细胞质雄性不育水稻幼穗和花药的呼吸酶活性研究

研究珍汕97A和珍汕97B的雌雄蕊原基形成期、花粉母细胞形成期和花粉母细胞减数分裂期的幼穗及单核期、二核期和三核期的花药中呼吸代谢三羧酸循环（TCA）的苹果酸脱氢酶（MDH）和异柠檬酸脱氢酶（IDH）及戊糖途径（PPP）的磷酸葡萄糖脱氢酶（G6PDH）、磷酸葡萄糖酸脱氢酶（6PGDH）和5一磷酸核糖异构酶（RSPI）的活性。结果表明：可育花药的5种酶活性皆高于同期不育花药;而幼穗中,TCA途径中的MDH和IDH在不育系与保持系之间无差异,PPP途径的G6PDH和6PGDH及R5PI则保持系高于不育系。这说明不育系中PPP发生的变化早于TCA途径,PPP途径的改变可能与小孢子败育有着更为直接的关系。     

湖北光周期敏感核不育水稻农垦58S幼穗和花药发育期的蛋白酶活性变化

湖北光周期敏感核不育水稻农垦585的可育与不育株在一次枝梗期的幼穗中可溶性蛋白含量相近。雌雄蕊形成期和花粉母细胞分化期的可有株可溶性蛋白较不育株的分别高21％和12．3％;可有株在花粉二核和三核期亦有较高含量。不育株在雌雄蕊形成期后,酪蛋白酶活性迅速增高,而可有株至二核期才增高。不育株除在二次枝梗期的内肽酶活性略低外,其余阶段酶的活性较高。育性转变时内肽酶类型亦发生变化。可有株有较高的氨肽酶活性．     

水稻胞质雄性不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层发育过程中的Ca2+分布变化

利用焦锑酸钾沉淀法研究了野败不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层细胞的发育过程及其细胞中Ca2 的分布变化。研究发现保持系绒毡层细胞在单核花粉晚期才开始迅速解体,而不育系绒毡层细胞在花粉母细胞时期就开始出现核膜、细胞膜解体,此过程持续到二核花粉时期。珍汕97A绒毡层细胞从花粉母细胞时期开始,细胞质内有少量颗粒状的Ca2 沉淀;减数分裂时期,绒毡层细胞的内切向壁表面有大量大颗粒的Ca2 沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞周围集聚一层Ca2 沉淀。而保持系绒毡层细胞遮花粉母细胞时期和减数分裂时期细胞内没有Ca2 沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞内的Ca2 沉淀主要分布在解体的细胞质内。推测绒毡层细胞结构发育的异常和Ca2 的异常分布可能与花粉的败育有关。     

水稻细胞质雄性不育系及其保持系幼穗发育过程中内源激素？…

利用酶联免疫测定技术研究了水稻细胞质生不育系珍汕９７Ａ及其保持系珍汕９７Ｂ在幼穗发育过程中叶片,幼穗和花药中内源ＩＡＡ,ＧＡ１＋４,ＡＢＡ和ｉＰＡｓ含量的动态变化,结果表明：１）从穗发育的雌雄蕊形成期到三核花粉期,保持系叶片中ＩＡＡ水平高于不育系,并在二核花粉最高;在幼穗和花药中也可保持系为高。２）保持系与不育系叶片中ＧＡ１＋４含量变化趋势相似,均为先升后降,但从单核到三核花粉期以保持系为高;在粉     

水稻细胞质雄性不育系及其保持系幼穗发育过程中内源激素的变化

利用酶联免疫测定技术研究了水稻细胞质雄性不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B在幼穗发育过程中叶片、幼穗和花药中内源IAA、GA1＋4、ABA和iPAs含量的动态变化。结果表明,1）从幼穗发育的雌雄蕊形成期到三核花粉期,保持系叶片中IAA水平高于不育系,并在二核花粉期最高;在幼穗和花药中也以保持系为高。2）保持系与不育系叶片中GA1＋4含量变化趋势相似,均为先升后降,但从单核到三核花粉期以保持系为高;在幼穗和花药中也都以保持系为高。3）不育系叶片中ABA水平在幼穗发育早期明显高于保持系,中期与保持系相近,后期又高于保持系;在幼穗和花药中也都以不育系为高。4）保持系叶片、幼穗和花药中iPAs含量始终显著高于不育系。5）保持系叶片中IAA＋GA1＋4＋iPAs与ABA之比值也始终高于不育系。提示不育系叶片、幼穗和花药中IAA、GA1＋4、iPAs和ABA含量出现了异常,且IAA、GA1＋4和iPAs亏缺以及ABA盈积可能与水稻细胞质雄性不育发生有关。     

水稻胞质雄性不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层发育过程中的Ca2 +分布变化

利用焦锑酸钾沉淀法研究了野败不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层细胞的发育过程及其细胞中Ca2 +的分布变化。研究发现保持系绒毡层细胞在单核花粉晚期才开始迅速解体,而不育系绒毡层细胞在花粉母细胞时期就开始出现核膜、细胞膜解体,此过程持续到二核花粉时期。珍汕97A绒毡层细胞从花粉母细胞时期开始,细胞质内有少量颗粒状的Ca2 +沉淀;减数分裂时期,绒毡层细胞的内切向壁表面有大量大颗粒的Ca2 +沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞周围集聚一层Ca2 +沉淀。而保持系绒毡层细胞遮花粉母细胞时期和减数分裂时期细胞内没有Ca2 +沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞内的Ca2 +沉淀主要分布在解体的细胞质内。推测绒毡层细胞结构发育的异常和Ca2 +的异常分布可能与花粉的败育有关。     

细胞质雄性不育水稻幼穗花药的呼吸酶活性研究

研究珍汕９７Ａ和珍汕９７Ｂ的雌雄蕊原基形成期、花粉母细胞形成期和花粉母细胞减数分裂期的幼穗及单核期、二核期和三核期的花药中呼吸代谢三羧酸循环（ＴＣＡ）的苹果酸脱氢酶（ＭＤＨ）和异柠檬酸脱氢酶（ＩＤＨ）及戊糖途径（ＰＰＰ）的磷酸葡萄糖脱氢酶（Ｇ６ＰＤＨ）、磷酸葡萄糖酸脱氢酶（６ＰＧＤＨ）和５－磷酸核糖异构酶（Ｒ５ＰＩ）的活性。结果表明：可育花药的５种酶活性皆高于同期不育花药;而幼穗中,ＴＣＡ途径中的     

水稻离体育性变异研究

对野败型不育系珍汕97A、保持系珍汕97B、恢复系IR24、IR26、泰引1号、明恢63、红莲型不育系红源A、包台型不育系包源A、光敏核不育系农垦58s、温敏核不育系W6154s等10个水稻材料的幼穗在不同的培养基上培养、再生植株及对其后代进行育性鉴定,探讨了体细胞无性系变异中雄性不育突变发生的机率以及影响离体筛选雄性不育变异体的因素, 结果表明：在5个材料 (珍汕97B、红源A、包源A、W6154s和IR26)中共获得了29例雄性不育变异株, 其中R1代有24株, R2代有5株。在R1代, 共获得2*!368株再生植株, 雄性不育变异的频率为1.02%(0.96%～1.08％)。在珍汕97B和泰引1号R2代各发现一个株系分离出雄性不育和育性正常植株。出现不育株系的频率分别为2.22％和1.89％。水稻花粉败育类型可分为无花粉、典败、圆败和染败4种类型。同时, 还发现了不育花粉败育类型之间可以相互转换这一现象,在IR26和明恢63 R1代再生植株中, 各发现一株嵌合体。在泰引1号和珍汕97B R2代再生植株中分离出不育株。在影响离体筛选雄性不育变异体的因素中, 基因型的差异是主要的,在所试10个材料中,除农垦58s、IR24、泰引1号和珍汕97A,都有雄性不育变异株产生。外植体的脱分化对产生雄性不育变异是必需的, 在这一过程中,2,4-D起决定性的作用。随着继代时间的延长,发生雄性不育变异的频率也随之提高。雄性不育变异频率在R2代高于R1代。     

水稻雄性不育系珍汕97A小孢子发育过程中的微管骨架

水稻(Oryza sativa L.)雄性不育系珍汕97A、保持系珍汕97B和恢复系测64三系小孢子发生过程的研究表明:恢复系测64小孢子母细胞细胞质浓,有明显的微管荧光围绕着细胞核.小孢子母细胞经两次减数分裂形成四分体.四分体和小孢子的微管从细胞核表面向胞质周缘延伸,形成放射性排列格局,花粉发育正常.细胞质中有少量点状微管荧光.保持系珍汕97B小孢子发生过程的细胞形态和微管结构与恢复系测64相似,但细胞质中的点状微管荧光多一些.雄性不育系珍汕97A小孢子发生早期,小孢子母细胞内出现液泡,核中染色质凝集,微管荧光很弱,没有清晰的微管丝结构,细胞质中有许多点状微管荧光等不正常现象.小孢子母细胞经过减数分裂形成的四分体也没有清晰的丝状微管结构.随后,所有的小孢子迅速败育.雄性不育系珍汕97A在小孢子母细胞发生的很早时期,微管结构就明显不正常.     

水稻雄性不育系珍汕97A小孢子发育过程中的微管骨架

水稻（Oryza sativaL.)雄性不育系珍汕97A,保持系珍汕97B和恢复系测64三系小孢子发生过程的研究表明;恢复系测64小孢子母细胞细胞质浓,有明显的微管荧光围绕着细胞核。小孢子母细胞经两次减数分裂形成四分体。四分体和小孢子的微管从细胞核表面向胞质周缘延伸,形成放射性排列格局,花粉发育正常。细胞质中有少量点状微管荧光,保持系珍汕97B小孢子发生过程的细胞形态和微管结构与恢复系测64相似。但细胞质中的点状微管荧光多一些。雄性不育系珍汕97A小孢子发生早期,小孢子母细胞内出现液泡,核中染色质凝集,微管荧光很弱,没有清晰的微管丝结构。细胞质中有许多点状微管荧光等不正常现象。小孢子母细胞经过减数分裂形成的四分体也没有清晰的丝状微管结构。随后,所有的小孢子迅速败育,雄性不育系珍汕97A在小孢子母细胞发生的很早时期,微管结构就明显不正常。     

水稻雄性不育与花药中类脂褐素的积累

细胞质雄性不育水稻不育系珍汕９７Ａ和其保持系珍汕９７Ｂ,处于不育期的光（温）敏核不育水稻Ｗ６１５４ｓ和培矮６４ｓ的花药中类脂褐素（ＬＦＬＰ）含量随花粉发育或败育而增高．不育花药中ＬＦＬＰ的形成速率比可育花药快,三核期的珍汕９７Ａ和不育期Ｗ６１５４ｓ的花药,其ＬＦＬＰ比相应具育性花药高２４％．用抗氧化剂ＧＳＨ、ＢＨＴ和Ｎ２处理离体的单核期花药,发现ＧＳＨ可降低珍汕９７Ａ和不育期的Ｗ６１５４ｓ的ＬＦＬＰ含量．结果认为,水稻雄性不育与膜脂过氧化作用的荧光产物类脂褐素的积累有关．     

水稻细胞质雄性不育系及其保持系幼穗发育过程中的多胺代谢

在幼穗发育过程中,不育系和保持系幼穗多胺含量先剧降后稳定或略回升,精氨酸脱羧酶活性快速下降,而二胶和多胺氧化酶活性缓慢下降。从雌雄蕊形成期到花粉母细胞形成期,不育系的多胺含量和精氨酸脱羧酶活性明显低于保持系;不过,两系二胺氧化酶和多胺氧化酶活性却差别不大。外施D-Arg抑制两系Put合成,也抑制以Put为前体的Spd的合成;外施MGBG抑制Spd和Spm的合成;同时,D-Arg或MGBG对不育系花粉育性影响不大,但明显降低保持系花粉育性,D-Arg＋MGBG对花粉育性的降低效应更强;Put和pd＋Spm可抵消（或部分抵消）D-Arg和MGBG的降低效应。且Put＋Spd＋Spm能使不育系花粉的育性得以轻度恢复。     

红麻细胞质雄性不育系与保持系花药活性氧代谢差异比较

以红麻细胞质雄性不育系L23A及其保持系L23B为材料,比较其花药淀粉及可溶性糖含量变化并分析呼吸速率、活性氧产生速率、丙二醛(MDA)含量以及活性氧清除酶(POD、SOD)含量变化,来探讨活性氧伤害与红麻雄性不育的关系。结果表明:在小孢子发育的单核期,不育系呼吸速率与保持系差异不明显,但不育系花药O^-₂·含量高于保持系; 在双核期,不育系的呼吸速率明显低于其保持系,但不育系花药O^-₂·含量与保持系花药相近; 不育系在单核期和双核期的呼吸速率几乎没有变化,而保持系同一时期的呼吸速率呈明显增高趋势; 在不育系败育过程中,药隔维管组织中的大颗粒淀粉含量几乎不变,且不育系花药中的可溶性糖含量在单核期和双核期均低于保持系。推测是由于不育系花药中抗氰呼吸降低,一方面导致花药物质代谢和能量代谢的紊乱,不育系花药不能利用药隔组织中的淀粉粒,另一方面不能有效将细胞内过多电子通过抗氰呼吸传至O₂,引致不育花药中O^-₂·升高,从而导致MDA含量在单核期和双核期均高于保持系,同时POD的活性在单核期及双核期均低于保持系,而SOD活性在单核期高于保持系,在双核期则低于保持系。不育系花药在发育中,花药O^-₂·和MDA过量积累,以及SOD和POD酶活性降低,导致活性氧产生与清除失去平衡,花粉败育。     

THE DISTRIBUTION AND PHYLOGENETIC SIGNIFICANCE OF BINUCLEATE AND TRINUCLEATE POLLEN GRAINS IN THE ANGIOSPERMS

Studies of the cytology of angiosperm pollen which extend our knowledge of the distribution of binucleate and trinucleate pollen to almost 2,000 species of flowering plants are summarized. Approximately 70% of the species studied release pollen in a binucleate stage, and none of them shed both types of pollen as a constant varietal trait. All phylogenetically primitive taxa are binucleate. The trinucleate trait evidently has originated independently at many times during angiosperm evolution. In no instance must one infer the origin of binucleate taxa from trinucleate ancestors. Most genera are monotypic with respect to pollen cytology, and only 10 genera are known to include both binucleate and trinucleate species. Among the 265 families studied, 179 include only binucleate genera and 54 include only trinucleate genera, while 32 include both types. Nearly all aquatic species with submersed flowers shed pollen in a trinucleate stage. A group of physiological differences which distinguish binucleate and trinucleate pollen is reviewed in relation to the survival and possible selective advantage of trinucleate mutants, and the significance of the binucleate pollen grain in the origin and evolution of flowering plants is discussed.     

水稻雄蕊成熟导管ATPase的超微结构定位

采用ATPase定位方法研究了水稻农垦58s-SD(可育花药)单核边位至三核期的花丝和药隔成熟导管。单核边位期花丝和药隔成熟导管内无ATPase活性;二核期花丝导管内出现大量的ATPase,导管周围的薄壁细胞中有1-2个优先解体,在导管无次生壁的部位,解体薄壁细胞靠近导管处的质膜ATPase不活跃;二核期药隔导管内也有大量的ATPase活性物,但导管周围细胞解体晚于花丝;三核期花丝和药隔导管内也观察到大量的具或不具ATPase活性的物质。以上结果暗示成熟导管内ATPase活性物(一部分)可能来源于花丝解体细胞。     

稻类雄性不育系的花粉败育途径研究

对水、旱稻５ 个两系不育系和１ 个三系不育系的花粉败育途径的观察发现,野败三系不育系珍汕９７Ａ 和３ 个两系不育系是以核退化为典型特征的花粉败育途径,其败育时期发生在单核晚期。新选育成的旱稻昆植Ｓ－１ 和水稻昆植Ｓ－２两个两系不育系则是以核增生为典型特征的花粉败育途径。对两类花粉败育途径的细胞学特点和不育的稳定性进行了比较分析     

云烟85胞质雄性不育烟草雄蕊发生的细胞学观察

雄性不育烟草MS云烟85的雄性败育发生在雄蕊原基分化后至孢原细胞形成前,在开放花朵中常能见到败育的雄蕊,其特征是花丝缩短,花药畸形、内无花粉或花粉空瘪。与正常烟草(保持系)子房由2心皮组成不同,雄性不育烟草MS云烟85子房都由3心皮组成。