一种观察慈姑属植物花粉管"再分配"现象的优化方法

在被子植物双受精时 ,花粉管输送两个精核入胚囊 ,一个精子与卵结合发育成胚 ,另一个与中央极核结合发育成胚乳。 1根以上的花粉管到达 1个胚珠的现象并不少见 ,但最终只有 1根花粉管能进入胚囊。与其他许多有性生物一样 ,植物中也存在着防止多精入卵的机制。被阻止进入胚珠的花粉管可能短暂地继续生长 ,随即卷曲、死亡。但是也有一些例外 ,Wang等 (2 0 0 2 )对小慈姑的传粉和花粉管生长过程进行了详细的研究。小慈姑 (Sagittaria potamogetifolia)为单性花 ,雌蕊群由多枚离生心皮组成。自然群体中雌花柱头受粉率常为 80 %～ 85 % ,而结实…     

花粉管向胚珠方向生长的控制机理

被子植物的受精过程复杂而精细,包括柱头识别、花粉管萌发、花粉管穿过花柱、花粉管进入珠柄和胚囊、释放精子等过程。花粉管准确定位于胚珠,从珠孔进入胚囊对于受精过程的完成具有重要意义。本文主要介绍雌配子体在花粉管向胚珠生长过程中导向机理。     

裸子植物有双受精现象吗?

我们知道 ,被子植物如大豆、玉米、桃花 ,它们在开花、受精、结种子果实的过程中 ,具有双受精现象 ,花粉粒即小孢子落在雌蕊的柱头上受到粘液的刺激后萌发形成花粉管 ,然而成熟的花粉粒所形成的花粉管中有两枚精子 ,当花粉管从柱头伸入珠孔时 ,花粉管末端破裂 ,两枚精子出来 ,一枚与靠近珠孔的卵细胞 (它是由雌配子体中的大孢子母细胞经减数分裂形成的大孢子 ,其中一个再经过三次有丝分裂得到的 )结合形成核相为二倍的受精卵 ,将来发育成胚 ;另一枚与中央细胞即极核细胞结合形成核相为三位的受精极核 ,将来发育成胚乳。但是像马尾松等裸子植…     

花粉求亲记

白的,黄的,粉的,红的……一只小蜜蜂吮吸过无数花朵的甜蜜,携带着无数粒花粉,飞到一朵苹果花上给这些花粉求亲。接下来就是,一部分幸运的花粉被苹果的雌蕊柱头所接受,在阳光的照耀和雨露的滋润下,它开始萌发并长出花粉管,花粉管一点点伸长,到达雌蕊的胚珠,最终在这里完成了受精作用,在不远的将来,一个小苹果就要诞生了。     

花粉求亲记

白的,黄的,粉的,红的……一只小蜜蜂吮吸过无数花朵的＂甜蜜＂,携带着无数粒花粉,飞到一朵苹果花上给这些花粉＂求亲＂。接下来就是,一部分幸运的花粉被苹果的雌蕊柱头所接受,在阳光的照耀和雨露的滋润下,它开始萌发并长出花粉管,花粉管一点点伸长,到达雌蕊的胚珠,最终在这里完成了受精作用,在不远的将来,一个小苹果就要诞生了。     

西瓜内的瓜子都一样多吗?

瓜子是西瓜果实内的成熟种子 ,西瓜内的瓜子数主要取决于子房内完成受精作用的胚珠数。在传粉时 ,如果雌蕊柱头上都有足够多的花粉粒 ,那么 ,花粉萌发后子房内的所有胚珠都能完成受精作用 ,将来西瓜内的瓜子数就一样多 ;如果雌蕊柱头上花粉粒数有多有少 ,则前者发育形成的西瓜内的瓜子数就多 ,后者(花粉粒数不少于子房内胚珠数的 2 / 3)发育形成的西瓜内的瓜子数就少。这种情况在自然状态下非常普遍。成熟的西瓜中大多数瓜子漆黑饱满 ,少数瓜子白色空瘪。前者是由完成受精作用的胚珠发育而来的成熟种子 ,后者则是由未进行受精作用的胚珠发育…     

糖与 pH影响蚕豆花粉萌发率的实验

在课堂上教授种子植物的受精过程中 ,可使学生了解到受精过程是花粉落到雌蕊柱头上 ,在粘液的刺激下萌发出花粉管。花粉管穿过柱头 ,深入子房 ,到达胚珠。经双受精作用形成受精卵和受精极核。现代的组织培养技术 ,用花粉作组织培养是遗传育种的一种重要方法。我们在生物科技活动课时 ,看到显微镜下的花粉粒萌发过程 ,好象电影中植物发芽的慢镜头特写 ,竟能在 10 s内伸长到花粉粒本身的 3～ 5倍长。让学生在显微镜下观察这些自然奇观 ,大大激发了学生对花粉萌发秘密的兴趣。在进行了大量观察之后 ,我们测试蚕豆花粉在人工配制的葡萄糖、试剂…     

杂交石竹授粉受精及其胚胎发育过程的观察

以‘杂交石竹’为试验材料,利用荧光显微镜观察其授粉后花粉萌发、花粉管生长情况,采用石蜡切片法对其受精及胚胎发育过程进行观察研究。结果表明:(1)授粉后1h母本柱头上少量花粉开始萌发;授粉后4h大量花粉萌发,花粉管生长至柱头中部有胼胝质出现;授粉后6h花粉管生长至子房组织并有少量与胚珠结合;授粉后15h柱头中出现大量胼胝质,花粉管与胚珠结合数增多;授粉后24h胚珠周围出现多条花粉管,其中1条花粉管进入胚珠,部分进入胚囊的花粉管卷曲盘绕生长并产生胼胝质;精细胞与极核的融合主要发生在授粉后17~48h,与卵细胞融合主要于授粉后1~3d。(2)杂交石竹胚发育经过原胚、球形胚、棒状形胚、心形胚、鱼雷形胚和子叶形胚阶段。(3)杂交障碍表现为:只有游离的胚乳核而无胚发育的胚囊、合子未分裂、两极核未融合、球形胚败育。研究表明,杂交石竹存在受精前和受精后障碍,这是导致其结实率低的主要原因。     

花粉管通道法转基因技术的细胞胚胎学机理探讨

本文从细胞胚胎学出发,从理论上对花粉管通道、花粉管通道法的转化机理进行了研究。认为,外源DNA进入胚囊的途径,即外源DNA沿着连接柱头与胚囊的花粉管外界面渗入胚囊;外源DNA转化的受体应为合子;外源DNA转化的时期应限定在精卵融合至合子分裂前这一段时期,此时合子细胞壁尚未封闭;外源DNA转化受体的机制可能是外源DNA与处于原生质体状态的合子的随机融合。强调在应用此方法时,应对植物雌蕊结构以及受精经历的时间有全面了解,并列出了一些重要植物授粉后受精过程各阶段的时间,对外源DNA导入部位和方法提出了建议,并分析了花粉管通道法转基因技术转化率较低的原因。     

植物的受精作用——第二讲 花粉在柱头上萌发和花粉管进入胚囊的途径

被子植物的受精过程可认为是从花粉落到雌蕊的柱头上开始至精卵完成融合结束,一般将花粉萌发至花粉管进入胚囊和释放出精子这一段时期称为配子融合前阶段,而精卵融合的时期称配子融合阶段。在这一讲介绍有关配子融合前阶段发生的事态。     

受精依赖的卵细胞调控防止多精入卵的分子机制

在动物受精过程中,卵母细胞皮层颗粒所分泌的蛋白酶在防止多精入卵中起着重要作用。在有花植物的有性生殖过程中,受精过程则更为复杂。这一过程涉及到花粉管所运输的一对不可移动的精子分别与卵细胞和中央细胞融合的过程。在通常情况下,每个胚珠只会吸引一根花粉管,从而有效地降低多精入卵可能性。植物受精后防止多余花粉管进入胚囊的机制长期以来一直不清楚。武汉大学植物生殖研究团队最近的一项工作发现卵细胞本身在防止多花粉进入胚囊的过程中发挥了重要的作用。卵细胞特异性地表达两个天冬氨酸蛋白酶基因ECS1和ECS2,其mRNA在成功受精之后会快速降解。ECS蛋白在卵细胞的顶端区域以类似于动物皮层颗粒网络的形式分布,且其分泌过程也是受精依赖的。ecs1ecs2双突变体的胚珠呈现吸引多花粉的表型。ECS1和ECS2能够特异性地切割花粉管吸引物质LURE1。ECS1和ECS2在助细胞中的异位表达则会导致LURE1蛋白水平的降低及花粉管吸引能力的减弱。因此,ECS1和ECS2快速防止了多余花粉管进入胚囊。上述发现揭示植物的卵细胞能够感知受精并建立起一种受精依赖的快速防止多花粉管进入胚囊的机制。     

白桦雌花发育、大孢子发生及胚胎发育的解剖学观察

白桦雌花从开花到雌性器官的成熟需经历1个月左右的时间,解剖学观察表明：四月下旬越冬的雌蕊原基开始了活跃的分裂和分化。子房和柱头开始生长。四月末开花,五月初授粉。此后胚珠开始长大。五月中旬即分化形成珠被,珠心,珠被为单层珠被,胚珠为厚珠心胚珠,胚珠倒生,五月中下旬,珠心内产生大孢子母细胞,一周左右发育为成熟胚囊-七细胞八核胚囊,五月末完成双受精,白桦胚胎发育经过合子,原胚,球形胚,心形胚和鱼雷形胚等时期最后发育成熟,胚乳发育与胚胎同步,即受精的极核进行几次分裂后形成核型胚乳,胚乳核不断增多,在形成心形胚后胚乳细胞形成细胞壁。     

小毛茛雌蕊群的授粉率及花粉管生长途径

为探讨毛茛属中是否具有与慈姑属中类似的花粉管再分配现象,对小毛茛开花后不同时期柱头的授粉率和花粉量进行了统计,并采用荧光显微术观察了其花粉在雌蕊群中的萌发及花粉管生长过程。该种的每朵花中含有39.2±9.9个离生心皮,开花过程常持续4~6d,开花2d后,柱头授粉率就可达到100%,平均每柱头的花粉量在3d后达到17.0±2.4粒。虽然开花的当天即有少数柱头落置有花粉粒,但花粉萌发常自开花的次日开始。花粉管先沿各雌蕊之向心一侧的组织中穿行至子房基部后部分花粉管转向胚珠,由珠孔进入珠心。从花粉粒落置于柱头到花粉管进入珠心大约需要24h。尽管毛茛属有着与慈姑属类似的多心皮雌蕊群,但大量的荧光显微观察表明,与慈姑属植物中不同的是,小毛茛的花粉管生长均局限于每一雌蕊中而不能穿过子房向其他雌蕊生长。雌蕊群的比较解剖发现野慈姑的子房基部有一条通向花托表面的孔道,这正是花粉管由一个雌蕊到另一个雌蕊的通路,但小毛茛的子房基部不存在此孔道。     

烟草、小麦试管受精研究初报

(1)将带有胎座的烟草未受精胚珠接种在Nitsch培养基上,并在胚珠表面上授以无菌的成熟花粉。结果在栽培种烟草品种间以及栽培种烟草与黄花烟草、光烟草等种间的杂交组合中获得了试管种子和幼苗。此外,观察到柱头和花柱的保留对试管受精效果明显产生有利的影响。 (2)将未授粉的小麦雌蕊接种在MS培养基上,并对其柱头授以成熟花粉,结果获得了1.9—7.1％的结实率。其胚和种子均能萌发,并发育成植株。     

从柱头到胚囊——花粉管发育研究进展

花粉管的生长和发育是植物有性生殖过程中重要环节。本文首先介绍了花粉管的结构及其脉冲生长方式。然后介绍了花粉粒在柱头上萌发、花粉管在花柱道中生长及其进入胚囊的一些特点,同时还介绍了雌蕊在花粉管生长发育所起的重要作用。     

油橄榄授粉受精和胚胎发育过程观察

该研究以油橄榄“鄂植-8”为材料,应用压片荧光观察花粉在柱头和花柱中的萌发及生长情况,采用石蜡制片法观察油橄榄的胚珠结构特点和授粉受精过程。结果表明：油橄榄为1子房2心室4胚珠,珠心较发达,由多层细胞构成,属于厚珠心椭圆型胚珠,胚珠直生;花开时花粉粒落到柱头上立刻萌发,随后花粉管在花粉通道中生长,再后进入子房经子房内表面,大部分花粉管不能到达胚珠,仅少数沿胎座生长经珠柄进入珠孔,释放2个精子,2个精核分别进入卵细胞和极核,并与卵核及极核相互融合;观察到合子中雌、雄性核仁融合的过程。授粉受精各阶段经历的时间为花粉落到柱头上立刻萌发;授粉后6d左右,花粉管长入胚珠的珠孔,随后释放精子;10 d左右完成授粉受精,30 d左右形成心型胚,40 d左右胚发育几乎成熟。在进行子房石蜡切片中,共观察到612个完整子房切片,发育完整的子房为97.53％,完成授粉受精的胚珠为15.52％。油橄榄在自然授粉下,约85％的胚珠授粉受精过程不能完成,在一定程度上影响其坐果。该研究结果为油橄榄授粉受精、高效生产等提供了理论依据。     

花粉与营养保健

花粉是植物的雄性配子体,其中含有雄性生殖细胞——精子。植物开花时散出花粉,然后传粉至柱头,并在柱头上萌发产生花粉管,由花粉管将精子带到胚珠,进入胚囊,才能实现精子与卵子的结合,完成植物的有性生殖过程,繁     

花粉管引导机制的研究进展

花粉管引导是指显花植物在受精过程中,雌蕊组织与花粉管相互作用使花粉管定向生长并最终到达胚囊的过程,其机制颇为复杂。该文基于调控花粉管生长的孢子体引导和配子体细胞引导两个主要过程,阐述雌蕊中不同蛋白分子和其它小分子物质的浓度梯度在花粉管的孢子体组织引导中的作用,以及胚囊中不同类型的细胞及其相关基因与蛋白在花粉管的配子体细胞引导中的作用。同时,该文也对精细胞在花粉管引导中的作用进行了阐述。     

怀庆地黄胚珠试管受精的研究

怀庆地黄为自交系不亲和植物。为了克服其自交不亲和性,1978—1981年我们对其进行了胚珠试管受精研究,成功地克服了其自交不亲和的障碍,获得了试管受精的种子、幼苗和植株。试管受精所得的植株为二倍体。未授粉的带胎座的胚珠未形成种子和植株。完整雌蕊进行离体自花授粉,不能克服其自交不亲和性。通过胚珠试管受精,可消除雌性孢子体的柱头和花柱对花粉萌发和花粉管生长的抑制作用。     

羊蹄甲种间杂交不亲和初探

通过花粉活力测定和荧光显微技术对南非羊蹄甲与湖北羊蹄甲种间杂交不亲和原因进行了探讨.结果发现,花粉活力不是限制杂交不亲和的主要因子;通过荧光观察发现,南非羊蹄甲的花粉可以在湖北羊蹄甲的柱头上萌发生长,但伴有大量异常现象出现,表现为授粉后柱头的乳突细胞立即出现胼胝质反应,花粉管在柱头上盘绕,生长弯曲折叠,顶端膨大,异常变细,或先端沉积胼胝塞而中途停止生长,初步推断杂交后花粉管生长的异常行为是种间杂交不亲和的主要原因;从杂交后胚囊处的胼胝质反应看,杂交不亲和原因也有可能是雌雄配子体未能结合,或能正常受精,但受精后胚和胚乳发育不协调导致雌蕊脱落而不能得到种子.