水稻“双－3”多胚发生的研究

叶秀,陈泽濂,黎垣庆 　　水稻ＭＩＶ（双－３、籼稻）传粉后可以有多个花粉管同时进入胚囊．大多数胚囊的合子发育为一个正常的胚,但是有少数合子胚发生裂生并分化形成双胚芽和一胚根．有些胚囊的助细胞和卵细胞同时受精后,分别发育为助细胞胚和合子胚;有些胚囊中的反足细胞团可直接发育为胚．可见“双－３”水稻除有正常合子胚外还存在助细胞胚和反足细胞匹的多胚现象．     

水稻双胚苗无融合生殖胚胎学研究初报

将子房整体染色透明观察后,通过筛选材料石蜡切片的方法,研究发现水稻双胚苗品系APⅣ中,存在低频率的无融合生殖。开花前珠心细胞特化并分裂发育形成不定胚。随着珠心组织的退化,不定胚长八胚囊腔中,以球形胚形式存在。开花后4天,球形胚开始分化。球形胚在胚囊中可以和合子胚并存,也可以单独存在。但双胚主要来自受精的助细胞或合子胚纵裂。开花后3—4天,在胚乳腔中着色深的球状结构是胚乳部份脱落形成的,不是不定胚。珠孔端反足细胞团不能形成胚。     

水稻HDAR细胞胚胎学研究─—不定胚的发生和发育

对水稻HDAR胚胎发育过程的进一步研究表明,水稻HDAR中有2．72％（17／434）的不定胚发生和发育。其不定胚起源于胚珠内的珠心细胞。不定胚起始细胞启动分裂时,胚囊发育至2核或4核时期,8核胚囊时期,胚珠内已形成多细胞不定胚结构。随后不定胚细胞不断分裂并逐渐挤进胚囊。开花传粉后,不定胚利用胚乳提供的营养可以继续发育和分化。不定胚可以和合子胚一起发育,有时合子胚败育,不定胚继续发育并分化。讨论了水稻HDAR中不定胚的发生,及其发生远早于合子胚的意义。     

水稻HDAR细胞胚胎学研究─—不定胚的发生和发育

对水稻ＨＤＡＲ胚胎发育过程的进一步研究表明,水稻ＨＤＡＲ中有２．７２％（１７／４３４）的不定胚发生和发育,其不定胚起源于胚珠内的球心细胞,不定胚起始细胞启动分裂时,胚囊发育至２核或４核时期,８核胚囊时期胚珠内已形成多细胞不定胚结构,随后不定胚细胞不断分裂并逐渐挤进胚囊,开花传粉后,不定胚利用胚乳提供的营养可以继续发育和分化,不定胚可以和合子胚一起发育,有时合子胚败育,不定胚继续发育并分化。讨论了水     

韭菜胚囊发育与胚胎发生

韭菜胚囊发育为葱型,胚胎发生属柳叶菜型。成熟胚囊中,三个反足细胞形态上常类似卵器,其中二个呈助细胞状,一个呈卵细胞状。卵状反足细胞可分裂成多细胞原胚,但随着胚乳的发育而退化。在未受精胚囊中,卵细胞和卵状反足细胞均可分裂,它们的发生过程与合子胚相似,但因无胚乳哺育,均不能继续发育。论证了反足细胞胚的性质,初步探讨了胚乳与反足细胞无配子生殖的关系。     

植物组织培养中的胚状体

植物的胚胎发生是从合子开始的。但是,在自然界中,有些植物除合子胚外,还可以从胚囊的其它分子产生胚,如助细胞胚、反足细胞胚;甚至从珠心组织细胞产生胚,即不定胚。总之,被称为“胚”的结构,都限于有性生殖和胚珠的范围內。     

多胚水稻ApⅢ的胚胎发生：受精前后卵器的结构和组织化学研究

对高频率多胚水稻（Oryza sativa L.)ApⅢ受精前后卵器的细胞结构和组织化学变化进行了观察,并同已报道的正常水稻和多胚水稻大至相同发育时期的卵器进行了比较,结果表明：ApⅢ的2932个幼嫩子房中,每个子房只有一个胚囊。没有看到含有一对胚囊和每个胚囊里有一套卵器的现象。除解体的和含胚的胚囊外,1655个胚囊中,含1个卵细胞和2个助细胞组成的正常卵器为1643个（99．27％）,含2个卵细胞和2个助细胞的4细胞卵器为12个（0．73％）。没有观察到大量4细胞卵器,5细胞卵器（即由3个卵细胞和2个助细胞组成）和卵状细胞,以及其他4卵,5卵卵器的变异类型。卵细胞位于对着子房壁维管束一侧。细胞质含丰富的蛋白质和多糖颗粒;细胞核位于细胞中下部,少有偏远轴 ,直到合子分裂前由蛋白质物质和多糖颗粒聚成的环所包裹。成熟胚囊中常见2个助细胞。助细胞位于珠孔端靠子房壁维管束一侧,多烽为长颈烧瓶状,少有长形和星月形的。其珠孔端壁内侧丝状器发达,细胞质的结构,蛋白质物质和多糖颗粒的积累,分布及消长,细胞核的大小,组织化学反应和周围物质的动态与卵2细胞的相同。此我,ApⅢ的2个助细胞存留时间较长。当花粉管进入助细胞的早期,助细胞的丝状器和帽颈端被花粉管损伤,中下部细胞质和核所在区仍保持完好。由以上结果得出结论：多胚水稻ApⅢ高频率的额外胚（1或2个）主要来自3细胞正常卵器,极少来源于4细胞卵器;ApⅢ的助细胞除在受精和胚胎发生早期具特殊功能外,与卵细胞相似的细胞质结构,物质代谢过程以及崩溃产晚可能与胚胎发生有关;在ApⅢ的少数胚囊中,接受助细胞可能有发生胚的潜能。     

黑节草双受精过程及胚胎发育的研究

黑节草从传粉到受精约需１３０ｄ,精子在花粉管中形成,胚囊发育属蓼型胚囊,因反足细胞较早退化,故受精前胚囊多只由卵器和中央细胞组成。精卵核融合时,精核染色质进入卵核后凝集成颗粒状,并在原位与卵核的染色质融合,雌、雄性核仁一直维持至合子的第一次分裂期前。双受精作用正常,属于有丝分裂前配子融合类型,初生胚乳核发生２－３次分裂后逐渐退化消失,胚的发育局限于球形胚阶段。     

多胚水稻品系SB—1的细胞胚胎学研究：多胚及其起源

对水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）多胚品系ＳＢ－１中二倍性双胚和三胚的起源所进行的形态解剖观察、杂交后代表现和细胞胚胎学的研究表明,２ｎ－２ｎ型双胚和２ｎ－２ｎ－２ｎ型三胚既不是合子胚裂生产生,也不是助细胞受精产生的,而极有可来源于存在额外卵细胞卵器中孵细胞和类卵细胞分别受精的结果,在成熟胚囊中观察到５．２％的二卵器和２．２％的三卵卵器。二卵卵器中卵细胞和类卵细胞大都并列位于助细胞合点端上方;三     

多胚水稻ApⅢ的胚胎发生:受精前后卵器的结构和组织化学研究

对高频率多胚水稻(Oryza sativa L.) ApⅢ受精前后卵器的细胞结构和组织化学变化进行了观察,并同已报道的正常水稻和多胚水稻大至相同发育时期的卵器进行了比较,结果表明: ApⅢ的2 932个幼嫩子房中,每个子房只有一个胚囊.没有看到含有一对胚囊和每个胚囊里有一套卵器的现象.除解体的和含胚的胚囊外, 1 655个胚囊中,含1个卵细胞和2个助细胞组成的正常卵器为1 643个 (99.27%), 含2个卵细胞和2个助细胞的4细胞卵器为12个(0.73%).没有观察到大量4细胞卵器、5细胞卵器(即由3个卵细胞和2个助细胞组成)和卵状细胞,以及其他4卵、5卵卵器的变异类型.卵细胞位于对着子房壁维管束一侧.细胞质含丰富的蛋白质和多糖颗粒;细胞核位于细胞中下部,少有偏远轴端的,直到合子分裂前由蛋白质物质和多糖颗粒聚成的环所包裹. 成熟胚囊中常见2个助细胞.助细胞位于珠孔端靠子房壁维管束一侧,多数为长颈烧瓶状,少有长形和星月形的.其珠孔端壁内侧丝状器发达,细胞质的结构,蛋白质物质和多糖颗粒的积累、分布及消长,细胞核的大小、组织化学反应和周围物质的动态与卵细胞的相同.此外,ApⅢ的2个助细胞存留时间较长.当花粉管进入助细胞的早期,助细胞的丝状器和帽颈端被花粉管损伤,中下部细胞质和核所在区仍保持完好.由以上结果得出结论: 多胚水稻ApⅢ高频率的额外胚(1或2个)主要来自3细胞正常卵器,极少来源于4细胞卵器; ApⅢ的助细胞除在受精和胚胎发生早期具特殊功能外,与卵细胞相似的细胞质结构、物质代谢过程以及崩溃较晚可能与胚胎发生有关; 在ApⅢ的少数胚囊中,接受助细胞可能有发生胚的潜能.     

多胚水稻ApⅢ（双13）的胚胎学观察

对多胚水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）ＡｐⅢ的大量成熟颖果、人工萌发的幼苗和开花后３～５ ｄ 的幼嫩颖果进行的整体解剖和显微制片观察表明：ＡｐⅢ的５０００粒成熟颖果中,８９．０％ 含单胚单苗,８．９％ 和１．２％分别含双胚双苗和三胚三苗;７００多粒幼嫩颖果中,９０．０％ ～９５．０％ 含单胚,５．０％ ～７．０％ 含双胚。因制片的数目有限,未见到含三胚的;在含单胚和多胚颖果中,胚均位于同一胚囊的珠孔端,未见到胚囊以外存在不定胚。根据上述结果,似可以认为ＡｐⅢ单粒颖果的双胚和三胚是由同一胚囊内的卵细胞和１或２个助细胞受精或不受精发育而来的     

利用激光扫描共聚焦显微技术观察同源四倍体双胚苗水稻的胚胎学特征

利用激光扫描共聚焦显微技术对同源四倍体双胚苗水稻的受精过程、胚胎发育过程和双胚来源进行观察鉴定。研究结果表明,同源四倍体水稻和二倍体水稻在发生受精作用的时间上不存在很大的差异。双胚苗水稻的受精作用和胚胎发育表现出明显的特异性,其双胚苗性状有其胚胎学根源,双胚可能有4种来源,即来源于由双套胚囊形成的双胚、由多卵卵器中的卵细胞和类卵细胞分别通过受精作用形成双胚、由特异性的反足细胞通过异常发育后形成额外的幼胚、由胚乳细胞通过异常发育后形成胚乳型幼胚。通过对试验材料的受精频率及其结实率进行比较后发现,双胚苗水稻具有更弱的有性生殖能力,其遗传可塑性更强,这为离子束介导技术的研究找到了比较好的受体材料。     

水稻胚囊超微结构的研究

水稻(Oryza sativa L.)胚囊成熟时,卵细胞的合点端无细胞壁,核居细胞中部,细胞器集中在核周围,液泡分散于细胞周边区域。助细胞珠孔端有丝状器,合点端无壁,核位于细胞中部贴壁处,细胞器主要分布在珠孔端,液泡主要分布在合点端。开花前不久,一个助细胞退化。中央细胞为大液泡所占,两个极核靠近卵器而部分融合,细胞器集中在极核周围和靠近卵器处,与珠心相接的胚囊壁上有发达的内突。反足细胞多个形成群体,其增殖主要依靠无丝分裂与壁的自由生长,反足细胞含丰富活跃的细胞器,与珠心相接的壁上有发达的内突。开花后6小时双受精已完成,合子和两个助细胞合点端均形成完整壁。合子中开始形成多聚核糖体、液泡减小。退化助细胞含花粉管释放的物质,其合点端迴抱合子。极核已分裂成数个胚乳游离核,中央细胞中细胞器呈活化状态。反足细胞仍在继续增殖。讨论了卵细胞的极性、助细胞的退化、卵器与中央细胞间界壁的变化、反足细胞的分裂特点等问题。     

水稻PDER品系的特点和二倍体孢子生殖胚囊的形成和发育

对水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）早发生胚ＰＤＥＲ（ｐｒｅ－ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｅｍｂｒｙｏｏｆｒｉｃｅ）品系的特点和细胞胚胎学研究表明,ＰＤＥＲ是二倍体植物２ｎ＝２４,约有５０％胚囊的卵细胞未经受精能自行发育形成胚,成熟种子的萌发和生长速度较常规正常水稻快。ＰＤＥＲ的大孢子母细胞经有丝分裂产生未减数的胚囊,即无融合生殖中的二倍体孢子生殖类型。在胚囊形成和发育过程中有如下几个特点：（１）孢原细胞至大孢子母细胞分裂前的过渡期持续时间较长,孢原细胞和大孢子母细胞的细胞质比周围的珠心细胞质稀淡。（２）大孢子母细胞经二次有丝分裂后形成直线排列的三个细胞（三分体）,珠孔端的两个解体,合点端的一个发育为功能细胞,有少数胚囊的三个细胞全部解体形成败育胚囊。（３）功能细胞经三次连续核分裂形成具八核七个细胞的成熟胚囊,它的结构与常规正常水稻基本相同,但助细胞呈长形而没有回抱着卵细胞。     

多胚水稻品系APⅣ不同类型胚囊的受精及其胚胎形成

通过ＧＭＡ半薄切片技术对ＡＰⅣ不同类型水稻胚囊的受精及其胚胎发育的研究表明,ＡＰⅣ中５－２－１型胚囊的３个卵细胞在少数情况下都可受精并发育形成３个胚;但多数情况中只有１个或２个卵细胞受精发育成１个胚或２个胚。６－２－０型和５－３－０型胚囊多个卵受精频率都很低。由此证明ＡＰⅣ多胚是来自如５－２－１型胚囊的多卵卵器胚囊多个卵细胞都受精的结果,其中３胚来自３个卵细胞受精发育,２胚来自２个卵细胞受精发育。     

小麦×大麦胚胎发育的研究——Ⅲ.小麦×大麦胎胚发育过程中淀粉的积累和动态

我们观察了小麦与大麦杂交胚胎发育过程中,雌蕊各个组成部分发生的淀粉积累和转移的动态。结果如下: 1.胚乳和杂种胚早期发育过程中,子房壁和胚囊中淀粉的积累和动态的趋势与其他学者所作小麦自交的情况基本相同。2.当胚乳细胞充满胚囊而胚没有分化时,子房壁中的淀粉已极少,当胚乳解体时,子房壁中淀粉已几乎消失。可见,子房壁中淀粉的迅速消失与胚乳的迅速败育是平行的。3.胚囊发育的停滞与败育跟子房壁组织中淀粉的积累及对胚囊营养的正常供应有密切关系。4.花柱、珠被、珠心组织及胚囊中的助细胞和反足细胞,在整个杂种胚和胚乳发育过程中,始终不存在淀粉粒。助细胞胚亦和助细胞一样,无淀粉粒的存在。     

小麦×大麦胚胎发育的研究——Ⅲ.小麦×大麦胎胚发育过程中淀粉的积累和动态

我们观察了小麦与大麦杂交胚胎发育过程中,雌蕊各个组成部分发生的淀粉积累和转移的动态。结果如下: 1.胚乳和杂种胚早期发育过程中,子房壁和胚囊中淀粉的积累和动态的趋势与其他学者所作小麦自交的情况基本相同。2.当胚乳细胞充满胚囊而胚没有分化时,子房壁中的淀粉已极少,当胚乳解体时,子房壁中淀粉已几乎消失。可见,子房壁中淀粉的迅速消失与胚乳的迅速败育是平行的。3.胚囊发育的停滞与败育跟子房壁组织中淀粉的积累及对胚囊营养的正常供应有密切关系。4.花柱、珠被、珠心组织及胚囊中的助细胞和反足细胞,在整个杂种胚和胚乳发育过程中,始终不存在淀粉粒。助细胞胚亦和助细胞一样,无淀粉粒的存在。     

华山新麦草大孢子发生和雌配子体的形成

华山新麦草大孢子发生始于孢原细胞。大孢子母细胞减数分裂形成直线型四分体。功能大孢子位于合点端,大孢子发育为蓼型胚囊。成熟胚囊为八核七细胞,卵细胞极性明显,助细胞在极核融合前已退化一个,另一个宿存,宿存助细胞丝状器明显,并保留退化助细胞的痕迹。极核排列方向不定,反足细胞在胚囊发育早期增殖,并液泡化。此外,在华山新麦草中发现有双孢原细胞及双胚囊的现象。     

黄花油点草胚胎发育研究

利用石蜡切片技术对百合科植物黄花油点草[Tricyrtis maculata(D.Don)Machride]双受精、胚及胚乳发育进行了研究,以明确其胚胎发育的特征,为百合科植物的系统研究提供生殖生物学资料。结果表明:(1)黄花油点草为珠孔受精;进入胚囊的2枚精子分别与卵细胞和中央细胞进行正常的双受精,其受精作用属有丝分裂前型。(2)受精后的初生胚乳核立即分裂,其发育方式为核型胚乳;早期的游离胚乳核沿胚囊的边缘分布,胚囊中央部位主要为胚乳细胞质,随着游离胚乳核数量的增加,胚乳核慢慢充满整个胚囊;当发育至球形胚早期阶段,在各胚乳核周围产生胚乳细胞壁,形成完整的胚乳细胞。(3)合子有较长的休眠时间,胚的发育方式为茄型;合子第一次有丝分裂为横裂,分裂后形成基细胞和顶细胞;基细胞经过3次横裂,形成一列胚柄细胞;顶细胞经过分裂形成胚体,依次形成球形胚、棒状胚和盾形胚。(4)种子成熟时胚无器官分化;成熟种子由种皮、胚和胚乳三部分组成。     

多胚水稻品系SB—1的细胞胚胎学研究：助细胞无配子生殖

对多胚水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）品系ＳＢ－１ 自然群体中单倍体来源进行的细胞胚胎学研究表明,卵器中的一个或两个助细胞能在受精之前发育成胚,其发生率分别为观察子房数的２．２４％ 和１．７５％ 。在１ 个助细胞提前发育成胚的胚囊中观察到双受精作用。在开花后３—８ ｄ的颖果中观察到１．６２％ 的与合子胚迥异的异位瘦长单胚和０．８１％ 的有胚无胚乳子房,根据胚所处的位置认为其来源于助细胞无配子生殖。此外,还观察到极少数的中央细胞未经受精自发产生胚乳的现象。讨论了ＳＢ－１中发生的无配子生殖的意义