鱼腥草花粉母细胞减数分裂特征及其育性研究

为深入了解鱼腥草花粉母细胞的减数分裂特征与花粉育性的关系,该研究采用卡宝品红染色法对2个鱼腥草居群花粉母细胞的减数分裂过程进行观察,并采用氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法、I2-KI染色法、B-K培养基培养法及荧光显微镜观察法来检测鱼腥草花粉的活力及萌发率。结果发现:(1)鱼腥草减数分裂的进程与花序大小、花药颜色、花药长度均有密切的关系。(2)2个居群的鱼腥草中花粉母细胞减数分裂过程正常占88.2%,有11.8%的花粉母细胞减数分裂异常。(3)减数分裂异常表现在减数分裂过程中出现微核、落后染色体、染色体桥、不均等分离、多分体等现象,并发现在二分体阶段及单核花粉发育过程中存在细胞融合。(4)2个居群的鱼腥草花粉活力均不超过1.5%,花粉几乎不萌发。研究认为,鱼腥草花粉育性低的主要原因是单核花粉的发育过程异常,而非鱼腥草花粉母细胞减数分裂异常所致。     

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。     

问题解答

问:初中生物课本第65页,花粉的萌发图上两个精子是如何产生的? 答:一个成熟的花粉的形成过程是这样的:花药内精母细胞(又叫小孢子母细胞,2n)经有丝分裂形成花粉母细胞(2n),每个花粉母细胞经减数分裂形成四个小孢子(又叫单核花粉粒,n),每个小胞子的细胞核经     

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。     

“玉米稻”后代一个自然四倍体的细胞遗传学研究

本文分析了“玉米稻”一个大粒株系的花粉母细胞染色体。判明它是一个四倍体类型,多数花粉母细胞的染色体数为2n=48,但有许多花粉母细胞是非整倍性的或二倍和三倍性的,也看到极少数八倍性花粉母细胞。四倍性花粉母细胞的四价体数目比一般四倍体水稻花粉母细胞的四价体少,平均每个花粉母细胞有2.9个四价体。此外在四倍性或近于四倍性的花粉母细胞的终变期看到核仁体积增大,被苏木精染色深,少数花粉母细胞除一个大核仁外,还有许多小核仁或有类似核仁物质散在于染色体间。作者对这个四倍体水稻的细胞学特点做了简短讨论,并指出它在水稻育种上可能有一定利用价值。     

蚕豆花粉母细胞染色体畸变同染色质胞间转移的关系

采用压碎、石蜡切片及植物染色体分带技术观察蚕豆花粉母细胞减数分裂过程发现:1.蚕豆花粉母细胞减数分裂的凝线期也出现染色质胞间转移现象;2.在8.08%的花粉母细胞内,染色体偏离正常的数目(n=6);3.染色体结构也有显著改变,其中包括染色体断裂、桥和长度的增减;4.出现双核和无核的花粉母细胞。大量证据表明,这些畸变现象同凝线期的染色质胞间转移有关。     

大麦花粉发育的电镜观察(封二照片说明)

本文用透射电镜观察了大麦(品种苏啤一号)花药中花粉母细胞发育成花粉粒的过程。图1 花粉母细胞时期花药横切面局部,×2350。花药可分为两个部分:花药壁层和花粉母细胞。花药壁层由四层细胞组成,自外向内为表皮     

温度对斯托克通氏烟草雄配子体形成和发育的影响

为探究低温对斯托克通氏烟草(Nicotiana stocktonii)花粉母细胞(PMC)减数分裂及其雄配子体发育过程的影响,采用卡宝品红染色法,研究不同温度条件下该材料雄配子体形成和发育的过程。结果表明:种植于昼温(31±0.5)℃、夜温(11±0.5)℃人工气候箱中的Nicotiana stocktonii花粉母细胞减数分裂过程异常现象较少,出现微核的比率较低,用新鲜成熟的花粉做萌发实验花粉萌发率较高,为(71±3)%; 而种植于昼温(25±0.5)℃、夜温(3±0.5)℃条件下的Nicotiana stocktonii开花后花药大多干瘪,用新鲜成熟花粉做萌发实验花粉萌发率低,为(13.67±3)%,花粉母细胞减数分裂过程出现染色体桥、染色体不同步、染色体断片、落后染色体等现象,存在微核的细胞比率较高。因此,Nicotiana stocktonii花粉母细胞减数分裂与小孢子发育过程易受温度影响,从而影响花粉的可育性。     

烟草花粉母细胞细胞融合过程中细胞骨架的超微结构观察

应用普通电镜和DGD去包埋技术 ,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细胞骨架的变化。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 ,主要通过胞质通道向相邻细胞发生转移。DGD去包埋观察发现 ,花粉母细胞中核骨架与细胞质内及胞间连丝和胞质通道内胞质骨架连接成一个整体。在整个细胞融合过程中 ,均有核骨架纤维与染色质相连。本文讨论了细胞骨架在细胞融合过程中的作用     

黑芥与花椰菜体细胞杂种花粉母细胞的减数分裂不同步及染色体行为异常

本研究对黑芥与花椰菜体细胞杂种及其双亲的花粉母细胞减数分裂行为进行了观察和比较,结果表明黑芥与花椰菜的花粉母细胞减数分裂同步性很高,而其体细胞杂种表现出明显的减数分裂不同步,各杂种不同株系间减数分裂不同步的程度与跨度各异.减数分裂不同步发生是由于为部分花粉母细胞在减数分裂某一时期发生停滞或推迟,这一时期(或第一个停滞时期)主要发生在第一次减数分裂的前期.花粉母细胞发育虽不同步,但最后均完成减数分裂形成花粉粒,所形成的花粉粒的活性相差甚远.此外,研究结果还显示,体细胞杂种有着较高的减数分裂染色体行为异常频率,尤其是在中期Ⅰ后.主要表现为减数分裂中期Ⅰ的染色体的早迁、后期Ⅰ和后期Ⅱ的染色体滞后及染色体不均等分离、四分体时期的异常等现象.花粉粒的活性与减数分裂时期染色体行为异常程度有关,染色体行为异常及微核现象出现的频率越高,相对的花粉粒活力也越低.     

金线莲花药发育中多糖和脂滴的分布特征

该研究采用细胞化学方法研究了金线莲花药发育中多糖和脂滴的分布特征,以探索其花药发育中的物质代谢规律。结果显示：(1)在幼小花药中,花药壁的表皮和药室内壁以及造孢细胞中积累少量的淀粉粒。当小孢子母细胞形成胼胝质壁时,药壁细胞和小孢子母细胞中的淀粉粒减少并且出现一些脂滴,这一现象持续到二胞花粉;在二胞花粉中,糖类代谢显著增强;开花时,成熟花粉中积累了较多的淀粉粒和较少的脂滴。(2)金线莲花粉以花粉块形式发育,其特征为;①在造孢细胞时期一些特殊细胞壁就已确定了花粉块的界限;②在小孢子母细胞时期,胼胝质壁覆盖在整个花粉块表面,但内部花粉没有胼胝质壁结构;③二胞花粉后期,孢粉素花粉外壁覆盖在整个花粉块表面,但内部花粉没有外壁。金线莲花粉块发育的这些结构特征对植物花粉发育规律提出了多项疑问。     

萍乡显性核不育水稻花粉败育的细胞形态学观察

利用光学显微镜技术对萍乡显性不育水稻（PXDGMSR）可育株和不育株花粉形成及发育过程,药壁组织的基本结构及其发育进行了研究,导致其不育株花粉败育的主要原因有：（1）绒毡层细胞解体延迟;（2）花粉母细胞减数分裂方式为“连续型”,但分裂期细胞液泡化严重,染色体粘连,纺缍体形成不规则,核中出现囊泡化现象,（3）花粉母细胞减数分裂方式为“同时型”,母细胞形成多核现象。     

三倍体芍药品种花粉母细胞减数分裂行为观察与比较

芍药是中国传统名花,我国品种均为二倍体,培育多倍体新品种是一项长期的育种目标。本研究选取3个芍药三倍体新品种,采用植物染色常规压片法观察其花粉母细胞的减数分裂情况。结果显示:(1)同一品种不同花蕾直径大小的花粉母细胞所处的分裂状态不同,同一品种同一花蕾直径大小花粉母细胞有不同步分裂现象,但大多数表现为相同的分裂相;(2)不同品种的相近花蕾直径大小所处的分裂时期也不同,有比较显著的差异,因此直径不能作为判断减数分裂时期的唯一的标准;(3)三倍体品种花粉母细胞减数分裂存在单价体、三价体、染色体桥、染色体不均等分离等染色体异常行为,这些异常行为使一些遗传物质缺失或最终形成二分体或三分体,导致三倍体花粉的育性非常低。该研究为掌握芍药三倍体减数分裂规律及多倍体育种奠定了细胞学基础。     

OT杂种系百合品种‘Cocossa’小孢子败育细胞学研究

以OT百合‘Cocossa’为材料,采用醋酸洋红染色烤片法和石蜡切片法,对该品种花粉母细胞减数分裂过程以及绒毡层在花粉母细胞发育过程中的变化进行系统的细胞学观察。研究发现:(1)当百合花蕾长度在2.5~4.5 cm时,花粉母细胞处在减数分裂时期。(2)在花粉母细胞减数分裂的过程中,出现了较多染色体异常现象:中期Ⅰ出现染色体环;后期Ⅰ出现了滞后染色体和染色体桥;在末期Ⅰ和末期Ⅱ细胞出现不均等分裂和微核;处于同一花蕾和同一花药的花粉母细胞减数分裂具有不同步性,能同时观察到2个不同时期的分裂相;形成畸形、无核、多核的异常小孢子。(3)在末期Ⅱ和单核花粉粒时期,绒毡层延迟降解,引起多核花粉粒、畸形花粉粒以及花粉粒自溶现象。结果表明:OT百合‘Cocossa’小孢子败育是花粉母细胞异常减数分裂与绒毡层异常降解共同导致的。     

甘蔗-滇蔗茅杂交F_1花粉母细胞减数分裂过程GISH分析

研究甘蔗属与滇蔗茅属间远缘杂交F1染色体遗传行为具有重要科学意义,可为发掘利用滇蔗茅野生优异基因资源提供细胞学依据。本研究采用常规压片技术对可育父本及不育杂交F1花粉母细胞减数分裂过程进行比较观察,结果显示可育父本云南95-19减数分裂正常,而不育杂交F1分裂异常;进一步对F1花粉母细胞减数分裂过程进行基因组荧光原位杂交(GISH,genome in situ hybridization)分析,结果表明:滇蔗茅与甘蔗属热带种的亲缘关系较远,双亲染色体在F1细胞中不能进行同源配对,终变期,15条滇蔗茅染色体以单价体形式存在,花粉母细胞减数分裂细胞中存在滞后染色体、染色体丢失和不均衡分离现象。甘蔗-滇蔗茅属间远缘杂交F1花粉母细胞减数分裂异常因而杂交F1花粉完全败育。     

小麦×天蓝冰草后代五个中间类型的细胞遗传学研究

研究了小麦×天蓝冰草(Agropyron glaucum)后代五个中间类型的根端细胞染色体数和花粉母细胞染色体构型。每个中间类型的体细胞染色体数皆为28对(2n=56),而减数分裂终变期或中期Ⅰ的花粉母细胞具有28个二价体。大多数花粉母细胞减数分裂过程是正常的。只在少数花粉母细胞中看到后期Ⅰ或末期Ⅰ有落后染色体和断片。作者从观察得出结论,小麦×天蓝冰草后代这五个中间类型都是异源八倍体。对这些异源八倍体的利用作了简短讨论。     

被子植物的配子体何在?

答:和蕨类植物一样,被子植物也有世代交替。它们从受精卵开始,经胚、成长的植物体至雄蕊花粉囊中的花粉母细胞和雌蕊的珠心中的胚囊母细胞,为孢子体世代。花粉母细胞经减数分裂形成单核花粉粒即小孢子(进入雄配子体世代)。花粉粒的三个细胞时期(包括花粉管)即为退化的雄配子体;雌蕊的胚囊母细胞减数分裂后,形成的四个胚囊细胞即四个大孢子(即雌配子     

欧洲黑杨花粉母细胞减数分裂观察及其不同步性分析

以欧洲黑杨的雄花枝为材料,采用温室切枝水培和醋酸洋红染色制片法,观察花粉母细胞减数分裂进程及其与花芽发育外部形态的关系。结果表明:(1)欧洲黑杨花粉母细胞的减数分裂进程快慢与温度高低关系密切;(2)减数分裂发生时其花芽的外部形态发育没有明显变化;(3)花粉母细胞减数分裂不同步性突出,同一花药内的花粉母细胞处于不同的减数分裂时期,且同一花芽尖端发育明显滞后于中部和基部;(4)减数分裂过程中有少量的核仁异常现象,虽观察到较多平行纺锤体现象,但未发现天然2n花粉。该研究结果揭示了欧洲黑杨减数分裂的遗传变异规律,为诱变育种、倍性育种以及分子水平的进一步研究奠定了细胞学基础。     

三倍体葡萄‘夏黑’的花粉母细胞减数分裂行为观察及其育性研究

为探究三倍体葡萄‘夏黑’的育性及其细胞学机制,对其花粉母细胞减数分裂进程中的染色体行为及育性水平进行研究。结果表明:(1)三倍体葡萄‘夏黑’花粉母细胞减数分裂进程中存在部分染色体提前分向两极、落后染色体、染色体桥、平行纺锤体、不均等分离、微核等染色体异常行为,其中不均等分离现象出现的频率最高(65.68%)。(2)‘夏黑’葡萄的花粉离体萌发率为1.65%,花粉直径大小范围在18.0~50.0μm之间,且花粉直径分布呈双峰型。(3)‘夏黑’葡萄具有一定的育性,作为亲本与四倍体品种杂交均获得了杂交子代。研究认为,减数分裂的异常是三倍体葡萄‘夏黑’育性低的细胞学原因,但同时也形成了少量可育的未减数配子,可以作为中介材料应用于葡萄育种。     

光,温敏不育水稻雄性败育的细胞学研究

在长日季节里,安农S—1在28.1℃条件下,衡农S—1在29.2℃条件下可见到部分异常二分体和异常四分体等不正常减数分裂现象,但雄性败育主要发生在单核花粉期;在日均温32.4℃条件下,两个不育系的花粉母细胞解体成为无花粉型不育。农垦58S的花粉败育主要发生在单核靠边期,在部分花粉囊中可见到花粉与原生质形成的原生质花粉团。无论在上述什么温度条件下没有发现农垦58S花粉母细胞解体的无花粉不育现象。