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。     

水稻籼粳杂种生殖障碍的基因定位分析

籼稻(Oryza sativa L.ssp.indica)与粳稻(O.sativa ssp.japonica)杂交优势明显但存在生殖隔离。生殖障碍主要表现为胚囊败育、花粉败育、开花时花药不开裂和雌雄异熟。应用具有137个标记位点的籼、粳杂交(“窄叶青8号”/“京系17”)F_1花药培养获得的127个双单倍体(DH)群体构建的RFLP图谱,对控制籼、粳杂种小穗败育的基因座位进行了定位研究。结果在第1、3、4、5、6、7、8、12染色体上检测到10个基因座位,其中第3、12染色体上的2个不育基因位点stj-3和stj-12与同一杂交组合F_2分离群体中发现的异常分离热点处于相同的染色体区段。Ssj-6的基因加性效应为负值,有增加籼、粳亲和性的作用;其余的不育基因座位皆有增加籼、粳杂种不育性的作用。     

硅对水稻籼粳杂种雌雄配子育性和结实率的影响

以2个籼稻品种和2个粳稻品种及其籼粳杂种一代为材料,通过水培试验研究了硅对籼粳亚种间杂种雌雄配子育性和结实率的影响。结果表明:4个水稻亲本的育性正常,而亚种间杂种‘台中65’/‘广陆矮4号’和‘穞稻’/‘秋光’F1花粉育性分别为40.1%和50.3%,小穗育性分别为25.8%和40.3%;其F1胚囊具有正常的卵细胞、助细胞、极核及反足细胞,胚囊败育率分别为5.33%和3.33%。加硅处理F1每个柱头上花粉粒多于25粒的小花数分别占90%和90.5%,而不加硅处理高于20粒的小花数仅占8%和10%;加硅处理F1花粉离体萌发率分别为75.15%和76.23%,小穗的结实率分别达到65.5%和68.7%,而不加硅处理的分别为46.7%和48.13%,小穗结实率分别只有25.8%和40.3%,且加硅处理极显著高于不加硅处理。研究表明,水稻籼粳杂种存在半不育现象,并主要由花粉半不育和花药开裂性差造成;硅肥能促进杂种F1植株的花药开裂,明显增加柱头上花粉粒数目,并促进花粉萌发,显著提高小穗的结实率。     

鸡蛋花不育机理初步研究

本文探索鸡蛋花开花不结实的原因。通过对鸡蛋花雌、雄性器官的切片观察和离体花粉萌发,发现其花粉和胚囊均正常,离体花粉可萌发花粉管;但鸡蛋花的花筒长约1 cm,花筒基部湿度较高;开花时,雌蕊柱头和雄蕊花药均不能伸出花筒,花药不能开裂释放花粉,产生了传粉障碍,最终导致不育。     

棉花洞A型核雄性不育系花药败育过程中的生化变化

研究了陆地棉洞A型核雄性不育系(抗A1,MA)不育和可育花药不同发育时期可溶性碳水化合物、游离氨基酸和IAA、GA3、ABA含量的动态变化。结果表明,不育花药中可溶性糖含量偏高,缺乏淀粉积累;有4种游离氨基酸含量在可育与不育花药问存在显著差异,其中不育花药天门冬氨酸含量偏高,这可能是其败育的原因之一,而脯氨酸、精氨酸、苯丙氨酸含量异常,则是不育花药败育的结果;在花药主要败育时期之前,不育花药中ABA含量极显著偏高,IAA、GA3含量极显著偏低。不育花药中IAA、GA3、ABA含量变化与洞A型核雄性不育系花药败育密切相关。     

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。     

水稻台中65与其花粉不育近等基因系的杂种F1的裂药性研究

以台中65及其7个F1花粉不育近等基因系为材料,对水稻亚种间杂种F1裂药性及其与小穗育性的关系进行了研究。结果表明,杂种F1的裂药性受花粉不育基因互作控制。不同杂合座位内等位花粉不育基因互作导致杂种F1花药不开裂的程度不同,S-b座位导致杂种F1部分花药不开裂;不同杂合座位问非等位花粉不育基因互作明显降低杂种F1的裂药程度;杂种F1中含杂合花粉不育基因座位数越多,其裂药指数越小,裂药程度越低,含三个杂合花粉不育基因座位的杂种F1裂药指数为2．27,35．3％的花药不开裂。杂种F1花药不开裂的原因随其所含的杂合花粉不育基因座位种类和数目不同而异。杂种F1裂药程度的下降显著减少落在其柱头上的花粉总数和萌发的花粉数。杂种F1裂药指数和结实率呈极显著的正相关关系。     

光对马来良姜花柱运动和花药开裂的影响

以马来良姜(Alpinia mutica)花柱为研究对象,研究光对花柱卷曲运动和花药开裂的影响.结果表明下垂型花柱的两次运动在光下和暗处都能进行,花药的开裂也不受光照影响.上举型花柱的第一次运动在暗处时向下进行,在光下时向上进行;暗处的花药不开裂,光下的花药开裂.第二次运动的方向和幅度取决于第一次运动期间的光照条件,第一次运动在暗处时,若第二次也在暗处,第二次运动不会发生且花药不开裂;若在光处,花柱向上运动.第一次运动在光下时,第二次运动无论光下或暗处,都向下运动.本研究表明,在不同光照条件下,两种表型的花柱与花药状态的组合使柱头接触不到同花的花粉,从而保证了雌雄异位与雌雄异熟.尽管两种表型的花柱运动和花药开裂行为相似,却受不同的机制调控.     

斗竹的开花生物学特性研究

通过野外观测及光学解剖,观察了斗竹(Oligostachyum spongiosum)开花林相、开花动态、花器官构造、结实情况,以及花后林相更新等生物学特性,采用光学显微技术结合石蜡制片,对斗竹的大、小孢子的发生及雌、雄配子体的发育过程进行研究。结果表明：(1)斗竹为一次性整体开花竹类,花期为4月下旬～5月下旬,花期约持续45 d,成花量大。(2)花序为圆锥状混合花序,每花序由4枚小穗构成;小穗细长,每枚小穗由5～17枚小花组成;小花为颖花,顶部小花不发育,外稃、内稃各1枚;浆片3枚,卵圆形;雄蕊4～6枚(多为6),每枚花药具有4个花粉囊,花药壁发育为基本型,绒毡层为腺质型,小孢子四分体为左右对称型,成熟花粉粒为2 细胞型,球形,表面纹饰颗粒状,具单个萌发孔,花粉发育过程中部分花药出现异常收缩及空腔的败育花粉粒;雌蕊1枚,柱头3叉,羽毛状,子房1室,胚珠倒生,厚珠心,胚囊为蓼型,成熟胚囊结构及发育过程均正常;雌雄同熟,异花授粉,果实为颖果。(3)斗竹花后全林死亡,结实率低,自然条件下结实率为8.1%。研究结果为研究竹子系统分类、开花机制,开展杂交育种及竹林更新复壮工作等提供基础性资料。     

水稻亚种间杂种是否存在雌性不育？

水稻亚种间杂种不育性是一种普遍现象,但其遗传基础复杂。目前在亚种间杂种不育遗传上,不同研究的结论不尽一致,即使对亚种间杂种不育性主要表现为雄性不育还是雌性不育也存在争论。本对证明水稻亚种间杂种存在和不存在雌性不育的研究进行了综述与分析。从中可以看出无论是认为水稻亚种间杂种不育性表现为雄性不育还是雌性不育的结论都有一定的片面性,尤其是Sano证明基因座S－5不存在的研究存在较大的缺陷。因此,水稻亚种间杂种雌雄配子败育对小穗育性影响的大小有待进一步研究。     

水稻雌性不育材料FS-1胚囊败育的细胞学观察

以水稻雌性不育材料FS-1为试验材料,采用石蜡连续切片技术对FS-1及其亲本藤坂5号幼穗发育中期的胚囊进行观察,结果表明(1)亲本的胚囊都能正常发育分化,成为功能健全的雌配子体,而FS-1的胚囊却普遍发生败育,在胚囊原来的区域充满了胚囊残迹和解体的珠心细胞.(2)败育基本上发生在功能大孢子发生期,近合点端的大孢子和珠孔端的三个大孢子都发生解体,实验中未发现二核、四核或八核的败育胚囊,我们初步认为,FS-1胚囊败育发生在功能大孢子发生期.     

水稻雌性不育材料FS－1胚囊败育的细胞学观察

以水稻雌性不育材料FS－1为试验材料,采用石蜡连续切片技术对FS－1及其亲本藤坂5号幼穗发育中期的胚囊进行观察。结果表明：（1）亲本的胚囊都能正常发育分化,成为功能健全的雌配子体,而FS－1的胚囊却普通发生败育,在胚囊原来的区域充满了胚囊残迹和解体的珠心细胞。（2）败育基本上发生在功能大孢子发生期,近合点端的大孢子和珠孔端的三个大孢子都发生解体,实验中未发现二核,四核或八核的败育胚囊,我们初步认为,FS－1胚囊败育发生在功能大孢发生期。     

成花光敏感的雌雄性不育苎麻活性氧代谢研究

为研究成花光敏感雌雄不育苎麻(Floral initiation photo-sensitive male and female sertile ramie,SMSFS)的败育与活性氧代谢的关系,对SMSFS及其回复突变株SMSFS(R)花器官的活性氧(ROS)清除酶活性和丙二醛(MDA)含量测定．结果表明：SMSFS蕾的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性明显高于可育株SMSFS(R),而膜脂过氧化产物MDA的含量低于SMSFS(R);与蕾期相比,败育期SMSFS雌雄花除POD活性有所上升,而SOD和CAT活性则显著下降,MDA含量升高并高于开花期可育株．可见活性氧代谢的失衡引起了的膜脂过氧化,与SMSFS雌雄性败育明显相关．     

水稻籼粳杂种F_1雌配子体败育的超微结构和酸性磷酸酶细胞化学研究(简报)

籼粳稻亚种间杂交是获得强优势种的有效途径之一。但主要存在如何克服杂种F_1结实率低的问题。影响F_1结实率的因素是很复杂的,部分胚囊败育而丧失授精能力是其中的主要原因。因此阐明籼粳杂种雌配子体败育的机理,成了当前籼粳亚种杂交优势利用研究的重要课题之一。目前对籼粳杂种雌配子体败育的细胞学研究特别是超微结构方面的研究不多。Oka和Doida观察到败育发生在大     

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。     

巨龙竹生殖器官形态结构及雌、雄配子体的发育

通过石蜡切片的方法对巨龙竹生殖器官结构、大小孢子的发生和雌、雄配子体的发育过程进行了观察研究。 巨龙竹为一心皮组成的单室单子房,子房内具有一个胚珠,倒生、双珠被、厚珠心。大孢子母细胞减数分裂形成线形排列的4个大孢子,合点端大孢子具功能。胚囊的发育为蓼型,具多个反足细胞。巨龙竹的花药壁由4层结构组成,包括表皮、药室内壁、中层、绒毡层;花药壁发育为单子叶型,绒毡层为腺质型。小孢子母细胞减数分裂中的胞质分裂为连续型,四分孢子为四面体型;成熟花粉粒为2细胞型,具1个萌发孔。小穗发育雌雄异熟,雌蕊的发育早于雄蕊的发育。     

大麦小穗结构与开花特性研究──雄蕊在开闭花过程中的生长动态和结构变化

开花前,雄蕊花丝细胞中的淀粉等物质水解,细胞水势下降而吸胀,花丝伸长。随着＂小花轴＂中物质的输入,细胞进一步吸水膨大,花丝迅速伸长,花丝维管束中的导管被拉断,薄壁细胞内膜系统崩解,细胞自溶,降解物质＂撤回＂,＂小花轴＂被重新分配利用。开花后,花药表面大量失水,药壁开裂传粉。不育系雄蕊花药药隔小、发育不良,绒毡层发育和行为异常,其花药通常为空药室或花粉败育。用可育系花粉对不育系小花授粉,其小花能逐渐关闭。     

贯叶连翘的开花动态与繁育系统研究

野外观察贯叶连翘的开花进程和花部形态特征,运用花粉萌发、杂交指数、花粉-胚珠比等方法测定其繁育系统。结果显示:贯叶连翘雌雄异熟,柱头先花药成熟,雌雄蕊无明显异位。单花花期4～5d。仅在开花当日有昆虫传粉,蜜蜂为主要传粉者。花粉在花药开裂1h后活力最大,萌发率达40.10%,花粉在柱头萌发3h后接近子房。根据杂交指数(OCI)推测其繁育系统属于异交,部分自交亲和,有时需要传粉者。花粉-胚珠比(P/O)则表明贯叶连翘的繁育系统为兼性异交。贯叶连翘结实率低,可能与花粉活力,花粉管的生长速度及花粉在柱头的竞争有关。     

新型光温敏小麦不育系337S的组织结构研究

普通小麦(Triticum aestivum)不育系337S是一种对短日低温、长日高温均敏感不育的新型光温敏雄性不育系。对经过短日低温、长日高温处理的不育系花药及其小孢子的形态和发育过程进行了观察,观察结果表明,不育系337S的花药异常短小,开花后花丝短,花药难外露。花药发育过程中中层组织发育紊乱,绒毡层提前解体,影响了花粉母细胞发育所需的营养供应,导致短日低温处理下的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ和长日高温处理下的花粉母细胞发育时期花粉母细胞发育异常,形成异常小孢子,造成败育。     

青秆竹花的解剖观察与分析

为明确自然状态下青秆竹(Bambusa tuldoides)不同发育阶段花器官的形态以及雌雄配子体的发育状态,总结其败育类型,该文通过采用解剖和切片等方法对青秆竹花器官的各部分外观形态以及雌雄配子体的发育过程进行观察,并分析其结实率低下的原因。结果表明:(1)青秆竹小穗为无限花序,下部的小花先发育,但基部具有潜伏芽,因此又具有有限花序的特征;小穗柄不发达,簇生花枝节部。(2)每朵小花拥有内、外稃各1枚,花药6枚,浆片3枚,雌蕊1枚;浆片透明,边缘具有发达的纤毛;子房具棱,子房上部具绒毛,子房1室,侧膜胎座,倒生胚珠,三分枝羽状柱头。(3)青秆竹花药具有4个药室,花药壁由表皮、药室内壁、中层、绒毡层4层结构组成;绒毡层为腺质型,花药发育后期极度退化;小孢子母细胞分裂类型为连续型,产生两边对称型小孢子,花粉粒细胞成熟后为3核。(4)雄蕊和雌蕊出现多种败育类型,可能是导致结实率低的主要原因。综上结果表明,青秆竹花器官的形态结构发育正常,而雌雄配子体发育过程中出现异常,造成了其结实率低。