甘薯细胞质传递的研究：精细胞的质体和线粒体及其DNA存在的状况

甘薯（ＩｐｏｍｏｅａｂａｔａｔａｓＬａｍ．）成熟花粉为二细胞型,在授粉后萌发之前生殖细胞分裂形成精细胞。仍在花粉粒中的两个精细胞大小和形状基本相似,细胞质中含丰富的质体和线粒体。细胞质ＤＮＡ特异荧光显示精细胞及产生它们的前细胞———生殖细胞中均含有丰富的类核。一对精细胞中类核的数量无明显的差异。精细胞中存在两种形态类核,大而荧光强的类核可能为质体类核,而小的荧光弱的类核为线粒体类核。双亲或父系质体遗传在被子植物中是少数,本研究结果为旋花科的除牵牛属和打碗花属外又提供了新的一属具这种遗传方式的细胞学证据。     

菜豆花粉发育中质体和线粒体及其DNA存在的状况——着重阐明质体遗传…

应用电镜和ＤＮＡ的ＤＡＰＩ荧光检测技术研究了菜豆小孢子／花粉发育中质体和线粒体及其ＤＮＡ存在的状况。观察表明：在小孢子分裂时质体全部分配到营养细胞中，初形成的生殖细胞已不含质体。线粒体和质体的ＤＮＡ在花粉发育中也先后降解，生殖细胞从刚形成时发育至成熟花粉时期这两种细胞器ＤＮＡ均不存在。研究结果为菜豆质体母系遗传提供了确切的细胞学证据。遗传分析的研究曾确定菜豆质体为双亲遗传，与对本研究结论不同的原因     

王百合及兰州百合细胞质遗传的细胞学研究

描述了王百合（ＬｉｌｉｕｍｒｅｇａｌｅＷｉｌｓ．）及兰州百合（Ｌ．ｄａｖｉｄｉＤｕｃｈ．）质体和线粒体在生殖细胞及精细胞中的分布和细胞质中ＤＮＡ的状况。在刚形成的王百合的生殖细胞中含有少量的质体和大量的线粒体。当生殖细胞游离在营养细胞质中时,质体在生殖细胞中完全退化消失。ＤＡＰＩ荧光技术进一步证明,在成熟花粉、花粉管中的生殖细胞及其分裂形成的两个精细胞中无任何细胞器ＤＮＡ。兰州百合在小孢子分裂时质体严格地极性分布,造成了刚形成的生殖细胞中即无质体。兰州百合、麝香百合（Ｌ．ｌｏｎｇｉｆｌｏｒｕｍＴｈｕｎｂ．）及其杂种的ＲＦＬＰ分析,也证明兰州百合质体是单亲母系传递的。虽然在不同发育时期的生殖细胞及精细胞中可以观察到线粒体,但在雄配子体时期它们的ＤＮＡ已降解,因此雄性线粒体不能被传递至后代。研究结果提供了百合属的这两个种质体和线粒体具母系遗传方式的细胞学证据,并阐明父系细胞质不能作为遗传传递的机理。     

菜豆花粉发育中质体和线粒体及其DNA存在的状况——着重阐明质体遗传的细胞学基础

应用电镜和DNA的DAPI荧光检测技术研究了菜豆(Phaseolus vulgaris L.)小孢子/花粉发育中质体和线粒体及其DNA存在的状况。观察表明:在小孢子分裂时质体全部分配到营养细胞中,初形成的生殖细胞已不含质体。线粒体和质体的DNA在花粉发育中也先后降解,生殖细胞从刚形成时发育至成熟花粉时期这两种细胞器DNA均不存在。研究结果为菜豆质体母系遗传提供了确切的细胞学证据。遗传分析的研究曾确定菜豆质体为双亲遗传,对与本研究结论不同的原因进行了讨论。     

玉竹雄配子的发育——着重阐明质体在生殖细胞和营养细胞中的分布和变化

玉竹(Polygonatum simizui Kitag)小孢子在分裂前,质体极性分布导致分裂后形成的生殖细胞不含质体,而营养细胞包含了小孢子中全部的质体。生殖细胞发育至成熟花粉时期,及在花粉管中分裂形成的两个精细胞中始终不含质体。虽然生殖细胞和精细胞中都存在线粒体,但细胞质中无DNA类核。玉竹雄性质体的遗传为单亲母本型。在雄配子体发育过程中,营养细胞中的质体发生明显的变化。在早期的营养细胞质中,造粉质体增殖和活跃地合成淀粉。后期,脂体增加而造粉质体消失。接近成熟时花粉富含油滴。对百合科的不同属植物质体被排除的机理及花粉中贮藏的淀粉与脂体的转变进行了讨论。     

油松成熟花粉的细胞化学及超微结构研究

油松（ＰｉｎｕｓｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓＣａｒｒ．）花粉由两个原叶细胞、一个生殖细胞和一个管细胞组成,其中两个原叶细胞在花粉成熟时已退化。生殖细胞具自己完整的壁。它与花粉贴近一面的壁与花粉内壁分开,仅侧面的壁与内壁连结。生殖细胞向管细胞一面的壁上有胞质通道。生殖细胞与管细胞有明显的分化,主要的差异表现在以下几个方面：（１）生殖细胞核的染色质凝集,而管细胞核的染色质分散,并具发达的核膜孔;（２）生殖细胞内不具微体,而管细胞的细胞质有较多的微体;（３）管细胞比生殖细胞有更丰富的内含物。虽然这两个细胞都含脂体和造粉质体,但前者的造粉质体极为丰富,而后者的造粉质体数量少。管细胞还含有少量的蛋白体,而生殖细胞则缺少这种贮藏物质。生殖细胞与管细胞内均含丰富的线粒体、多聚核糖体和少量的内质网及高尔基体。ＤＡＰＩ染色结果表明,生殖细胞及管细胞内均含丰富的细胞质ＤＮＡ。对油松细胞质遗传的方式及花粉壁的组成、结构和性质进行了讨论。     

打碗花生殖细胞,精细胞及卵细胞中的细胞质类核

已有不少超微结构的资料阐明被子植物双亲和单亲母系质体遗传的细胞学基础。近年应用DAPI荧光染色的方法,可快速地从检测质体DNA存在的状况确定被子植物中具双亲遗传潜能的种。从质体的类核存在与否判断质体遗传方式为母系遗传或双亲遗传与已有的遗传分析结论基本一致,只有少数种类是矛盾的。DAPI荧光技术可以认为是研究细胞质遗传机理的一个重要手段。我们曾证明旋花科牵牛属植物生殖细胞、精细胞中存在细胞质类核,确定其具双亲或单亲父系质体遗传的潜能,并用RFLP技术进一步确定其为质体父系遗传型。本研究证明旋花科的打碗花属生殖细胞、精细胞和卵细胞中细胞质类核存在的状况与牵牛属的相似,提供了打碗花可能在质体遗传上与牵牛属 具相同的遗传方式的资料。     

牵牛属生殖细胞和精细胞中细胞器DNA的研究

用ＤＡＰＩ荧光技术观察了大花牵牛（ Ｐｈａｒｂｉｔｉｓ ｌｉｍ ｂａｔａ Ｌｉｎｄｌ．）和圆叶牵牛（Ｐ． ｐｕｒｐｕｒｅａ（Ｌ．） Ｖｏｉｇｈｔ）生殖细胞的细胞质ＤＮＡ及其在精细胞形成过程中的动态。牵牛属这两个种的生殖细胞均为细长形,具有大量细胞器ＤＮＡ。刚形成的一对精细胞大多数一端钝,另一端呈尾状。较后期的精细胞多呈凸透镜状。生殖细胞分裂形成的一对精细胞多是同型的,也有的表现为异型。精细胞的核多偏于细胞的一端。在细胞质中有大量细胞器ＤＮＡ分布。精细胞中的细胞器ＤＮＡ 荧光点在大小及荧光强度上有所不同,可能代表线粒体和质体这两种不同的细胞器ＤＮＡ。大花牵牛与圆叶牵牛之间,无论是生殖细胞或精细胞在细胞形状和细胞质ＤＮＡ 分布状况上基本相似。一个明显的差异是,后者的细胞质ＤＮＡ 荧光点体积较小和荧光弱。研究表明,精细胞存在具有ＤＮＡ 的细胞器,为牵牛花细胞质具有双亲遗传或父系遗传的潜能提供了细胞学证据。本文还对研究的两个种的精细胞存在同型和异型的现象,以及精细胞在核质比率上的特点与质体双亲遗传的关系进行了讨论     

杜鹃精细胞的超微结构及DNA荧光观察——着重阐明质体双亲遗传的细胞学基础

迎红杜鹃 ( Rhododendron mucronulatum Turcz.)的成熟花粉为二细胞型 ,精细胞在花粉管中形成。花粉管中的两个精细胞及与营养核之间互相联结 ,形成雄性生殖单位。两个精细胞的细胞质中均含有丰富的细胞器 ,包括质体、线粒体、小泡及微管 ,内质网和高尔基体稀少。具正常结构的精细胞质体在切面上多呈环形或哑铃形 ,内膜不发达 ,基质电子密度高。线粒体为球形或棒状 ,基质电子密度较低。 DNA特异性荧光染色显示 ,生殖细胞及精细胞中均含有大量类核 ( nucleoid) ,两个精细胞中的类核数量无明显差异。结果证明了杜鹃精细胞中存在大量具 DNA的可遗传细胞器 ,为杜鹃属植物的双亲细胞质遗传方式提供了细胞学证据。     

花粉生殖细胞的融合试验

花粉生殖细胞(以下简称生殖细胞)是精子的前身,具有单倍体遗传组成。核大质小,缺乏典型细胞壁等特点是生殖系统中天然的单倍体核质体类型。值得在植物细胞工程中加以开发利用。为此,我们曾开展了生殖细胞的大量分离与离体培养研究。在此基础上进一步进行了生殖细胞的融合试验,结果表明,用 PEG 法可以诱导同种或异种生殖细胞之间以及生殖细胞与体细胞愿生质体之间的融合。     

油松细胞质遗传的细胞学机理：Ⅰ.雄配子的超微结构和细胞器类核

证明了油松（Ｐｉｎｕｓ ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ Ｃａｒｒ．）雄配子存在质体物线粒体及细胞器ＤＮＡ,提供了油松具父系质体和线粒体遗传基础的确切的细胞学证据,结果与松科植物在遗传学上已确定的父系质体遗传的一般规律是一致的。但精细胞中的线粒体是否能传递至胚,还需要追踪其后的发育过程。另一重要的结果是揭示了油松的雄配子是细胞,这与以前将松科植物雄配子归入雄核（精核）的类型不同。精细胞无壁,仅被质膜包围     

牵牛属质体DNA的父系遗传

利用限制性片段长度多态性（ＲＦＬＰ）技术研究了牵牛属（Ｐｈａｒｂｉｔｉｓ）植物质体ＤＮＡ 的遗传方式。结果表明,在牵牛（Ｐ． ｎｉｌ）×大花牵牛（Ｐ． ｌｉｍｂａｔａ）和大花牵牛×牵牛中,质体ＤＮＡ 为父系遗传。在大花牵牛×牵牛中,质体ＤＮＡ还有可能为双亲遗传。研究证明牵牛属为被子植物中具有质体父系遗传方式的第三个属。牵牛属质体父系遗传机制尚不清楚,作者认为母系质体及其ＤＮＡ 在受精后的释稀、排除和／或降解可能是质体父系遗传的基础     

天竺葵质体和线粒体双亲遗传的细胞学机理——雄性和雌性配子超微结构和DNA荧光的研究

天竺葵（Ｐｅｌａｒｇｏｎｉｕｍ ｈｏｒｔｏｒｕｍ Ｂａｉｌｅｙ）生殖细胞和精细胞在发育中始终存在质体和线粒体。在精细胞中,质体的体积大、数量多,具基质浓厚和在切面上多为环状的特点。线粒体在生殖细胞和精细胞中没有差异,体积较质体小得多,球形或杆状,边缘染色较深。在卵细胞中质体的含量比线粒体丰富,这两种细胞器的结构形态与精细胞的有明显的差异。细胞的质体多呈不规则的棒状和含淀粉粒。线粒体比精细胞的大２—３ 倍,许多为环状。ＤＮＡ 荧光的检测证明了在生殖细胞、精细胞和卵细胞中存在质体和线粒体类核。卵中的环状线粒体类核的形态在精细胞中是不存在的。本研究确定了雄性和雌性配子的质体和线粒体在结构形态上各具特点,可作为鉴别它们的标记,从合子中查明雄性质体和线粒体是否传递,以及在胚胎发育的早期雌雄亲本来源的细胞器的动态     

牡丹小孢子发生与雄配子体发育的超微结构研究

牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）花粉母细胞在减数分裂前期Ⅰ出现核液泡,其具有消化和转移细胞核中降解产物的功能。细胞发生了规律性的变化：前期Ⅰ,核糖体数量减少,质体、线粒体结构简化;末期Ⅰ和前期Ⅱ,出现细胞器带,四分体时期,细胞器分散开,结构较清晰,核糖体密度最大。小孢子时期,各结构简化,数量减少,至成熟二胞花粉时,细胞器丰富,结构恢复清晰。牡丹生殖细胞初期具壁,游离在营养细胞质内后壁消失,始终不含质体。花粉成熟时,生殖细胞和营养构成“雄性生殖单位“（MGU）。     

甜菜无融合生殖单体附加系M14花粉发生与发育的超微结构研究

运用透射电子显微镜技术,对甜菜无融合生殖单体附加系M14的小孢子发生、雄配子体发育以及相应的花药壁发育过程进行超微结构的观察研究,以阐明甜菜无融合生殖单体附加系M14花粉发生与发育超微结构特点以及花粉败育的时期和败育的细胞学特征.结果显示:(1)小孢子母细胞减数分裂正常,分裂期间细胞质具有明显的"细胞质改组"现象,主要表现在核糖体减少,质体、线粒体的结构发生规律性的变化,有利于孢子体向配子体的转变.M14减数分裂的胞质分裂为同时型,前期Ⅱ和中期Ⅱ形成"细胞器带";正常发育的花粉,小孢子分裂形成营养细胞和生殖细胞;生殖细胞脱离花粉壁,生殖细胞游离于营养细胞的细胞质中,最初具细胞壁,而后消失,且生殖细胞壁成分与花粉内壁成分相似.(2)三细胞型的成熟花粉含有一个营养细胞和两个具有尾突的精子;每个精子通过两层质膜与营养细胞隔开,含有一个大的精核,长尾突内含少量的细胞质以及纤丝状结构.(3)生殖细胞和精子中缺乏质体.(4)花粉的败育起始于小孢子,大部分受阻于单核-二细胞花粉期,其败育特征为花粉内液泡吞噬作用导致细胞器解体,绒毡层细胞过早解体或肥大生长致使营养供应受阻,可能是导致单核-二细胞花粉败育的主要细胞学原因.研究表明,白花甜菜第九号染色体的附加可能是导致M14大量花粉败育的遗传学因素.     

牵牛花受精前后卵细胞质体和线粒体及其细胞质DNA的变化

应用透射电镜研究了圆叶牵牛（Ｐｈａｒｂｉｔｉｓｐｕｒｐｕｒｅａ （Ｌ．） Ｖｏｙｇｈｔ）和大花牵牛（Ｐ． ｌｉｍ ｂａｔａ Ｌｉｎｄｌ．）卵细胞在受精前和受精后质体和线粒体的变化。观察到卵细胞在受精前高度液泡化,在核周及卵细胞周围的薄层细胞质中有质体和线粒体。质体含１～２ 个较大淀粉粒。线粒体多呈环形或杯状。卵细胞受精后,细胞质增多,质体的数量也明显增加。质体基质变得更加浓厚,并且普遍含有嗜锇的球体。合子中线粒体丰富,但缺乏卵细胞中那种环形或杯状线粒体,多呈圆形。细胞质ＤＮＡ检测的结果表明,卵细胞质ＤＮＡ荧光有大小和形状不同的两类,它们在细胞中随机分布。一类较大,呈环状,可能是线粒体中的ＤＮＡ显示的荧光;另一类小的点状荧光,可能大多是质体ＤＮＡ荧光,前者比后者多。卵细胞受精后,细胞质类核发生变化,表现在数量上明显地比受精前少。研究揭示了牵牛花合子中细胞质ＤＮＡ 减少的现象,说明了母系质体ＤＮＡ 在受精后可能被降解,提供了母系质体不传递到后代的可能机制。     

被子植物的雄性生殖单位

一粒被子植物的成熟花粉,外面是壁,其内包含着一个营养细胞和一个生殖细胞或两个精子。八十年代以前,由于受实验条件的限制,人们未能观察到成熟花粉内营养核和生殖细胞或营养核和两个精子之间存在着联系。近年来,随着现代科学技术的不断发展,特别是电镜技术和电子计算机技术的发展,人们对于植物的生殖过程进行了比较深入地研究。发现某些植物的成熟花粉中,营养核和生殖细胞或营养核与两个精子之间存在着密切联系。从而提出了“雄性生殖单位”的概念。被子植物的一对精子和营养核或生殖细胞和营养核,构成一个功能复合体,叫做“雄性生     

玉米雄配子体发育过程中细胞器DNA的消失与花粉核酸酶活性的研究

玉米雄配子体发育过程中细胞器ＤＮＡ的消失与花粉核酸酶活性的研究李怀军,苏都莫日根（北京大学生命科学学院,北京１００６７１）过去文献报道,禾谷类植物小麦的成熟精子中具有质体和线粒体结构（胡适宜等,１９７９）,而其中的细胞器ＤＮＡ在精细胞变长的成熟过程中...     

油松细胞质遗传的细胞学机理:Ⅱ.雄性和雌性细胞器在受精和原胚时期的传递(英文)

在电镜下观察油松 (PinustabulaeformisCarr.)传粉后的胚珠临近受精时的花粉管和卵细胞的细胞质、受精时雄配子体细胞质的传递、游离核和细胞原胚发育时期质体和线粒体的传递。在成熟卵细胞中含许多线粒体 ,缺少正常结构的质体 ,它们转变为大内含体。此外 ,卵细胞还有丰富的小内含体和其他一些细胞器。花粉管在卵细胞的珠孔端释放其内含物。精核与卵核融合时 ,核周围未见来自精细胞的质体和线粒体。不参与融合的精核停留在接受液泡旁 ,在其周围有大量的雄性细胞质 ,其中混合有精细胞、管细胞和卵细胞的细胞器。在游离核原胚时期 ,核周区的细胞质中可见雄性与雌性亲本的细胞器相混合 ;其中许多线粒体与原来卵细胞中的线粒体有相同的形态 ,也有一些线粒体看来是来自精细胞和管细胞 ;质体是由雄配子体传递 ,形态与精细胞的或花粉管中的质体相似。卵细胞中变异的质体 (即大内含体 )在原胚发育时期变为液泡状 ,而雄性质体参加到新细胞质中。在原胚细胞中 ,线粒体大多数为母本来源 ,质体则表现为精细胞或管细胞的质体形态。该研究确定了油松具父系质体和双亲线粒体遗传的细胞学基础。对裸子植物线粒体和质体遗传的机理从细胞学的角度进行了分析。     

油橄榄的小孢子发生和雄配子体形成

油橄榄的花粉母细胞减数分裂过程基本上与一般被子植物的正常情况相似。小孢子发生是同时型的,形成的四分体呈四面体型。花粉具有三个萌发孔。花药开裂时成熟花粉是二胞型的,在开裂过的花药中残存有三胞型花粉。生殖核呈孚尔根强的正反应着色深,营养核呈孚尔根弱的正反应着色浅。营养核和生殖细胞先后进入花粉管,然后生殖细胞在花粉管中进行有丝分裂形成二个雄配子。在雄配子形成过程中,营养核始终存在,这一现象说明营养核可能与生殖细胞的有丝分裂有关。