玉米花粉胚状体发育过程中DNA,RNA蛋白质含量及合成动态变化

继代培养的玉米花粉胚状体的发育过程可划分为6个时期:胚性细胞团时期、球形胚时期、心形胚时期、梨形胚时期、子叶形胚时期以及分化期。我们应用微量生化分析技术以及放射性同位素液体闪烁计数技术研究了玉米花粉胚状体发育过程的DNA、RNA、蛋白质含量及合成动态,发现DNA、RNA和蛋白质含量在胚性细胞团期较高,然后下降,但到了分化期时又有所升高。DNA合成速度在胚性细胞团时期较高,在以后的各时期降低并保持平稳。RNA和蛋白质的合成动态呈相似的变化规律。这个结果说明DNA、RNA和蛋白质在胚状体发育早期的活跃代谢,可能与胚性细胞的快速分裂以及胚性结构的形成有关,而后期的活跃代谢可能与胚状体的分化有关。     

钙调素对花粉萌发和花粉管生长的效应

牛脑和玉米胚ＣａＭ能显著促进花粉萌发和花粉管生长（图１）,而ＣａＭ抑制剂ＴＦＰ、ＣＰＺ及另外两个专一性更强的抑制剂Ｃｏｍｐｏｕｎｄ４８／８０和Ｗ７均严重抑制甚至阻止花粉的萌发（图２,３）。用对ＣａＭ亲和性较低的Ｗ７同系物Ｗ５,在与Ｗ７同样浓度下,对花粉萌发和花粉管生长无明显影响。此外,Ｗ７对花粉萌发和花粉管生长的抑制效应可被外源ＣａＭ所消除（图４）。在花粉萌发过程中,其内源ＣａＭ含量显著上升,在花粉萌发率接近最大值时,花粉ＣａＭ含量达最高水平（图５）。上述结果表明ＣａＭ对花粉萌发和花粉管生长的调控起重要作用。     

白皮松花粉发育过程中蛋白酶体活性及其分布的动态变化

蛋白酶体途径对花粉发育调控具有重要作用, 但花粉发育过程中蛋白酶体的分布及其活性的动态变化一直未见报道。蛋白酶体荧光底物结合荧光分光光度计分析表明, 蛋白酶体的活性从单核小孢子到具有2个原叶细胞的三细胞花粉逐渐增强, 而在成熟花粉中略有下降。免疫荧光标记结合共聚焦显微镜分析表明, 蛋白酶体不均匀地分布于细胞质和细胞核中, 并在花粉细胞不均等分裂过程中聚集分布于先后产生的2个原叶细胞内。总之, 蛋白酶体的活性及其分布在花粉发育过程中存在相关的时空动态变化, 表明裸子植物花粉中的蛋白酶体活性及其分布与花粉发育具有相关性, 并在原叶细胞的退化过程中起重要作用。     

在继代培养中玉米花粉愈伤组织无性系的核酸和蛋白质变化

本实验室筛选出具有不同分化能力的单倍体玉米无性系组织,挑选其大小相同、新鲜的、具有分化能力的无性系No.1和完全丧失分化能力的无性系No.250组织,转接到分化和继代两种培养基上,分析其DNA和RNA以及蛋白质含量的差异,以了解组织在分化过程中DNA、RNA和蛋白质动态。试验结果表明,在分化和继代两种培养基上,No.1的DNA、RNA和蛋白质含量都高于No.250;No.1和No.250在分化培养基上DNA和RNA含量增加的速度比在继代培养基上要快;在组织分化过程中,No.1会出现一些新的小分子量蛋白质分子,而No.250中却没有,这些特殊的蛋白质分子可能与组织分化有关。     

果梅花粉离体萌发及花粉管生长特性研究

研究了果梅(Prunus mumeSieb.1et Zucc.)花粉在不同培养基组分、花粉不同培养密度和不同温度及培养时间的离体萌发和花粉管生长特性.结果表明:细叶青花粉萌发及花粉管生长最适宜的液体培养基为30mmol/L MES(pH 6.5)缓冲液中含20%蔗糖,0.01%硼酸,20%PEG-4000,0.03?(NO3)2?4H2O,0.02%Mg-SO4?7H2O;萌发率达45.03%,花粉管长度达597.2μm.适宜于果梅花粉萌发和花粉管生长的花粉粒密度为20~80粒/μL.培养温度过高或过低都不利于果梅花粉的萌发和生长,25℃时花粉萌发和花粉管生长最好.细叶青"、月世界"、莺宿"3个品种的平均萌发率为48.6%,平均花粉管长度为762.3μm.果梅花粉在不同培养温度下,萌发及生长不同,在25℃条件下花粉管生长速度最快,集中在0~12 h内,3个品种花粉管平均生长速度为58.5μm/h.     

Isolation and Artificial Germination of De-exined Pollen in Brassica

In view of the fact that pollen deprived of exine has been shown by electroporation to be a superior receptor of foreign genes in tobacco, the authors developed a technique to isolate and artificially germinate the de-exined pollen in Brassica. Pollen grains of B. chinens/s and B. campestris var. purpurea were first hydrated at 4 ℃ in a medium containing Roberts' salts, 24% sucrose, 7.3% mannitol, 0.05% lactoalbumin hydrolysate (pH 8.5) for 18 h, followed by heat shock at 34 ℃ for 40～60 min and osmotic shock for 20 min subsequently. Through this three-step procedure the exine could dehisce along the germination furrows and completely detached off, resulting in the release of pollen coated with naked intine with an isolation rate as high, as over 60%. The de-exined pollen were germinated in a modified medium containing 15%～20% polyethylene glycol (MW 6000), 5% sucrose, 0.05% lactoalbumin hydrolysate and Roberts' salts (pH 8.5) with a rate of 41% in B. chinensis and 33% in the other species. However, in sharp contrast with the behavior of the intact pollen, the de-exined pollen did not germinate in the carbon and nitrogen sources free media. Scanning electron microscopic and light microscopic observations on the processes of isolation and germination of de-exined pollen were carried out. The phenomenon of exine detachment in a few plant species is reviewed. There might be some corresponding association between pollen wall characteristics and methods of isolation. The de-exined pollen may be a useful experimental system not only for introducing and transferring foreign genes, but also for investigating the role of exine in pollen germination and in sporophytic self-incom- patibility.     

淫羊藿花粉萌发及花粉管生长研究

运用方差分析、多重比较和正交实验方法对淫羊藿花粉的萌发和花粉管生长进行了研究.结果表明:培养基内硼酸、硝酸钙、蔗糖在一定浓度范围内,对花粉萌发及花粉管生长起促进作用,但超过一定浓度时则起抑制作用;镁和钾对花粉萌发及花粉管生长影响不显著.在正交实验中蔗糖和H3BO3对淫羊藿花粉萌发有显著影响,而培养基组分间没有明显的交互作用.淫羊藿最适花粉液体培养基为15%蔗糖 40 mg/L H3BO3 40 mg/LCa(NO3)2·4H2O;在pH值为5.0、25℃和600 lx光照时淫羊藿花粉萌发和花粉管生长最好.     

朱顶红花粉萌发过程中营养细胞质的超微结构变化

本文应用透射电镜对朱顶红成熟花粉水合、活化和萌发的动态过程中营养细胞质的结构和组成变化进行了观察。成熟花粉具质体、线粒体、内质网、高尔基体。微丝束以聚集体的形式存在。花粉活化后,细胞器的数目和结构发生显著变化：质体和线粒体的片层明显增加,内质网片层狭窄,高尔基体活跃产生小泡,脂体降解及微丝聚集体散开。花粉萌发后,细胞质中出现周质微管和被刺小泡,此期细胞器的变化不明显。微丝以纤丝状遍布整个花粉管中。     

中国樱桃与甜樱桃花粉原位萌发及花粉管生长的差异

以‘垂丝’、‘东塘’(中国樱桃)和‘莫利’、‘拉宾斯’(甜樱桃)为试材,分别于自花、异花授粉后不同时间切取花柱,用FAA固定,荧光染色后压片观察。结果显示,中国樱桃和甜樱桃的自花、异花花粉均能在柱头萌发,且其花粉管在花柱中表现为“极快—慢—快—稳定”的动态变化过程。但甜樱桃花粉萌发率高于中国樱桃,异花高于自花。中国樱桃自花、异花都有花粉管到达花柱基部;甜樱桃‘莫利’ב拉宾斯’和‘拉宾斯’自交有花粉管到达花柱基部,而‘莫利’自交的花粉管在花柱中上部已停止生长。结果表明,中国樱桃表现自交亲和性,而甜樱桃除人工诱变导致自交亲和的‘拉宾斯’等品种外,表现典型的植物配子体自交不亲和性。     

花粉萌发和花粉管生长发育的信号转导

显花植物授粉是一个复杂的发育过程。从花粉落在柱头上开始,经过粘附、识别、水合、萌发,花粉管在花柱内生长,直至到达子房发生双受精作用,整个过程发生在雌、雄两性细胞和组织之间,受到严格的遗传控制和细胞控制。一方面雌雄配子的基因型决定两者是否亲和,另一方面雌雄两性细胞间发生复杂的相互作用,细胞外信号分子是这些过程的主要调控因子。当花粉或花粉管细胞感知外部信号后,必然通过信号转导级联反应,达到控制萌发、调整花粉管生长方向等目的。这一系列动力学的细胞事件,关系到受精的成败。因此研究此过程中的信号及其转换机…     

Ca2+、pH在花粉及萌发花粉管生长中的作用研究进展

花粉正常萌发并生长是精细胞顺利到达胚囊并实现受精作用的前提,因而是高等植物有性生殖的一个关键环节。花粉管生长涉及一系列过程,而花粉(或花粉管)内外的Ca^2 和pH的变化与花粉萌发、花粉管生长有着密切的关系。比较详细地论述了Ca^2 和pH在花粉萌发、花粉管生长过程中的分布特点、生理功能及分子机制。     

桃花粉离体萌发和花粉管生长特性研究

采用花粉离体萌发法研究不同培养基组分和培养条件对桃花粉萌发和花粉管生长的影响,同时对不同贮藏温度下的桃花粉寿命进行研究.结果表明:固体培养基与液体培养基对桃的花粉萌发率和花粉管长度影响差异不显著;10%蔗糖是大多数桃品种花粉的最适萌发条件;硼能提高桃花粉的萌发率,但对花粉管的生长没有促进作用;桃花粉在20℃～25℃的培养温度下萌发率最高,花粉管最长;桃花粉萌发率和花粉管长度在培养前3 h内上升最快,3～5 h上升趋势减弱,5 h后基本停止;随着贮藏温度的升高和贮藏时间的延长,花粉生活力呈降低的趋势.     

G蛋白调节剂对梨花粉萌发及花粉胞内Ca2+浓度变化的影响

用激光共聚焦技术研究了异三聚体G蛋白活性调节剂对梨花粉萌发、花粉管生长及花粉细胞内游离钙离子浓度动态的影响。结果表明：异三聚体G蛋白激活剂霍乱毒素(CTX)可促进梨花粉萌发与花粉管生长,而其抑制剂百日咳毒素(PTX)则抑制花粉萌发与花粉管生长;霍乱毒素处理后,花粉细胞内产生特异性的“钙瞬变”信号,而百日咳毒素处理后则引起花粉细胞内游离钙离子浓度的持续下降。这表明：异三聚体G蛋白可能参与了梨花粉萌发与花粉管生长的调控过程,G蛋白的活性变化对花粉萌发的效应可能是通过调控花粉细胞内游离Ca^2 浓度的动态变化产生特异性的钙信号来实现的。     

Protein Electrophoresis of Single Pollen Grains of Hibiscus rosa-sinensis

Electrophoresis and staining of proteins from the single pollen grains of Hibiscus rosasinensis have been developed by using general ultrathin polyacrylamide gel combined with highly-sensitive silver staining technique. The result revealed that the pollen abortion could occur in different stages of pollen development. The protein patterns varied greatly in different stages of pollen development, even in the different pollen grains in the same anther at the same development stage. Some bands exhibited a disjunction by classical Mendelian ratio 1: 1, suggesting that the gene loci were heterogeneous and the proteins were related to the expression of the genes at the early stage of pollen development.     

The Germination of Vinca rosea L. Pollen Grains and the Growth of the Pollen Tubes in vitro

The effect of medium concentration, pollen grain concentration, pH of the media, light and temperature on the germination of Vin ca rosea pollen grains, and the growth of their pollen tubes in vitro have been studied. The pollen grains germinate best at a sucrose concentration between 14.2% and 30%; when the pollen grain concentration exceeds 800 per 0.0234 ml; at near neutral pH (6.5); in darkness and at a temperature close to 30°. Moreover buffering ions affect the growth of the pollen tubes. Pollen grains remain viable in a wide range of temperatures, and the wall of the pollen grain is capable of withstanding severe osmotic imbalance. Low temperature induces spherical swellings at the tips of the pollen tubes, followed by accumulation of a hyaline plug.     

景宁木兰花粉萌发与贮藏特性研究

以景宁木兰的花粉为试材,采用花粉离体培养法,用单因子与正交试验研究不同浓度蔗糖、H3BO3、CaCl2所组成的基本培养基对景宁木兰花粉萌发的影响,同时探讨不同贮藏条件和贮藏时间对花粉活力的影响。结果表明:景宁木兰在30 g·L-1蔗糖+200 mg·L-1H3BO3+200 mg·L-1CaCl2的液体培养基上萌发率最高(74.56%)。低温条件下有利于景宁木兰花粉生活力的保持,在-80℃条件下,花粉生活力下降较慢,并且随着贮藏时间的增加,经过硅胶干燥的花粉的活力明显高于湿润花粉的活力。     

花柱和花粉胞外钙调素对花粉萌发和花粉管伸长的影响

以烟草为材料,通过半体内实验,就花柱和花粉胞外钙调素对花粉萌发和花粉管伸长的影响进行了观察。发现用EGTA及钙调素抗血清处理柱头或花粉均可抑制花粉在柱头上的萌发;向花柱引导组织中显微注射纯化钙调素可促进花粉管束伸长,而注射钙调素抗血清可抑制花粉管束伸长;同时证实玉米花柱和花粉细胞壁中均存在钙调素及钙调素结合蛋白,而且花粉和花柱细胞壁中钙调素结合蛋白的种类有差异。结果表明存在于花粉和花柱细胞外的钙调素对花粉萌发和花粉管伸长均有促进作用。     

菠萝蜜花药发育及花粉萌发研究

研究花药发育过程和花粉萌发条件是菠萝蜜稳产优质的基础。采用石蜡切片和离体培养的方法,对菠萝蜜花药的发育和花粉萌发进行了研究,结果表明：菠萝蜜的花药有4个花粉囊;减数分裂的胞质分裂有连续型和同时型两种形式,形成了等双面体排列和四面体排列的四分体;成熟花药的表皮细胞积累有大量的单宁。160 g·L^-1的蔗糖和0.25 g·L^-1的硼酸混合溶液对菠萝蜜花粉萌发具有明显的促进作用,CaCl₂对菠萝蜜花粉萌发作用不明显。     

香港木兰开花生物学研究

对香港木兰的花果期物候、花朵结构、单花期、开花特性及花粉在离体培养和人工授粉条件下的萌发现象进行观察和研究。结果表明,该种的开花习性限制蜂类昆虫在其柱头可授期内进入花内传粉,为专一的甲虫传粉植物;花粉萌发时间长、开花不集中、花期适逢雨季都影响到昆虫的传粉活动和有效受精。     

花粉管引导机制的研究进展

花粉管引导是指显花植物在受精过程中,雌蕊组织与花粉管相互作用使花粉管定向生长并最终到达胚囊的过程,其机制颇为复杂。该文基于调控花粉管生长的孢子体引导和配子体细胞引导两个主要过程,阐述雌蕊中不同蛋白分子和其它小分子物质的浓度梯度在花粉管的孢子体组织引导中的作用,以及胚囊中不同类型的细胞及其相关基因与蛋白在花粉管的配子体细胞引导中的作用。同时,该文也对精细胞在花粉管引导中的作用进行了阐述。