华北落叶松花粉发育过程中的钙动态分布

运用焦锑酸钾沉淀法研究了华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr)小孢子发育过程中不同阶段Ca2 的分布情况.减数分裂时期,小孢子囊壁表皮和中层细胞的细胞壁及细胞间隙Ca2 分布较多,绒毡层只有外切向面的细胞膜有Ca2 分布,小孢子母细胞的各部位则很少有Ca2 ;四分体时期,包围四分小孢子的胼胝质壁上有大量的Ca2 分布,在四分孢子壁上也有较多沉淀;游离小孢子时期,钙离子在小孢子壁的分布较四分体时期有所减少,而到花粉成熟时又逐渐增多;从四分体到花粉成熟,乌氏体周围的Ca2 有增多的趋势.对四分体外壁Ca2 的大量分布与花粉壁的形成及信号物质在花粉表面贮存的关系,以及小孢子囊的外壁、绒毡层和乌氏体在Ca2 向花粉运输中所起的作用进行了讨论.     

华北落叶松小孢子母细胞(PMC)减数分裂和花粉的发育

采用染色体压片法系统地观察了华北落叶松Larix principis-rupprechtii小孢子母细胞(PMC)减数分裂的细胞学特征和花粉发育过程。结果表明:华北落叶松PMC减数分裂始于当年秋季,以弥散双线期的特殊状态休眠越冬,次年春天又重新恢复其后续的减数分裂过程。主要特点是在同一花药中,减数分裂不同步,且各阶段分裂速度较快,3天内全部停留在四分体阶段;二价体构型主要为两臂共发生过两次以上交换的环形二价体,少数细胞中偶见一臂发生交换的棒状二价体;其平均构型为10.62II 1.38II;中期II核分裂相既有平行式样,又有互为垂直式样,形成左右对称型和四面体型四分体,兼具单、双子叶植物四分体主要类型特点。四分体持续一周后,细胞壁开始溶解,4个小孢子分离并游离在药室中,成为独立的单核花粉。其后细胞核开始有丝分裂,最后形成由2个原叶细胞、1个管细胞、1个柄细胞和1个体细胞共5个细胞组成的成熟花粉。此外,还观察到成熟花粉当中有13.6%是由4个细胞组成的。     

热胁迫对辣椒花药发育过程中Ca2+分布的影响

运用焦锑酸钾沉淀法,研究了不同热胁迫时间对辣椒（Capsicum annuum L.)小孢子发生和花粉发育过程中Ca^2 分布的影响。在小孢子母细胞中,细胞表面有少量Ca^2 分布,细胞核中基本上观察不到Ca^2 ,热胁迫12h后,细胞质和细胞核中Ca^2 明显增多,液泡膜内侧也有许多Ca^2 分布,热胁迫24h后,大量的Ca^2 分布在细胞质中,液泡膜上和液泡内;在四分体时期,与小孢子母细胞相比,四分小孢子表面和细胞质中Ca^2 数量明显增加,热胁迫24h后,细胞质和细胞核中Ca^2 更多;在小孢子中,大量Ca^2 分布在壁上,质膜内侧,液泡膜上,少量分布在细胞质和细胞核中,热胁迫12h后,质膜上Ca^2 增多,24h后,细胞质,细胞核中,质膜内侧的Ca^2 继续增多,热胁迫对成熟花粉中Ca^2 的分布无明显影响。     

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。     

烟草花粉萌发和花粉管生长期间柱头和花柱中的钙分布

烟草柱头表面有两层覆盖物,其中含有少量细小的钙颗粒.花粉落到柱头上后,储存在花粉外壁中的钙被释放到覆盖层中.当花粉管穿过覆盖层长入柱头细胞之间时,花粉管顶端的细胞壁中出现了大量的细小钙颗粒.开花后22 h观察时,在花柱引导组织中形成了钙的梯度分布:花柱上部引导组织中的钙较少,而下部连接子房处的花柱引导组织中含有较多的钙颗粒.去雄花开花后1 d时,花柱上部引导组织中的钙明显增多;3 d时,连柱头细胞中也出现了较多的钙颗粒.讨论了烟草花柱引导组织中钙梯度分布和花粉管生长的关系.     

水稻非花粉型细胞质雄性不育系及其保持系花药发育过程中Ca2+的分布变化

钙在高等植物中被称为第二信使,与植物的有性生殖有关。为了研究水稻（Oryza sativa L.）花药中钙的定位与花粉败育的关系,利用焦锑酸钾沉淀法研究了非花粉型细胞质雄性不育系G37A及其保持系G37B花药的发育过程及其细胞中Ca^2＋ 的分布变化。研究发现,在2个材料间花药中钙的分布存在大量差异。G37B的可育花药在花粉母细胞时期及二分体时期,很少看到有Ca^2＋的沉积;而在单核花粉时期,Ca^2＋沉积急速地增加,主要定位在绒毡层细胞、花粉外壁外层及乌氏体的表面;随后花药壁上沉积的Ca^2＋减少而花粉的外壁外层仍然有很多Ca^2＋沉积物。相反,G37A的不育花药在花粉母细胞时期和二分体时期有大量的Ca^2＋沉积在小孢子母细胞和花药壁,中间层和绒毡层特别多。在二分体时期之后,不育花药的Ca^2＋沉积减少,特别是绒毡层内切向质膜附近的Ca^2＋几乎消失。但是同时期的可育花药中,有大量的Ca^2＋沉积在绒毡层。不育花药的Ca^2＋沉积在开花几天后消失。根据研究结果推测在不育花药发育早期中更多的钙离子与花粉败育有一定的关系。     

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。     

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。     

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。     

关帝山华北落叶松天然更新种群结构与空间格局研究

华北落叶松（Larix principis—rupprechtii）是分布于华北山地半湿润地区针叶林的主要建群种之一。从种群的大小级结构、空间分布格局及动态等方面,研究了关帝山采伐迹地上华北落叶松天然更新种群的数量特征与空间格局。结果表明：（1）华北落叶松幼苗幼树缺乏,2．5cm〈DBH≤17．5cm的个体数量丰富,DBH〉17．5cm个体数量稀少,种群表现为衰退型,但华北落叶松较长的生命周期、数量丰富的中小径级个体和客观存在的林冠干扰,使得其依然可发展成为稳定的种群;（2）采伐迹地上华北落叶松幼苗幼树多为集群分布;2．5cm〈DBH≤7．5cm的林木在2m×2m的尺度下呈显著的集群分布,而随取样尺度增大,聚集性减弱,趋于随机分布;7．5cm〈DBH≤17．5cm的林木在各个取样尺度基本上呈随机分布,这与其自身的生物学特性和环境光照条件密切相关。     

不同密度华北落叶松林天然更新及其影响因子

以关帝山区8种林分密度(128、240、320、400、480、560、640和720株·hm^-2)华北落叶松纯林为研究对象,分析了不同密度下华北落叶松天然更新优劣及其影响因子。结果表明: 更新指数随林分密度增大先升高后降低,中密度(400～560株·hm^-2)林分更新效果明显优于过疏和过密林分;林下光环境、草本植物及凋落物对落叶松更新有双重作用,光照过强、草本植物盖度过大或凋落物过厚不利于林下更新,土壤有机质可使土壤质地松软、水分含量充足并形成低磷高氮环境促进林分更新;各因子对更新指数的影响依次为:土壤含水量(0.798)>全氮(0.621)>凋落物厚度(-0.597)>土壤孔隙度(0.504)>土壤有机质(0.493)>全磷(-0.404)>林下总光照(-0.274)>草本植物盖度(-0.021)。在后续森林经营中,可通过抚育间伐或补植将林分密度控制在480株·hm^-2左右,并适当清理林下凋落物,改善土壤条件,促进华北落叶松天然更新。     

Cytological Observations of Microsporogenesis and Pollen Development in Wheat in Vivo

Cytological observations of microsporogenesis and pollen development in vivo in wheat were carried on by means of phase contrast optics, which could avoid the distortions resulted from materials difficult to be fixed. The cytological changes were observed as follows: 1. Just before first mitosis of pollen, many strands of cytoplasm arose from one side of the nucleus facing the aperture, and moved swingingly toward the aperture. And then these strands of cytoplasm combined into one mass and protruded in the large vacuole. 2. There was a alteration in the direction of the spindle axis from obliquity to parallelism in anaphase. 3. Forming course of the wall between generative and vegetative cell. 4. Dynamic course of the disintegration of wall between vegetative and generative cell as well as that the generative cell came into the vetetafive cell.     

干旱胁迫下华北落叶松幼苗接种木霉的生理变化

水分匮缺显著影响林木更新,根际接种木霉可减缓林木所受干旱胁迫的影响.本研究通过人工控水试验,分析了根际接种木霉对干旱条件下(轻度、中度和重度干旱,培养基质相对含水量分别为50％ ～ 60％、35％ ～50％、20％～35％)华北落叶松幼苗针叶抗氧化系统和渗透物质的生理影响.结果 表明:随着干旱胁迫加剧,幼苗针叶的超氧化...     

东灵山华北落叶松人工林的分布格局及环境解释

应用TWINSPAN、CCA和物种多样性分析,从植物群落、植物种与环境的生态关系等方面研究了东灵山华北落叶松人工林的植被分布格局,并给予合理的环境解释。TWINSPAN分类将华北落叶松人工林分为4个类型,分类结果在CCA二维排序图上得到了较好的验证。样方与物种的CCA排序较好地揭示了该区华北落叶松人工林的分布格局与环境梯度的关系：坡位、坡度、土壤厚度和海拔是影响该区华北落叶松人工林的主导因子。结合物种多样性分析,结果表明东灵山绝大多数华北落叶松人工林生长良好,并根据华北落叶松喜凉湿习性,建议在该区自然分布海拔以下造林时,应优先选择阴坡和半阴坡的中、下位坡。     

Effect of Photoperiod on Calcium Distribution in Photoperiod-sensitive Cytoplasmic Male-sterile Wheat During Anther Development

Potassium antimontate was used to locate Ca2+ in fertile and sterile anthers of photoperiod-sensitive cytoplasmic male-sterile wheat (Triticum aestivum L.).The quantity and distribution of calcium precipitates change in microspore and pollen during microsporogenesis and pollen development.The calcium precipitates gradually accumulated on the surface of tetraspore or pollen until pollen mature. They were abundant on the surface of the trinucleate pollen,but not in the cytoplasm.Calcium was transported in anther wall and intervening connective tissue via symplast and apoplast system,meeting the need of microspore and pollen development.Abortive pollens were observed in the anthers developed under long daylight exposure. Abundant calcium precipitates were distributed along the edge of the degradatived pollen plasma and in the locular matrix,but little in the anther wall and intervening connective tissue of the early abortive pollen.Calcium precipitates accumulated on the surface of pollen was less than fertile pollen,but abundant calcium appear in the epiderms,endotheciums,middle layers of anther wall and cells of connective tissue.The results indicate that abnormalities in the distribution of calcium correlate with the failure of pollen development in photoperiod-sensitive cytoplasmic male-sterile wheat.     

实验条件下华北落叶松和白杄苗期生长策略的差异比较

以华北落叶松和白杄为研究对象,通过人工控制条件下的幼苗栽培实验,设置光照、基质水分和基质氮素3个环境因子的多个水平,分析了华北落叶松和白杄苗期生长对3个环境因子变化的响应,对两个树种苗期生长策略的差异进行了综合比较分析。研究结果表明,华北落叶松的苗期生长对光照条件的变化有显著响应,而对基质水分和氮素水平变化的响应不显著,一定程度的遮荫有利于幼苗生长,该树种虽为阳性树种,但苗期具有一定耐阴性。白杄的苗期生长与华北落叶松相比较为缓慢,对光照条件的变化不敏感,但对水分条件的变化有显著响应,阴湿环境不利于白杄幼苗的生长,一定程度的干旱反而可能促进幼苗的生长,基质氮素含量过高可能还会对幼苗生长带来抑制作用。华北落叶松和白杄苗期生长对环境条件异质性的不同响应模式,必将影响两者的种间关系及其在群落中的共存机制,影响群落的动态趋势和过程。     

北京市华北落叶松优树群体遗传多样性分析

利用SSR分子标记对北京市华北落叶松人工林5个群体的220棵优树进行遗传多样性和群体结构分析。20对SSR引物共检测到81个等位基因,每个位点等位基因数2~8个不等,平均4.05个。群体观测和期望杂合度平均值分别为0.429和0.440,Shannon信息指数和多态性信息含量分别为0.756和0.380。5个群体中,百花山和云蒙山遗传多样性水平最高,雾灵山遗传多样性水平最低。AMOVA分析结果显示,2.65%的遗传变异来自于群体间,剩余97.35%的遗传变异来自于群体内。遗传分化系数仅为0.023,表明北京市华北落叶松优树群体遗传分化程度很低。基于Nei's遗传距离可以将5个群体划分为3个类群,四海镇和雾灵山归为第Ⅰ类,松山归为第Ⅱ类,百花山和云蒙山归为第Ⅲ类。STRUCTURE群体结构分析结果与上述聚类分析结果大体一致。以上研究为华北落叶松人工林遗传多样性评价和优良种质资源收集、保护和利用提供理论依据。