）。通过系统聚类,将高州普通野生稻分为4群,并时各群进行方差分析和邓肯氏多重比较,可归纳为：Ⅰ群的花粉育性、胚囊育性和裂药指数对结实率影响小;Ⅱ群主要由胚囊育性影响结实率;Ⅲ群主要由裂药指数影响结实率;Ⅳ群主要由花粉育性和裂药指数共同影响结实率。     

亚洲栽培稻与普通野生稻种间杂种花粉和胚囊败育研究

以亚洲栽培稻籼稻品种广陆矮4号（简称GLA）、粳稻品种辽粳944（简称944）、粳型亲籼系G2416．3（简称M12）与产于广东高州的普通野生稻（简称GP）配制6个正反交种间杂交组合,F1育性研究的结果表明：GLA／GP F1与GP／GLA F1之间的花粉育性（56．71％、56．15％）、胚囊育性（42．10％、33．33％）和小穗育性（33．66％、32．60％）差异较小;944／GP F1与GP/944 F1之间的花粉育性（79．01％、7．45％）、胚囊育性（50．00％、27．28％）和小穗育性（47．31％、17．59％）差异较大;M12／GP F1与GP／M12 F1的花粉育性（65．26％和49．55％）和小穗育性（73．16％和54．10％）差异介于前两者间,而胚囊育性（75．00％和40．00％）相差较大。各杂种F1败育花粉以典败类型为主;杂种F1败育胚囊主要有雌性生殖单位退化,卵器退化,极核异常排列,胚囊内组织混乱,助细胞退化且珠心组织吞噬胚囊,以及胚囊退化等。杂种胚囊育性和花粉育性直接影响小穗育性。以野生稻为母本的杂种育性较相应反交组合杂种的为低,表现出野生稻细胞质对栽野杂种育性的影响效应。可尝试利用人为创建的粳型亲籼系来开展克服栽培稻与普通野生稻种间杂种不育性的研究。     

刺五加开花后雌蕊的发育状态与受精作用

刺五加Eleutherococcus senticosus(Rupr． et Maxim．)Maxim．植株在开花后雌配子体的发育状态与 一般植物不同在于:雌配子体在开花当天均末成熟,在开花后经4-5天才发育成熟。开花第6天,雌株 和两性株的成熟胚囊百分率各为82．25％和67．25％,其余为未育、败育、退化或未成熟胚囊,未观察到 已受精的胚囊;而此时,雄株的雌配子体退化、花朵全部脱落。伴随着胚囊的分化,刺五加雌株和两性株 的花柱逐渐延长,蜜腺渐趋成熟。开花后4～6天,乳突细胞发育,柱头开始外翻;此后,蜜腺分泌花蜜, 柱头进入可授期。开花第7天,胚囊开始受精。开花后9～10天,雌株已受精的胚囊占胚囊总数的40～ 65％,两性株已受精的胚囊占胚囊总数的25～41％。刺五加花粉萌发至雌雄性核融合的间隔期约为2 ～3天。刺五加的双受精过程与一般被子植物基本相同。其受精作用属于有丝分裂前配子融合类型。 此外,还观察了成熟胚囊退化的类型,观察到多余花粉管进入胚囊以及两个精子与卵受精、两个精子与次生核融合的图象。     

利用激光扫描共聚焦显微术对同源四倍体水稻胚囊形成与发育的进一步观察

应用改进的整体染色透明激光扫描共聚焦显微术(WCLSM),对同源四倍体水稻PDER-2B-4x胚囊的形成与发育过程进行观察。发现其胚囊的形成发育过程与二倍体的一致,可以清楚地划分为8个发育时期,即孢原细胞形成期、大孢子母细胞形成期、大孢子母细胞减数分裂期、功能大孢子形成期、单核胚囊形成期、胚囊有丝分裂期、八核胚囊发育期和成熟胚囊期。除正常发育的过程外,大孢子发育的各个过程均出现一些异常现象,包括:细胞退化、核位置异常、核数目异常和细胞分化异常等。这些异常可能最终导致多种结构异常成熟胚囊的形成。     

鸡心李胚囊及受精的观察

鸡心李(ycopodium cernuum Marsh var.)胚囊发育多数不正常。卵器,极核,反足细胞的数目和在胚囊内的部位有不正常。卵器细胞核,极核,反足细胞核的结构动态有不正常。核物质有穿出现象。受精作用多数不正常。进入胚囊的精子数目、大小、形态、结构有差异。精子有蝌蚪形者,可能有利于主动运动。有单精受精,多精进入卵器或单极核受精。精子染色质有穿出现象。胚囊发育不正常,精子不正常,受精作用不正常,导致败育,果仁腐烂,果实早落。防治方法建议用人工引变,改进遗传性状。     

海南北部普通野生稻育性相关性状调查与分析

调查和分析了海南北部普通野生稻40个居群的柱头颜色、柱头外露率、花粉育性、自交结实率和自然结实率。结果发现,海南北部普通野生稻柱头颜色分为褐色、紫色、白色、紫白双色、褐白双色5类。柱头总外露率均在60%以上,平均总外露率82.4%,其中有28个居群总外露率在80%以上,最高总外露率达96.7%。花粉可育率平均为25.6%,可育率在40%以上的居群占总居群的22.5%,可育率最高达91.4%。自然结实率在3.0%~53.1%之间;自交结实率在0~46.8%之间,有4个居群的花粉可育率和自交结实率均为0;自然结实率最高的单株达98.6%。这些结果对海南野生稻进一步研究和利用提供了重要依据。     

光敏核不育水稻短日照植株的雄性器官和育性异常

采用形态学方法比较观察了 10个水稻 (OryzasatavaL .)雄性核不育系的雄性器官的发育状况 :1)雄性核不育系短日照植株的自交结实率和花粉可育度均显著低于对照 ;2 )程度不同地存在花药开裂和散粉障碍 ,有多寡不等的柱头无任何花粉附着 ,且附着在不育系柱头上的花粉萌发力弱 ;3)胚囊发育状况及异交结实率均未见异常。说明光敏核不育水稻短日照植株自交结实率低下乃因雄性核不育基因表达所致。     

刺五加大、小孢子发生和雌、雄配子体发育的观察

刺五加Eleutherococcus senticosus(Rupr．et Maxim．)Maxim．雄株的小孢子发生和雄配子体发育过 程正常,大孢子发生和雌配子体发育过程多不正常。雄花具5个花药,花药4室,药壁发育属双子叶型, 腺质绒毡层,绒毡层细胞多具2核。小孢子母细胞经减数分裂形成四面体形四分体,其胞质分裂为同时 型。成熟花粉为3细胞型。子房下位,5室;每室有上胚珠和下胚珠,上胚珠退化,下胚珠倒生、具单珠 被、厚珠心;大孢子母细胞经减数分裂形成线形或“T”形四分体,偶尔有2个并列或串联的四分体或在 四分体之上又出现孢原细胞。其功能大孢子位置不确定。雌配子体发育中异常现象较多。开花时,雌 配子体主要为反足细胞退化后的四细胞胚囊。刺五加雌株的小孢子母细胞不能进行减数分裂或减数分 裂不正常,不能形成四分体。开花时,药室空瘪,无花粉形成。其大孢子发生和雌配子体发育过程正常, 大孢子母细胞减数分裂形成线形或“T”形四分体,合点端大孢子为功能大孢子,胚囊发育属蓼型。开花 时,雌配子体主要为七细胞八核或七细胞七核胚囊,其卵器尚未发育成熟。刺五加两性株的小孢子发生 过程无异常,但雄配子体发育过程有部分异常;开花时,药室内有或多或少的空花粉,且花粉粒大小悬 殊,大的直径达35μm,小的仅15～18 μm。两性株的雌蕊发育大部分正常,也有一些异常胚囊形成。开 花时,雌配子体主要是七细胞八核胚囊、七细胞七核胚囊和反足细胞退化后的四细胞胚囊,其卵器也未发育成熟。     

'京白梨'结实与雌雄配子体发育的解剖学研究

以‘京白梨’、‘鸭梨’、‘雪花梨’为材料,用石蜡切片技术对其雌雄配子体发育过程进行了观察研究,并对其花粉育性、自然授粉结实率进行统计分析。结果表明:(1)‘京白梨’自然授粉结实率和花粉发芽率明显低于‘鸭梨’和‘雪花梨’;(2)京白梨从小孢子母细胞形成到成熟花粉的各个发育阶段观察到未形成小孢子或形成后很快退化、花粉囊中的花粉极少、花粉发育阶段细胞发生退化等不同类型的雄性败育个体,而且在花粉成熟阶段有部分花药中的绒毡层细胞不发生退化,花粉难以散出造成雄性败育;(3)雌配子体在大孢子母细胞发育阶段发现不能形成大孢子和大孢子形成后退化或发育不良等多种发育异常的雌配子体败育类型,而且败育频率高达36.7%。研究表明,‘京白梨’雌、雄配子体在其形成发育过程中的各种异常使其不能正常受精,最终导致坐果低下。     

花椒球心胚及胚乳的发生和发育

对花椒珠心胚及胚乳的发生和发育过程进行了详细的细胞学及细胞学研究。主要研究结果如下;珠心胚发生前,有性胚囊发育过程中从大孢子发生到胚囊形成的各个阶段均可发生退化,退化频率５０％,未退化的胚囊发育成熟,成熟胚囊仅含卵器和两个极核。卵器最终退化,极核不经受精自发形成胚肥。当胚乳游离核达到１５或３２个时,最早的珠心胚原始细胞由靠近胚囊球孔端的珠心细胞分化形成。随着子房生长,多个原始细胞持续不断地从珠孔端     

水稻亚种间杂种小穗败育的细胞学基础

本文对普通栽培稻不同品种类型间杂种小穗败育的细胞学基础及雌性败育的过程进行了研究,结果表明:(1)引起杂种小穗败育的原因有胚囊败育、花粉败育、开花时花药不开裂和雌雄异熟。其中胚囊败育而丧失受精能力是引起低结实率的最重要的因素,开花时花药不开裂和雌雄异熟在一定程度上形成了雌雄性细胞时间和空间的隔离屏障。(2)杂种植株的所有大孢子母细胞都能进行正常的减数分裂,形成四个大孢子,败育主要发生在靠近合点端的功能大孢子分化形成胚囊的早期,有的功能大孢子在进行第一次有丝分裂前便萎缩解体,多数走向败育的功能大孢子能完成一次或二次有丝分裂,形成二核或四核败育胚囊。败育的共同特征是无液泡的分化,细胞质少或退化,在败育胚囊残迹部位,解体的珠心细胞和萎缩的胚囊残渍混杂垛叠。已受精的杂种子房没有观察到胚及胚乳发育的异常。籼粳杂种胚囊败育频率较高。     

苹果四倍体品种天星的花粉形态及胚囊发育特征研究

利用扫描电子显微镜(SEM)和激光扫描共聚焦显微镜( LSCM)技术对二倍体富士苹果及其四倍体芽变品种天星的花粉性状及胚胎发育特征进行了观察与研究,结果表明:四倍体天星品种的畸形花粉率为10.27％,明显高于富士,花粉萌发率低,为62.42％.2个品种的花粉粒大部分侧面观为长椭圆形,具3沟型萌发孔沟,两极端形状宽而平整,极面观为三角形,但四倍体天星的花粉粒的极轴长和赤道轴长均大于二倍体富士,但P/E值小,差异显著,其花粉粒形状不及二倍体富士规则且饱满程度也低.四倍体天星的花粉表面为纵向条状纹饰,有少量分叉和穿孔,花粉外壁略显粗糙,不如二倍体富士的外壁光滑.天星和富士均为蓼型胚囊,二者均存在异常胚囊现象,天星的异常胚囊现象包括极核位置异常、极核数目异常、卵器结构异常、胚囊内有多个发育滞后的细胞等;而在富士中仅发现少数胚囊结构不完整的现象.     

濒危植物马蹄参的大孢子发生和雌配子体发育

为探讨马蹄参(Diplopanax stachyanthus Hand.-Mazz.)濒危机制与雌性生殖发育的关系,采用石蜡切片法观察马蹄参大孢子形成和雌配子体的发育过程。结果表明,马蹄参雌蕊单心皮,子房下位,1室,1枚胚珠。胚珠横生于短片状胎座上,具单珠被,厚珠心。单孢原细胞自珠心1~2层表皮细胞处分化;大孢子四分体为直线形。成熟胚囊中,2个极核在受精前融合为次生核,3个反足细胞不发达,较早退化;二核胚囊时期出现二核分裂不均且较小核退化消失的异常发育现象。因此,马蹄参雌配子体发育过程中出现异常现象是造成其结实率低的主要原因。     

水稻子房在低温处理与培养条件下胚囊的异常发育

水稻未传粉子房培养初期,绝大部分胚囊仍继续体内的配子体途径发育,但在离体与培养条件下,少数胚囊表现出种种异常现象:如胚囊丧失正常极性;分裂频率与分裂次数错乱;胚囊中细胞位置排列的异常等。对这些异常现象的起因和发育前途作了初步探讨。     

竹节参雌配子体发育的研究

本文报道了竹节参(Panax japonicus C.A.Mey)雌配子体(胚囊)的发育过程。竹节参大孢子母细胞减数分裂产生线形排列的大孢子四分体。胚囊发育属蓼型,由合点端大孢子发育而成。游离核胚囊时期,胚囊珠孔端的细胞器种类和数量都较胚囊合点端多;胚囊合点端相邻的珠被细胞中有含淀粉粒的小质体,与胚囊珠孔端相邻的退化中的非功能大孢子中则有含淀粉粒的大质体和大类脂体。成熟胚囊中,反足细胞较早退化;极核融合成次生核;卵细胞高度液泡化,细胞器数量较少;助细胞则有丰富的细胞器和发达的丝状器。PAS反应表明,受精前的成熟胚囊中积累淀粉粒。次生核受精后,很快分裂产生胚乳游离核,到几十至数百个核时形成胚乳细胞。卵细胞受精后则要经过较长的休眠期。     

小麦×节节麦杂种发育的胚胎学研究

用石蜡切片法,对小麦经节节麦花粉授粉后不同时间固定的子房进行了细胞胚胎学观察。结果表明,节节麦花粉在小麦柱头上萌发良好,花粉管可顺利长入花柱和胚囊。观察的２３８个小麦子房中,１０５０％发生了双受精,产生了胚和胚乳;４６２％发生了单卵受精,只产生胚而无胚乳;３７８％发生了单极核受精,只产生胚乳而无胚;总受精率为１８９０％;成胚率为１５１２％。本文还报道了小麦与节节麦远缘杂交时雌雄性核的结合及杂种胚和胚乳的发育情况,探讨了小麦与节节麦杂交结实率低在胚胎学方面的原因     

羊蹄甲种间杂交不亲和初探

通过花粉活力测定和荧光显微技术对南非羊蹄甲与湖北羊蹄甲种间杂交不亲和原因进行了探讨.结果发现,花粉活力不是限制杂交不亲和的主要因子;通过荧光观察发现,南非羊蹄甲的花粉可以在湖北羊蹄甲的柱头上萌发生长,但伴有大量异常现象出现,表现为授粉后柱头的乳突细胞立即出现胼胝质反应,花粉管在柱头上盘绕,生长弯曲折叠,顶端膨大,异常变细,或先端沉积胼胝塞而中途停止生长,初步推断杂交后花粉管生长的异常行为是种间杂交不亲和的主要原因;从杂交后胚囊处的胼胝质反应看,杂交不亲和原因也有可能是雌雄配子体未能结合,或能正常受精,但受精后胚和胚乳发育不协调导致雌蕊脱落而不能得到种子.