洋葱花粉发育过程中ATP酶的分布特征(简报)

在真核细胞中,除了线粒体和叶绿体ATPase的功能是合成ATP外,其余部位ATPase是水解ATP以获取生物能量的代谢酶,在生物体细胞内广泛存在。探索ATPase在细胞中的分布状态是研究细胞生理状态的一种重要手段。ATPase在细胞中的多少可反映出细胞当时的生活状态,这一特征已被初步用于探索小麦和水稻雄性不育的细胞生物学研究中,希望通过比较可育花药和不育花药中ATPase的分布差异寻找雄性不育的机理,发现     

莴苣花药发育过程中钙的分布特征

减数分裂前,莴苣花药中的钙颗粒很少。减数分裂后,花药绒毡层细胞中的钙颗粒明显增加, 同时在花药药室基质中也出现许多细小的钙颗粒。刚从四分体中释放出的小孢子内钙颗粒很少,伴随着花粉外壁物质在小孢子表面的沉积,钙颗粒开始积累在花粉壁部位。随后,小孢子中开始出现钙颗粒。当小孢子开始形成液泡后,钙颗粒向其中聚集,伴随着小液泡融合成大液泡,体积较大的钙颗粒主要集中在液泡中,而细胞质基质中的钙颗粒很少。随着二胞花粉中的大液泡消失,花粉细胞质中的钙颗粒变得很少。在以后的发育中,只有花粉壁中积累较多的钙颗粒。在莴苣花药发育过程中,钙与绒毡层细胞的退化和小孢子液泡形成以及二胞花粉中大波泡的消失有关。而花粉外壁表面积累丰富的钙与以后花粉的萌发有关。     

莴苣花药发育过程中钙的分布特征

减数分裂前,莴苣花药中的钙颗粒很少。减数分裂后,花药绒毡层细胞中的钙颗粒明显增加。同时在花药药室基质中也出现许多细小的钙颗粒。刚从四分体中释放出的小孢子内钙颗粒很少。伴随着花粉外壁物质在小孢子表面的沉积,钙颗粒开始积累在花粉壁部位。随后。小孢子中开始出现钙颗粒。当小孢子开始形成液泡后,钙颗粒向其中聚集,伴随着小液泡融合成大液泡。体积较大的钙颗粒主要集中在液泡中,而细胞质基质中的钙颗粒很少。随着二胞花粉中的大液泡消失,花粉细胞质中的钙颗粒变得很少。在以后的发育中,只有花粉壁中积累较多的钙颗粒。在莴苣花药发育过程中,钙与绒毡层细胞的退化和小孢子液泡形成以及二胞花粉中大液泡的消失有关。而花粉外壁表面积累丰富的钙与以后花粉的萌发有关。     

玉米花粉低分子量ATP酶部分性质研究

对纯化的玉米花粉低分子量ＡＴＰ酶－３８ｋＤ蛋白的部分理化及药理学性质进行了研究。该酶与植物细胞中现已发现的马达蛋白（动蛋白及ｄｙｎａｍｉｎ）存在较大差异。紫外吸收光谱在２７８ｎｍ处有最大吸收。圆二色谱分析表明该蛋白呈现典型球蛋白特征。最适ｐＨ为８．０,对ＡＴＰ的Ｋｍ为８×１０－４ｍｏｌ／Ｌ,Ｖｍａｘ为３．５μｍｏｌＰｉ每ｍｉｎ每ｍｇ蛋白质。对ＮＴＰ底物专一性为ＣＴＰ＞ＡＴＰ≥ＧＴＰ＞ＩＴＰ＞ＵＴＰ,药理学研究表明：该酶对０．１ｍｍｏｌ／ＬＮａ３ＶＯ４、２．４ｍｍｏｌ／ＬＮａＦ及０．１ｍｍｏｌ／ＬＮＥＭ均非常敏感。     

西瓜花粉壁超微结构与花粉ATP酶细胞化学定位

研究了西瓜花粉壁超微结构以及单核花粉液泡化时期ATP酶活性超微细胞化学定位。花粉壁的外壁分为外层和内层,外层包括覆盖层、基粒棒和基足层等三层,内层只包含一层。外层电子密度相对较小,内层电子密度相对较大;外层与内层之间有缝隙。ATP酶活性反应产物主要分布在细胞质基质、质体、内质网和花粉内壁中。     

西瓜花粉壁超微结构与花粉ATP酶细胞化学定位

研究了西瓜花粉壁超微结构以及单核花粉液泡化时期ATP酶活性超微细胞化学定位。花粉壁的外壁分为外层和内层 ,外层包括覆盖层、基粒棒和基足层等三层 ,内层只包含一层。外层电子密度相对较小 ,内层电子密度相对较大 ;外层与内层之间有缝隙。ATP酶活性反应产物主要分布在细胞质基质、质体、内质网和花粉内壁中     

水稻花药发育过程中腺苷三磷酸酶的分布

水稻花粉母细胞中的ATP酶反应颗粒很少,主要分布在细胞核中。组成花药药壁的4层细胞中只有绒毡层细胞核中有较多的ATP酶。减数分裂后,绒毡层细胞质中分化出许多内质网片层,但ATP酶反应颗粒仍很少,其它3层药壁细胞中质膜ATP酶明显增加。在花粉内、外壁中形成了大量的ATP酶反应颗粒,但花粉外壁在小孢子时期形成,ATP酶反应颗粒来自绒毡层细胞的鸟氏体。花粉内壁在二胞花粉时期形成,其中的ATP酶反应颗粒来自花粉营养细胞。二胞花粉的营养细胞比生殖细胞含有更多的ATP酶反应颗粒。     

莴苣助细胞发育过程中钙的分布研究

用焦锑酸盐沉淀法对莴苣助细胞中的钙分布进行了观察。结果表明,开花前3天刚形成的助细胞中的钙颗粒很少:开花前2天助细胞壁中的钙颗粒增加;开花前1天助细胞珠孔端细胞壁加厚,其中积累了许多钙颗粒:开花当天助细胞珠孔端的丝状器中聚集了大量的钙颗粒。授粉后1h时两个助细胞的结构和钙分布发生差异,一个呈退化状,其中的钙颗粒明显增多,另一宿存助细胞中的钙分布与授粉前相似。去雄不授粉1天后两个助细胞均保持完好,且两助细胞中的钙分布没有明显差异,表明由花粉管引起一个助细胞中钙含量增加进而导致了助细胞退化。退化助细胞在卵细胞与中央细胞之间形成一薄层。助细胞退化后不同部位的钙颗粒呈现出与受精作用密切有关的变化:授粉后1h时,钙主要聚集在近合点端部位;授粉后2.5h卵细胞即将受精,这时许多细小的钙颗粒主要聚集在卵细胞与中央细胞之间的薄层中;授粉后4h精、卵细胞已融合,这时退化助细胞合点端的钙颗粒明显减少,而在其珠孔端又聚集了较多的钙。上述助细胞中的钙含量变化与吸引花粉管进入胚囊和促使精卵细胞融合密切有关。     

毛竹茎秆纤维细胞发育过程中ATP酶的超微细胞化学定位研究

采用磷酸铅沉淀技术,对毛竹茎秆纤维细胞发育过程中的ATP酶进行了超微细胞化学定位研究.在初生壁形成时期,大量的ATP酶的活性产物沉积在质膜、质膜内陷、运输小泡、胞间连丝等膜体系以及细胞核和各种细胞器上;在次生壁形成的初期,ATP酶在多泡小体和裂解的液泡膜上出现,凝聚并边缘化的染色质上仍然具有ATP酶活性;随着次生壁的逐渐加厚,在前四年中持续存在具有ATP酶活性的质膜内陷结构,以后消失;而在六年生纤维细胞的质膜、运输小泡、纹孔、胞间连丝和凝聚化的染色质上仍然发现有明显的ATP酶分布,并发现在染色质上ATP酶活性会随着凝聚程度的加深而增强.结果表明,ATP酶在毛竹茎秆纤维细胞壁的整个形成过程中发挥重要作用,而纤维细胞的次生壁形成过程是一个由核基因控制的主动的PCD过程;并证实毛竹茎秆纤维细胞的发育有别于其它木本植物纤维细胞的发育过程,这种纤维细胞是一种典型的长寿细胞.     

山东菊科莴苣亚族植物花粉形态研究

应用光镜和扫描电镜对山东菊科莴苣亚族11属18种、1变种植物的花粉形态进行了观察研究。结果表明:莴苣亚族植物的花粉呈球形,具3~4沟孔,花粉表面具有网状纹饰,粗网眼15~21个,网脊上具1行刺,属于蒲公英(Taraxacum)型,与已报道的莴苣亚族其它属种的花粉形态相一致。通过莴苣亚族属间花粉形态的比较,认为花粉形态在属间分类上意义不大。     

水稻马协不育与可育花药ATPase定位(简报)

马协不育系系朱英国等用农家品种“马尾粘”的不育株与“协青早选”测交和回交选育成功的。超微结构研究表明马协不育花药单核边位期绒毡层提前解体,液泡膜破裂;不育花粉外壁基粒棒少,且分布不均匀;线粒体有大的电子透明区,二核期不育花粉中央大液泡崩溃。不育花药绒毡层提前解体可能影响花粉外壁合成及花粉营养供应,大量研究表明绒毡层发育异常与花粉败育密切相关,而液泡膜的破坏会导致水解酶类的泄     

枸杞果实ATP酶超微细胞化学定位研究

运用常规ATP酶超微细胞化学定位技术,对宁夏枸杞果实发育不同阶段的韧皮部和果肉库薄壁细胞ATP酶分布进行了观察研究.结果显示,在果实发育过程中SE/CC复合体与周围韧皮薄壁细胞间存在共质体隔离,韧皮薄壁细胞及果肉库薄壁细胞的胞间连丝较少,但是与果肉库薄壁细胞相邻的韧皮薄壁细胞的胞间连丝较多.囊泡和膜泡在筛管、韧皮薄壁细胞和库薄壁细胞中很丰富,并且质膜、囊泡膜、液泡膜上ATP酶沉淀物在韧皮部各细胞分布较少,在果肉库薄壁细胞分布较多,特别是在果实第二次快速生长期,果肉库薄壁细胞膜系统、细胞壁和胞间隙的ATP酶活性剧烈增强.此外,果肉库薄壁细胞的质膜ATP酶具极性分布特点.由此得出,枸杞果实韧皮部卸载是一种需要能量驱动的过程,其卸载途径主要以质外体途径为主,在从韧皮部向果肉库薄壁细胞卸出时可能为共质体和质外体途径共存.膜泡运输是枸杞果实同化物卸出和转运的重要方式,而韧皮薄壁细胞在同化物卸出和转运过程中承担了主要转运角色;果肉库薄壁细胞进行主动和定向卸载、积累同化物的能力很强.     

花药培养过程栽培稻花粉不育杂种F1与亲本台中65的细胞学研究

利用活体压片、半薄及超薄切片技术,对栽培稻(Oryza sativa L.)花粉不育杂种F1及育性正常的亲本台中65离体培养前后的小孢子及花药壁进行细胞学研究.结果表明:与台中65相比,杂种F1的花粉小孢子在发育至单核中-晚期,出现比例较高的胞质凝聚小孢子和少量星型小孢子,正常小孢子和淀粉化小孢子比例降低.在离体条件下,胞质凝聚小孢子、星型小孢子、正常小孢子、液泡化小孢子、淀粉化小孢子的发育主要沿着胞质凝聚败育过程、孢子体发育过程、配子体发育过程、液泡化过程和淀粉化过程进行;药壁组织在离体条件下,杂种F1比台中65的绒毡层降解速度快,中层膨大程度高.杂种F1与台中65在离体培养下小孢子发育及药壁细胞学的差异主要是受到S-a座位内等位基因互作及离体培养环境的影响.     

水稻雄蕊成熟导管ATPase的超微结构定位

采用ATPase定位方法研究了水稻农垦58s-SD(可育花药)单核边位至三核期的花丝和药隔成熟导管。单核边位期花丝和药隔成熟导管内无ATPase活性;二核期花丝导管内出现大量的ATPase,导管周围的薄壁细胞中有1-2个优先解体,在导管无次生壁的部位,解体薄壁细胞靠近导管处的质膜ATPase不活跃;二核期药隔导管内也有大量的ATPase活性物,但导管周围细胞解体晚于花丝;三核期花丝和药隔导管内也观察到大量的具或不具ATPase活性的物质。以上结果暗示成熟导管内ATPase活性物(一部分)可能来源于花丝解体细胞。     

The Ultracytochemical Localization of ATPase Activity in the Ovules of Antirrhinum majus L.

The ultracytochemical localization of ATPase activity was carried out by the method of lead precipitation in the ovules of Antirrhinum majus L. No ATPase activity is observed in the egg apparatus, but some in the polar nuclei, cytoplasm and plasma membrane of the central cell. Between the embryo sac wall and the cuticle surrounding it, there is a gap where some filamentand vesicle-like structures were demonstrated by conventional staining method, and much of ATPase activity is found there. At the chalaza of the ovule, a lot of ATPase particles are found irt the nuclei, plasma membranes and the thick and loose wall of the hypostase cells. The particles of ATPase in the hypostase and those in the gap surrounding embryo sac are continuously distributed through the intervals of the cuticle at the chalazal end of the embryo sac. Some of ATPase particles are found on the plasma membranes and plasmadesmata of integument ceils, noticeably much more in the nucleoplasm of the integumentary tapetum. According to the ATPase distribution pattern in the ovules, we suggest that the function of the integumentary tapetum and hypostase is secretion, and that the gap surrounding the embryo sac may be an apoplastic ehannal for nutrient flow into the embryo sac.     

烟草花发育过程中花药和花粉IAA分布规律的研究

以烟草（Nicotiana tabacumL.）花药为材料,通过4’,6-二脒基-2-苯基吲哚（DAPI）染色详细观察花粉发育过程,获得了花药发育时期与花蕾大小的对应关系;通过吲哚乙酸（IAA）单克隆抗体、免疫组织化学技术以及DR5∶∶GUS转基因植株的GUS活性对花药和花粉发育过程中生长素的分布规律进行了研究。免疫酶标记结果表明,在不同的花药发育时期IAA水平呈现出明显的差别。小孢子母细胞时期,IAA在整个花药中均有分布,并且在小孢子母细胞发育晚期,IAA信号集中在小孢子母细胞的细胞核中;随着小孢子母细胞减数分裂后形成四分体,IAA信号逐渐减弱,四分体中几乎没有信号;单核花粉期的花药中IAA信号进一步减弱,仅存在于花药壁中;待小孢子继续发育为成熟二核期时,花粉和整个花药组织中均出现较强的IAA信号。GUS活性检测结果表明,烟草DR5∶∶GUS转基因植株中花药和花粉粒的GUS信号与IAA免疫酶定位结果基本一致。总的来说,IAA在烟草花药和花粉中的积累呈现出由强到弱、再由弱到强的分布规律,暗示IAA在被子植物花药和花粉发育过程中可能起着较为重要的作用。     

陇东野生紫花苜蓿的核型分析

采用0.15%秋水仙素和0.002mol/L 8-羟基喹啉的混合液对陇东野生紫花苜蓿萌发种子的根尖预处理3h,室温条件下用1%果胶酶和1%纤维素酶酶解1.5h,得到清晰染色体制片.核型分析结果显示,陇东野生紫花苜蓿染色体数目为32条,具有1对随体,为2B核型,染色体核型组成公式为2n=32=30m(2SAT)+2sm,染色体长度组成公式为2n=2L+18M2+8M1+4S.     

水稻籼粳亚种间杂种低温花粉不育的QTL分析

为探明籼粳杂种低温花粉不育的遗传基础,以籼稻品种3037和粳型广亲和品种02428的F2分离群体进行了低温花粉不育的遗传分析。推迟播种后,F2群体各单株孕穗期的日平均温度为21～23℃,调查了F2群体各单株的花粉育性。利用108对SSR引物构建了包含157个F2单株,覆盖12条染色体的分子标记连锁图谱。该连锁图的总长度为1857．8cM,标记间平均距离为16．26cM,标记较均匀地分布在12条染色体上。采用区间作图法对F2群体花粉不育进行QTL分析,共检测到2个低温花粉不育QTLS,即qLTSPS2和qLTSPS5,分别位于第2、5染色体,其加性效应分别为0．021、0．045,显性效应分别为-0．246、-0．251,显性度分别为11．7和4．8,具有超显性效应．超显性是QTL作用的主要方式,这2个位点杂合基因型在低温环境下具有降低花粉育性的作用,分别解释表型变异的15．6％、11．9％。另外,两因素的方差分析表明这两个QTL之间不存在互作。     

水稻花粉发育的分子机理

水稻的小孢子母细胞在花粉囊中进行减数分裂产生小孢子,小孢子进一步发育成花粉粒。当花粉成熟时,花粉粒从花粉囊中释放出来进行受精。分子生物学的研究已经发现了一些参与这一过程的基因,包括控制花粉囊组织的分化、小孢子母细胞的减数分裂、小孢子的发育和花药的开裂等。本文旨在总结水稻花粉发育过程及其调控分子机制的研究进展。