转基因雄性不育烟草花药绒毡层及花粉发育的特点

转基因雄性不育烟草花药绒毡层及花粉发育的特点罗玉英１李怀军２刘玉乐３李胜国３田波３（１首都师范大学生物系,北京１０００３７）（２北京市蔬菜研究中心,北京１０００８１）（３中国科学院微生物研究所,北京１０００８０）近年来,通过基因工程创建植物雄性...     

扁豆绒毡层发育的超微结构研究

应用透射电镜对扁豆绒毡层发育过程进行了研究,主要结果如下：１）首次发现扁豆绒毡层在发育过程中,经历了二交胞质重组（第一次始于减数分裂末期Ⅱ,第二次始于小孢子发育早期）,使绒毡层细胞的活动呈现３个高峰期（即小孢子母细胞减数分裂期、小孢子四分体期一小孢子早期、小孢子晚期－二胞花粉中期）。２绒毡层细胞的分泌作用有３种形式（渗透分泌、胞吐分泌和自溶）。３．首次观察到绒毡层细胞的内切向壁和径向壁经历了两个周     

新型小麦胞质不育系花粉败育的细胞学观察

观察了１种新型小麦细胞质雄性不育素（ＣＭＳ）－（野生二粒小麦）中国春ＣＭＳ花药和花粉败育的细胞学过程,结果表明;（１）不育系在小孢子发育至单核晚期以前,除了雄蕊心皮化发生率（３７．２％）较高外,其花药和花粉发育绝大多数与同核保持系相似,是正常的,仅少量表现异常而导致败育,异常现象主要有：雄蕊心皮化。药室合并,药壁组织喙状突起,绒毡层异常,小孢子母细胞粘连,减数分裂异常,小孢子异常等。（２）不育系花     

iaaM基因在烟草花粉中的表达及其在花粉发育中的作用

试验利用花粉特异表达的启动子（Lat52)和绒毡层特异表达的启动子（TA29）引导外源生长素合成代谢基因（iaaM)在烟草花粉中表达以研究生长素在花粉发育中的作用。转Lat52-iaaM基因或转TA29－iaaM基因烟草在形态上表现出变异,如从茎上形成不定根,叶呈卷曲状等典型的生长素表达的性状。另外,与对照相比,转基因烟草花药中IAA水平显著增加,且植株矮化,开花期推迟,有的转基因烟草未能开花。上述现象表明：Lat52和TA29启动子的表达并不仅限于花粉或绒毡层,或者说这两个启动子的表达有些泄漏。转基因烟草的花药形状有较大的变异,早期的每个花药中花粉数明显减少,但这些花粉可被醋酸－洋红染色。所有能开花的转基因烟草均可收到种子,但收自某些转基因株系的种子不能萌发。所有这些结果表明生长素在花粉发育过程中起重要作用,过量的生长素会导致花粉发育的异常。     

花粉发育的研究进展

近年来,随着现代生物学技术及分子生物学技术在花粉生物学研究领域中广泛的应用,从而使花粉发育过程中一些关键问题及其有关分子机理的研究均获得了重要进展。目前已克隆了许多与花粉发育有关的基因,并鉴定了一些花粉发育的突变体。本文针对花粉发育过程中的细胞质改组;胼胝质壁、淀粉粒和细胞器的动态变化;绒毡层的发育;花粉发育特异基因;以及不对称分裂和细胞命运等几个生物学问题的研究进展作了简要综述,最后还提出了一些研究展望。     

蜡梅小孢子发生和花粉形成的研究

通过对蜡梅小孢子发生和花粉形成的研究,结果表明：蜡梅幼小花药中的多列孢原细胞经造孢细胞发良为小孢子母细胞。减数分裂为同时型。四分体呈四面体型排列,同时观察了小孢子在发育过程中液泡的动态变化。成熟花粉为２－细胞型。花药壁的发育为双子叶型。花药壁由５－６层细胞组成,腺质绒毡层。花粉具有异型性现象。     

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。     

植物细胞核雄性不育基因研究进展

植物雄性不育既是研究植物生殖生物学重要的植物学性状也是研究作物杂种优势利用重要的农艺性状,在遗传和分子生物学中具有重要地位。以模式植物拟南芥和水稻为主,对植物雄性不育的控制基因和相关分子机理已有众多进展,按照花药发育时期和雄性败育的表现形式可以归纳为减数分裂异常、胼胝质代谢异常、绒毡层发育异常、花粉壁发育异常、花药开裂异常,以及其它类型的雄性不育。在不育相关基因中,导致胼胝质代谢异常、绒毡层发育异常和花粉壁发育异常的基因往往表现一因多效,一个相关基因的突变会产生复合表型。关于植物雄性不育相关基因的研究表明,雄性器官和小孢子形成过程中的任何相关基因的改变,均可导致雄性不育的产生。本文总结了植物核基因雄性不育的研究进展,以期促进不同物种间雄性不育基因的比较分析,使植物雄性不育研究更加深入。     

花粉发育的研究进展

近年来,随着现代生物学技术及分子生物学技术在花粉生物学研究领域中广泛的应用,从而使花粉发育过程中一些关键问题及其有关分子机理的研究均获得了重要进展。目前已克隆了许多与花粉发育有关的,并鉴定了一些花粉发育的突变体。本文针对花偻发育过程中的细胞质改组;胼胝质壁、淀粉粒和细胞器的动态变化;绒毡层的发育;花粉发育特异基因;以及不对称分裂和细胞命运等几个生物学问题的研究进展作了简要综述,最后还提出了一些研究展望。     

TA29—Barnase嵌合基因导入对烟草花药绒毡层及花粉发育的影响

比较研究了烟草(Nicotiana tabacum L.)TA29-Barnase转基因不育植株和正常植株的花药绒毡层及花粉发育的全过程。研究表明,外源基因在花药中特异表达导致绒毡层细胞的提前降解,这种降解一般在减数分裂早期开始,至四分体时期完成,而正常花药绒毡层的降解发生在二细胞雄配子体初期,至花粉发育的后期方才完成。转基因植株花药绒毡层的降解在细胞结构上表现为:最初发生细胞的液泡化,然后细胞核凝聚,最后整个细胞溃解。转基因植株的花粉母细胞则在减数分裂过程中逐渐降解、退化,只有少数花粉母细胞能够顺利完成减数分裂发育成小孢子。观察结果还表明外源基因在花药中的表达是不均一的。对转基因不育和自然败育在细胞结构上的不同表现进行了讨论。     

西瓜绒毡层和花粉发育的进一步观察

绒毡层为１层同型细胞,腺质性,幼期他药壁层相似,减数分裂开始后表现出自己独有的特点,小孢子母细胞纤维素壁生存到四分体时期,随着小孢子外壁出现而消失。四分体时期,小孢子发育出网状原覆盖层和柱状原基粒棒。成熟花粉属２－细胞型,含丰富淀粉和脂烃物质,生殖细胞具有流线型结构,呈梭形或柳叶形。营养核与生殖细胞联系密切。     

鹅掌楸属植物花粉萌发前后壁的超微结构

观察描述了在电镜下中国鹅掌楸（Ｌｉｒｉｏｄｅｎｄｒｏｎｃｈｉｎｅｎｓｅ）和北美鹅掌楸（Ｌ．ｔｕｌｉｐｉｆｅｒａ）２种植物花粉壁的超微结构及其水合后的变化。（１）成熟花粉壁由６层组成,即外壁３层──外层,中层１和中层２,内壁３层──内壁１,内壁２和内壁３。（２）花粉水合时,在内壁３与质膜之间由Ｐ一粒子（多糖－粒子）和被膜小泡参与形成新层。（３）花粉萌发时,由内壁３的一部分和新层突出萌发孔共同形成花粉管壁。（４）新层于花粉管形成早期分成２层──外染色深的果胶层和内电子透明的胼胝质层。     

iaaM基因在烟草花粉中的表达及其在花粉发育中的作用

试验利用花粉特异表达的启动子(Lat52)和绒毡层特异表达的启动子(TA29)引导外源生长素合成代谢基因(iaaM)在烟草花粉中表达以研究生长素在花粉发育中的作用。转Lat52-iaaM基因或转TA29-iaaM基因烟草在形态上表现出变异,如从茎上形成不定根,叶呈卷曲状等典型的生长素过量表达的性状。另外,与对照相比,转基因烟草花药中IAA水平显著增加,且植株矮化,开花期推迟,有的转基因烟草未能开花。上述现象表明:Lat52和TA29启动子的表达并不仅限于花粉或绒毡层,或者说这两个启动子的表达有些泄漏。转基因烟草的花药形状有较大的变异,早期的每个花药中花粉数明显减少,但这些花粉可被醋酸一洋红染色。所有能开花的转基因烟草均可收到种子,但收自某些转基因株系的种子不能萌发。所有这些结果表明生长素在花粉发育过程中起重要作用,过量的生长素会导致花粉发育的异常。     

黑边假龙胆的胚胎学研究

系统报道黑边假龙胆（Ｇｅｎｔｉａｎｅｌｌａａｚｕｒｅａ（Ｂｕｎｇｅ）Ｈｏｌｕｂ）的胚胎发育过程,用以讨论假龙胆属长期存在争议的分类和系统发育问题,黑边假龙胆花药４室;药壁发育属双子叶型,绒毡层单型起源,细胞单核,属腺质绒毡层,花药壁表皮层宿存,药室内壁减缩。小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体的排列为四面体型,成熟花粉３－细胞型。子房为２心皮,１室,减缩的侧膜胎座,胚珠４列,薄珠心,单珠被,横生胚     

普通小麦与瓦维洛夫山羊草属间杂种的产生及其育性的细胞学 …

通过重复授粉和７５μｇ．ｇ＾－１ＧＡ３处理,成功地获得了普通小麦（Ｔ．ａｅｓｔｉｕｍ）与瓦维洛夫山羊草（Ａｅ．ｖａｖｉｌｏｖｉｉ）ＲＭ０２８６,ＲＭ０２９１ ２个组合属间杂种的产生及其育性,期间表现出较高的可酱性,杂匀结实率分别３９．８４％和４１．２２％,杂种Ｆ１植株具有双亲的形态特征,并表现出强的生活力。通过对Ｆ１植株小孢子发生和花粉发生和花粉发育的细胞学观察发现,花粉母细胞减数分裂过程异常紊乱     

长豇豆花药的花粉的发育

长豇豆花药壁的发育为基本型。绒毡层周原质团型,小孢子母细胞减数分裂粗线期至末期Ⅱ,相邻小孢子母细胞间存在胞质通道。四分体多为四面体型,少数为左右对称型。生殖细胞刚形成时,壁呈ＰＡＳ负反应,以后为ＰＡＳ正反应。生殖细胞游离在营养细胞质内后,壁消失。成熟花粉为２细胞型。在小孢子早期,首次观察到在周原质团型绒毡层细胞外切向壁的外方,有很多直径约２－４μｍ,含不溶性多糖、蛋白质的抗乙酰解物质的球形颗粒,以     

铁皮石斛花粉块结构及发育过程的解剖学特征研究北大核心CSCD

兰科植物的有性生殖特殊,每朵花只有1个花药,且花粉有聚集成块发育的特征。为了揭示铁皮石斛花粉块的发育特征,该研究以野生铁皮石斛不同时期的花药为材料,采用半薄切片和植物组织化学方法对其发育过程进行解剖学观察分析,并对成熟花粉块进行离体培养,观察花粉管的萌发状况。结果表明:(1)铁皮石斛花药壁由1层表皮细胞,2层药室内壁细胞,1层中层细胞和1层绒毡层细胞组成。开花时,绒毡层细胞退化,中层细胞没有退化,药室内壁细胞则形成纤维状细胞壁;药室中的小孢子母细胞没有明显的胼胝质壁结构。(2)小孢子发生属同时型,减数分裂后四分体小孢子不分散,以四合花粉状态发育,并进一步连接形成花粉块。(3)在小孢子发育中,孢粉素覆盖在整个花粉块表面形成花粉外壁,但花粉块内部的花粉没有花粉外壁结构;在花粉块表面的花粉外壁上未见花粉萌发孔。(4)在花粉离体萌发实验中,具有花粉外壁的花粉块表面花粉未见萌发,仅由花粉块内部的花粉萌发出花粉管。     

高温敏感不育水稻育性敏感期幼穗和叶片中的总RNA含量变化

在育性敏感的两个时期－花粉母细胞形成期和花粉母细胞减数分裂期,１３５６Ｓ和衡农Ｓ－２不育株幼的总ＲＮＡ含量极显著低于可育株,分别是可育株的４２．３％,４６．５％,４１．８％和４０．１％,这必然影响花粉母细胞形成及分裂所必需的蛋白质的合成,以致花粉不能正常发育,最终导致花粉败育。     

植物花药花粉特异性基因的调控序列

植物的花药发育和花粉成熟过程中,有大量的基因表达,肯许多是花药和花粉组织特异性的,本文介绍了几种已知的花药和花粉特异笥基因及其上游调控序列,并简单地介绍了花粉特异性的启动子在植物基因工程中的应用。     

高温敏感不育水稻育性敏感期幼穗和叶片中的总RNA含量变化(简报)

在育性敏感的两个时期──花粉母细胞形成期和花粉母细胞减数分裂期,１３５６Ｓ和衡农Ｓ－２不育株幼穗的总ＲＮ Ａ含量极显著低于可育株,分别是可育株的４２．３％、４６．５％、４１．８％和４０．１％,这必然影响花粉母细胞形成及分裂所必需的蛋白质的合成,以致花粉不能正常发育,最终导致花粉败育。