美味猕猴桃原生质体再生植株细胞遗传学研究 Ⅲ.母株减数分裂前期Ⅰ染色体配对的光镜观察

首次报道在光镜下观察美味猕猴桃（品种：Ｎｏ．２６原生质体植株的母株）花粉母细胞（ＰＭＣ）染色体在减数分裂前期的配对,发现其配对和凝缩有明显不同步性。不同细胞间染色体配对形式变化较大,一般以二价联合为主,其次由其它多种配对方式（包括有复合配对,重复配对,着丝点或端粒处联合和多价联会）形成多价体,还有少数未配对或发生内配对（偶见）的单价体和几条二阶体之间的次级配对,粗线期观察到少数染色体有缺失（或重复     

卵巢发育阻滞的人工三倍体鱼减数分裂染色体配对的光镜观察

采用界面铺张制片和硝酸银一步染色的方法,对人工三倍体水晶彩鲫卵巢发育阻滞型个体的减数分裂染色体配对进行了光镜观察。在分化有初级卵母细胞的卵巢发育阻滞型的三倍体鱼中,减数分裂粗线期细胞主要的由二价体和单价体组成,也见有少量三价体和其它多价体,其染色体成员数大多在９０左右;在不同细胞间,染色体的大小变化较大;配对联会过程中形成的配对叉和产生的特异蛋白在一些细胞中明显可见。文中讨论了三倍体染色体配对紊乱     

一种联会消失突变水稻的发现及其细胞学研究

从品种轮回４２２的群体中发现一不育单株,经细胞学观察证明是发生了消失突变,由于该植株的花粉母细胞在减数分裂终变期晚期平均有８．６９个二价体发生了消失,占二价体总数的７２．４％,发生联会消失的最多二价体数目为１２,根据联会消失的最多价体数目以及单位细胞的二价体频率,确定该联合消失变异为完全联会消失变异。     

普通小麦联会复合体发育过程的电镜观察

以改进的去污剂微铺展技术制备普通小麦减数分裂联会复合体标本,并对联会复合体发育的全过程作了详细的电镜观察和描述。结果表明,小麦SC以多点式起始方式于偶线期开始形成;随SC的发育,新的SC形成和已有SC片断的延伸并存;此外,在同一核内不同二价体之间,染色体配对和SC形成并不同步;SC成熟于粗线期,而以破碎方式解体,消失于双线期。在偶线期还观察到由同祖配对形成的多价体,但在随后阶段中这些多价体消失。对Ph基因的可能作用机制作了分析和讨论。     

番茄属种间杂种离体培养F1植株的细胞学分析

本文报道了栽培番茄（Lycopersico esculentum)“北京早红”等5个品种分别与野生型秘鲁番茄（L.peruvianum)PI128657中8号株系杂交,离体胚培养,得F1杂种植株,对花粉母细胞在减数分裂中染色体行为和终变期二价体交叉点的频率,以及亲和性程度等进行了.结果表明,6个亲本植株花粉母细胞减数分裂染色体的行为是正常的,中期I为12个二价体。其中环状二价体占多数,棒状二价体数较少,中期I没有单价体,后期I和II均正常,四分体阶段无微出现,但各亲本在终变期和中期I的环状二价体和棒状二价体的数有一定的差异,这可能与不同亲本基因型的亲和性程度和在遗传学上的不协调有关。5个组合的大多数F1杂种花粉母细胞减数分裂中染色体行为基本正常,12个二价体占多数,但染色体配对不稳定,有较多的单价体,染色单体桥。四分体阶段有微核,此外,在5个组合的F1杂种植株中,均出现双二倍体花粉母细胞,这些双二倍体花粉母细胞的染色体,在减数分裂中,也均,出现落后染色体和染色单体桥,以及较多的多价体,四分体阶段有微和不同类型的四分孢子群。     

小麦ph1b突变体与小黑麦杂交的细胞遗传学研究

本文利用普通小麦品系"中国春"(对照)、中国春ph1b突变体分别与八倍体小黑麦、六倍体小黑麦杂交,杂种F1的减数分裂前期Ⅰ染色体行为表现异常,中期Ⅰ出现较多的单价体、棒状二价体和多价体,在后期和末期出现落后染色体、染色体片断和微核。原因是ph1b基因的存在造成染色体联会机制紊乱,致使一些部分同源染色体配对并发生互换,有可能在以后的世代产生染色体易位与基因重组。     

八倍体小偃麦与天蓝偃麦草杂交F1染色体组构型

首次获得麦草8号、麦草9号、远中2号八倍体小偃麦与天蓝偃麦草的属间杂种,杂交当代结实率为31.49%,39.28%和10.41%。杂种F1表现为两亲的中间型,植株高大、繁茂,穗长20~30 cm,小穗数25~30个,多年生,抗寒,在哈尔滨冬季无覆盖条件下可安全过冬。对F1植株进行减数分裂行为观察,结果发现,染色体配对不正常,单价体频率高,出现多价体。杂种F1减数分裂中期I染色体配对构型分别为:9.5Ⅰ+16.98Ⅱ+0.27Ⅲ、13.6Ⅰ+14.01Ⅱ+0.87Ⅲ、11.2Ⅰ+16.8Ⅱ+0.08Ⅲ。二价体数变动在13~18间、单价体数变动在11~17间、多价体变动在0.08~0.87间,二价体多数是棒状二价体,推测两亲有一对部分同源关系染色体组,其余为非同源染色体组,但有的染色体间有部分同源关系。小麦5B染色体上Ph基因可能受到E组染色体的抑制。     

一位46,XY,t(11;18)平衡易位携带者的联会复合体分析

运用表面铺展联会复合体(synaptonemal cotnplex,SC)的电镜技术对一位46,XY,t(11;18)平衡易位携带者性细胞进行SC观察,分析了30个精母细胞(从早粗线期→晚粗线期)中SC图象,这些精母细胞中均显示了1个性二价体、20个常染色体二价体(SC)和1个四价体。对其中的21个四价体配对行为进行分析,发现有20个四价体发生部分异源配对,其中4、14和2个四价体分别发生在早、中和晚粗线期,发生在早粗线期的异源配对是一种直接的异源配对,与以前报道的发生在晚粗线期经联会调整的异源配对不同。并对该患者发生生殖失败的机制进行了讨论。     

小麦pl1b突变体与小黑麦杂交的细胞遗传学研究

本文利用普通小麦品系“中国春”（对照）、中国春ｐｈ１ｂ突变体分别与八倍体小黑麦、六倍体小黑麦杂交,杂种Ｆ１的减数分裂前期Ｉ染色体行为表现异常,中期Ｉ出现较多的单价体、棒状二价体和多价体,在后期和末期出现落后染色体、染色体片断和微核。原因是ｐｈ１ｂ基因的存在造成染色体联会机制紊乱,致使一些部分同源染色体配对并发生互换,有可能在以后的世代产生染色体易位与基因重组。     

起源于籼稻体细胞培养的联会消失变异的细胞遗传学研究

对表现不育的体细胞培养再生植株作减数分裂细胞遗传学分析发现,一株由IR54幼穗外植体起源的不育株(二倍体)为部分联会消失变异。其减数分裂早前期染色体配对正常,在终变期及中期Ⅰ观察到了数目不等的单价染色体,后期Ⅰ出现各种数目的落后染色体。由于减数分裂时染色体不平衡而导致该再生植株不育。     

五种紫萁属植物的细胞遗传学研究

对紫萁属Osmunda五种植物:狭叶紫萁D angustifolia Ching、紫萁O japonica Thunb.、华南紫萁O vachellii Hook.、粗齿紫萁O banksifolia(Presl)Kuhn和粤紫萁O.mildei C.Chr.的体细胞染色体形态和孢子母细胞减数分裂时染色体的行为进行了研究.五种紫其属植物的体细胞染色体数目均为2n=44,孢子母细胞减数分裂过程中,狭叶紫萁,紫萁、华南紫萁和粗齿紫萁染色体配对和联合行为正常,中期I染色体构型多为环状二价体,粗齿紫萁偶尔可观察到三价体和单价体,狭叶紫萁中期I偶可观察到1-2个提早分离的单价体,后期II可观察到染色体桥和断片,据此推测易位和倒位等染色体畸变作用在紫萁属植物物种形成和演化过程中具有重要意义.粤紫萁是华南分布的一个特有珍稀种、孢子母细胞减数分裂前期到中期无染色体配对和联会,导致染色体后期行为异常,80%的孢子母细胞有落后染色体和不均等分离现象,形成的孢子几乎完全败育,基于粤紫萁减数分裂显著偏离正常的同源染色体配对和联会现象,结合核型方面和形态学方面证据,认为粤紫萁是一个杂交种.     

广东万年青的细胞遗传学研究

采用常规压片法和去壁低渗法,以生长于广西凭祥和广东深圳的广东万年青（Aglaonema modestumSchott ex Engl.）为材料,对二者的体细胞染色体、花粉母细胞减数分裂染色体配对行为和花粉发育过程进行了观察。结果表明：（1）野生植株为二倍体2n=40,栽培植株为三倍体2n=60;（2）野生种的小孢子母细胞减数分裂前期I终变期均为二价联会,栽培种偶见三价联会;（3）中期I,野生种为20个二价体排列在赤道板上,未见单价体,栽培种的20个二价体排列于赤道板上,20个单价体随机分布于两极,证实其为三倍体;（4）后期I,野生种二价体分离,出现单染色单体桥和断片,几率为10%,栽培种几率为3%,还存在落后染色体,部分不能进入两极的落后染色体和染色体断片在末期I形成微核;（5）四分体时期,野生种未观察到异常孢子,栽培种出现大量败育的四分体或多分体;（6）小孢子进入正常的发育分化,通过两次有丝分裂形成三细胞型花粉。野生种成熟花粉败育率为2.18%,栽培种为88.29%;（7）野生种正常结实,栽培种果实中未发现种子,为高度不育。     

四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫染色体减数分裂观察

用精巢细胞直接制片法观察了异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和二倍体红鲫、湘江野鲤精母细胞染色体第一次减数分裂中期配对情况 ;作为对照 ,观察了上述四种鱼肾细胞的有丝分裂中期染色体。在精母细胞第一次减数分裂中 ,异源四倍体鲫鲤同源染色体两两配对 ,形成 10 0个二价体 ,没有观察到单价体、三价体和四价体 ;三倍体湘云鲫精母细胞形成 5 0个二价体和 5 0个单价体 ;红鲫和湘江野鲤精母细胞分别形成 5 0个二价体。肾细胞检测表明异源四倍体的染色体数目为 4n =2 0 0 ;湘云鲫为 3n =15 0 ;红鲫和湘江野鲤分别为 2n =10 0。减数分裂时染色体分布情况与肾细胞染色体检测结果相吻合。具有四套染色体的异源四倍体鲫鲤在减数分裂中只形成 10 0个二价体 ,而不形成 2 5个四价体或其它形式 ,为产生稳定一致的二倍体配子提供了重要的遗传保障 ,也为人工培育的异源四倍体鲫鲤群体能够世世代代自身繁衍下去提供了重要的遗传学证据。三倍体湘云鲫在减数分裂过程中出现二价体、单价体共存 ,同源染色体在配对和分离中出现紊乱 ,导致非整倍体生殖细胞的产生 ,为湘云鲫的不育性提供了染色体水平上的证据     

四倍体中华猕猴桃减数分裂及花粉发育的细胞学观察

观察了四倍体中华猕猴桃(2n=4x=116)雄株花粉母细胞减数分裂和花粉发育过程。在减数分裂终变期和中期Ⅰ,绝大部分染色体呈二价体构型,出现少最环状和链状多价体。胞质发育为同时型。成熟花粉粒为两细胞型。     

拟南芥同源四倍体减数分裂过程的分子细胞学分析

以拟南芥(Columbia生态型)二倍体(AA,2n=10)为材料,经0.2%秋水仙素处理和细胞学鉴定,成功获得拟南芥同源四倍体(AAAA,2n=20)。以二倍体为对照,通过对拟南芥同源四倍体减数分裂过程染色体行为的观察,以及减数分裂调控同源染色体联会与重组相关基因的定量PCR分析,研究结果表明,与二倍体相比,拟南芥同源四倍体叶片表皮细胞间气孔孔径显著增大,荚果变长,但气孔密度和结实率显著降低;在减数分裂过程中出现部分单价体和三价体,以及二价体和四价体等染色体配对构型;减数分裂期重组相关基因ZYP1表达水平降低,ASY1、DMC1、MRE11和SPO11-1表达水平均升高。因此,我们推断,伴随着多倍体化,与二倍体相比,多倍体植物减数分裂期染色体行为和相关基因表达都有一定改变,影响多倍体植物生殖发育以适应环境。     

对减数分裂的新理解

减数分裂历来被认为是：同源染色体联会－重组－分离。染色体配对是其中最早的事件,配对又叫联会,联会由联会复合体（ＳＣ）引起或促进。联会复合体又是减数分裂重组所必需的。重组引起细胞学上可见的交叉,能够确保同源染色体分离。这些经典观点在９０年代受到了严重挑战,对减数分裂的许多新理解正在取而代之。按照新观点,减数分裂的过程可以用下图表示。１　同源性搜索是减数分裂的第一步减数分裂最早的事件不是同源染色体的配对,其前在细线期还发生了同源性搜索。它是在全染色体组内识别染色体上同源性位点的过程。搜索不仅仅限于染…     

植物减数分裂中的染色体配对、联会和重组研究进展

减数分裂是有性生殖的关键步骤,而染色体配对、联会和重组又是减数分裂的重要环节,也是减数分裂研究的热点之一。近些年来,借助于先进的分子生物学和细胞学技术,通过大量突变体的筛选,在植物减数分裂中染色体的配对、联会和重组研究取得了长足的进展。文章就目前克隆的植物减数分裂中染色体配对、联会和重组相关的基因及功能研究进行了总结,并进一步对其分子机制进行了探讨。     

小麂、黑麂、赤麂精母细胞联会复合体的比较研究

本工作以界面铺张——硝酸银染色技术,对小麂(Muntiacus reeuesi)、黑麂(M.crinifrons)和赤麂(M.muntjak)的精母细胞联会复合体(Syna ptonemal complex,SC)进行亚显微结构的比较研究。结果表明: 1.SC的平均相对长度和臂比指数同有丝分裂细胞相应染色体的数值有很好的一致性。根据SC的相对长度和臂比指数绘制了三种麂的SC组型图。雄性黑麂减数分裂前期形成一个复杂的易位多价体,意味着其核型的演化过程涉及两次染色体易位和一次臂间倒位。 2.在减数分裂前期,性染色体的形态和行为同常染色体的有明显差异,如性染色体嗜银性较强,配对延迟等。XY的配对起始于早粗线期,在中粗线期,Y的全长均同X配对;XY-SC开始解体于晚粗线期。 3.在粗线期,X染色体未配对区域出现自身折叠,形成“发夹”状结构。这种“发夹”结构的形成,可能是在性染色体的进化过程中,X染色体通过不对称易位得到的重复片段在减数分裂前期同源配对的一种细胞学表现。     

加拿大披碱草和圆柱披碱草BC1植株的细胞遗传学鉴定

以加拿大披碱草(2n=4x=28)和圆柱披碱草(2n=6x=42)为材料,对其BC1植株染色体数目、配对构型以及花粉育性和结实性等进行了鉴定。结果显示:BC1代85%以上细胞染色体数目为28条(2n=4x=28);BC1植株的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为较规则,其平均染色体构型分别为0.04Ⅰ 13.98Ⅱ,且环状二价体多于棒状二价体;BC1植株的花粉可育率和自然结实率分别为84.83%和70.98%,说明BC1植株的育性已得到恢复,为其后代优良株系的选育奠定了基础。     

phKL基因和Ph2基因缺失重组体的创制及其与小麦外源物种杂种的染色体减数分裂观察

以小麦(Triticum aestivum L.)双端体3DL为细胞学标记,用具有phKL基因的小麦地方品种"开县罗汉麦"为受体连续回交,将促进小麦外源部分同源染色体配对的phKL基因和Ph2基因缺失重组在一起获得了重组体phKL+Ph2.这种重组体有正常的育性.与只有phKL基因的小麦材料相比,重组体与外源物种AegilopsvariabilisEig.或黑麦(Secale cereale L.)杂种的部分同源染色体配对水平显著增加,表明Ph2基因的缺失体与phKL基因可能存在加性效应.部分同源染色体配对水平的增加表现在棒状二价体、环状二价体和三价体的数量变多而单价体数量减少.单价体的减少主要是由于棒状二价体的增加所造成的.在小麦外源遗传转移中,运用重组体pHKL +Ph2可能比单纯应用Ph2缺失或phKL基因材料更理想.当与具有ph1b基因的材料比较时发现,重组体phKL+Ph2与 Ae.variabilis(或黑麦)杂种的部分同源染色体配对水平显著降低,这主要是由环状二价体和多价体的减少造成的,但是棒状二价体数量表现增加(与Ae.variabilis杂种)或达到类似水平(与黑麦杂种),这一有趣的发现从表现型上证明了Ph1基因与Ph2或phKL基因在诱导部分同源染色体配对时的遗传作用机制存在差异.