花粉母细胞减数分裂观察技术

介绍了常见大田作物、蔬菜和花卉植物的花粉母细胞减数分裂自制涂片 的观察技术要点,为进一步提高花粉母细胞减裂分裂的观察效果提供参考。     

紫露草花粉母细胞减数分裂的研究

以鸭跖草科植物紫露草(Tradescantia paludosa)为材料,采用花粉母细胞压制法和改良苯酚品红染色法,将临时制片和永久制片方法同步化,并在油镜下拍摄了紫露草花粉母细胞减数分裂各时期的照片。实验结果应用于医学细胞生物学和遗传学的实验教学,收到了较好的教学效果。     

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。     

通辽杨花粉母细胞减数分裂及其染色体行为研究

在温室水培条件下对通辽杨(Populus simoniiCarr.×P.nigraL.‘Tongliao’)花粉母细胞减数分裂进程及其染色体行为进行了研究。结果表明:(1)通辽杨花粉母细胞减数分裂与其雄花芽/花序外部特征和花药颜色有着密切关系,前期Ⅰ作为减数分裂过程中最关键而复杂的一个阶段,大约占整个减数分裂进程90%的时间;中期Ⅰ存在单价体,后期Ⅰ有落后染色体出现,表现出较强的遗传杂合性,而且中期Ⅱ平行纺锤体的出现与天然花粉中大花粉的存在之间可能有着一定的联系;(2)在通辽杨减数分裂过程中核仁数目存在1~8个的动态变化,这种现象可能与杨属植物古多倍性起源有关,并推测通辽杨染色体组内至少存在8对带有次缢痕的染色体;(3)在同一个花芽,同一个小花,乃至同一个花药中,往往能同时观察到5~9个不同的分裂相,这种减数分裂不同步性是通辽杨适应环境的一种进化表现,对其种群繁殖具有重要意义。     

黄瓜花粉母细胞减数分裂及其雄配子体发育的细胞学研究

以南方型和北方型两个生态型黄瓜为材料,用改良的染色和制片方法,较为系统的研究了黄瓜花粉母细胞(PMC)减数分裂及其雄配子体的发育过程。结果表明：①黄瓜减数分裂属于同时型胞质分裂,双线期染色体具有明显的交叉节并呈现出较易识别的棒状或环状形态,在末期Ⅰ和末期Ⅱ有多核仁和核仁融合现象;②在四分体时期的小孢子成十字交叉形(decussate type),而非四边形(isobilateral type);③雄配子体发育过程中观察到两核居中期的特殊现象,在核居中期小孢子只有一层壁,而在核靠边期小孢子出现了两层壁;④黄瓜的成熟花粉粒属于两核花粉粒。     

关苍术花粉母细胞减数分裂及其雄配子体发育研究

以关苍术为材料,采用染色体压片和卡宝品红染色相结合的方法对花粉母细胞分裂过程及雄配子体发育过程进行了系统观察,为关苍术细胞遗传学的深入研究提供科学依据。结果表明:(1)关苍术减数分裂进程与花蕾大小有密切关系,在花蕾4~12mm时,进入减数分裂时期;(2)在同一花蕾甚至同一花药中的不同花粉母细胞减数分裂表现不同步性;(3)减数分裂过程中正常四分体占85.14%,以十字型为主;(4)关苍术减数分裂异常率为7.71%,存在染色体片段、落后染色体、染色体桥、分裂不同步及多分体等异常现象;(5)雄配子体进行2次有丝分裂,成熟花粉为3-细胞型,外观有3条萌发沟。研究认为,关苍术同一花蕾不同花药间的减数分裂不同步性可以延长其花期,增加授粉几率,是一种适应环境条件的进化表现;减数分裂过程中发生的染色体桥、落后染色体、染色体片段及多分孢子等异常现象是导致部分花粉败育的主要原因之一。     

黄芩的花粉母细胞减数分裂及核型分析

采用压片法,对黄芩花粉母细胞减数分裂及核型进行了研究。结果表明:黄芩的大多数花粉母细胞减数分裂中染色体的行为正常,在终变期同源染色体配对后可形成9个二价体,后期Ⅰ染色体以9∶9的方式向细胞两极分离,其减数分裂为同时型;在少数花粉母细胞减数分裂中观察到落后染色体、染色体桥等异常行为;其花粉粒育性为76.49%。黄芩的染色体数目为2n=2X=18,核型公式为K(2n)=2X=18=16m+2 sm,染色体相对长度组成为2n=1 s+4M1+3M2+1L,其核型为"1A"型。     

木立芦荟小孢子母细胞减数分裂与花粉育性关系的初步研究

文章从减数分裂过程、小孢子发育两方面,探讨了木立芦荟（Aloe arboresens Mill.）花粉败育的原因。木立芦荟花粉母细胞染色体数目为2n=14,由四对长染色体和三对短染色体组成,属二型性核型。其减数分裂异常,发现存在单价体和多价体、染色体桥、落后染色体、不均等分离、微核等。同时观察到木立芦荟染色体具有极度的粘质性,使减数分裂各阶段的染色体不易散开。统计各种异常现象出现的频率并分析了这些异常现象形成的可能机制及对正常小孢子形成的影响,推测染色体间的丝状粘连可能是木立芦荟小孢子母细胞减数分裂异常并导致败育花粉产生的主要因素。成熟花粉粒中90%以上为败育花粉,属碘败型。     

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。     

青花菜花粉母细胞减数分裂及雄配子体发育

采用染色体制片及爱氏苏木精染色-冬青油透明技术对青花菜花粉母细胞减数分裂及雄配子体发育过程进行了细胞学研究.结果表明:花粉母细胞减数分裂的细胞质分裂为同时型,四分体为正四面体型或十字交叉型;中期Ⅰ和中期Ⅱ,少数细胞可见赤道板外染色体;后期Ⅰ和后期Ⅱ部分细胞出现染色体桥及落后染色体;四分体时期可观察到二分体、三分体及含微核的异常四分体.雄配子体发育过程包括2次有丝分裂,成熟花粉为3细胞型,具3个萌发孔.减数分裂过程中染色体行为异常的花粉母细胞约占10.28%;雄配子体发育过程中异常频率约为3.2%,败育主要发生在单核期.     

何首乌不同种质花粉形态及进化趋势研究

采用电镜扫描法,对48份何首乌种质的花粉形态进行了观察和分析。结果表明:何首乌花粉形状主要为椭球形,少量为长椭球形和近球形,部分种质花粉形状正处于椭球形向长椭球形进化的阶段;极面观主要为三裂圆形,部分种质的变异为半球状、四边形、凹陷状或平三角形;赤道面观主要为椭圆形,部分种质为三角形或四边形;萌发沟3条,狭长,几达两极,部分种质的1条或2条萌发沟中部或近极端处隆起,2条或3条萌发沟在极端处相交;表面纹饰为穴状,部分种质的穴中出现小孔。研究结果表明,何首乌物种正处于活跃进化阶段且因区域及生境的差异其进化速度不一致,低纬度地区的种质进化程度较高纬度地区的高,其最初的起源中心可能位于高纬度地区,在向低纬度地区迁移过程中其花粉形态发生了不同程度的变异。     

二倍体矮牵牛花粉母细胞异常减数分裂的观察与核型分析

以夏季高温时期二倍体矮牵牛花蕾为材料,采用常规制片法,对花粉母细胞异常减数分裂进行观察并选取终变期进行染色体核型分析。结果发现:异常减数分裂主要表现为具有多核仁、二价体提前分离成单价体、赤道板外的染色体,姊妹染色单体提前分离、不均等分离,落后和丢失染色体,具有微核的三分体和四分体,中期Ⅱ纺锤体定位发生异常出现融合纺锤体和八字形纺锤体可导致2n花粉产生;矮牵牛终变期核型公式为K(2n)=2x=14=10m+4sm(2SAT),其中第1、4、5、6、7号为中部着丝粒染色体,第2号(具有随体)、3号为亚中部着丝粒染色体,染色体相对长度组成为2n=14=4M_1+10M_2,核型分类为2A型。研究表明,矮牵牛异常减数分裂可导致2n花粉和不育花粉的产生,利用终变期进行核型分析具有材料丰富、二价体形态清晰不需人为配对分析等优点,为矮牵牛细胞学研究提供了新方法。     

扇脉杓兰花粉超微结构及花粉管生长的观察

为明确扇脉杓兰花粉形态结构及雄性生殖特性,利用扫描电镜、透射电镜和荧光显微镜对花粉形态和超微结构及花粉管生长过程进行观察。结果表明:(1)扇脉杓兰单粒花粉长球形,表面光滑无特征纹饰,有少量胶黏物质,一些表面有2个或以上的深凹陷,凹陷内有球形突起的内容物。(2)花粉壁分为由棒状的基柱小单元组成的外壁和纤维素果胶组成的内壁,有覆盖层;生殖细胞近圆形,细胞核大而致密;营养细胞多弧形,核质分散;花粉粒细胞质含有大量的线粒体、质体和小泡等细胞器,淀粉、蛋白质和多糖含量丰富。(3)花粉管萌发后沿子房壁方向伸长,授粉20d花粉管伸长生长并不明显,授粉30d伸长的花粉管中出现大量胼胝质塞,并且伸长方向转为胚珠中间,花粉管逐渐接近胚珠,在授粉后50d基本完成受精作用。研究认为,扇脉杓兰花粉发育正常,不阻碍有性生殖过程。     

卷丹小孢子母细胞减数分裂染色体行为的研究

对引种于陕西汉中地区的三倍体卷丹的小孢子母细胞减数分裂进程、花粉生活力和可育性进行了分析。结果显示:减数分裂时期与花蕾、花药长度及花药壁颜色呈现出一定的相关性,处于减数分裂时期的卷丹花蕾长度在2.5～3.2 cm之间,花药长度在1.4～1.8 cm之间;从细线期到成熟花粉粒,花药壁的颜色呈现出淡绿色-淡黄绿色-黄绿色-橘黄色的变化趋势,花药内容物颜色也从透明逐渐变为粘稠的橘红色。减数分裂终变期染色体构型以三价体为主,平均构型为:11.6Ⅲ+2Ⅱ+1.1Ⅰ,可判断该种源地卷丹为同源三倍体。减数分裂中出现染色体不均等分裂、染色体落后、染色体桥及微核现象,同时观察到成熟花粉粒大小差异较大,极轴与赤道轴乘积在839.465～3327.907μm2范围内,趋于正态分布,为三倍体卷丹花粉的高度不育提供了细胞学证据。以卷丹为母本与大花卷丹进行杂交,得到一定数量的种子,其中有胚率达到了43.0%,成苗率为67.4%,说明三倍体卷丹在百合育种中具有一定的价值。     

不同生境鱼腥草形态特征及主要有效成分含量差异分析

以不同生境中的鱼腥草为研究对象,分析其形态特征及主要有效成分含量的差异。该文测定了不同生境下主要环境因子指标及鱼腥草的叶长、叶宽、株高、基径、生物量和含水量,用高效液相色谱法测定其各部分主要有效成分金丝桃苷、槲皮苷含量,并对测量结果进行单因素方差分析和相关性分析。结果表明:环境因子会对鱼腥草的形态建成及有效成分积累造成不同影响,适宜的光照强度有利于鱼腥草对有效成分的累积;鱼腥草中有效成分的含量表现出叶茎根的规律。适宜的遮阴处理,既可避免强光照对鱼腥草生长的抑制,又可显著提高有效成分的含量,从而整体增加对鱼腥草有效成分的收益。     

两种山羊豆属植物花粉形态与花粉母细胞减数分裂行为观察

采用扫描电镜与1%醋酸洋红压片的方法,观察山羊豆属两种植物的花粉形态及花粉母细胞减数分裂行为,从而为山羊豆属的遗传学及分类学提供依据。两种山羊豆属植物立体形状为近球形或扁球形,均具三孔沟,穴—网状纹饰,极面观为近三角形,赤道面观为圆形。东方山羊豆的大小为:赤道轴×极轴=14.3（13.5～15.0）×12.6（12.1～13.7）μm,山羊豆的大小为：赤道轴×极轴=13.7（12.3～14.8）×12.4（10.6～13.0）μm.花粉母细胞减数分裂为同时型胞质分裂,终变期染色体构型为8Ⅱ,没有出现落后染色体及微核现象。小孢子四分体为四面体型。减数分裂过程有一定规律,与花蕾大小,颜色有密切关系。减数分裂进程存在一定差异,同一个花蕾中的不同花药花粉母细胞分裂速度基本相同,所处的时期及观察的分裂相一致,在同一个花药中的不同花粉母细胞中,可见各种不同时期的细胞。     

何首乌种质资源核型分析及进化趋势研究

以32份何首乌种质为研究材料,采用常规压片法,对其进行核型分析及进化趋势研究。结果表明:(1)32份何首乌种质存在二倍体(2n=2x=22)和三倍体(2n=3x=33)两种倍型;核型不对称系数As.K%和AI值分别在51.85%～61.52%和0.37～1.40;核型有"1A"、"1B"和"2A"3种类型,属于进化程度较低的植物。(2)在32份何首乌种质中,53.13%的种质为三倍体,表明多倍化在何首乌种质的进化中起着重要作用,但染色体结构变异也是其进化的主要途径之一。(3)何首乌各种质染色体形态变化较大,进化程度参差不齐,可能与种质的生境有一定相关性。(4)何首乌最初的起源中心可能在高纬度地区,在向低纬度地区迁移过程中发生了染色体数目及结构的变化。     

High-frequency induction of multiple shoots and clonal propagation from rhizomatous nodal segments of Houttuynia cordata Thunb.—An ethnomedicinal herb of India

Summary This study reports an efficient and direct shoot bud differentiation and multiple shoot induction from nodal segments of underground stoloniferous rhizomes of Houttuynia cordata Thumb. The frequency of shoot bud regeneration was influenced by the type of cytokinin and concentrations. Among the various concentrations used, benzylaminopurine (BAP, 17.74 μM) or kinetin (Kn, 18.58 μM) was found to be most effective for rapid and maximum shoot but differentiation. The number of shoots per explant was higher (20.00±2.61) on Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with Kn (18.58 μM) compared to BAP and 6-γ-γ-(dimethyl-allylamino)-purine (2iP) during initial 40-d-old culture. Subsequent shoot differentiation and multiplication were achieved in MS medium containing 9.29 μM Kn and 15% (v/v) coconut milk. Elongation and growth of multiple shoots were also obtained on MS medium containing either 2.32 μM Kn or 2.46 μM 2iP alone. The rate of shoot multiplication during subcultures declined with an increase in the size of proliferating shoot cluster. Reducing shoot cluster size to three to four shoots and subculturing together in shoot multiplication medium resulted in a better shoot multiplication and growth, which could be maintained for 2 yr. The elongated shoots (>20 mm) were successfully rooted on MS medium supplemented with 19.60 μM indole-3-butyric acid. Regenerated plants were successfully established in soil and were found to be healthy and uniform. The protocol reported in this study can be used for conservation and utilization of elite clone of H. cordata.