一种观察慈姑属植物花粉管"再分配"现象的优化方法

在被子植物双受精时 ,花粉管输送两个精核入胚囊 ,一个精子与卵结合发育成胚 ,另一个与中央极核结合发育成胚乳。 1根以上的花粉管到达 1个胚珠的现象并不少见 ,但最终只有 1根花粉管能进入胚囊。与其他许多有性生物一样 ,植物中也存在着防止多精入卵的机制。被阻止进入胚珠的花粉管可能短暂地继续生长 ,随即卷曲、死亡。但是也有一些例外 ,Wang等 (2 0 0 2 )对小慈姑的传粉和花粉管生长过程进行了详细的研究。小慈姑 (Sagittaria potamogetifolia)为单性花 ,雌蕊群由多枚离生心皮组成。自然群体中雌花柱头受粉率常为 80 %～ 85 % ,而结实…     

植物的试管受精

植物的传粉受精作用包括花粉粒从花药转移到雌蕊的柱头上并萌发,花粉管穿过柱头和花柱从珠孔进入胚珠及胚囊,在胚囊里花粉管释放出两个精子,一个与卵细胞结合,将来发育成胚;一个与极核融合,将来发育成胚乳,这样就完成了受精作用,最终发育为种子。把上述诸过程置于人工控制条件下,在无菌环境里接种胚珠或雌蕊到培养基上,然后授以无菌     

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。     

花粉管向胚珠方向生长的控制机理

被子植物的受精过程复杂而精细,包括柱头识别、花粉管萌发、花粉管穿过花柱、花粉管进入珠柄和胚囊、释放精子等过程。花粉管准确定位于胚珠,从珠孔进入胚囊对于受精过程的完成具有重要意义。本文主要介绍雌配子体在花粉管向胚珠生长过程中导向机理。     

别开生面:被子植物受精机制研究的新发现

被子植物受精调控机制一直是植物有性生殖领域的研究热点之一。近年来,对于花粉管导向、防止多精入卵以及受精恢复系统启动等关键过程的研究有了快速进展。但迄今发现的主要调控途径均为基于助细胞功能、旨在确保双受精成功的机制,而对基于中央细胞确保双受精成功的机制仍知之甚少。近期,李红菊研究组在该领域取得了新的突破,他们发现中央细胞也能够分泌吸引花粉管的小肽,进而揭示了一条全新的不依赖于助细胞的受精恢复途径,填补了对受精机制认识的一个空白。     

花粉与营养保健

花粉是植物的雄性配子体,其中含有雄性生殖细胞——精子。植物开花时散出花粉,然后传粉至柱头,并在柱头上萌发产生花粉管,由花粉管将精子带到胚珠,进入胚囊,才能实现精子与卵子的结合,完成植物的有性生殖过程,繁     

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。     

水稻(Oryza sativa L.)的受精作用

本文对四个水稻品种的双受精过程作了细胞形态学的观察。作者看到,水稻在受精过程中常常有多条花粉管相继伸向珠孔,并把花粉管内含物注入胚囊。注入胚囊的内含物进入两助细胞之一,在卵细胞的一侧形成钩状构造。当合子发育成原胚时,钩状构造就逐渐消失。卵细胞与极核,除了通常的单精受精以外,有少数可能是属于多精受精的现象。卵细胞多精受精时,超数精子不但进入细胞质,而且进入细胞核。精子还可能进入原胚的胚胎细胞。     

油橄榄授粉受精和胚胎发育过程观察

该研究以油橄榄“鄂植-8”为材料,应用压片荧光观察花粉在柱头和花柱中的萌发及生长情况,采用石蜡制片法观察油橄榄的胚珠结构特点和授粉受精过程。结果表明：油橄榄为1子房2心室4胚珠,珠心较发达,由多层细胞构成,属于厚珠心椭圆型胚珠,胚珠直生;花开时花粉粒落到柱头上立刻萌发,随后花粉管在花粉通道中生长,再后进入子房经子房内表面,大部分花粉管不能到达胚珠,仅少数沿胎座生长经珠柄进入珠孔,释放2个精子,2个精核分别进入卵细胞和极核,并与卵核及极核相互融合;观察到合子中雌、雄性核仁融合的过程。授粉受精各阶段经历的时间为花粉落到柱头上立刻萌发;授粉后6d左右,花粉管长入胚珠的珠孔,随后释放精子;10 d左右完成授粉受精,30 d左右形成心型胚,40 d左右胚发育几乎成熟。在进行子房石蜡切片中,共观察到612个完整子房切片,发育完整的子房为97.53％,完成授粉受精的胚珠为15.52％。油橄榄在自然授粉下,约85％的胚珠授粉受精过程不能完成,在一定程度上影响其坐果。该研究结果为油橄榄授粉受精、高效生产等提供了理论依据。     

有花植物的有性生殖

花是有花植物（被子植物）的有性生殖器官。在雄蕊的花药中产生雄配子体,通常称花粉;在雌蕊子房内的胚珠中发育雌配子体,通常称胚囊。在花粉或花粉管中形成的一对精细胞分别与胚囊中的卵和中央细胞受精,由此产生胚和胚乳。随着胚和胚乳的发育,整个胚珠发育为种子。这是被子植物有性生殖的一般过程。     

有花植物的有性生殖

花是有花植物（被子植物）的有性生殖器官。在雄蕊的花药中产生雄配子体,通常称花粉;在雌蕊子房内的胚珠中发育雌配子体,通常称胚囊。在花粉或花粉管中形成的一对精细胞分别与胚囊中的卵和中央细胞受精,由此产生胚和胚乳。随着胚和胚乳的发育,整个胚珠发育为种子。这是被子植物有性生殖的一般过程。     

慈菇属植物的花粉管再分配现象

当花粉落到柱头上,并与柱头识别后,花粉萌发长出花粉管等一系列过程,在被子植物有性生殖中占有很重要的地位。正是由于具备萌发条件的花粉长出花粉管,并产生的雄性配子——精子,然后通过花粉管的伸长生长,被输送到胚珠的胚囊内与卵细胞和极核融合,完成被子植物所特有的双受精过     

蓝猪耳受精生物学研究进展

蓝猪耳(Torenia fournieri L.)胚囊半裸露,在光学显微镜下能清楚观察到卵细胞、助细胞及部分中央细胞的形态结构,有助于原位观察卵细胞在受精前后的变化状态,被认为是研究被子植物体内受精机理的一种模式植物。综述了蓝猪耳的受精机理:花粉管定向进入胚囊的方式与机理、钙在受精过程中的作用、受精前后胚囊细胞骨架的动态变化。简要介绍了离体受精技术在蓝猪耳受精生物学中的发展应用。根据前人对蓝猪耳的研究成果并结合我们的研究,指出蓝猪耳在受精生物学中的应用,特别是借助离体受精技术平台,将具有更大的研究前景。     

花粉发育的转录组研究进展

在受精过程中花粉通过其极性生长的花粉管将精细胞运送到胚囊启动双受精，除了在有性生殖过程中的重要作用外，花粉及其极性生长的花粉管也是研究植物生长发育的重要模式材料。随着模式植物拟南芥和水稻基因组测序的完成，在基因组水平上揭示花粉发育以及花粉管极性生长的分子基础已成为可能。经过最近几年的研究已初步明确了花粉转录组特征。本文主要讨论了拟南芥花粉转录组学的研究进展，以期帮助读者对花粉发育的研究有全面了解。     

胡萝卜精、卵细胞、助细胞和中央细胞的分离

用两个解剖针挤压胡萝卜花粉使其破裂释放出精细胞。用酶解-解剖方法分离胡萝卜胚囊中的卵细胞、助细胞和中央细胞。胡萝卜胚珠先在酶液中酶解40~50min,然后将其转移到不含酶的分离液中用解剖针解剖胚珠。将胚珠的合点端切破,轻轻挤压胚珠的珠孔,卵细胞、助细胞和中央细胞即可逸出。在最佳条件下,20min可从20个胚珠中分离出5个卵细胞。对分离胚囊细胞的渗透压和酶液成分进行了筛选。分离出的卵细胞用显微操作仪收集。胡萝卜精、卵细胞的成功分离为在双子叶植物中进行离体受精探索创造了条件。     

花粉发育的转录组研究进展

在受精过程中花粉通过其极性生长的花粉管将精细胞运送到胚囊启动双受精, 除了在有性生殖过程中的重要作用外,花粉及其极性生长的花粉管也是研究植物生长发育的重要模式材料。随着模式植物拟南芥和水稻基因组测序的完成, 在基因组水平上揭示花粉发育以及花粉管极性生长的分子基础已成为可能。经过最近几年的研究已初步明确了花粉转录组特征。本文主要讨论了拟南芥花粉转录组学的研究进展, 以期帮助读者对花粉发育的研究有全面了解。     

刺五加开花后雌蕊的发育状态与受精作用

刺五加Eleutherococcus senticosus(Rupr． et Maxim．)Maxim．植株在开花后雌配子体的发育状态与 一般植物不同在于:雌配子体在开花当天均末成熟,在开花后经4-5天才发育成熟。开花第6天,雌株 和两性株的成熟胚囊百分率各为82．25％和67．25％,其余为未育、败育、退化或未成熟胚囊,未观察到 已受精的胚囊;而此时,雄株的雌配子体退化、花朵全部脱落。伴随着胚囊的分化,刺五加雌株和两性株 的花柱逐渐延长,蜜腺渐趋成熟。开花后4～6天,乳突细胞发育,柱头开始外翻;此后,蜜腺分泌花蜜, 柱头进入可授期。开花第7天,胚囊开始受精。开花后9～10天,雌株已受精的胚囊占胚囊总数的40～ 65％,两性株已受精的胚囊占胚囊总数的25～41％。刺五加花粉萌发至雌雄性核融合的间隔期约为2 ～3天。刺五加的双受精过程与一般被子植物基本相同。其受精作用属于有丝分裂前配子融合类型。 此外,还观察了成熟胚囊退化的类型,观察到多余花粉管进入胚囊以及两个精子与卵受精、两个精子与次生核融合的图象。     

西番莲双受精过程的细胞学观察

利用石蜡制片,观察了西番莲双受精的全过程,其主要结果如下：人工授粉后6．5小时,大量花粉管进入子房腔,并沿子房内壁生长,进行珠孔受精;7—7．5小时,花粉管由珠孔进入胚囊,破坏一个助细胞,释放出二个精子;7．5—9小时,大多数胚珠雌、雄性核发生融合。其受精作用属于有丝分裂前型的配子融合类型;精子与卵细胞、精子与极核融合几乎同时发生。两极核于受精后融合;合子与初生胚乳核无休眠期,受精后立即进行有丝分裂。     

毛竹花粉的形态及双受精过程研究

由于实验的材料、条件和技术的限制,关于竹类花粉形态、花粉管生长过程的研究十分少见。毛竹( Phyllostachys edulis)属于禾本科( Poaceae/Gramineae)竹亚科( Bambusoideae)植物,在我国广泛分布,具有重要的经济、生态和文化价值。由于其独特的生殖生物学特性,即开花周期长、结籽率低,所以对其开花材料的获取十分困难。该研究在其独特的开花特性基础上,结合野外实地观察,利用显微镜、环境扫描电镜、荧光显微镜等,对毛竹的花粉形态、结构以及花粉管的萌发与生长动态进行了首次报道。结果表明：(1)毛竹花粉近球形,平均直径为61.00μm,属于大型孢子。(2)毛竹成熟花粉落到雌蕊柱头上后,经过花粉与柱头的成功识别,开始萌发,并形成花粉管;随着花粉管的逐渐伸长生长,依次经过柱头和花柱,到达子房;约120 min后到达珠孔处,进入胚珠和胚囊,完成双受精作用。通过对毛竹花粉形态结构和花粉管生长至受精过程的动态观察,为毛竹花粉可授性、花粉生理、生化研究提供了实验技术准备。该研究结果完善和丰富了毛竹乃至整个禾本科植物在生殖生物学方面的研究内容。     

Fuerte和Hass品种油梨的花粉管生长、受精与早期胚和胚乳发育的光学显微镜研究

用光学显微镜对Fuerte和Hass品种油梨的花粉管生长、受精与早期胚和胚乳发育进行了研究。授粉后24小时,花粉管穿入胚珠。当花粉管到达子房时,花粉管贴着子房内壁表面生长,然后沿着珠柄,穿过内珠被形成的珠孔,在珠心顶端的乳突细胞之间生长。它经过一个助细胞进入胚囊。授粉后48小时在胚囊中可见到精核,精核与极核融合后,精卵才融合。胚乳核先分裂,接着细胞壁形成。授粉后5—6天,合子第一次分裂。Fuerte品种授粉后1—2天的胚珠中,虽然在珠被或珠心处经常看到花粉管,但是只有不到20%的胚囊有花粉管进入。在Hass品种中,有60%的胚囊有花粉管穿入。可以认定,Fuerte品种之所以低产可能与花粉管很少进入胚囊有一定的关系。