植物雌配子体发育研究进展

高等植物雌配子体的形成涉及孢原细胞和大孢子母细胞的确立与分化、大孢子发生、功能大孢子以及胚囊的形成和发育等多种复杂调控过程。随着当代生物技术及功能基因组学的发展, 近年对雌配子体发育的研究已从细胞学描述逐渐过渡到对基因和发育调控分子机理的探索。以拟南芥、水稻和玉米等模式植物为材料进行的相关研究, 丰富了人们对于植物雌配子体和其它有性生殖过程遗传调控机理的认识。本文着重阐述了植物雌配子体发生和发育过程, 并综述了这一领域最新研究进展。     

植物雌配子体发育研究进展

高等植物雌配子体的形成涉及孢原细胞和大孢子母细胞的确立与分化、大孢子发生、功能大孢子以及胚囊的形成和发育等多种复杂调控过程。随着当代生物技术及功能基因组学的发展,近年对雌配子体发育的研究已从细胞学描述逐渐过渡到对基因和发育调控分子机理的探索。以拟南芥、水稻和玉米等模式植物为材料进行的相关研究,丰富了人们对于植物雌配子体和其它有性生殖过程遗传调控机理的认识。本文着重阐述了植物雌配子体发生和发育过程,并综述了这一领域最新研究进展。     

植物发育生物学研究与展望

植物个体的发育是受多基因精细调控的复杂过程,从胚胎发育开始到植株衰老死亡,每一步都包含了许多的发育事件,利用生物科学中其他学科的理论基础和先进的生物学技术,从分子水平对植物发育过程进行研究,将有助于人类更加深入地了解和揭示植物界各个发育事件的发生机理,从而为生产实践创造更广阔的应用前景。本文从胚胎发育、器官发育、生殖生长的调控、衰老与死亡几个方面总结了植物发育生物学的研究进展,并提出了一些尚待解决的问题。     

雌、雄配子体间及雌配子体成员细胞间的通讯

被子植物的双受精是一个复杂而精密的调控过程.成功的受精依赖于配子体的正确发育以及雌配子体与雄配子体间的相互识别.研究表明,雌配子体自身成员细胞间存在广泛的胞间通讯.这种通讯不仅影响不同细胞的发育进程,也决定细胞的发育命运,从而保证雌配子体的正常发育.此外,雌配子体与雄配子体间存在胞间通讯,这种胞间通讯是雌配子体与雄配子体间相互识别的分子基础,精确调控了雄配子体准确进入珠孔、在雌配子体内适时停止伸长、尖端破裂并在特定位置释放精细胞等过程.本文概述了这些方面的最新进展,梳理胞间通讯的途径与信号,并展望了未来雌、雄配子体间及雌配子体成员细胞间通讯的研究方向与可能的应用前景.     

甜菜无融合生殖单体附加系M14雌配子体的发生与发育

利用常规石蜡制片法,对甜菜单体附加系M14(Beta vulgarisL.VV 1C、2n=18 1)雌配子体的发生与发育进行了研究,结果表明:二倍体孢子生殖雌配子体为韭型(Allium odorum-type)和蝶须型(Antennaria-type),有性生殖雌配子体为蓼型(Polygonum-type)。韭型和蝶须型的大孢子母细胞发育成为二倍体雌配子体,蓼型大孢子母细胞形成单倍体的雌配子体。在二倍体孢子生殖雌配子体发育过程中,出现发育迟缓,胚囊败育等情况,正常发育的雌配子体只有25%。讨论了二倍体孢子生殖雌配子体发生与发育特点。     

拟南芥不同组织基因表达及可变剪接差异分析

可变剪接是转录后重要的基因表达调控方式,也是转录组和蛋白质组多样性的重要来源. 近年来随着拟南芥、水稻、玉米等植物转录组测序的完成,研究人员发现植物pre-mRNA可变剪接的发生与组织分化、发育等生物学过程密切相关. 本工作基于GEO数据库的RNA-seq数据,使用高通量测序数据分析常用的Trimmomatic、Salmon、DESeq2、SUPPA2等工具,识别了拟南芥的种子、根、叶、花、花梗、节间、长角果共7种组织的表达基因和可变剪接事件,以及7种组织间的差异表达基因和差异可变剪接事件,并以叶和花为例展示了相应的生物学功能分析. 该工作系统地研究了拟南芥基因表达和可变剪接发生的组织特异性,有助于进一步阐明植物基因组的基因表达调控机制.     

脱落酸被土壤“掩盖”了的功能:调节根系构型形态建成

植物根系发育是一个重要的农艺性状。由于根系具有结构和生长模式简单、信号感受灵敏等,有可能成为研究植物发育可塑性的良好材料。通过分析脱落酸在主根、侧根和根毛的发生和生长中及根构型形成中的可能信号转导过程中的作用,提出未来研究应关注的科学问题。对ABA调控根系发育分子机制的探讨不仅有利于阐明如何调控根发育可塑性这一复杂和困难的生物学问题,而且对农业生产也极为重要。     

濒危植物南川升麻的生殖生物学研究Ⅱ．大孢子发生和雌配子体发育

濒危植物南川升麻的生殖生物学研究Ⅱ．大孢子发生和雌配子体发育奇文清,尤瑞麟（北京大学生命科学学院,北京１００８７１）南川升麻是毛莨科升麻属植物。８月开花,总状花序具分枝,花柱短,柱头不明显;心皮多数,离生,子房一室,每室２－４个胚珠。在花药发育至四分...     

高等植物局部生长素合成的生物学功能及其调控机制

局部生长素合成是目前植物生长素研究领域中的重要热点之一, 受内源发育信号和外界环境因子的时空调控。局部生长素合成在植物配子体发生、胚胎与果实发育、器官发生、向性生长和逆境响应中具有重要的生物学功能。该文在扼要介绍生长素局部合成与顶端合成、极性运输及其稳态之间互作的基础上, 重点介绍了近年来有关局部生长素合成的生物学功能及其调控机制的最新进展。     

云贵水韭雌配子体发育及其濒危机制的研究

为了解云贵水韭(Isoetes yunguiensis)的生殖过程和濒危原因,采用人工培养获得其雌配子体,用半薄切片法观察雌配子体发育过程。结果表明,云贵水韭的大孢子萌发率约为26%;雌配子体异养,终生都在大孢子细胞壁内发育;颈卵器发育只有2枚颈沟细胞而无腹沟细胞。雌配子体发育停止在游离核时期、颈壁细胞数量偏少或排列紊乱、颈沟细胞异常、卵细胞凋亡等可能是导致生殖濒危的原因。同时,游离核是水韭生殖生物学研究和系统学研究的重要环节之一;缺失腹沟细胞可能是水韭类简化性进化的特征之一。     

植物胚乳发育的表观遗传学调控

被子植物的种子发育从双受精开始, 产生二倍体的胚和三倍体的胚乳。在种子发育和萌发过程中, 胚乳向胚组织提供营养物质, 因此胚乳对胚和种子的正常生长发育至关重要。开花植物发生基因组印迹的主要器官是胚乳。印迹基因的表达受表观遗传学机制的调控, 包括DNA甲基化和组蛋白H3K27甲基化修饰以及依赖于PolIV的siRNAs (p4-siRNAs)调控。基因组印迹的表观遗传学调控对胚乳的正常发育和种子育性具有不可或缺的重要作用。最新研究显示, 胚乳的整个基因组DNA甲基化水平降低, 而且去甲基化作用可能源于雌配子体的中央细胞。该文综述了种子发育的表观遗传学调控机制, 包括基因组印迹机制以及胚乳基因组DNA甲基化变化研究的最新进展。     

中国科学家发现花粉管的“GPS”

正在开花植物的有性生殖过程中,花粉管需要将两个不能自主移动的精子输送到雌配子体及胚囊中.只有不断地接受雌配子体释放的信号,花粉管才能在雌蕊中精确地进行导向性生长,从而完成受精过程.此外,雌雄配子体之间的识别与否也是生殖隔离的决定因素.雌配子体发出什么吸引信号引发花粉管的导向生长?花粉管感受这个信号的受体是什么?这是植物生殖生物学中重要且长期受到关注的两个     

胎盘发生中的表观遗传学

胚外组织尤其是胎盘的正常发生对于维持哺乳动物胎儿在子宫中的发育和生长是必须的。胎盘发生是一个复杂的基因表达调控的过程,近年来的研究表明表观遗传在该过程中也起着重要作用。表观遗传调控在胎盘发生过程的几个主要事件中发挥作用,包括表观遗传对滋养层细胞分化和发育的调控、印记基因对胎盘发生和营养转运的调控、胎盘中的X染色体失活,以及胎盘表观遗传调控异常所导致的妊娠相关疾病。     

WOX转录因子在植物发育中的作用

WOX(WUSCHEL-related homeobox)转录因子与植物发育密切相关,包括植物胚胎发育和体胚发生、花和根发育、愈伤组织的形成和维持,以及干细胞维持等过程。越来越多的研究表明WOX在植物发育过程中扮演着极其重要的角色。WOX调控植物发育的机理研究在促进植物发育以及构建植物良好表型等研究提供了突破口。本文主要对WOX调控植物发育的相关研究进行综述,并结合表观遗传学调控,探讨了WOX调控植物发育的过程,以期为WOX转录因子调控植物的作用机制提供启示。     

依兰(番荔枝科)雌配子体发育研究

荔枝科是被子植物的基部类群之一,依兰属是番荔枝科较为原始的类群,其有性生殖过程,特别是胚胎发生与发育的研究结果,可以补充被子植物胚胎学原始特征的相关基础资料。该研究利用常规石蜡切片技术,对依兰胚珠、大孢子和雌配子体的发生发育过程进行了观察。结果表明:依兰的胚珠为倒生胚珠、厚珠心、三层珠被,第三层珠被(中间珠被)发生在大孢子母细胞时期,于外珠被与内珠被之间、胚珠合点端两侧发生并隆起;雌配子体为蓼型。此外,依兰的个别胚珠中存在双雌配子体现象,且两个雌配子体均由大孢子母细胞发育而来,大小、形状相近,呈线形排列。该研究结果对于揭示原始被子植物胚胎发育特征具有重要意义。     

被子植物助细胞的发育和功能

助细胞是被子植物雌配子体的组成细胞之一, 是大多数被子植物完成受精作用的关键环节之一。在受精过程中, 助细胞吸引花粉管向雌配子体生长, 并接受花粉管长入细胞程序死亡助细胞中。接下来的花粉管停止生长和花粉管顶端破裂释放出2个精细胞的过程可能也依赖于助细胞。另外, 雄性生殖单位的解体、提供精细胞的运动轨道和启动精细胞合成DNA的生物学事件也可能与助细胞有关。助细胞的形态结构已研究得比较清楚, 但有关助细胞的发育机理和它在受精过程中的作用则仍不明确。近年来对助细胞的研究又取得了一些新结果, 尤其是一些分子生物学的研究结果为揭示助细胞的功能提供了重要线索。该文总结了这方面的研究成果, 并对助细胞的生殖功能进行了分析。     

被子植物助细胞的发育和功能

助细胞是被子植物雌配子体的组成细胞之一,是大多数被子植物完成受精作用的关键环节之一。在受精过程中,助细胞吸引花粉管向雌配子体生长,并接受花粉管长入细胞程序死亡助细胞中。接下来的花粉管停止生长和花粉管顶端破裂释放出2个精细胞的过程可能也依赖于助细胞。另外,雄性生殖单位的解体、提供精细胞的运动轨道和启动精细胞合成DNA的生物学事件也可能与助细胞有关。助细胞的形态结构已研究得比较清楚,但有关助细胞的发育机理和它在受精过程中的作用则仍不明确。近年来对助细胞的研究又取得了一些新结果,尤其是一些分子生物学的研究结果为揭示助细胞的功能提供了重要线索。该文总结了这方面的研究成果,并对助细胞的生殖功能进行了分析。     

银杏雌配子体的发育和受精作用的研究现状

银杏的生殖过程,自发现银杏的游动精子以来,已有大量报道。但由于银杏雌配子体发育周期长（4月-9月）,受精过程又非常短暂,有关雌配子体发育及受精过程的研究报道较少。本文参考已有文献资料,并结合自己的研究,对银杏大孢子发生、雌配子体形成、颈卵器发育及受精作用的研究现状进行了综述,对尚存在的问题特别是精细胞中液泡状结构的特点及细胞核中DNA的存在状况、受精时精子如何进入雌配子体的颈卵器与卵核结合等进行了初步探讨,以期为今后此方面的研究提供参考。     

中国植物发育生物学若干重要领域的研究回顾

植物发育是指从种子萌发经过营养生长、开花与花器官发育、受精结果形成新一代的有序过程。每一个时期具有复杂的代谢和基因表达与调控网络。过去的数 10年中我国在该领域的研究取得了许多重要的进展 ,特别是近 10年来发育生物学已经从以往的以描述为主要特征发展到在分子水平上阐明发育控制的机理。花器官的发育研究是发育生物学研究最具突破性的领域 ,开花和营养器官的发育已经成为新的研究热点。本文按照植物发育的时间顺序 ,回顾了我国发育生物学若干重要领域的重要研究进展 ,并展望了基因组时代给发育生物学研究带来的新的机遇和研究平台     

银杏和苏铁类植物的生殖特征比较

银杏和苏铁类植物是现存种子植物中仅有的2个具多鞭毛游动精子的类群。自1896年Hirase和Ikeno分别发现银杏和苏铁类植物的游动精子以来,研究人员对它们的生活史、胚胎发育、系统演化等已进行了大量研究。本文综述了近年来银杏和苏铁类植物在生殖生物学方面的研究进展,比较了它们生殖特征的异同,并对它们间的亲缘关系进行了初步探讨。通过对一些演化上有重大意义的特征的比较,显示在雄配子体发育及种子发育方面苏铁类植物较银杏保留了更为原始的特征,而在雌配子体发育方面则较银杏更为特化;银杏和苏铁类植物均具有许多特有的结构特征,表明两者在进化过程中是平行发展的,在种系发生上不相关。