大叶杨组组间杂交花粉－柱头相互作用的超微结构研究

以大叶杨为母本,分别与小叶杨、欧洲黑杨、响叶杨进行人工杂交,并以大叶杨×大叶杨为对照,观察其花粉与柱头相互作用的超微结构变化。结果表明,大叶杨柱头细胞在授粉前表现生理活跃,含丰富的细胞器,壁外被含分支通道的角质层。接受大叶杨及欧洲黑杨花粉的柱头细胞内部仍有丰富的细胞器,膜结构保存完好。接受小叶杨及响叶杨花粉的柱头细胞衰亡较快,授粉部位沉积厚的胼胝质,细胞内部液泡化,膜结构逐渐消失,细胞质电子密度加大。欧洲黑杨花粉行为与大叶杨花粉行为相似,花粉能迅速萌发,并以短管形式穿入柱头,异常行为罕见。小叶杨及响叶杨花粉萌发后只有半数花粉管能以短管形式进入柱头,其中部分管内沉积胼胝质,另半数花粉管在柱头上表现各种异常行为——扭曲、爬行、肿胀、提前破裂释放内容物及先端沉积胼胝质。由各种花粉在大叶杨柱头上的行为和大叶杨柱头对各种授粉的反应判断,与大叶杨杂交亲和力在柱头阶段表现由强至弱依次是欧洲黑杨、小叶杨、响叶杨。     

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.     

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。     

高山杜鹃与大喇叭杜鹃种间杂交过程的观察研究

以高山杜鹃‘Nova Zembla’为母本,大喇叭杜鹃为父本进行人工杂交授粉,利用荧光显微镜对杂交组合花粉萌发及花粉管生长过程进行观察,并统计其杂交的田间坐果率。结果显示:(1)授粉后1d花粉开始萌发形成花粉管,其萌发率在授粉后1～5d内显著增长,其后增长缓慢,到第12天萌发率最高达37.36%。(2)花粉萌发后花粉管生长速度由慢变快,授粉后2d花粉管进入花柱,7d进入子房,10d进入胚珠;实验中杂交花粉管与胚珠虽有结合,但与胚珠结合率低,授粉后12d仅7.42条花粉管进入胚珠。(3)在花粉管生长过程中,伴有大量异常现象,表现为授粉后柱头细胞、花粉管、花柱引导组织、子房组织、胚珠中的胚囊等部位依次出现胼胝质沉积反应,花粉管生长中出现的膨大、先端沉积胼胝塞而中途停止生长、螺旋扭曲、粗细不均、杂乱生长或螺旋膨大且逆向生长等异常。(4)该实验杂交的田间坐果率为零。研究表明,高山杜鹃‘Nova Zembla’与大喇叭杜鹃杂交不亲和,杂交后花粉管生长的异常行为可能是种间杂交不亲和的主要原因,且受精前障碍与受精后障碍可能同时存在。     

黄牡丹与芍药组间杂交花粉与柱头识别的解剖学研究

分别用TTC染色法和培养液培养法测定黄牡丹花粉的生活力和萌发率;并分别以5个芍药品种为母本,黄牡丹为父本进行人工杂交,用苯胺蓝染色法,在荧光显微镜下观察黄牡丹花粉在母本('墨玉双辉'、'奇花露霜'、'手扶银须'、'金凤'和'美菊')柱头上的黏附、萌发以及花粉管在柱头和花柱中的动态变化.结果显示:(1)黄牡丹离体花粉生活力达64.9%、萌发率达68.7%.(2)授粉后24 h,黄牡丹花粉在'奇花露霜'、'手扶银须'和'金凤'柱头上的黏附数最多分别为134.5、80.9和100.5个,萌发花粉数也达到最多,分别为46.3、69.7和86.6,说明花粉与母本柱头的黏附性较好.(3)授粉后黄牡丹花粉黏附在柱头处及其附近的柱头乳突细胞内产生大量胼胝质;花粉管生长迟缓,且有扭曲、肿胀、结合、分枝等现象发生;少数花粉管能穿过柱头进入花柱,但常有胼胝质沉积其中.从黄牡丹花粉与5个芍药品种柱头的识别作用来看,受精前障碍是影响黄牡丹与芍药组间杂交的主要原因之一.     

芥菜型油菜与白菜正反杂交的胚胎学研究

利用荧光技术对芥菜型油菜（Brassica juncea）与白菜（B．pekinesis）种间正反杂交后花粉萌发和花粉管生长过程进行了观察。结果显示：芥菜型油菜与白菜正交授粉后,花粉在柱头上能正常萌发,多数花粉管沿花柱到达胚珠完成受精,且受精方式有珠孔受精、合点受精和中部受精,少量花粉管生长不正常,出现花粉管顶端膨大扭曲,花粉管分支等异常现象;反交授粉后,花粉在柱头上萌发时柱头乳突细胞产生强烈胼胝质反应,影响花粉管生长,只有少量花粉管通过花柱到达胚珠完成受精。用石蜡切片技术观察了正反杂交后杂种的胚胎发育,正交杂种胚胎发育较早,胚和胚乳生长较正常,杂种胚一般均能发育至成熟;反交杂种胚发育至心型期便不能继续发育,胚乳也停滞在游离核阶段并最终败育。综合分析表明,芥菜型油菜与白菜正反杂交都存在一定程度的受精不亲和性。     

芥菜型油菜与白菜正反杂交的胚胎学研究

利用荧光技术对芥菜型油菜(Brassica juncea)与白菜(B. pekinesis)种间正反杂交后花粉萌发和花粉管生长过程进行了观察。结果显示: 芥菜型油菜与白菜正交授粉后, 花粉在柱头上能正常萌发, 多数花粉管沿花柱到达胚珠完成受精, 且受精方式有珠孔受精、合点受精和中部受精, 少量花粉管生长不正常, 出现花粉管顶端膨大扭曲, 花粉管分支等异常现象; 反交授粉后, 花粉在柱头上萌发时柱头乳突细胞产生强烈胼胝质反应, 影响花粉管生长, 只有少量花粉管通过花柱到达胚珠完成受精。用石蜡切片技术观察了正反杂交后杂种的胚胎发育, 正交杂种胚胎发育较早, 胚和胚乳生长较正常, 杂种胚一般均能发育至成熟; 反交杂种胚发育至心型期便不能继续发育, 胚乳也停滞在游离核阶段并最终败育。综合分析 表明, 芥菜型油菜与白菜正反杂交都存在一定程度的受精不亲和性。     

小报春与岩生报春种间杂交亲和性研究

以报春花属报春花组的小报春(Primula forbesii)和指叶报春组的岩生报春(Primula saxatilis)为亲本,对种间杂交的结实性及花粉管行为进行了观察。结果表明:小报春与岩生报春种间杂交表现为不亲和,正反交组合正常结实率为0,但正交、反交组合花粉在柱头表面的萌发和花粉管伸长过程有明显差异,小报春花粉授粉4h后可以在岩生报春柱头表面萌发,但花粉管伸长的速度明显比对照组[岩生报春(P)×岩生报春(T)、岩生报春(T)×岩生报春(P)]慢,并且花粉管生长弯曲,授粉192h后花粉管仍未到达子房;岩生报春的花粉可以在小报春柱头上正常萌发,授粉48h后花粉管到达子房;4个对照授粉组合均分别于24h(短花柱为母本)、48h(长花柱为母本)时完成受精过程。研究表明,岩生报春×小报春杂交存在受精前障碍,小报春×岩生报春杂交亲和性较好,并可通过幼胚拯救的方法获得组间杂种后代;花柱长度可能是影响种间杂交结实能力的因素之一。     

野菊与菊花杂交中花粉活力和柱头可授性及胚胎发育研究

应用石蜡制片、活体压片、光学显微镜及扫描电子显微镜观察等方法,研究了四倍体河南云台山野菊(Dendranthema indicum)与栽培菊花'钟山金山'(D.grandiflorum 'Zhongshanjinshan')种间杂交中父本花粉活力、花粉在柱头萌发、花粉管生长及胚胎发育情况等.结果发现,父本云台山野菊的花粉活力在授粉时为12%左右.人工授粉后的不同时间,在柱头上都观察到正常萌发的花粉粒,且花粉管都能进入柱头,其中,在授粉后0.5 h时,平均每柱头有5.9粒花粉萌发;12 h时,为59.9粒;而24和48 h时,则分别降为47.1和35.7粒.此外,在授粉后8、10、12和15 d时,分别在49.1%、40.8%、39.7%和38.5%子房内观察到正常发育的胚胎,最终杂交结实率为44.8%,而母本自然开放结实率为52.3%.研究表明,授粉前其多数母本雌蕊发育良好、授粉后多数花粉能在柱头正常萌发和花粉管正常生长,在受精后大部分胚胎发育正常是野菊与栽培菊种间杂交较高结实率的重要保证,而授粉前父本较低的花粉活力对杂交结实率影响不大.     

景宁木兰(Magnolia sinostellata)远缘杂交授粉过程障碍研究

以景宁木兰（Magnolia sinostellata）为亲本,分别与望春玉兰（M.biondii）、紫玉兰（M.liliiflora）、红运二乔（M.soulangeana ‘Red lucky’）、丹馨玉兰（M.soulangeana ‘Danxin’）进行种间远缘杂交,并以景宁木兰自交为对照,研究了景宁木兰自交和杂交亲和性。结果表明：（1）景宁木兰具有较高的花粉活力与柱头可授性,花粉管能正常进入杂交母本花柱,自交结实率为2%;（2）以景宁木兰为父本,紫玉兰柱头对其花粉具有较好的识别性,花粉萌发率和花粉管生长速度均高于以红运二乔和丹馨玉兰做母本的组合,花粉管生长较为正常,结实率为25%,而与红运玉兰杂交的结实率为4%,与丹馨玉兰杂交的结实率为0%;（3）以景宁木兰为母本,望春玉兰花粉在其柱头上的萌发比率高于其他4个组合,但花粉管生长过程中出现扭曲,景宁木兰花柱内出现胼胝质沉积,且最终并未获得种子。花粉管发育镜检结果表明：受精前障碍即花粉管进入花柱基部前生长异常是引起景宁木兰与丹馨玉兰、望春玉兰杂交不结实的主要原因;并进一步推测花粉管进入子房后的异常状态是导致景宁木兰自交,与红运二乔杂交结实率低的主要原因。     

不同倍性香石竹杂交花粉管生长荧光显微观察及结实研究

以香石竹四倍体材料‘紫蝴蝶’(2n=4x=60)为母本,二倍体材料‘珍珠粉’和‘NH6’(2n=2x=30)为父本,利用荧光显微镜观察其授粉后花粉管生长情况,统计其座果率、亲和指数及种子萌发率,并对杂交后代进行倍性鉴定。结果表明,在‘紫蝴蝶’柱头上,‘珍珠粉’和‘NH6’的花粉2h开始萌发,花粉管多处出现胼胝质塞,且花柱组织出现胼胝质反应,4h花粉管到达柱头中部并出现胼胝质塞,6h花粉管到达柱头基部,17h柱头基部的花粉管增多,花粉管进入子房组织且子房组织出现胼胝质反应,17～24h花粉管能与胚珠结合,但结合率低;‘紫蝴蝶’ב珍珠粉’杂交未获得植株,‘紫蝴蝶’בNH6’杂交获得3株植株,染色体倍性鉴定表明3株植株均为四倍体,这可能是‘NH6’产生2n配子的缘故。     

梨远缘花粉原位萌发及生长特性

应用荧光标记方法对梨远缘花粉在‘丰水’和‘噢嗄二十世纪’柱头上萌发及花粉管生长特性进行观察,结果表明:(1)梨远缘花粉均能在柱头上萌发,但其萌发率不同,授粉后24 h,在‘丰水’柱头上‘红叶桃’花粉萌发率最高,达62.8%,而‘盖县大李’花粉萌发率仅为12.0%,各种远缘花粉在‘丰水’柱头萌发率均高于‘噢嗄二十世纪’柱头。(2)各种远缘花粉管在梨柱头或花柱内生长情况也有差异,‘红叶桃’等核果类花粉管在梨柱头上均表现为扭曲、盘绕等现象,不能穿过柱头;‘红星’和‘红富士’花粉管虽然有少量穿过柱头,但不能进一步在花柱内生长,表现为扭曲变形、先端膨大等不亲和性现象。因此,梨与远缘果树杂交不亲和在柱头上就已发生,这与梨自交不亲和反应发生在花柱内的现象不同。     

十字花科10属种与油菜萝卜胞质不育系杂交的花粉萌发情况观察

对10属种十字花科植物与油菜萝卜胞质不育系杂交时花粉在柱头上粘合、萌发、花粉管伸长等情况进行观察。结果表明：（1）海甘蓝花粉粒粘合较难;（2）48 h内无瓣焊菜〖WTBX〗(Rorippa dubia)〖WTBX〗、毛果诸葛菜(Orychophragmus violaceus)、桂竹香(Cheiranthus cheiri)、海甘蓝(Crambe abyssinica)花粉管的伸长受阻于花粉萌发启动之时,花粉壁内形成胼胝质塞;播娘蒿、紫罗兰、荠菜花粉管伸长但未进入乳突细胞;芝麻菜花粉管进入乳突细胞而未进入柱头,‘浠水白’(Brassica campestris)、蓝花子有花粉管进入柱头及花柱而未进入胚囊。     

紫薇品种与尾叶紫薇种间杂交亲和性研究

通过杂交结果率比较和荧光显微观察对5个紫薇(Lagerstroemia indica)品种与尾叶紫薇(L.caudata)杂交亲和性进行研究.结果显示:(1)以紫薇品种作母本与尾叶紫薇进行杂交(正交),'白云映霞'结果率最高,达36.6%,而'粉蝴蝶'×尾叶紫薇未结果.以尾叶紫薇作母本时(反交),各紫薇品种均可结果,结果率为16.6%～51.8%.(2)荧光观察发现,尾叶紫薇花粉在紫薇雌蕊上萌发和生长受到一定的阻碍,表现为授粉后柱头乳突细胞产生大量胼胝质反应,花粉管生长过程中出现较多胼胝质栓塞等;而紫薇的花粉在授粉1 h后即可在尾叶紫薇柱头上萌发,8 h花粉管伸入子房,10 h完成受精.研究表明,各正交组合的亲和性有明显差异,存在受精前障碍,而反交组合亲和性较好,不存在受精前障碍.     

露珠杜鹃繁育系统及杂交亲和性

为种质资源保护和乡土园林树种推广提供技术支持,对野生露珠杜鹃（Rhododendron irroratum）繁育系统和杂交亲和性进行研究,试验包括开花生物学特性,繁育系统特性,与高山杜鹃优良园艺品种杂交授粉,荧光显微镜观察授粉花粉萌发及花粉管生长过程,以及坐果率和结实率统计。结果表明（：1）露珠杜鹃开花时间为4月下旬到5月下旬,花粉活力与柱头可授粉性随开花时间的延长逐渐下降。（2）杂交指数（OCI）为3,P/O值为343.47。（3）主要传粉者为膜翅目中华蜜蜂（Apis cerana）,繁育系统为兼性异交型,自交亲和,需要传粉者,属虫媒花。（4）人工控制授粉发现不存在无融合生殖,能自动自花授粉,异株异花、同株异花、自花授粉坐果率分别为46.96%、45.03%、37.16%,人工授粉平均坐果率与自然传粉坐果率基本一致。（5）露珠杜鹃作为亲本进行人工杂交授粉表现出杂交不亲和,母本花粉管中存在胼胝质栓塞,导致花粉管不能延伸至子房。通过观察发现,露珠杜鹃杂交亲和难点在于花粉管生长过程。     

高温对苹果花粉在花柱内萌发和生长的影响

以‘长富2号’红富士苹果为母本,‘红星’苹果为父本,研究35℃高温对苹果花粉在花柱内萌发和生长的影响。结果表明：温度影响花粉在柱头和花柱内的萌发及生长,与对照相比,高温促进花粉在柱头表面快速萌发,并加速花粉管在花柱内的伸长生长,但是在授粉72hN,高温处理下培养的花粉管形态出现花粉管变粗、弯曲并有瘤状小结的异化现象,同时,花柱发生褐变,并产生胼胝质,最终导致花粉管不能进入胚珠完成受精。     

百合远缘杂交花粉萌发及花粉管生长过程观察

利用荧光显微镜对百合远缘杂交组合Bernini×Pollyanna花粉萌发及花粉管生长过程进行观察研究,结果显示,授粉后3~30 h内花粉萌发形成花粉管,且花粉管生长速度由快到慢,48~51 h内花粉管停止生长,花粉管最后深入到花柱的1/3处,并观察到一些异常的花粉管形态;花粉管生长过程中还伴随着一系列的胼胝质反应,出现的部位依次是乳突细胞、花粉管、花柱通道细胞、胚珠中的胚囊.结果表明该杂交组合不亲和.研究认为Berni-ni柱头乳突细胞是阻碍Pollyanna花粉管生长的第一道屏障,花柱通道细胞是抑制花粉管在花柱内生长的第二道屏障.     

十字花科10属种与油菜萝卜胞质不育系杂交的花粉萌发情况观察

对１０属种十字花科植物与油菜萝卜胞质不育系杂交时花粉在柱头上粘全、萌发、花粉管伸长等情况进行了观察。结果表明：（１）海甘蓝花粉粒粘合较难;（２）４８ｈ内无瓣焊菜（Ｒｏｒｉｐｐａ ｄｕｂｉａ）、毛果诸葛菜（Ｏｒｙｃｈｏｐｈｒａｇｎｕｓ ｖｉｏｌａｃｅｕｓ）、桂竹香（Ｃｈｅｉｒａｎｔｈｕｓ ｃｈｅｉｒｉ）、海甘蓝（Ｃ花粉管的伸长受阻 于分萌发启动之明,花粉壁内形成胼胝质塞;播蒿、紫罗兰、莘菜花粉管伸长     

早发生胚水稻小孢子发生及花粉的萌发生长

实验结果表明,早发生胚水稻（PDER）品系小孢子的发生发育与常规水稻品种相同,常规I-KI镜检显示其成熟花粉育性达87．4％．开花后,少量花粉在柱头上能正常萌发,并以短管形式进入柱头．大部分花粉在柱头上发生了异常行为：不萌发花粉管,但排放出大量内容物;花粉管细小或畸形;在枝头内或柱头外花粉管前端破裂;花粉管在柱头上绕行不进入柱头;花粉管在柱头内逆行生长;花粉管进入柱头后又穿出柱头;花粉管壁上粘有颗粒或被有一层膜等．文中就PDER的来源讨论了这些现象,并提出“萌败”这一新概念．     

菊花自交不亲和性初步研究

以菊花品种杂交为对照,通过自交亲和指数、受精作用及自交有性过程荧光显微镜观察,对菊花自交不亲和性进行了研究。结果表明:菊花自交难以结实,具不亲和性;菊花自交不亲和的反应部位在雌蕊柱头,表现为花粉粒粘附少、萌发率低及诱导胼胝质生成,花粉管在柱头上出现各种异常现象而难以进入花柱。