高等植物胚胎的发育生物学研究——Ⅸ.稻胚发育过程中呼吸强度及细胞色素氧化酶活力的变化

前文已报道稻胚在分化发育过程中细胞分裂增殖迅速,生物大分子物质的含量亦相应增长(唐锡华等1980;朱治平等1980;覃章铮和唐锡华1982),而且淀粉在胚乳及胚中积累时还可能通过β淀粉酶而降解被发育中的胚所利用(高锦华和唐锡华1982)。为了研究这个过程中的生理变化,本文作者结合稻胚分化器官原基及积累贮藏物质各发育期的进展,研究了胚的呼吸强度与细胞色素氧化酶活力的变化规律;因为呼吸强度标志着胚体总的生理活性变化,而细胞色素氧化酶是呼吸链中末端氧化的一个重要酶,它直接关系到高能键ATP的形成。过去已有作者(1960;夏叔芳等1966)证明;水稻幼苗或籽粒中有末端氧化酶系统存在;而且较幼嫩籽粒中糖的末端氧化主要是通过金属末端氧化酶类,乳熟后磷酸戊糖支路(HMP)及非金属氧化酶类逐渐加强。夏叔芳(1964)还指出水稻种子成熟时,稻胚的呼吸强度并不下降。因此有必要在了解稻胚分化发育过程中胚呼吸作用的变化的同时,研究稻胚中金属末端氧化酶中的细胞色素氧化酶活力变化规律,以便了解稻胚分化发育过程中胚细胞分化发育与物质代谢的能量来源。     

水稻胚胎形成期间蛋白质和RNA合成活力的变化

用~3H-亮氨酸和~3H-尿苷标记不同发育时期的稻胚,发现蛋白质合成活力呈四阶段变化;各种RNA的合成与胚胎各发育阶段密切有关。α-鹅膏蕈碱(1.0μg/ml)对稻胚RNA合成的抑制作用在开花后7、15和18天较强,13天时很弱。在水稻胚胎形成期间,胚细胞蛋白质合成活力高峰先后出现于胚分化后期(开花后11天)和成熟中期(18天);mRNA的合成在分化初期(7天)和成熟中期(15～18天)较强;而rRNA和/或tRNA的合成高峰则出现在胚胎器官原基分化已经完成时(13天)。     

早期猪胚表达其胚源性基因及时间的特异性

台湾大学农学院畜产学系(所)科研人员对早期猪胚表达其胚源性基因及时间的特异性作了研究,发现多数哺乳动物卵母细胞在成熟过程中,虽可合成大量讯息核糖核酸,以提供胚在早期发育所需,但随着胚发育的进展,这些卵源性的讯息核糖核酸的质与量均有逐渐降解和减少的趋势,同时胚源性基因组的基因则开     

高等植物胚胎的发育生物学研究——Ⅷ.稻胚发育过程中过氧化物酶的活性、出现位置及其同工酶谱的变化规律

稻胚过氧化物酶活性随着胚的分化发育而增高,至成熟期趋于稳定。酶活性反应初期出现在幼胚表皮层及胚柄,以后又出现在胚芽、胚根及盾片的维管束原,根冠外缘与各器官原基表皮层的细胞外缘。过氧化物酶同工酶随胚发育期而变化,前期在靠阳极端有两条明显快带,至后期逐渐消失,但出现3～4条近阴极端的明显慢带。不同发育期的幼胚在离体强制萌发后则近阳端的过氧化物酶同工酶谱大体相同,只是较成熟胚近阴端的慢带增多。这些现象说明:过氧化物酶活力的出现与胚细胞分化成熟有关;稻胚发育过程中有遗传信息的顺序表达,而且它们表达的规律是与胚和它所处的内、外环境条件之间相互作用有关。     

稻胚凝集素对稻胚等细胞的凝集效应及其在稻胚发育过程中的出现时间与分布位置

稻胚凝集素(RGL)对稻胚、稻苗叶、根细胞,以及稻幼胚胚芽、胚根愈伤组织悬浮细胞都有凝集作用,RGL对元麦及烟草叶原生质体也能凝集。N-L酰葡萄糖胺(GlcNAc)有抑制RGL对细胞的凝集作用,但对胚根愈伤组织细胞的抑制效应不明显。水稻等细胞表面具有能与RGL专一结合的位点,只是胚根和胚芽愈伤组织细胞表面的糖蛋白分子有一定差异。RGL对水稻、元麦及烟草的细胞或原生质体的凝集效应不存在种间的专一性。RGL含量随胚的分化发育而不断增加,成熟中后期胚内RGL含量达到成熟时程度;胚芽鞘细胞中RGL分布广泛,胚芽、胚根的外层细胞显色深于内层,早期的胚乳细胞、子房内层、珠被、珠心细胞中均有RGL显色反应,但它的糖结合专一性与成熟胚RGL可能不同。     

高等植物胚胎的发育生物学研究——Ⅴ.水稻种胚发育过程中胚和胚乳内几种碳水化合物含量及淀粉酶活力的动态 高锦华;唐锡华

在开花后6～15天稻胚分化过程中,胚内淀粉、总糖和非还原糖含量逐渐地增加,但在胚器官原基分化完成后淀粉含量明显下降。胚分化期淀粉酶活力增加显著,尤其是β-淀粉酶活力较高,变化幅度大;胚器官原基分化完成后酶活性亦下降。以单位胚干重或每胚细胞计算的结果基本上亦表现了相似的趋势。稻胚分化发育过程中淀粉是处于不断被贮存同时不断被利用的状态,它积极参与了胚胎发育的代谢过程。至于β-淀粉酶可能在降解淀粉、提供能源,为合成蛋白质及纤维素等物质提供碳架方面起着重要作用。当胚分化完成后胚乳中淀粉含量仍有少量增加。在胚乳中α-淀粉酶活力低,变化幅度小,而β-淀粉酶活力在发育初期很高,以后下降,但活力仍比α-淀粉酶高,可能它在发育前期亦有类似在胚内的作用。     

水稻种子发育过程中Poly(A)RNA和蛋白质水平的变化

我们用[~3H]—Poly(U)饱和杂交的方法分析了水稻种子发育过程中Poly(A)含量和Poly(A)RNA水平的变化。胚乳发育过程中,Poly(A)含量和Poly(A)RNA水平均于开花后11天达到高峰,比蛋白质高峰出现时间约早10天。随着胚乳的成熟,蛋白质水平在开花后6～21天持续增长。但 Poly(A)含量和Poly(A)RNA水平却急剧下降。因此,在胚乳发育早期合成的Poly(A)RNA中,可能有部分不是直接用于蛋白质的合成。在胚的发育过程中,Poly(A)含量和Poly(A)RNA水平分别出现三次高峰。开花后30天,每胚含有5.94ng Poly(A)RNA,约占胚总RNA的0.097％,为稻胚中贮存的mRNA存在提供了一个直接的证据。     

侧金盏胚和胚乳发育的细胞胚胎学研究

利用石蜡切片技术对毛茛科植物侧金盏胚及胚乳发育进行了研究,以明确其胚胎发育的特征,为毛茛科植物的系统研究提供资料。结果表明:(1)侧金盏胚的发育属于柳叶菜型,胚乳发育为核型;初生胚乳核的分裂早于合子的第一次分裂。(2)种子成熟时,种胚尚未分化完全,尚处于球形胚后期或心形胚早期阶段,整个胚发育大约需要50~60d。(3)侧金盏种子存在明显的形态生理休眠现象,经后熟作用逐渐完成种胚的分化与生长,形成子叶形胚;侧金盏种子在相同处理条件下胚分化和发育的速度存在差异。     

豌豆细胞核仁中U3 snoRNA的分布和转运

rRNA前体剪切是发生在核仁中的重要生物学事件.U3 snoRNA作为rRNA的一个剪切因子被认为是rRNA前体剪切第一步,即5′ ETS剪切所必需的.鉴定U3能够为确定rRNA前体剪切位点和剪切产物转运提供间接证据.本文利用原位杂交技术研究了豌豆(Pisum sativum L.)核仁中U3 snoRNA的分布和转运.结果表明, U3 snoRNA分布在致密纤维组分(dense fibrillar component, DFC)和颗粒组分(granular component, GC)中,在纤维中心(fibrillar center, FC)没有分布.当用放线菌素D (actinomycin D, AMD)处理豌豆根端分生细胞时,rDNA转录受到抑制,标记信号减弱.随着AMD处理时间的延长,标记信号逐渐变弱并出现在DFC远轴区域和GC区域.本文结果提示,rRNA前体剪切发生在DFC和GC区域,剪切产物从围绕FC的区域向周边转运.     

一株蒽降解细菌的分离及降解特性研究

【目的】从盐碱土壤中筛选蒽降解菌株并分析其降解特性。【方法】采用极度稀释结果流式细胞检测法筛选分离纯化菌株,通过16S rRNA基因序列分析对菌株进行初步鉴定,采用气质联用仪(GC-MS)分析蒽的降解特性。【结果】从盐碱土壤中筛选出一株高效蒽降解菌株。经过16S rRNA基因序列分析,鉴定该菌株为Demequina salsinemorus BJ1。菌株可以利用蒽作为唯一碳源生长,降解率可达92%。在一定浓度范围内,随着蒽浓度的降低,细菌生长速率变快,降解率升高。添加外加碳源后,细菌生长速率明显变快,而对蒽降解率变低。对萃取中间代谢产物的质谱分析表明,降解蒽的中间代谢产物主要有9,10-anthracenedione (9,10-蒽醌)和Phthalic acid (邻苯二甲酸)等,说明它可能通过邻苯二甲酸途径降解蒽。【结论】筛选得到一株新的耐盐碱蒽降解菌,该菌降解效率高,对修复石油污染的土壤有一定的现实意义。     

稻胚中几种植物凝集素的内源受体

用4种不同的植物凝集素制成亲和吸附剂从成熟的稻胚中分离相应内源受体,发现“双丰1号”成熟稻胚中不合与麦胚凝集素(WGA)结合的物质,但含有少量与自身凝集素(S-RGL)和“寒丰”稻胚凝集素(K-RGL)结合的物质(0.1～0.2 mg/g胚),并含有较大量的与伴刀豆球蛋白(conA)结合的物质(1.0～1.5 mg/g胚)。用凝胶电泳分析受体组成,在低pH-不连续PAGE图谱中,conA受体有2条带,S-KGL和H-RGL受体均只有1条迁移率相同的带。SDS-IPAGE图谱显示,conA受体有7条多肽,S-RGL和H-RGL受体具有迁移率相同的8条多肽。说明两种受体的分子性质相同。     

酶促和非酶促抗氧化系统在玉米胚脱水耐性获得中的作用

以发育中的玉米胚为材料,研究了玉米胚脱水耐性的发育变化及其与抗氧化系统之间的关系。结果表明,授粉后18d的胚获得萌发能力,但不耐脱水;授粉后36d的胚开始获得耐脱水能力,并随着发育逐渐增加。随着发育,胚的超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）的活性逐渐降低,过氧化氢酶（CAT）活性逐渐增加。授粉后16～22d的玉米胚中检测不到抗坏血酸,24d后胚中抗坏血酸的含量显著增加;还原性谷胱甘肽含量在整个发育过程中逐渐增加。脱水胚的SOD、APX和DHAR的活性比对照（未脱水）胚低,而GR和CAT活性在发育早期比对照胚低,在发育中、后期高于对照胚。脱水胚的抗坏血酸和还原性谷胱甘肽含量明显低于对照胚。胚中丙二醛的含量随着发育逐渐下降,脱水胚的丙二醛含量显著高于对照。这些结果说明CAT活性和谷胱甘肽含量的增加以及脂质过氧化产物丙二醛含量的下降与玉米胚脱水耐性的获得密切相关。     

采用低pH值和适量的玉米素、ABA配合恢复褐化的水稻愈伤组织

在建立水稻体细胞悬浮培养体系的实验中,我们观察到当将胚性愈伤组织从固体培养基转入液体分化培养基进行悬浮培养并去掉2.4-D 时,随着培养时间的延长,愈伤组织往往出现褐化现象。与这种情况类似的是,当将悬浮培养的愈伤组织和成熟胚状体转入固体培养基时,也出现严重的褐化现象。这种褐化现象一般认为是不可逆的,伴随着胚性愈伤组织和成熟胚状体的褐化,胚性愈伤组织逐渐丧失分化能力,成熟胚状体则逐渐死亡。     

玉米胚发育过程中脱水耐性的变化

对离体玉米胚脱水耐性的变化以及不同脱水速率对其脱水耐性的影响进行了研究。授粉后16d的玉米胚能耐轻微脱水,含水量从1.45降低到0.28gH2Og-1DW时胚的萌发率为100%,但含水量低于0.1gH2Og-1DW时胚死亡。胚的脱水耐性随着发育逐渐加强,表现为电解质渗漏速率逐渐降低,萌发率和幼苗干重逐渐增加。授粉后20d胚内超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性较高,过氧化氢酶(CAT)活性较低;授粉后24d,这些酶的活性与授粉后20d的正好相反。脂质过氧化产物丙二醛(MDA)在种子发育过程中呈下降趋势。不同脱水速率明显地影响胚的脱水耐性:在慢速脱水到含水量0.1~0.18gH2Og-1DW时,胚的萌发率和幼苗干重比快速脱水高,电解质渗漏速率比快速脱水低;在快速脱水条件下胚中的SOD、APX活性和MDA含量也比慢速脱水高;CAT活性的变化不明显。     

豌豆细胞核仁中U3 snoRNA的分布和转运

rRNA前体剪切是发生在核仁中重要生物学事件。U3 snoRNA作为rRNA的一个剪切因子被认为是rRNA前体剪切第一步,即5′ETS剪切所必需的,鉴定U3能够为确定rRNA前体剪切位点和剪切产物转运提供间接证据。,本文利用原位杂交技术研究了豌豆（Pisum sativum L.)核仁中U3 snoRNA的分布和转运。结果表明,U3 snoRNA分布在致密纤维组分（dense fibrillar component,DFC)和颗粒组分（granular component,GC)中,在纤维中心（fibrillar center,FC)没有分布 ,当用放线菌素D（actinomycin,D,AMD)处理豌豆根端分生细胞时,rDNA转录受到抑制,标记信号减弱,随着AMD处理时间的延长,标记信号逐渐变弱并出现在DFC远轴区域和GC区域。本文结果提示,rRNA前体剪切发生在DFC和GC区域,剪切产物从围绕FC的区域向周边转运。     

视网膜神经纤维在不同发育时期鸡胚视网膜基膜上的生长~*

我们曾证实了鸡胚视网膜基膜是培养视网膜神经纤维生长的最适基底。本文研究了不同发育时期鸡胚(E6、E12)的基膜对于不同发育时期(鸡胚E6、E12;新生金仓鼠d 0,d1,d 9和成年金仓鼠)视网膜纤维生长的影响。结果是:(1)随着视网膜的发育,在E6或E12基膜上神经纤维生长的长度和茂密程度下降;(2)发育早期的视网膜(E 6,d 0,d 1)在E6和E12基膜上,纤维生长的长度相近;(3)发育晚期的(E 12,d 9)以及成熟的视网膜在E12基膜上纤维生长的长度要比E6基膜上的长(约1.5-1.9倍);(4)E12和E6基膜对纤维生长作用的差别可能和层粘连蛋白有关。     

稻属植物胚的形态结构与二（异）型子叶

长久以来植物学界认定稻 (OryzasativaL .)是单子叶植物。作者从稻胚发育的研究中确认稻胚具二型子叶 ,并非单子叶。稻属其他种的胚胎形态与O .sativa是否相同 ?是否具二型子叶 ?根据扫描电子显微镜的观察结果 ,稻属 (Oryza) 2 2个种和亚种的胚的形态结构可以分为两种类型。O .sativa等 16个种胚具腹鳞和侧鳞 ,属第一类型 ;O .meyeriana (Zoll.etMor.exSteud .)Baill.ssp .tuberculataW .C .WuetY .G .Lu ,G .C .Wang等 6个种 (亚种 )胚缺腹鳞和侧鳞 ,属第二类型。O .sativa和O .meyerianassp .tuberculata的胚胎发育过程所出现的盾片原基、胚根鞘原基、胚芽鞘原基和生长锥均来自原胚 ,前二者发育成胚套 ,是外围子叶 ;胚芽鞘原基发育成围在生长锥外并盖住生长锥的空心的倒锥状胚芽鞘 ,是顶生子叶。第一类型与第二类型稻胚都具有二型子叶。第二类型稻胚在盾片原基发育过程中并不分化出腹鳞和侧鳞 ,因而造成第二类型稻胚缺腹鳞与侧鳞。稻的二型子叶源于原胚的背腹极性分化     

水稻胚和胚乳内源ABA含量的变化及其与发育和萌发的关系

用放射免疫方法测定了种子发育和萌发过程中胚和胚乳的游离态(f-)和结合态(c-)内源 ABA 水平的变化。发育中稻胚 ABA 含量的双峰曲线与胚的两阶段发育模式一致。胚分化期和成熟期各有一个 ABA 含量的高峰。分化期以 f-ABA 为主,可能主要来自母体组织,与同化物迅速输入种胚有关;成熟期以 c-ABA 为主,可能主要是原位合成的,更直接地涉及胚基因表达的调节。胚乳的 ABA 含量占整个种子的90％左右,但 ABA 浓度(按 ABAng/mg鲜重表示)仅为胚的一半左右。除在线性充实期有一个 ABA 浓度的高峰外,整个发育期间胚乳的 ABA 浓度非常稳定。萌发期间胚的 ABA 含量呈“V”字形曲线变化,萌发开始时 ABA含量迅速下降,胚芽伸长生长开始以后再逐渐回升。讨论了内源 ABA 与种胚发育和萌发的可能关系。     

稻属植物胚的形态结构与二(异)型子叶

长久以来植物学界认定稻(Oryza sativa L.)是单子叶植物.作者从稻胚发育的研究中确认稻胚具二型子叶,并非单子叶.稻属其他种的胚胎形态与O.sativa是否相同?是否具二型子叶?根据扫描电子显微镜的观察结果,稻属(Oryza) 22个种和亚种的胚的形态结构可以分为两种类型.O.sativa等16个种胚具腹鳞和侧鳞,属第一类型;O. meyeriana (Zoll. et Mor. ex Steud.) Baill.ssp. tuberculata W. C. Wu et Y. G. Lu, G. C. Wang等6个种(亚种)胚缺腹鳞和侧鳞,属第二类型.O.sativa和O. meyeriana ssp. tuberculata的胚胎发育过程所出现的盾片原基、胚根鞘原基、胚芽鞘原基和生长锥均来自原胚,前二者发育成胚套,是外围子叶;胚芽鞘原基发育成围在生长锥外并盖住生长锥的空心的倒锥状胚芽鞘,是顶生子叶.第一类型与第二类型稻胚都具有二型子叶.第二类型稻胚在盾片原基发育过程中并不分化出腹鳞和侧鳞,因而造成第二类型稻胚缺腹鳞与侧鳞.稻的二型子叶源于原胚的背腹极性分化.     

稻胚发育过程中细胞核内DNA增殖的特点

应用显微分光光度技术测定的稻胚发育过程中核ＤＮＡ含量的结构表明,球形胚中细胞核ＤＮＡ含量较高,多倍性明显,Ｃ值较集中在６－１２Ｃ,个别的最高达２３８或４３９Ｃ,它们可能为胚柄细胞;ＤＮＡ含量差异明显可能与它们的分化潜能有关。分化初期,中期及成熟胚细胞核ＤＮＡ含量一般不及球形胚高,不同倍性的频率分布亦较球形胚分散,但多倍性仍明显;