中华水韭雌配子体及胚胎发育的初步研究

中华水韭（Isoetes sinensis Palmer）属水韭科（Isoetaceae）草本拟蕨类,是长江中下游特有的古老物种,对环境污染敏感,为国家一级重点保护的极度濒危的野生植物。本研究通过人工培养,按不同发育阶段,用常规石蜡切片法连续观察了雌配子体及胚胎发育的全过程。结果显示：大孢子培养15～20 d萌发,雌配子体为球状、属壁内发育型,每个雌配子体着生8～20个颈卵器。成熟的颈卵器发育有多种可能,但只有颈沟细胞和腹沟细胞都退化,卵才有受精的机会。合子首先进行横向分裂,培养约50 d发育成数十个细胞的球形胚胎,约80 d雌配子体的细胞萎缩,第一叶及其叶舌、第一根结构更明显,出现第二叶。文中还初步探讨了中华水韭濒危的生殖生物学机制。     

濒危植物红花木莲大孢子发生和雌配子体发育的研究

研究了濒危植物红花木莲（Manglietia insignisBl)的大孢子发生和雌配子体的发育,红花木莲每朵花心皮数为48-73枚,每心皮内胚珠数4-8颗不等,多数是6颗或8颗,胚朱倒生,双珠被,厚珠心,大孢子四分体线形排列,功能大孢子位于合点端,胚囊发育为蓼型。胚珠具珠孔塞,成熟胚囊的卵细胞败育率高达79.1%。这是造成栽培红花木莲结籽率低的主要原因,较低的结籽率影响了红花木莲迁地保护的有效性。     

中国特产2种濒危水韭雄性发育的比较研究

采用透射电镜和光镜比较观察了中华水韭和云贵水韭雄配子体及其精子的发育特征。结果显示:(1)2种水韭的雄配子体的寿命只有15~30d,终生都在小孢子壁内发育。(2)雄配子体只含有1个原叶体细胞、1个精子器壁细胞和4个精细胞,前2个细胞内含有丰富的营养物质。(3)精子由精核、微管带、鞭毛、细胞质等4部分构成。(4)中华水韭雄配子体发生率为4.5%,平均每个雄配子体产生0.46个精子,精子游动速度约53μm/s,寿命8min;云贵水韭雄配子体发生率和产精量略高于中华水韭,但精子游动速度和寿命略低于中华水韭。研究认为,中国水韭濒危的主要原因之一是雄配子体产精率低、受到生殖生态限制、水污染对精子的危害等;雄性特征表明水韭在石松类中占有较高的进化地位;结合前人的研究成果绘出了水韭雄配子体的发育模式。     

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。     

极危孑遗物种东方水韭雌配子体及胚胎的解剖学观察

以人工培养的国家一级保护植物东方水韭(Isoetes orientalis)为材料,采用切片技术对雌配子体和胚胎的发育进程进行解剖学观察研究,探讨其有性生殖过程及濒危机制。结果表明:(1)东方水韭大孢子3~5d萌发,成熟雌配子体呈球形,无假根,三裂缝处发育出多个颈卵器,成熟颈卵器只有颈壁细胞与颈沟细胞,无腹沟细胞。(2)多数雌配子体只发育出一个胚胎,偶见多胚共存现象;胚胎发育时期,第一叶原基相比第二、三叶原基发育迅速。(3)颈卵器部分组织常出现分化紊乱,导致雌配子体败育。该研究结果支持"根叶理论",并讨论了腹沟细胞的退化以及双胚共存机制,认为东方水韭雌配子体常停留在游离核阶段、颈卵器形态或位置不规则、卵细胞排列紊乱等可能是其败育的原因。     

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。     

植物雌配子体发育研究进展

高等植物雌配子体的形成涉及孢原细胞和大孢子母细胞的确立与分化、大孢子发生、功能大孢子以及胚囊的形成和发育等多种复杂调控过程。随着当代生物技术及功能基因组学的发展, 近年对雌配子体发育的研究已从细胞学描述逐渐过渡到对基因和发育调控分子机理的探索。以拟南芥、水稻和玉米等模式植物为材料进行的相关研究, 丰富了人们对于植物雌配子体和其它有性生殖过程遗传调控机理的认识。本文着重阐述了植物雌配子体发生和发育过程, 并综述了这一领域最新研究进展。     

植物雌配子体发育研究进展

高等植物雌配子体的形成涉及孢原细胞和大孢子母细胞的确立与分化、大孢子发生、功能大孢子以及胚囊的形成和发育等多种复杂调控过程。随着当代生物技术及功能基因组学的发展,近年对雌配子体发育的研究已从细胞学描述逐渐过渡到对基因和发育调控分子机理的探索。以拟南芥、水稻和玉米等模式植物为材料进行的相关研究,丰富了人们对于植物雌配子体和其它有性生殖过程遗传调控机理的认识。本文着重阐述了植物雌配子体发生和发育过程,并综述了这一领域最新研究进展。     

濒危植物南方红豆杉大孢子发生和雌配子体发育

南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)为第三纪孑遗树种,也是我国Ⅰ级保护植物。本文通过对其大孢子发生及雌配子发育过程进行细胞学观察发现,南方红豆杉胚珠多为直立单生,偶见1个苞片内着生2个胚珠;大孢子母细胞减数分裂形成4个大孢子,其中3个退化,仅位于合点端的大孢子发育为功能性大孢子;功能性大孢子经过有丝分裂形成256个游离核;颈卵器单生,2~6个;从传粉到受精约2个月;有16个原胚自由核,原胚为标准型;简单多胚和裂生多胚并存,胚发育不同步。因南方红豆杉胚珠直立单生、游离核数目、传粉到受精间隔期、原胚游离核数目等特征与松科差异较大,而与广义柏科具有许多相似之处,故我们支持将红豆杉科置于广义柏科之下的观点。此外,本研究结果还表明,南方红豆杉大孢子发生与雌配子体发育正常,不是致其濒危的主要原因。     

濒危物种灰叶胡杨的大孢子发生和雌配子体发育

用石蜡切片法对濒危物种灰叶胡杨的大孢子发生和雌配子体发育过程进行观察研究.结果显示,灰叶胡杨雌蕊由三心皮构成,侧膜胎座,胚珠为倒生型,有18～21列;发育早期的胚珠为双珠被,厚珠心;当外珠被发育至与内珠被处于同一水平时,内珠被便开始退化,故成熟胚珠为单珠被;孢原细胞1个,并且自表皮下2层处分化;大孢子母细胞由孢原细胞分裂后形成的造孢细胞直接发育而来;大孢子四分体直线形排列,合点端的大孢子为功能大孢子,蓼型胚囊;在胚囊发育过程中珠孔端的珠心组织退化.根据开花物候不同阶段花的形态特征,可以初步判断灰叶胡杨大孢子发生和雌配子体的发育进程.     

孝顺竹(Bambusa multiplex)大孢子发生与雌配子体发育研究

为了解孝顺竹（Bambusa multiplex）的大孢子及雌配子体的发育过程,利用扫描电镜对孝顺竹的雌蕊形态以及大孢子和雌配子体的发育进行了观察。结果表明,孝顺竹雌蕊单子房,1室,双珠被,薄珠心;大孢子母细胞是由1个雌性孢原细胞直接发育而成,大孢子四分体为线性,位于珠孔端的1个大孢子分化成为功能大孢子,然后由功能大孢子依次经历二核、四核、最终形成1卵细胞2助细胞2极核3反足细胞的成熟胚囊。此外,孝顺竹为雌雄同熟类型,根据雌、雄蕊发育的对应关系,从雄蕊形态可估测雌配子体发育阶段。有少数雌蕊出现败育现象,可能是孝顺竹结实率低的原因之一。     

小叶兜兰的果实生长和雌配子体发育

为了解濒危兰科植物小叶兜兰(Paphiopedilum barbigerum Tang et Wang)胚珠和雌配子体的发育过程,采用常规石蜡切片技术对其果实的生长动态进行了研究。结果表明,授粉后60~75 d的蒴果内种子数量迅速增加,到授粉后120 d时种子充满整个蒴果。授粉后40 d的胎座上分化形成多数由1层表皮细胞包被1列细胞的胚珠原基;授粉后60 d时位于胎座指状结构末端处紧靠表皮细胞下方的孢原细胞分化为大孢子母细胞。之后,大孢子母细胞经过减数分裂和有丝分裂最终形成成熟胚囊;授粉后135 d胚囊发育成熟,附着在胎座上的种子个体分化明显。小叶兜兰胚囊的发育类型为双孢子葱型,胚珠为倒生胚珠,薄珠心,单珠被,成熟胚囊为8核。这为小叶兜兰的生殖生物学及繁殖体系的建立提供理论依据。     

The Embryonic Development Study on Isoetes yunguiensis,an Endangered and Relict Pteridophyta

Isoetes yunguiensis is a specialty relict fern of Yunnan Guizhou Plateau,which is a national level protected species called living fossil of the study on paleoecology and plant evolutionary in Yunnan and Guizhou area, but its reproduction and endangered mechanism is unclear. On the basis of implementation of artificial breeding and acquisition of adequate research materials, the authors observe the embryonic development of Iyunguiensis using thin sectioning. The main results of observation of the embryonic development are as follows: (1) The zygote doesn’t have the period of dormancy; (2) The angle between the division planes of zygote and the long axis of archegonium is about 30°; (3) The first leaf primordium and the first root primordium develop first. However, the first leaf primordium develop earlier than the first root primordium; (4) The initial cells of ligule begin to divide since the initial stage of the development of leaf; (5) The cells of the open end of archegonium often appear necrosis and affect the embryonic development; (6) The embryo malformation is easy to happen; (7) The sheet structure develop fast, and it provide good protect for the second and third leaf primordium; (8) The order of early vascular development. The article explore the reproductive biology regular and reproductive endangered mechanism of Iyunguiensis. The coalescent form of the original evolution of vegetative organs of vascular plants is analyzed. This article also accumulate technical data for protection of Iyunguiensis.     

烟草大小孢子发生和雌雄配子体发育研究

采用卡宝品红染色压片和石蜡切片法对迪勃纳氏烟草(Nicotiana debneyi)大小孢子发生和雌雄配子体发育过程进行了研究.结果发现:(1)迪勃纳氏烟草为两性花,其小孢子发生和雄配子体发育早于大孢子.(2)迪勃纳氏烟草小孢子发生和发育过程基本正常,减数分裂过程有少数细胞出现滞后染色体、染色体断片和染色体桥等异常现象;其胞质分裂为同时型,四分体为十字交叉型和正四面体型,成熟的花粉粒为2细胞型.(3)迪勃纳氏烟草为2室子房,中轴胎座,倒生胚珠,胚珠多数,胚囊发育为蓼型,大孢子发生和发育过程未观察到异常现象.     

罗汉果大孢子发生及雌配子体发育与花部形态、胚珠变化的关系

为弄清罗汉果(Siraitia grosvenorii)大孢子发生、雌配子体发育过程与花部形态特征、胚珠的关系,运用石蜡切片法对罗汉果子房进行了显微观察。结果表明,罗汉果的胚珠倒生,双珠被,厚珠心,大孢子四分体呈线型排列,合点端一个大孢子分化为功能大孢子,成熟胚囊为蓼型。花蕾形态、胚珠变化与大孢子发生、雌配子体的发育时期具有一定相关性,当子房长度为7.0 mm≤L<9.0 mm,珠心呈椭圆形时,约有45.83%的大孢子母细胞处于减数分裂时期。因此,依据罗汉果花部形态可有效确定大孢子发生与雌配子体发育的时期。     

马哈利樱桃大孢子发生和雌配子体的发育

采用石蜡切片法对马哈利樱桃大孢子发生和雌配子体发育过程进行观察研究。结果表明:(1)马哈利樱桃雌配子体发育早期,在单室子房内可以看到2个倒生胚珠,但在后期其中一个退化,另一个发育为种子;其胚珠具双珠被,为厚珠心。(2)大孢子母细胞减数分裂形成直线型四分体,功能大孢子位于合点端;胚囊发育为蓼型,成熟胚囊为七细胞八核。(3)根据不同时间花的外部形态特征与内部解剖学对比的观察结果,在陕西关中地区,三月下旬是马哈利樱桃雌性生殖细胞分化和发育的重要时期,果园在此期间应加强肥水管理。     

观光木的大孢子发生与雌配子体形成

对观光木（Tsoongiodendron odorum Chun)的大孢子发生,雌配子体形成过程的观察结果显示,观光木子房单心皮,心皮腹面壁上着生2-5个胚珠;胚珠倒生型,厚珠心,两层珠被;孢原细胞一个,并且自表皮下1-2层处分化。胚囊发育为蓼型。在四分体和成熟胚囊时期观察到了异常发育现象。初步探讨了观光木濒危的生殖生物学原因。