玉米生活精子的分离及扫描电镜观察(简报)

生殖细胞的分离和纯化是植物生殖生物学及生殖细胞工程的发展基础之一。70年代,Cass(1973)首次从大麦花粉管及花粉粒中分离精子;到80年代后期,分离精子已成为国际上实验生殖生物学中的热点。由于大量分离和纯化的技术进一步完善,已从一些植物的     

裸子植物有双受精现象吗?

我们知道 ,被子植物如大豆、玉米、桃花 ,它们在开花、受精、结种子果实的过程中 ,具有双受精现象 ,花粉粒即小孢子落在雌蕊的柱头上受到粘液的刺激后萌发形成花粉管 ,然而成熟的花粉粒所形成的花粉管中有两枚精子 ,当花粉管从柱头伸入珠孔时 ,花粉管末端破裂 ,两枚精子出来 ,一枚与靠近珠孔的卵细胞 (它是由雌配子体中的大孢子母细胞经减数分裂形成的大孢子 ,其中一个再经过三次有丝分裂得到的 )结合形成核相为二倍的受精卵 ,将来发育成胚 ;另一枚与中央细胞即极核细胞结合形成核相为三位的受精极核 ,将来发育成胚乳。但是像马尾松等裸子植…     

被子植物助细胞中钙含量的变化

助细胞是被子植物受精过程中花粉管进入胚囊并释放精子及其内容物的场所,而助细胞中不同时期的钙含量与受精作用的顺利完成密切相关。在大多数植物中,助细胞是成熟胚囊中钙含量最高的细胞。传粉后在花粉管中所产生的信号诱导下,助细胞中钙含量还可能继续增加。花粉管进入退化助细胞后,在超高钙环境中破裂并释放精子,精子沿退化助细胞转移到受精靶区实现双受精。随后助细胞中的钙含量迅速降低。因此钙在吸引花粉管、雄配子释放甚至雄配子转移等过程中都发挥了重要作用。     

水稻双受精过程的细胞形态学及时间进程的观察

应用常规石蜡切片和荧光显微镜观察水稻(Oryz a sativa)受精过程中雌雄性细胞融合时的形态特征及时间进程, 确定合子期, 为花粉管通道转基因技术的实施提供理论依据。结果表明: 授粉后, 花粉随即萌发, 花粉管进入羽毛状柱头分支结构的细胞间隙, 继续生长于花柱至子房顶部的引导组织的细胞间隙中, 而后进入子房, 在子房壁与外珠被之间的缝隙中向珠孔方向生长, 花粉与花粉管均具有明显的绿色荧光。花粉管经珠孔及珠心表皮细胞间隙进入一个助细胞, 释放精子。精子释放前, 两极核移向卵细胞的合点端; 两精子释放于卵细胞与中央细胞的间隙后, 先后脱去细胞质, 然后分别移向卵核和极核, 移向卵核的精核快于移向极核的精核; 精核与两极核在向反足细胞团方向移动的过程中完成雌雄核融合。大量图片显示了雌雄性核融合的详细过程以及多精受精现象。水稻受精过程经历的时间表如下: 授粉后, 花粉在柱头萌发; 花粉萌发至花粉管进入珠孔大约需要0.5小时; 授粉后0.5小时左右, 花粉管进入一个助细胞, 释放精子; 授粉后0.5-2.5小时, 精卵融合形成合子; 授粉后约10.0小时, 合子第1次分裂, 合子期为授粉后2.5-10.0小时; 授粉后1.0-3.0小时, 精核与两极核融合; 授粉后约5.0小时, 初生胚乳核分裂。     

云南松雄配子在人工培养和自然条件下的发生

云南松(Pinus yunnanensis Fr.)花粉于三月在四细胞时期散粉。花粉在珠心顶端萌发,然后花粉管进入珠心组织,管核进入花粉管。第二年三月,休眠的花粉管在珠心内恢复活动,四月形成二个不等的雄配子。在雄配子周围有一些淀粉粒分布。花粉孵育在含蔗糖的培养基中生长要比在BKBM-WS培养基中缓慢。花粉粒及花粉管中含有大量直径4—8微米的淀粉粒,在不含蔗糖的培养基中,淀粉粒积累较少,直径约2—5微米。培养在2—5℃低温下的花粉可以缓慢地萌发,但不能形成雄配子。花粉管的伸出以及外壁的裂开总是发生在远极端薄壁区,花粉管可产生2—5条分枝或向两侧平行地生长,在萌发的早期,花粉粒以及花粉管中的细胞质十分稠密,蛋白质含量丰富。管核的蛋白质染色反应最深,生殖核次之。当生殖细胞分裂形成不育细胞及精原细胞后,管核染色反应稍有下降,花粉管中细胞质集中在顶端区域。当精原细胞分裂形成二精子时,花粉管中细胞质仅分布在二个精细胞及不育细胞和管核四周,其余部分已很少或缺乏。     

凤仙花花粉粒萌发的制片

凤仙花的花粉粒是在人工培养条件下比较容易萌发的材料,在显微镜下凤仙花的花粉粒是呈长方形,角部具有萌发孔,萌发管自萌发孔生出后,逐渐延长(似黄豆芽)。如用醋酸洋红染色,可以在萌发花粉不同时期的花粉管中找到营养核(花粉管的顶端),生殖核或由生殖核分裂产生精子的现象。一、使花粉粒萌发和花粉管形成的方法步骤1、培养液配制:葡萄糖 10克蒸馏水 100毫升     

番茄受精作用及其间隔期的研究

利用常规石蜡切片法研究了番茄受精作用的全过程,具体研究结果为:(1)授粉后2 h,花粉粒在柱头上萌发;约2~4 h,花粉管长入柱头,且末端膨大;约8 h后,生殖细胞进入分裂期;并于约两小时后,分裂为两个精细胞。(2)约14 h,花粉管进入子房腔;约18~24 h,花粉管进入胚囊,破坏一个助细胞,并在其珠孔端释放两个精子;随后被释放的精子移到卵细胞与次生核附近。(3)授粉后约30 h精核进入卵细胞;约34 h,精核与卵核融合,并在卵核内出现分散的雄性染色质,进而出现雄性核仁;44~50 h,雌、雄性核仁融合,形成合子;合子的休眠期为10 h左右。60 h之后,合子分裂形成二细胞原胚。(4)约26 h,另一个精子的精核与次生核核膜相贴伏,随后与之融合;约30~34 h,次生核内出现分散的雄性染色质,随之出现雄性核仁;约38~42 h,雌、雄性核仁融合,形成初生胚乳核。约44 h后,初生胚乳核进行有丝分裂,形成两个胚乳细胞。番茄胚乳发育属于细胞型。初生胚乳核无休眠期。(5)精子与次生核的融合比与卵核的融合快。(6)番茄的受精作用属于有丝分裂前配子融合类型。     

川百合精细胞的超微结构(英文)

川百合与朱顶红花粉管中的生殖细胞分裂行为非常不同。诸如：染色体行为、微管的组织形式和分布、包括着丝点、微管形成的时间,纺锤体的形状及间期周质微管网络在生殖细胞分裂过程中消失与否等。但这两种细胞具有某些共性,包括在有丝分裂前期缺乏早前期带微管（ＰＰＢ）,末期形成细胞板等。这两种植物精细胞的结构应有较大差异。我们曾报道了朱顶红精细胞的超微结构,本文详细从超微结构方面描述了川百合精细胞的特征。川百合花粉管的萌发采用半离体活体培养方式。１１～１８小时后,ＤＮＡ荧光染料Ｈｏｅｃｈｓｔ３３２５８和醋酸地衣红染色检查花粉管中生殖细胞和精细胞发育时期。切取含有分裂的生殖细胞和精细胞的花柱部分,按曾报道的方法固定、包埋、切片、染色及观察。在所有检查的花粉管中,两精子均前后排列（Ｆｉｇ．１～３）,营养核前导并靠近花粉管顶端（Ｆｉｇ．２,３）。Ｈ３３２５８染色可见两精核间以ＤＮＡ联系（Ｆｉｇ．３）。两个新形成的精核彼此分离（Ｆｉｇ．１）,后来又相互靠近,并维持一定距离（Ｆｉｇ．３）。偶尔一对精子与营养核靠近（Ｆｉｇ．２）。两精细胞被一共同的细胞壁连接,他们不仅被自己的质膜也被营养细胞的质膜包围构成周质。周质平坦光滑。共同壁横向     

川百合精细胞的超微结构

川百合与朱顶红花粉管中的生殖细胞分裂行为非常不同。诸如：染色体行为微管的组织形式和分布包括着丝点微管形成的时间,纺锤体的形状及间期周质微管网络在生殖细胞分裂过程中消失与否等,但这两种细胞具有共性,包括在有丝分裂前期缺乏早前期带微管（PPB）,未其形成细胞板等,这两种植物精细胞的结构应有较大差异,我们曾报道了朱顶红精细胞的超微结构,本文详细从超微结构方面描述了川百合精细胞的特征。川百合花粉管的萌发采用半离体－活体培养方式,11－18小时后,DNA荧光染料Hoechst33258和醋酸地衣红染色检查花分管中生殖细胞和精细胞发育时期。切取含有分裂的生细胞和精细细胞的花柱部分,按曾报道的方法固定、包埋、切片、染色及观察。在所有检查的花粉管中,两精子均前后排列（Fig.1-3),营养核前导并靠近花粉管顶端（Fig.,3)。H33258染色可见两精核间以DNA联系（Fig.3)。两个新形成的精核彼此分离（Fig.1),后来又相互造近,并维持一定距离（Fig.3)偶尔一对精子与营养核靠近（Fig.2)。两精细胞被一共同的细胞壁连接,他们不仅被自己的质膜也被营养细胞的质膜包围构成周质。周质平坦光滑。共同壁横向、弯曲、网状具胞质通道（Fig.4),厚度明显大于周质。色质凝集的程度更大些（Fig.5),可能意味着一个精子发育的早些。精细胞质中具有线粒体、内质网、高尔基体、脂体和大量核糖体。无质体。线粒体具有发育完好的精细胞中,微管呈纵向束排列于随精细胞的继续发育,共同壁消失了。与朱顶红等植物的染色体行为遵循典型有丝分裂方式不同,川百合生殖细胞与紫露草相同,它的染色体在有丝分裂中期沿细胞长轴分布,胞质分裂时没有细胞板出现。可以认为：川百合象烟草一样是介于朱顶红和紫露草之间的中间类型。雄性生殖单位（MGU）在三细胞和二细胞花粉中普遍存在。尽管本工作观察到营养核与精细胞紧密联系,以及两精子与DNA联系的例子,但MGU在超薄切片中并未见到,有可能MGU是一个动态的和时间上的暂时结构。另一方面,MGU的建立是以性细胞（生殖细胞或精细胞）的突起和营养核的裂瓣相互环绕为基础的,而性细胞中的细胞骨架（即：微管）可能对维持其与营养核的附着起重要作用。缺乏微管,可能是川百合精细胞不存在MGU的原因之一。     

水稻(Oryza sativa L.)的受精作用

本文对四个水稻品种的双受精过程作了细胞形态学的观察。作者看到,水稻在受精过程中常常有多条花粉管相继伸向珠孔,并把花粉管内含物注入胚囊。注入胚囊的内含物进入两助细胞之一,在卵细胞的一侧形成钩状构造。当合子发育成原胚时,钩状构造就逐渐消失。卵细胞与极核,除了通常的单精受精以外,有少数可能是属于多精受精的现象。卵细胞多精受精时,超数精子不但进入细胞质,而且进入细胞核。精子还可能进入原胚的胚胎细胞。     

烟草雌、雄配子DNA 含量变化

采用显微分光光度法测定了烟草( Nicotiana tabacum) 精细胞和卵细胞的DNA 含量。烟草是二胞花粉, 花粉萌发后生殖细胞在花粉管中分裂形成精细胞。授粉后45 h 花粉管到达子房, 在花粉管内的精细胞DNA 含量为1C。当花粉管在退化助细胞中破裂, 释放出的两个精细胞开始合成DNA。在与卵细胞融合前,两个精细胞DNA 含量接近2C。随着精细胞的到达及合成DNA, 卵细胞也开始合成DNA, 融合前的卵细胞DNA 含量也接近2C。精、卵细胞融合后, 合子DNA 含量为4C。烟草雌、雄配子是在细胞周期的G2 期发生融合, 属于G2 型。     

水稻双受精过程的细胞形态学及时间进程的观察

应用常规石蜡切片和荧光显微镜观察水稻（Oryza sativa）受精过程中雌雄性细胞融合时的形态特征及时间进程,确定合子期,为花粉管通道转基因技术的实施提供理论依据。结果表明：授粉后,花粉随即萌发,花粉管进入羽毛状柱头分支结构的细胞间隙,继续生长于花柱至子房顶部的引导组织的细胞间隙中,而后进入子房,在子房壁与外珠被之间的缝隙中向珠孔方向生长,花粉与花粉管均具有明显的绿色荧光。花粉管经珠孔及珠心表皮细胞间隙进入一个助细胞,释放精子。精子释放前,两极核移向卵细胞的合点端：两精子释放于卵细胞与中央细胞的间隙后,先后脱去细胞质,然后分别移向卵核和极核,移向卵核的精核快于移向极核的精核：精核与两极核在向反足细胞团方向移动的过程中完成雌雄核融合。大量图片显示了雌雄性核融合的详细过程以及多精受精现象。水稻受精过程经历的时间表如下：授粉后,花粉在柱头萌发：花粉萌发至花粉管进入珠孔大约需要0．5小时：授粉后0．54,时左右,花粉管进入一个助细胞,释放精子：授粉后0．5—2．5小时,精卵融合形成合子：授粉后约10．0小时,合子第1次分裂,合子期为授粉后2．5-10．04,时：授粉后1．0-3．04,时,精核与两极核融合：授粉后约5．0小时,初生胚乳核分裂。’     

花粉管向胚珠方向生长的控制机理

被子植物的受精过程复杂而精细,包括柱头识别、花粉管萌发、花粉管穿过花柱、花粉管进入珠柄和胚囊、释放精子等过程。花粉管准确定位于胚珠,从珠孔进入胚囊对于受精过程的完成具有重要意义。本文主要介绍雌配子体在花粉管向胚珠生长过程中导向机理。     

植物的受精作用 第三讲 雄性配子与雌性配子融合的过程

当花粉管进入胚囊后,立即释放出其中的内容物,包括两个精子。接着发生雌雄配子的融合:一个精子与卵融合,形成合子,进一步发育成胚;另一个精子与中央细胞的极核(通常两个)融合,形成初生胚乳核,发育成为胚乳。受精作用发生的两种融合的现象,称为双受精。这是被子植物独具的特点。     

种子植物受精摆脱水束缚应归因于花粉管的起源吗？——植物学教材质疑(一)

几乎所有中文植物学教材都把花粉管当成是种子植物对受精摆脱水束缚的适应特征,并得出粉管受精使种子植物更适应于陆生生活的结论。但是,某些灭绝的(种子蕨和科得荻植物)和一些现存的(银杏和苏铁)裸子植物行游动受精,需要特别指出的是其受精并不需要液态水。种子蕨和科得荻植物不形成花粉管,银杏和苏铁的花粉管是吸器而无输送精子的功能。其实,正是小孢子在小孢子囊中的原位发育导致植物演化出花粉和传粉,花粉的形成及其传播才使受精真正摆脱了水的限制。澄清花粉管的功能可作为植物学批判性教学的案例,以促进学生们科学精神和科学思维的发展。     

十字花科10属种与油菜萝卜胞质不育系杂交的花粉萌发情况观察

对10属种十字花科植物与油菜萝卜胞质不育系杂交时花粉在柱头上粘合、萌发、花粉管伸长等情况进行观察。结果表明：（1）海甘蓝花粉粒粘合较难;（2）48 h内无瓣焊菜〖WTBX〗(Rorippa dubia)〖WTBX〗、毛果诸葛菜(Orychophragmus violaceus)、桂竹香(Cheiranthus cheiri)、海甘蓝(Crambe abyssinica)花粉管的伸长受阻于花粉萌发启动之时,花粉壁内形成胼胝质塞;播娘蒿、紫罗兰、荠菜花粉管伸长但未进入乳突细胞;芝麻菜花粉管进入乳突细胞而未进入柱头,‘浠水白’(Brassica campestris)、蓝花子有花粉管进入柱头及花柱而未进入胚囊。     

异叶苦竹花粉管生长及双受精过程

以异叶苦竹为材料,采用扫描电镜、荧光显微镜技术及传统的石蜡制片技术,解剖观察其花粉管生长途径及双受精过程。结果表明:(1)授粉后,花粉在柱头上吸水膨胀,约30 min即可萌发。(2)授粉1～2 h后花粉管可达到花粉长度的5～10倍,花粉管在柱头分支中进一步伸长,并开始伸入花柱中生长。(3)授粉后5 h,大量花粉管沿引导组织进入花柱基部与子房顶部之间的子房壁,有少量花粉管在子房壁与外珠被之间的缝隙中生长。(4)授粉后8 h,少量花粉管到达珠孔端。(5)授粉后15～18 h,精核与极核融合,形成初生胚乳核;精、卵核融合,形成合子。(6)授粉后20～30 h,仍可在花柱中见到大量呈束状的花粉管。(7)授粉后48 h,子房内的大部分花粉管出现解体,大多数花粉死亡。研究认为,精细胞到达胚珠的时间为8 h。     

异叶苦竹花粉管生长及双受精过程（英文）

以异叶苦竹为材料,采用扫描电镜、荧光显微镜技术及传统的石蜡制片技术,解剖观察其花粉管生长途径及双受精过程。结果表明:(1)授粉后,花粉在柱头上吸水膨胀,约30min即可萌发。(2)授粉1~2h后花粉管可达到花粉长度的5~10倍,花粉管在柱头分支中进一步伸长,并开始伸入花柱中生长。(3)授粉后5h,大量花粉管沿引导组织进入花柱基部与子房顶部之间的子房壁,有少量花粉管在子房壁与外珠被之间的缝隙中生长。(4)授粉后8h,少量花粉管到达珠孔端。(5)授粉后15~18h,精核与极核融合,形成初生胚乳核;精、卵核融合,形成合子。(6)授粉后20~30h,仍可在花柱中见到大量呈束状的花粉管。(7)授粉后48h,子房内的大部分花粉管出现解体,大多数花粉死亡。研究认为,精细胞到达胚珠的时间为8h。     

杜仲胚胎学的研究——Ⅱ.雄配子体的发育

杜仲(Eucommia ulmoides Oliv)小孢子母细胞减数分裂属同时型。小孢子阶段短暂,当细胞体积略增大,未形成液泡时,细胞核由中部移向边缘即进行第一次分裂。在分裂中期,多数纺锤体轴垂直于花粉壁,呈不对称形;少数平行于壁,其两极相似。分裂过程中细胞质内逐渐形成几个大液泡,并消耗贮藏淀粉。生殖细胞位于边缘时,与营养细胞间的拱形壁呈PAS正反应。随后当生殖细胞内移到营养细胞质内的过程中,液泡逐渐解体,贮藏物质重新累积,花粉体积增大。成熟花粉具三沟孔,二细胞型。花粉管单一无分枝,当生殖细胞在花粉管中分裂时,营养核由椭圆形变长,结构松散,并处于其近侧。二个精子一前一后相接近,营养核紧邻其前端,未见有在其后面的现象。     

朱顶红精细胞超微结构观察

精细胞是双受精作用的直接参与者,是生殖生物学中的重点研究对象之一。以往的研究表明,应用连续超薄切片和计算机辅助三维重组技术,结合免疫荧光定位,发现两个精细胞在体积和细胞器含量上存着差异,即精子的二型性,而且与营养细胞核三者构成紧密功能单位却雄性生殖单位（MGU）。微管对精细胞的性状的确定、运动和维持MGU的动态结构稳定具有重要的作用。本文应用透射电镜。详细观察了朱顶红花粉管中细胞的超微结构,并着重微管结构及其分布的观察。朱顶红成熟花粉为两细胞型。成熟花粉于26℃、黑暗条件下,在液体培养基（含10％蔗糖和100ppm硼酸）中培养13－18小时,然后收集花粉管,固定,供电观察并照相。朱顶红成熟花粉培养13小时后,生殖细胞在花粉管中完成核分裂和胞质分裂等两个过程。形成两个精细胞。形成的两个精细胞前后排列,营养核前导并靠近花粉管顶端。领头的精细胞的细胞质以很大的表面与营养核相互融合（图版1－1,2）,有时营养核与两个精细胞彼此穿插、缠绕（图版1－3）。两精细胞之间的壁上具有多胞质通道和含均质电子密度中等的基质（图版II－4）。精细胞质在核与共同壁之间的区域染色较深,经高倍放大,观察到此处含丰富的微管, 自由分布,但以纵向或斜向为主（图版II－5,6）。所有的微管构成松散的桶状网络存在于两精核之间,除此之外,其他区域无微管分布（图版II－7）。培养18小时之后,两精细胞的共同呈网状（图版II－8）,此时微管均成纵向排列,平行于细胞长轴,构成筐状结构包围状精核,但不构成紧密的束状,证明了前人的免疫荧光观察结果。从以上观察结果我们可以得出如下的结论,朱顶红花粉为两细胞型,因此在花粉管中形成的两个精细胞一般前后排列,跟在营养细胞后面,这种线状排列方式在其他植物中也观察到,可能有利于三者作为一个结构功能单位在花粉管中移动和对花粉管狭窄空间的进化适应。MGU形成得较晚,在生殖细胞和营养核进入花粉管后才形成,并一直维持到精核形成,与其他报道不同。精细胞发育过程中,微管的分布方式变化显著。精细胞中微管的分布仅限于共同的细胞壁和靠近茎核之间的区域,总体构成一个松散的桶状结构。精细胞发育后期,微管均成纵向排列,包围着精核,极似生殖细胞筐状的微管结构形式。