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     

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     

豌豆生殖细胞的发育—着重论述质体母系遗传的细胞学基础

超微结构的研究证明,豌豆（Ｐｉｓｕｍ ｓａｔｉｖｕｍ Ｌ．）生殖细胞自形成直至成熟花粉时期,始终存在少量质体和较多的线粒体。ＤＮＡ 荧光的观察表明,在发育早期的生殖细胞中不含细胞质ＤＮＡ 类核,但在成熟花粉的生殖细胞中有许多的类核。在花粉离体萌发过程中,随着花粉管的生长,生殖细胞中的类核逐渐降解。在花粉培养２４ ｈ 后,生殖细胞的类核全部消失。研究结果确定了豌豆质体母系遗传的细胞学基础,支持遗传分析及ＲＦＬＰ研究的结论,阐明了过去在细胞学上认为是双亲遗传的判断不正确的原因     

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。     

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。     

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。     

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。     

川百合精细胞的超微结构

川百合与朱顶红花粉管中的生殖细胞分裂行为非常不同。诸如：染色体行为微管的组织形式和分布包括着丝点微管形成的时间,纺锤体的形状及间期周质微管网络在生殖细胞分裂过程中消失与否等,但这两种细胞具有共性,包括在有丝分裂前期缺乏早前期带微管（PPB）,未其形成细胞板等,这两种植物精细胞的结构应有较大差异,我们曾报道了朱顶红精细胞的超微结构,本文详细从超微结构方面描述了川百合精细胞的特征。川百合花粉管的萌发采用半离体－活体培养方式,11－18小时后,DNA荧光染料Hoechst33258和醋酸地衣红染色检查花分管中生殖细胞和精细胞发育时期。切取含有分裂的生细胞和精细细胞的花柱部分,按曾报道的方法固定、包埋、切片、染色及观察。在所有检查的花粉管中,两精子均前后排列（Fig.1-3),营养核前导并靠近花粉管顶端（Fig.,3)。H33258染色可见两精核间以DNA联系（Fig.3)。两个新形成的精核彼此分离（Fig.1),后来又相互造近,并维持一定距离（Fig.3)偶尔一对精子与营养核靠近（Fig.2)。两精细胞被一共同的细胞壁连接,他们不仅被自己的质膜也被营养细胞的质膜包围构成周质。周质平坦光滑。共同壁横向、弯曲、网状具胞质通道（Fig.4),厚度明显大于周质。色质凝集的程度更大些（Fig.5),可能意味着一个精子发育的早些。精细胞质中具有线粒体、内质网、高尔基体、脂体和大量核糖体。无质体。线粒体具有发育完好的精细胞中,微管呈纵向束排列于随精细胞的继续发育,共同壁消失了。与朱顶红等植物的染色体行为遵循典型有丝分裂方式不同,川百合生殖细胞与紫露草相同,它的染色体在有丝分裂中期沿细胞长轴分布,胞质分裂时没有细胞板出现。可以认为：川百合象烟草一样是介于朱顶红和紫露草之间的中间类型。雄性生殖单位（MGU）在三细胞和二细胞花粉中普遍存在。尽管本工作观察到营养核与精细胞紧密联系,以及两精子与DNA联系的例子,但MGU在超薄切片中并未见到,有可能MGU是一个动态的和时间上的暂时结构。另一方面,MGU的建立是以性细胞（生殖细胞或精细胞）的突起和营养核的裂瓣相互环绕为基础的,而性细胞中的细胞骨架（即：微管）可能对维持其与营养核的附着起重要作用。缺乏微管,可能是川百合精细胞不存在MGU的原因之一。     

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     

细胞质遗传并非都是母系遗传

细胞质遗传一般表现为具母系遗传的特征。随着ＤＮＡ分子标记技术的发展和应用,人们已发现在动物及植物中均存在有低频的线粒体ＤＮＡ单亲父系遗传及双亲遗传的现象,对质体ＤＮＡ遗传的研究表明,被子植物的质体ＤＮＡ大多表现为母系遗传。而裸子植物的质体ＤＮＡ则主要表现为父系遗传的方式,同时也出现存在其它的遗传规律。     

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。     

天竺葵质体和线粒体双亲遗传的细胞学机理——雄性和雌性配子微结构…

天竺葵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、具基质浓厚和切面上多为呈现的特点。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     

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。     

被子植物质体遗传的细胞学研究

植物细胞质遗传涉及细胞质中含DNA的两种细胞器——质体和线粒体从亲代至子代的传递。相对来说线粒体遗传的研究远不及质体的多,这可能是线粒体这种细胞器缺乏合适的表型突变体之故。高等植物质体遗传的研究历史可追溯到本世纪初在杂交试验中对叶色遗传的非孟德尔定律的发现,Baur在马蹄纹天竺葵(Pelargonium zonale)中从叶色突变体(白化体)的杂交遗传分析,发现了双亲质体遗传;而Correns在紫茉莉(Mirabilis jalapa)中则发现了单亲母本质体遗传(见Kuroiwa)。此后,对质体基因组突变性状遗传分析的研究,大量的资料说明了在被子植物中存在双亲质体遗传和单亲母系质体遗传两种类型,而后一种占大多数,仅少数是比较有规律的为双亲质体遗传或偶尔是双亲质体遗传。几十年来应用遗传分析的方法对被子植物质体遗传的研究,着重于揭示不同植物种质体的遗传是单亲母系或是双亲质体传递,以及探索杂种核基因对质体传递方式的影响。     

川百合精细胞的超微结构(英文)

川百合与朱顶红花粉管中的生殖细胞分裂行为非常不同。诸如：染色体行为、微管的组织形式和分布、包括着丝点、微管形成的时间,纺锤体的形状及间期周质微管网络在生殖细胞分裂过程中消失与否等。但这两种细胞具有某些共性,包括在有丝分裂前期缺乏早前期带微管（ＰＰＢ）,末期形成细胞板等。这两种植物精细胞的结构应有较大差异。我们曾报道了朱顶红精细胞的超微结构,本文详细从超微结构方面描述了川百合精细胞的特征。川百合花粉管的萌发采用半离体活体培养方式。１１～１８小时后,ＤＮＡ荧光染料Ｈｏｅｃｈｓｔ３３２５８和醋酸地衣红染色检查花粉管中生殖细胞和精细胞发育时期。切取含有分裂的生殖细胞和精细胞的花柱部分,按曾报道的方法固定、包埋、切片、染色及观察。在所有检查的花粉管中,两精子均前后排列（Ｆｉｇ．１～３）,营养核前导并靠近花粉管顶端（Ｆｉｇ．２,３）。Ｈ３３２５８染色可见两精核间以ＤＮＡ联系（Ｆｉｇ．３）。两个新形成的精核彼此分离（Ｆｉｇ．１）,后来又相互靠近,并维持一定距离（Ｆｉｇ．３）。偶尔一对精子与营养核靠近（Ｆｉｇ．２）。两精细胞被一共同的细胞壁连接,他们不仅被自己的质膜也被营养细胞的质膜包围构成周质。周质平坦光滑。共同壁横向     

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     

百合生殖细胞和精细胞的大量制备及其蛋白组成的比较

新鲜的或低温贮存的兰州百合（Ｌｉｌｉｕｍ ｄａｖｉｄｉｉ Ｄｕｃｈ）。花粉，在ＢＫＳ１５中萌发，分别收集萌发５ｈ和３０ｈ的花粉管，采用低渗冲击胀破和ｐｅｒｃｏｌｌ密度梯度纯化等方法，获得批量纯化的生殖细胞和精细胞。用１０％三氯乙酸和丙酮沉淀制备生殖细胞和精细胞的蛋白质，用ＳＤＳ－ＰＡＧＥ对两种细胞蛋白质进行比较。结果表明，二者在蛋白质组成成分上没有明显差异；但在蛋白质的含量上有两种成分差异显著，即     

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。     

王百合质体母系遗传的细胞学机理

王百合质体母系遗传的细胞学机理刘兴梁,胡适宜,尤雅宜（北京大学生命科学学院,北京１０００８７１）（中国科究院植物研究所,北京１０００９３）百合属不同种植物的质体遗传曾报道有单亲母系遗传和双亲遗传两种方式,这些研究有的是根据超微结构的证据。有的只是根据...