无丝分裂

无丝分裂邵世光江苏省连云港教育学院,２２２００１朱星海江苏省连云港市新浦中学,自１８４１年Ｒｅｍａｋ发现细胞无丝分裂以来,关于动、植物无丝分裂方面的知识已积累了很多,如在原生动物（特别是纤毛虫类）,高等动物胚的胎膜、填空组织、肌肉组织、神经细胞等中,...     

土麦冬离体萌发花粉管中生殖细胞与营养核的动态变化

主要报道了土麦冬人工培养萌发花粉管中生殖细胞与营养核的动态变化。多数花粉管中,生殖细胞与营养核贴合后,开始进行有丝分裂,贴合时,营养核略呈弥散状态。在分裂早中期,生殖细胞与营养核分开,从贴合到分开大约经历３－５ｈ,精子形成后,不与营养核连接。ＤＡＰＩ对生殖细胞的有丝分裂有抑制作用。少数花粉管中,生殖细胞核进行无丝分裂,有缢裂和劈裂两种方式。生殖细胞核发生缢裂的花粉管中,未观察到生殖细胞与营养核的贴     

细胞的无丝分裂

无丝分裂(amitosis)又称直接分裂,是雷马克(Remak 1841)在鸡胚血球细胞中首先见到的,随即有人在哺乳类胚胎的血细胞中也有发现,是细胞分裂三种方式中最早发现的一种最简单的分裂方式。     

关于无丝分裂的几个问题

关于无丝分裂在现行的中学生物教材中涉及的都很少,高中生物(必修本)仅在第33页和第40页上有所提及,在教学参考书上的论述也较为简单,在讲解此内容时,如果仅照教材和参考书讲,易使学生产生下列误解:①无丝分裂仅有缢裂一种方式。②发生无丝分裂的组织和部位只有蛙的红细胞。③无丝分裂是细胞增殖的一种重要的和正常的方式。④无丝分裂过程中染色质不发生变化。下面笔者就上述四个问题作一简要介绍。     

川百合花粉管的生殖细胞分裂过程中微管骨架的分布变化

应用透射电镜辅以免疫荧光定位技术研究了川百合 (Lilium davidii Duch.)花粉管中生殖细胞分裂过程中染色体动态和微管分布的关系。在生殖细胞分裂前和有丝分裂前期 ,电镜观察一直未见微管结构 ,但免疫荧光图象显示生殖细胞中有微管蛋白存在。直到分裂的前中期—中期 ,染色体出现 ,它们沿花粉管的长轴前后排列 ,横向的着丝点对相应地一对对地纵向排列。这时 ,生殖细胞中才出现大量微管 ,它们分布于细胞周质区和染色体之间 ,并跨越染色体的整个长度。前中期—中期开始时 ,只有 1～ 2对着丝点从横向转为纵向 ,微管垂直插入着丝点形成着丝点微管 ,而非前人用免疫荧光方法观察到的微管与着丝点侧向联接的图象。随着横向的着丝点对逐渐转变成纵向的过程 ,着丝点微管数量逐渐增多 ,但不形成典型的纺锤体。分裂后期 ,染色体交错分离 ,微管的分布与前中期—中期的基本相同。晚后期 ,染色体呈明显的两群 ,除极区和细胞中央区有微管残余外 ,大部分微管消失。通过染色体长度的测量 ,间接证明了分裂后期 B的存在。分裂末期的晚期 ,核膜形成后 ,在两精核之间的区域 ,微管数量开始增多。此区可能代表用免疫荧光所观察到的微管重叠区。细胞板出现后 ,微管消失     

无丝分裂在细胞分化中的作用探讨

近年来的研究表明无丝分裂普遍存在于高分化的组织中。人类表皮的发育过程显示,表皮角质细胞的分化是基于基底层细胞进行的无丝分裂。从无丝分裂的细胞机制的角度探讨其在细胞分化中的作用,对于细胞分化的研究有着重要的意义。     

斑叶海棠薄层培养中细胞无丝分裂及2,4—D的特殊效应的研究

以经过预培养的斑叶海棠为材料,取叶柄表层3—4层细胞,切成8×10mm大小作为外植体,所用培养基采用MS基本成份附加不伺浓度的2,4-D。结果如下:1.在含0.1mg/l 2,4-D的培养基上,大多数叶柄表皮细胞可以进行一次无丝分裂。与有丝分裂一样,无丝分裂中有核仁和核膜的消失和再现。分裂过程中核始终靠近细胞壁,细胞分隔部分的伸展也是单向的。2.实验中2,4-D对表皮细胞产生了很特殊的效应。在0.1mg/l 2,4-D的培养基上培养45小时后,细胞都发生收缩。收缩以前大多数细胞都有过一次无丝分裂。如果2,4—D的浓度降至0.01mg/l,细胞将反复进行无丝分裂形成疏松的愈伤组织而不发生收缩。     

RAN1基因过表达抑制嗜热四膜虫大核无丝分裂

Ran GTPase通过RanGTP/RanGDP循环的形式,参与调控多种细胞增殖方式：包括有丝分裂和减数分裂.敲减RAN1基因可导致嗜热四膜虫大核内微管组装紊乱,从而抑制大核无丝分裂.为进一步分析Ran1在无丝分裂中的功能,本研究将野生型Ran1以及模拟GTP（Ran1Q70L）和GDP（Ran1T25N）锁定形式的Ran1突变体在嗜热四膜虫中过量表达,均导致四膜虫细胞增殖速率下降,并引起大核无丝分裂异常,且这种核异常细胞比率与Ran1过表达量呈正相关.免疫荧光定位结果显示,过表达的HA-Ran1在整个细胞中弥散分布,破坏了正常的Ran1分布形式;而过表达的HA-Ran1Q70L明显集中在大核核膜和胞质中,HA-Ran1T25N则主要定位在大核和小核内,分别与Ran1GTP/Ran1GDP循环的辅助调节因子定位模式一致.以上结果表明,过表达Ran1及其突变体可能影响嗜热四膜虫细胞中正常的Ran1GTP/Ran1GDP循环,进而导致大核无 丝分裂异常.     

杜仲花粉离体萌发特征及花粉管微丝骨架分布

以干燥的杜仲成熟花粉为材料,对杜仲花粉离体萌发的适宜液体培养基配方进行了筛选,并对花粉萌发特征及花粉管微丝骨架分布规律进行了研究。结果表明:(1)适宜杜仲花粉离体萌发的液体培养基组成为200g/L蔗糖+30mg/L硼酸+10mg/L Ca(NO3)2,于26℃条件下离体培养18h的花粉萌发率可达46.29%±3.75%。(2)在适宜液体培养条件下,杜仲花粉萌发率在培养6h内急剧增长,随后趋于平稳;而花粉管在培养8h内伸长较快,之后有放缓趋势,至培养48h时,花粉管长度可达363.14±30.51μm。(3)杜仲花粉属于2胞花粉,花粉萌发过程中,营养核和生殖核的移动存在一定的时序性,通常营养核先于生殖核进入到花粉管;杜仲花粉生殖核的有丝分裂发生在花粉管中,离体培养12h可逐渐观察到有丝分裂行为。(4)花粉萌发过程,微丝骨架形成束状,与花粉管伸长方向平行排布,与较为稀疏的网状微丝阵列组成连续系统,引导细胞核的运动。     

应用水稻花粉离体萌发体系观察花粉管内微丝分布

采用非固定、DMSO渗透和异硫氰酸标记的鬼笔环肽（FITC—Ph）染色方法,观察水稻花粉离体萌发过程中花粉管内肌动蛋白微丝的形态和分布。结果表明：（1）水稻花粉水合2min后即可萌发,花粉管生长速度在600～1500μm／h之间。（2）水合而未萌发的花粉粒中,大量较短的梭形微丝束构成微丝网络结构,萌发过程中花粉粒内的梭形微丝束松解,部分微丝转移至萌发的花粉管内沿花粉管纵轴呈束状结构;随着花粉管的伸长,微丝束主要分布在花粉管中前端,但在花粉管顶端区域始终未见明显的微丝束。（3）水合后不能正常萌发的花粉粒内肌动蛋白微丝呈弥散不规则分布,在相同萌发时间生长迟缓的花粉管中,微丝束较少,且主要位于花粉管近萌发孔的部位。表明微丝骨架的形态和分布影响水稻花粉管的萌发和生长。     

小麦离体花药中花粉核无丝分裂的电子显微镜观察

用电子显微镜观察到,在离体培养的小麦花药中,花粉细胞在脱分化分裂时,除了进行有丝分裂之外,还存在着两种类型的无丝分裂——劈裂(cleavage)和碎裂(fragmentation)。它们都是通过核膜的内陷实现的。认为劈裂式无丝分裂导致游离核花粉的形成,碎裂式无丝分裂导致微核花粉的形成,两者都可引起亚倍体和非整倍体植株的产生。     

微丝在卵子极性产生,分裂沟形成和极体排放中的作用

小鼠生发泡期卵母细胞在１μｇ／ｍｌ细胞松弛素Ｂ中培养，部分微丝解聚，卵母细胞不能产生极性而在细胞中部形成分裂沟（假分裂）；极泡期卵在１μｇ／ｍｌ ＣＢ 中，分裂沟继续收缩，排和放第一极体，假分裂的分裂沟和极区分裂沟形成均与分裂器中体位置相关，部分微丝解聚并不影响假分裂和第一极体的排放，全部微丝解释（１０μｇ／ｍｌ ＣＢ）将中断假分裂和胞质分裂，分裂沟消失，卵恢复球形，由此可见，成熟过程中卵母细胞极     

微丝在卵子极性产生、分裂沟形成和极体排放中的作用

小鼠生发泡（ＧＶ）期卵母细胞在１μｇ／ｍｌ细胞松弛素Ｂ（ＣＢ）中培养,部分微丝解聚,卵母细胞不 能产生极性而在细胞中部形成分裂沟（假分裂）;极泡期印在１μｇ／ｍｌ ＣＢ中,分裂沟继续收缩,排放第 一极体。假分裂的分裂沟和极泡期的极区分裂沟形成均与分裂器中体位置相关。部分微丝解聚并不影响 假分裂和第一极体排放;全部微丝解聚（１０μｇ／ｍｌ ＣＢ）将中断假分裂和胞质分裂,分裂沟消失,卵恢 复球形。由此可见,成熟过程中卵母细胞极性的产生及分裂沟的形成都依赖于微丝的聚合。胞质分裂和 第一极体排放同样需一定量的微丝存在。     

紫萼花粉粒和花粉管中微丝的超微结构

用常规化学固定和化学固定前用鬼笔环肽处理两种电镜样品制作技术,分别研究了紫萼[Hosta venteicosa (=H.coerulea]成熟花粉粒和幼花粉管中的微丝的超微结构。结果表明,在常规电镜固定中花粉粒中的微丝能保存,但在花粉管中的则遭受破坏。用鬼笔环肽处理后化学固定的方法,微丝在花粉管中能良好地保存。在花粉粒中平行的微丝形成束,表现为具分布的特点,即限于分布在它们功能的区域,并且微丝束经常紧密地与营养核贴近。在幼花粉管中微丝束表现为在线粒体、质体、内质网、小泡和小液泡的表面通过,并常常与脂体紧密联结。这些现象表明在花粉萌发和花粉管生长时,微丝与营养核及与其它细胞器的运动之间存在某些联系的迹象。     

朱顶红花粉管中营养核和生殖细胞位置的变换

用一种改进的ＦＩＴＣ微管蛋白免疫荧光和ＤＡＰＩ双定位的技术,在紫外光激发下能同时显示花粉管中的生殖细胞（ＧＣ）和营养核（ＶＮ）。在朱顶红（Ａｍ ａｒｙｌｌｉｓ ｖｉｔｔａｔａ Ａｉｔ．）花粉萌发的最初１—２ 小时内,ＧＣ和ＶＮ 都有可能从花粉粒先进入花粉管。然而,在ＧＣ分裂前ＶＮ 总是变为在ＧＣ之前和接近花粉管顶端的位置。因此,在生殖细胞先进入花粉管的情况下,ＶＮ必然越过ＧＣ而使位置发生变换。根据观察的图象可以总结出三种基本的过程。１． 在萌发后约２小时,营养核位于ＧＣ后端延伸的细胞质附近,形成暂时的物理联结。２．ＶＮ 进一步向前更快地移动,以致整个ＶＮ 与ＧＣ并列和紧靠,它们常相互扭结在一起。３．ＶＮ 越过ＧＣ,并变为高度延长,它的后端常部分地插入生殖细胞的细胞质中。观察结果表明：ＶＮ和ＧＣ通过花粉管时移动的速度是明显不同的。这种速度的差别可以认为存在各自独立运动的机制,以及ＶＮ 和ＧＣ本身结构的差别,为它们在花粉管中的移动提供各自运动的动力     

姜花花粉萌发时花粉和花粉管内微丝结构变化的共焦镜观察

用ＴＲＩＴＣ－鬼笔碱荧光显微探针入共焦激光扫描镜,观察了不同萌发阶段的姜花花粉和花粉管内肌动蛋白微丝的结构和分布格局的变化,花粉水合后在花粉内的微丝呈不规则网络状。但在靠近萌发孔周围,由於网络微丝向萌发孔汇集而延伸拉长,因此在萌发孔前缘出现荧光特别明亮区,显示微丝在此外开始密集。花粉水合后１０－３０分钟,大多数花粉管从萌发孔伸出,此时,在花粉管顶形成一个长约１０－２０μｍ的顶端区域微丝网络;在花粉     

山玉兰花粉离体萌发和花粉管生长特性的研究

山玉兰(Magnolia delavayi)是木兰科木兰属的常绿乔木或大型灌木,是重要的园林造景、庭院绿化素材,也是重要的育种资源。山玉兰花粉的研究对其杂交育种的成败具有重要影响,但目前尚未见其花粉活力的相关报道。该研究以新鲜的山玉兰花粉为对象,采用悬滴培养法分析了温度、光照以及培养液的蔗糖和硼酸浓度对山玉兰花粉萌发的影响。结果表明:(1)山玉兰花粉萌发时,最适宜的温度为27℃。(2)光暗条件下,山玉兰花粉以浓度为5%的蔗糖培养效果最佳,其萌发率在16%以上;而硼酸浓度则以0.001%的培养效果最佳。(3)蔗糖与硼酸共同作用可有效促进花粉萌发和花粉管生长。其中,在光照条件下,以5.0%蔗糖+0.001%硼酸为最适宜的培养液,花粉萌发率达41.27%,花粉管长达281.49μm;而在黑暗条件下,则以5.0%蔗糖+0.01%硼酸为最适宜的培养液,花粉萌发率达45.71%,花粉管长达254.00μm。该研究结果为进一步开展人工辅助授粉、发掘山玉兰的种质资源工作奠定了基础。