花粉母细胞间染色质穿壁运动机理的探讨

花粉母细胞间染色质穿壁运动发生在减数分裂第一次分裂同源染色体的联会时期,从细胞遗传学的角度来说,它是一个非常重要的现象。为了进一步分析染色质穿壁转移现象问题的实质,我们曾从形态学的和细胞生理学的角度,在染色质穿壁时期的前后,进行了细胞和细胞核的状态和特点的研究。还进行了全氧和全氮无氧呼吸,以及应用呼吸抑制剂和改变外界条件等试验,来观察和分析呼吸作用和染色质穿壁运动之间的关系。根据我们以前和现在的一些试验的结果来看,对于染色质穿壁运动的机理,可提出如下的假说:即核液的川流运动对花粉母细胞间染色质穿壁运动起着直接的推动作用,而原生质中收缩蛋白的主动伸缩运动却是染色质穿壁运动主要动力。原生质川流运动和染色质穿壁运动所需要的能源是有氧呼吸所生成的能,通过 ATP 释放高能磷酸键(～P)的形式供给的。     

春小麦杂种及其亲本花粉母细胞染色质穿壁运动的研究

本文研究了春小麦品种间杂种和种间杂种F_1代及其亲本花粉母细胞染色质穿壁运动。应用x~2检验,发现不论是品种间杂种还是种间杂种,染色质穿壁的百分率与亲本之间差异不显著,表明染色质穿壁运动是自然的生理活动,与是否进行杂交无关。     

高等植物中原生质细胞间运动研究的进展

20世纪初已在植物营养组织和生殖体中观察到细胞核或染色质在细胞间的穿透迁移。但多年来涉及这一研究的学大多倾向于将它看做是人为赝象而未予深究。50年代中期,自吴素萱在葱（Allium L.）,蒜（Allium sativum L.）等植物中重新发现了核穿壁运动现象以来,我国植物细胞与生理学家随之进行了系统与广泛的探讨,穿壁运动的研究及进展主要包括两个方面,一方面是营养组织中原生质的细胞间运动,由吴素萱、娄成后合作主持的有关研究项目着重与营养组织中有机物的运输,分配与再利用生理过程相联系。多年来积累的成果表明：1）核物质的穿壁运动是广泛存在于植物营养组织中的固有正常现象。是一定生理状态下有机物在细胞间运输与细胞内含物再分配的一种方式;2）通过对蒜穿鞘、小麦（Triticum aestivum L.）珠心、胚乳等组织的显微活体观察与亚显微结构分析,揭示与记录了原生质在细胞间运动的全过程与动态细节,发现参与穿壁过程的不限于核,核和胞质各级分可同时,亦可分别借自身的主动伸缩穿壁迁移;呈现穿壁运动的组织中,壁上部分胞间连丝结构剧烈变更,胞间通道明显扩大,可达100～300nm,核或胞质可经此开放通道迁移而不致有损通道外沿质膜的完整;3）原生质穿壁运动的动力来自细胞的能量代谢,与微丝活动密切有关,穿壁的原生质组分呈现活跃的ATP酶活性。近期的研究表明,小麦胚乳细胞中作活跃伸缩运动的胞质纤索是由F肌动蛋白集束组成,肌动蛋白纤丝可跨胞分布而存在于态胞间连丝中,从而使相邻细胞的胞质骨架得以实现胞间连续,另一方面是生殖体中染色质的穿壁运动研究,主要在郑国昌主持下开展,着重探讨花粉母细胞间染色质穿壁现象的普遍性及其与遗传、变异和进化的关系,对多种植物的系统观察证明,染色质穿壁出现在减数分裂前期I的凝线期,染色质通过胞质通道在一系列细胞间依次迁移;由电镜观察可见,参与穿壁运动的还包括胞质的多种成员;穿壁运动的动力被认为由原生质的收缩蛋白提供。郑国昌等的研究成果表明,染色质穿壁运动可导致染色体数目、结构的改变,由此产生的部分有活力的配子体经受精后有可能导致新一代个体出现多倍体或非整倍体,引进遗传性状的变异。     

高等植物中原生质细胞间运动研究的进展

20世纪初已在植物营养组织和生殖体中观察到细胞核或染色质在细胞间的穿壁迁移.但多年来涉及这一研究的学者大多倾向于将它看做是人为赝象而未予深究.50年代中期,自吴素萱在葱(Allium L.)、蒜(Allium sativum L.)等植物中重新发现了核穿壁运动现象以来,我国植物细胞与生理学家随之进行了系统与广泛的探讨.穿壁运动的研究及进展主要包括两个方面.一方面是营养组织中原生质的细胞间运动,由吴素萱、娄成后合作主持的有关研究项目着重与营养组织中有机物的运输、分配与再利用生理过程相联系.多年来积累的成果表明:1)核物质的穿壁运动是广泛存在于植物营养组织中的固有正常现象,是一定生理状态下有机物在细胞间运输与细胞内含物再分配的一种方式;2)通过对蒜芽鞘、小麦(Triticum aestivum L.)珠心、胚乳等组织的显微活体观察与亚显微结构分析,揭示与记录了原生质在细胞间运动的全过程与动态细节,发现参与穿壁过程的不限于核,核和胞质各组分可同时、亦可分别借自身的主动伸缩穿壁迁移;呈现穿壁运动的组织中,壁上部分胞间连丝结构剧烈变更,胞间通道明显扩大,可达100～300 nm,核或胞质可经此开放通道迁移而不致有损通道外沿质膜的完整;3)原生质穿壁运动的动力来自细胞的能量代谢,与微丝活动密切有关,穿壁的原生质组分呈现活跃的ATP酶活性.近期的研究表明,小麦胚乳细胞中作活跃伸缩运动的胞质纤索是由F肌动蛋白集束组成,肌动蛋白纤丝可跨胞分布而存在于常态胞间连丝中,从而使相邻细胞的胞质骨架得以实现胞间连续.另一方面是生殖体中染色质的穿壁运动研究,主要在郑国主持下开展,着重探讨花粉母细胞间染色质穿壁现象的普遍性及其与遗传、变异和进化的关系;对多种植物的系统观察证明,染色质穿壁出现在减数分裂前期Ⅰ的凝线期,染色质通过胞质通道在一系列细胞间依次迁移;由电镜观察可见,参与穿壁运动的还包括胞质的多种成员;穿壁运动的动力被认为由原生质的收缩蛋白提供.郑国等的研究成果表明,染色质穿壁运动可导致染色体数目、结构的改变,由此产生的部分有活力的配子体经受精后有可能导致新一代个体出现多倍体或非整倍体,引起遗传性状的变异.     

油松鳞叶中细胞核穿壁现象的初步研究

利用薄切片和超薄切片技术对油松衰老鳞叶中细胞核穿壁运动进行了观察研究。首次,细胞核内的染色质逐渐收缩集中,形成染色深的球状体,以后,细胞核逐渐与细胞壁接近。接着紧贴细胞壁的细胞核通过细胞壁上的通道或胞间连丝转移到相邻的细胞内,此外,还发现有多种其它的转移方式存在。研究结果表明细胞核的穿壁运动现象同时存在于连子植物和裸植物中,电镜观察进一步证明细胞壁道在细胞核穿壁之前已形成。     

细胞融合

一、细胞融合的研究简史 早在本世纪初,核穿壁或染色质穿壁运动已先后在植物体细胞和生殖细胞中发现了。但都认为是受机械损伤或在固定时受了不正常的生理条件所引起的。其后不久,在豆科、百合利、菊科、茅膏菜种间杂种、和小黑麦杂种等植物中也都看到了这种现象,有的认为是正常的,有的仍然认为是不正常现象。到1911年     

曼陀罗(Datura stramonium L.)花粉母细胞间染色质穿壁转移的方式与染色体数目改变的关系

细胞融合(cytomixis)现象普遍出现于被子植物的花粉母细胞之间。最近,我们又在曼陀罗中看到这个现象。应用 x~2(卡平方)检验,又发现曼陀罗花粉母细胞间染色质穿壁转移方式与染色体数目的改变,和黑麦的一样,两者之间的差异并不显著,表明染色体数目的改变,与染色质穿壁方式是有关联的。     

非洲狼尾草珠心细胞核穿壁运动超微结构研究

用透射电子显微镜观察了非洲狼尾草珠心组织中细胞核穿壁运动。一个细胞核向相邻细胞转移时,可以进入一个或多个孔道：孔道直径0.33～0.68 μm。处于穿壁状态的细胞核染色质不正常地浓缩,电子密度大。     

非洲狼尾草珠心细胞核穿壁运动超微结构研究

用透射电子显微镜观察了非洲狼尾草珠心组织中细胞核穿壁运动。一个细胞核向相邻细胞转移时,可以进入一个或多个孔道：孔道直径0．33～0．68μm。处于穿壁状态的细胞核染色质不正常地浓缩,电子密度大。     

百合花粉母细胞间细胞融合期间腺苷三磷酸酶活性的细胞化学定位及其与染色质胞间转移的关系

用标准的磷酸铅沉淀的细胞化学方法,对百合花粉母细胞间染色质穿壁运动期间及其前后三个时期中的腺苷三磷酸酶(ATP 酶)活性进行了超微结构的定位。结果表明:(1)在穿壁前,ATP 酶活性主要定位于质膜、胞间连丝及细胞间隙;在内质网、高尔基体、质体和某些局部的基质(groundplasm)中,也表现有 ATP 酶活性反应的产物;但在染色质和核仁中,一般都没有这种反应。(2)在穿壁时,染色质从一个细胞穿壁转移到另一个相邻细胞,同时看到染色质和核仁内出现密集的 ATP 酶活性反应产物;在内质网和高尔基体的腔内以及质体的片层上也产生明显的 ATP 酶活性反应;而在质膜、胞间连丝及细胞间隙内 ATP 酶活性明显降低,甚至看不到明显的活性反应。(3)在穿壁后,质膜及细胞间隙中又产生明显的 ATP 酶活性反应产物,但核内染色质上的 ATP 酶活性则显著降低,而核仁内则仍有较高的活性。同前二个时期一样,内质网、高尔基体和质体上的 ATP 酶仍表现明显的活性反应。最后讨论了三个不同发育时期 ATP 酶活性及其分布部位的改变与染色质胞间转移的关系。     

葱的无丝分裂和核物质穿壁运动的细胞胚胎学研究

1.核穿壁运动一般系经胞间联丝的孔道,但是,有时核仁突破细胞壁,核物质经由该破裂的小孔转移,间或细胞壁先行溶解或破裂,于是核物质胞间转移自无障碍。所以胞间联丝的孔道是核穿壁一般的,而非唯一的,必然的通道。2.乾置的葱叶及成熟花粉,核物质穿壁频繁,而花粉发芽时,花粉管内的核物质穿出侧壁例甚罕见。由此,吸水,有氧呼吸,并非核物质穿壁的先决条件。细胞质川流对温度很敏感,而核物质(包括核液与染色质)穿壁,对 温度不敏感。细胞质川流有一定方向,而核物质穿壁无一定方向。细胞质川流只限于胞间内,而核物质穿壁有穿出有机体外。所以细胞质川流或核液川流作为核物质穿壁运动的推动力,难于成立。     

松孢素B对花粉母细胞染色质穿壁的影响

Nagai等,以及Wessels等证实在植物细胞中微丝是促进川流运动的因子。松胞素B(Cytochalasin B简称CB)有干扰微丝抑制川流运动的生物学效应。根据我们的研究,细胞质和核液的川流运动对花粉母细胞间细胞质和染色质穿壁运动起着直接的推动作用。因此,如果用不同浓度的松     

杂交对水稻花粉母细胞核物质转移的影响

自Gates(1911)采用“细胞融合”(Cytomixis)一词,描述了染色质从一个花粉母细胞穿壁转移到另一个相邻的花粉母细胞的细胞质中的现象以来,诸多的文献报道了许多植物均有此现象。随着细胞遗传学的深入     

黄芪花药壁的发育及其花粉母细胞染色质转移的细胞学观察

本文报道黄芪花药壁的发育及花粉母细胞染色质转移运动的细胞学观察,结果如下:1.花粉发育起源于多孢原细胞。2.花药壁基本上按着单子叶型进行发育。3.花粉母细胞间的染色质转移运动普遍存在于减数分裂过程中的各个时期。它们随时都可进行这种运动,没有时间性与连续性。     

烟草花粉母细胞细胞融合过程中微丝的免疫定位观察

应用普通电镜和酶联免疫电镜技术,研究了烟草花粉母细胞中的细胞融合现象及细胞融合过程中肌动蛋白微丝骨架的变化。观察发现,处于凝线期的花粉母细胞,其内含物,包括细胞器和染色质,通过胞质通道向相邻细胞发生转移。免疫电镜观察发现,花粉母细胞中的细胞质及核中存在线状和粒状的肌动蛋白微丝。在细胞融合过程中,有微丝骨架纤维与穿壁转移的染色质和细胞器相连。本文讨论了肌动蛋白微丝骨架在细胞融合过程中的作用。     

细胞核的穿壁现象和观察方法

细胞核的穿壁现象最近在生物学界中引起了极大的兴趣,尤其是北京植物研究所吴素萱教授在这方面作了很多系统的研究,并且得出了一些初步结论.这是一件非常有趣而且极有生物学意义的工作.因为在过去有些学者一直认为细胞核仅是细胞中的遗传器官,对植物的生长发育是毫无关系的.但在核的穿壁现象中,我们却看到了相反的情况.     

黑麦(Secale cereale L.)花粉母细胞间染色质穿壁转移与染色体数目改变的关系

细胞融合是指一个花粉母细胞中染色质穿壁转移到相邻的花粉母细胞中,它是一种自发的和正常的过程。这种现象又在黑麦两个品种中观察到。由于这一现象的出现,其结果可使花粉母细胞中期Ⅰ染色体数目发生改变,变异的幅度在5—9之间,n=7。花粉母细胞染色体数目的增加与减少,可能就是细胞融合的结果。最后,还讨论了细胞融合在细胞学上的后果和进化上的意义。     

一种特殊的长寿细胞:毛竹茎秆纤维细胞

利用显微和细胞化学方法,对毛竹(Phyllostachys edulis)茎秆纤维次生壁形成过程中超微结构变化以及ATP酶、Ca2 -ATPase和酸性磷酸酶的超微细胞化学定位进行了研究.研究发现,次生壁形成早期,细胞核具有双层核膜,染色质凝聚,可见大量的线粒体、粗面内质网和高尔基体等细胞器存在于纤维细胞中;随后,双层核膜消失,细胞器将逐渐解体,多泡体开始出现在纤维细胞的细胞质;随着年龄的增加,纤维细胞壁逐渐增厚,并出现多层结构现象,而运输小泡、细胞膜、胞间连丝和凝聚的染色质将持续存在.在次生壁形成的整个过程中,ATP酶、Ca2 -ATPase和酸性磷酸酶在运输小泡、细胞膜、质膜内陷、胞间连丝和凝聚的染色质中将持续存在.结果表明,毛竹茎秆纤维细胞是一种不同于木本双子叶植物的长寿细胞,纤维原生质体中ATP酶和酸性磷酸酶的持续存在与次生壁的持续增厚密切相关.     

快速寻找核穿壁细胞的一种方法

细胞核穿壁现象过去一直认为是一种在显微镜下观察时的假象,现已确定了这是一种细胞特有的过程。核物质穿过细胞壁转移到邻近细胞核中去,在薄壁组织中完成有机物在细胞间短距离运输。在教学中我们观察核穿壁采用卡宝品红染色、取葱或洋葱外层表皮进行镜检。然而效果不是很好,往往长时间都找不到一个发生了核穿壁的细胞。对此,作者反复实验,找到了采用30%蔗糖溶液或5%氯化钠溶液先让细胞发生质壁分离再寻找核穿壁细胞的方法,而且该方法简单有效地证明了在光镜下核穿壁不是假象。现介绍如下:     

一种特殊的长寿细胞: 毛竹茎秆纤维细胞

利用显微和细胞化学方法, 对毛竹( Phyllostachys edulis) 茎秆纤维次生壁形成过程中超微结构变化以及ATP 酶、Ca²⁺ -ATP_ase 和酸性磷酸酶的超微细胞化学定位进行了研究。研究发现, 次生壁形成早期,细胞核具有双层核膜, 染色质凝聚, 可见大量的线粒体、粗面内质网和高尔基体等细胞器存在于纤维细胞中; 随后, 双层核膜消失, 细胞器将逐渐解体, 多泡体开始出现在纤维细胞的细胞质; 随着年龄的增加,纤维细胞壁逐渐增厚, 并出现多层结构现象, 而运输小泡、细胞膜、胞间连丝和凝聚的染色质将持续存在。在次生壁形成的整个过程中, ATP 酶、Ca²⁺ -ATP_ase 和酸性磷酸酶在运输小泡、细胞膜、质膜内陷、胞间连丝和凝聚的染色质中将持续存在。结果表明, 毛竹茎秆纤维细胞是一种不同于木本双子叶植物的长寿细胞, 纤维原生质体中ATP 酶和酸性磷酸酶的持续存在与次生壁的持续增厚密切相关。