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…

迎红杜鹃（ＲｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎｍｕｃｒｏｎｕｌａｔｕｎＴｕｒｃａ．）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相联结,形成在雄性殖单位。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。     

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。     

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。     

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     

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。     

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。     

朱顶红精细胞超微结构观察

精细胞是双受精作用的直接参与者,是生殖生物学中的重点研究对象之一。以往的研究表明,应用连续超薄切片和计算机辅助三维重组技术,结合免疫荧光定位,发现两个精细胞在体积和细胞器含量上存在着差异,即精子的二型性,而且与营养细胞核三者构成紧密功能单位即雄性生殖单位（ＭＧＵ）,微管对精细胞的性状的确定、运动和维持ＭＧＵ的动态结构稳定具有重要的作用。本文应用透射电镜,详细观察了朱顶红花粉管中精细胞的超微结构,并着重微管结构及其分布的观察。朱顶红成熟花粉为两细胞型。成熟花粉于２６℃、黑暗条件下,在液体培养基（含１０％蔗糖和１００ｐｐｍ硼酸）中培养１３－１８小时,然后收集花粉管,固定,供电镜观察并照相。朱顶红成熟花粉培养１３小时后,生殖细胞在花粉管中完成核分裂和胞质分裂等两个过程。形成两个精细胞。初形成的两个精细胞前后排列,营养核前导并靠近花粉管顶端。领头的精细胞的细胞质以很大的表面与营养核相互贴合（图版Ⅰ－１,２）,有时营养核与两个精细胞彼此穿插、缠绕（图版Ⅰ－３）。两精细胞之间的共同壁上具有很多胞质通道和含均质电子密度中等的基质（图版Ⅱ－４）。精细胞质在核与共同壁之间的区域染色较深,经高倍放大,观察到此处含丰富的微管,基     

朱顶红精细胞超微结构观察

精细胞是双受精作用的直接参与者,是生殖生物学中的重点研究对象之一。以往的研究表明,应用连续超薄切片和计算机辅助三维重组技术,结合免疫荧光定位,发现两个精细胞在体积和细胞器含量上存着差异,即精子的二型性,而且与营养细胞核三者构成紧密功能单位却雄性生殖单位（MGU）。微管对精细胞的性状的确定、运动和维持MGU的动态结构稳定具有重要的作用。本文应用透射电镜。详细观察了朱顶红花粉管中细胞的超微结构,并着重微管结构及其分布的观察。朱顶红成熟花粉为两细胞型。成熟花粉于26℃、黑暗条件下,在液体培养基（含10％蔗糖和100ppm硼酸）中培养13－18小时,然后收集花粉管,固定,供电观察并照相。朱顶红成熟花粉培养13小时后,生殖细胞在花粉管中完成核分裂和胞质分裂等两个过程。形成两个精细胞。形成的两个精细胞前后排列,营养核前导并靠近花粉管顶端。领头的精细胞的细胞质以很大的表面与营养核相互融合（图版1－1,2）,有时营养核与两个精细胞彼此穿插、缠绕（图版1－3）。两精细胞之间的壁上具有多胞质通道和含均质电子密度中等的基质（图版II－4）。精细胞质在核与共同壁之间的区域染色较深,经高倍放大,观察到此处含丰富的微管, 自由分布,但以纵向或斜向为主（图版II－5,6）。所有的微管构成松散的桶状网络存在于两精核之间,除此之外,其他区域无微管分布（图版II－7）。培养18小时之后,两精细胞的共同呈网状（图版II－8）,此时微管均成纵向排列,平行于细胞长轴,构成筐状结构包围状精核,但不构成紧密的束状,证明了前人的免疫荧光观察结果。从以上观察结果我们可以得出如下的结论,朱顶红花粉为两细胞型,因此在花粉管中形成的两个精细胞一般前后排列,跟在营养细胞后面,这种线状排列方式在其他植物中也观察到,可能有利于三者作为一个结构功能单位在花粉管中移动和对花粉管狭窄空间的进化适应。MGU形成得较晚,在生殖细胞和营养核进入花粉管后才形成,并一直维持到精核形成,与其他报道不同。精细胞发育过程中,微管的分布方式变化显著。精细胞中微管的分布仅限于共同的细胞壁和靠近茎核之间的区域,总体构成一个松散的桶状结构。精细胞发育后期,微管均成纵向排列,包围着精核,极似生殖细胞筐状的微管结构形式。     

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？…

在电镜下观察汕松（ｉｎｕｓ ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ Ｃａｒｒ．）传粉后的胚珠临近受地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。在成熟卵中含许多线粒体,缺少正常结构的质全,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     

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     

线粒体遗传

脱氧核糖核酸(DNA）是遗传物质,它以核普 酸的排列顺序形式携带遗传信息。DNA 能够 自我复制,并能将信息转录给信使核糖核酸 (inRNA),在核糖体和氨基酸转移RNA (tRNA) 的作用下,mRNA的密码被转译成蛋白质。这 样的遗传系统在真核生物细胞中存在有两种, 一种是细胞核DNA的遗传系统,这是人们熟知 的。除此之外,在线粒体等细胞器中也含有 DNA。这些细胞器DNA的信息也能独立进行 复制、转录和转译。因此,我们称这种细胞器 DNA为核外的遗传系统。线粒体里的DNA就 是一种核外的遗传系统。     

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。     

栽培甜菜花粉发育过程的超微结构

利用透射电镜技术对栽培甜菜（Beta vuigaris）花粉发育过程进行了超微结构观察。结果表明,在小孢子母细胞减数分裂期间,细胞内发生了“细胞质改组”,主要表现在核糖体减少,质体和线粒体结构发生了规律性变化。末期1不形成细胞板,而是在2个子核间形成“细胞器带”。“细胞器带”的存在起到类似细胞板的作用,暂时将细胞质分隔成两部分。四分体呈四面体型,被胼胝质壁包围。小孢子外壁的沉积始于四分体晚期,至小孢子晚期外壁已基本发育完全。单核小孢子时期,细胞核大,细胞器丰富。二细胞花粉发育主要表现在生殖细胞壁的变化上,生殖细胞壁上不具有胞间连丝。成熟花粉为三细胞型,含有1个营养细胞和2个精细胞。精细胞具有短尾突,无壁,为裸细胞,每个精细胞通过2层质膜与营养细胞的细胞质分开。生殖细胞与精细胞里缺乏质体。     

栽培甜菜花粉发育过程的超微结构

利用透射电镜技术对栽培甜菜(Beta vulgaris)花粉发育过程进行了超微结构观察。结果表明, 在小孢子母细胞减数分裂期间, 细胞内发生了“细胞质改组”, 主要表现在核糖体减少, 质体和线粒体结构发生了规律性变化。末期I 不形成细胞板,而是在2个子核间形成“细胞器带”。“细胞器带”的存在起到类似细胞板的作用, 暂时将细胞质分隔成两部分。四分体呈四面体型, 被胼胝质壁包围。小孢子外壁的沉积始于四分体晚期, 至小孢子晚期外壁已基本发育完全。单核小孢子时期, 细胞核大, 细胞器丰富。二细胞花粉发育主要表现在生殖细胞壁的变化上, 生殖细胞壁上不具有胞间连丝。成熟花粉为三细胞型, 含有1个营养细胞和2个精细胞。精细胞具有短尾突, 无壁, 为裸细胞, 每个精细胞通过2层质膜与营养细胞的细胞质分开。生殖细胞与精细胞里缺乏质体。     

小麦受精过程中酸性磷酸酶的超微细胞化学定位

小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ ）受精前成熟胚囊,除胚囊中央细胞的合点端细胞质中有酸性磷酸酶外,其余部位均未发现酸性磷酸酶。受精时期,以下部位存在酸性磷酸酶活性：卵细胞的细胞核内一部分染色质和细胞质中大部分线粒体;精、卵核融合时两核的核周腔内;退化助细胞合点端细胞质和一些液泡内;进入雌性细胞中的两个精核;胚囊各成员细胞的细胞壁及胚囊周围珠心细胞的细胞壁。二细胞原胚中未见有酸性磷酸酶。早期胚乳游离核染色质上有酸性磷酸酶。小麦受精过程酸性磷酸酶的分布特点可能与卵细胞生理状态的变化和细胞质中线粒体的改组、助细胞的退化、精核的生理状态以及精核与卵核的核膜融合等有关。     

杜鹃精细胞的分离

杜鹃成熟花粉为二胞型,含一个营养细胞和一个生殖细胞,其精细胞在花粉管中形成。应用半离体技术培养杜鹃已授粉花柱,使花粉管从花柱中长出,再用渗透压冲击法促使花粉管破裂,释放出一对与营养核相连的精细胞。分离的精细胞经FDA方法检测,证明具活性。用显微操作仪可收集数量较多的分离精细胞。     

云南松雄配子在人工培养和自然条件下的发生

云南松(Pinus yunnanensis Fr.)花粉于三月在四细胞时期散粉。花粉在珠心顶端萌发,然后花粉管进入珠心组织,管核进入花粉管。第二年三月,休眠的花粉管在珠心内恢复活动,四月形成二个不等的雄配子。在雄配子周围有一些淀粉粒分布。花粉孵育在含蔗糖的培养基中生长要比在BKBM-WS培养基中缓慢。花粉粒及花粉管中含有大量直径4—8微米的淀粉粒,在不含蔗糖的培养基中,淀粉粒积累较少,直径约2—5微米。培养在2—5℃低温下的花粉可以缓慢地萌发,但不能形成雄配子。花粉管的伸出以及外壁的裂开总是发生在远极端薄壁区,花粉管可产生2—5条分枝或向两侧平行地生长,在萌发的早期,花粉粒以及花粉管中的细胞质十分稠密,蛋白质含量丰富。管核的蛋白质染色反应最深,生殖核次之。当生殖细胞分裂形成不育细胞及精原细胞后,管核染色反应稍有下降,花粉管中细胞质集中在顶端区域。当精原细胞分裂形成二精子时,花粉管中细胞质仅分布在二个精细胞及不育细胞和管核四周,其余部分已很少或缺乏。     

云南油杉受精过程中新细胞质及蛋白泡的动态观察

云南油杉(Keteleeria evelyniana Mast)在受精前,精核与卵核周围的细胞质鞘不明显。受精后,合子核周围出现细密的新细胞质。应用孚尔根核染色法,可以较清晰地将新细胞质染出,呈现较弱的正反应,而合子的核质及受精前的精核与卵核染色极弱。卵细胞质及其中的蛋白泡均为负反应。原胚形成后,除上层外,其余几层细胞质内开始积累淀粉粒。此时胚原细胞核的孚尔根染色深度有所增加。幼胚形成后,在顶端的胚原细胞群中核的孚尔根染色反应已恢复正常。在原胚及幼胚胚原细胞质中也呈现很弱的正反应。在电镜下,胚原层细胞质及新细胞质中均含有核样电子致密小体或称作染色质小体,而原胚莲座层细胞质及四周套细胞质中的线粒体则不含这种核样小体。因此,大蛋白泡在卵核形成的早期数量不多,当合子形成时含量最高,而随着游离核的分裂进程,蛋白泡以及原卵质均逐渐地解体,在原胚形成后全部消解。     

天竺葵雌性生殖单位的超微结构

应用透射电镜研究了临近受精时天竺葵(Pelargonium hortorum Bailey)胚囊中的卵细胞、助细胞和中央细胞的结构。证明了卵细胞与助细胞以及助细胞与助细胞之间从合点端至珠孔端有很大的面积以质膜分界,仅珠孔端少部分以壁分隔。卵细胞与中央细胞之间同样缺乏细胞壁。在卵细胞的合点端,两质膜不同程度地分离形成宽窄相间的间隙。在间隙的絮状基质中存在小泡,这些小泡的产生似与卵和中央细胞中周质内质网的活动有关。推测小泡为多糖性质,可能为合子新壁的建造提供物质。卵细胞质中含巨大线粒体,质体和内质网也较丰富。基于超微结构的特征,可认为卵细胞具高度的生理合成活动的潜能。中央细胞极核位于珠孔端与卵器细胞毗邻,有利于在双受精作用中同时发生精细胞与卵细胞和精细胞与中央细胞核的融合。中央细胞的侧壁在珠孔端形成内突,具传递细胞的特点,表明这是雌配子体向孢子体摄取营养的重要部位。助细胞的细胞质含丰富的细胞器,这与多数植物中的相似,但具几个明显的特征,即核中存在微核仁,内质网形成圆球体或脂体,线粒体富集在丝状器的附近。传粉后花粉管进入胚囊之前,两个助细胞中一个退化。     

由簇毛麦V染色体引起的小麦-簇毛麦染色体代换系、易位系中线粒体蛋白质组的变化(简报)

线粒体是需氧生物中的一种半自主性细胞器.在能量代谢中,它起了一个关键的作用,柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化过程均在线粒体内完成.线粒体具有高度的生物化学和遗传上的独立性.含有DNA和核糖核蛋白体.负责合成生物体内2%-5%的蛋白质[1].线粒体DNA具有自身复制能力,控制着众多的遗传性状.在植物中广泛存在的细胞质雄性不育则被认为是由线粒体基因组控制的性状[2].