中国水仙的核型分析和小孢子发生中的细胞学研究

中国水仙(Narcissustazettavar.chinensis)只开花不结实,以鳞茎营养繁殖。对中国水仙的染色体倍性有不同的报道。对中国水仙的核型分析,支持它是三倍体的观点,但其核型也显示出了异源三倍体的倾向。在小孢子母细胞减数分裂过程中,染色体的异常行为多表现为:中期出现单个染色体游离在纺锤体外面、在后期出现的染色体桥和落后染色体、在末期出现的单个染色体游离在细胞核外形成微核的现象。这些异常现象引起小孢子的败育,也支持中国水仙为三倍体植物的观点。     

Molecular Mechanisms of Homologous Chromosome Pairing and Segregation in Plants

In most eukaryotic species, three basic steps of pairing, recombination and synapsis occur during prophase of meiosis I. Homologous chromosomal pairing and recombination are essential for accurate segregation of chromosomes. In contrast to the well-studied processes such as recombination and synapsis, many aspects of chromosome pairing are still obscure. Recent progress in several species indicates that the telomere bouquet formation can facilitate homologous chromosome pairing by bringing chromosome ends into close proximity, but the sole presence of telomere clustering is not sufficient for recognizing homologous pairs. On the other hand, accurate segregation of the genetic material from parent to offspring during meiosis is dependent on the segregation of homologs in the reductional meiotic division （MI） with sister kinetochores exhibiting mono-orientation from the same pole, and the segregation of sister chromatids during the equational meiotic division （MII） with kinetochores showing bi-orientation from the two poles. The underlying mechanism of orientation and segregation is still unclear. Here we focus on recent studies in plants and other species that provide insight into how chromosomes find their partners and mechanisms mediating chromosomal segregation.     

小鼠孤雌胚早期发育过程中γ-微管蛋白的动态变化

微管蛋白是构成微管的主要蛋白,其中α、β亚单位形成异二聚体,而γ-微管蛋白在微管组装中起作用。为了研究小鼠早期孤雌胚中廿微管蛋白的动态变化,本实验采用了免疫荧光化学染色与激光共聚焦显微镜观察相结合的方法,在SrCl2激活的卵母细胞减数分裂以及早期孤雌胚有丝分裂过程中对γ-微管蛋白进行了定位观察。结果显示,SrCl2和细胞松弛素B（cytochalasin B,CB）诱导的第二次减数分裂中期（metaphase Ⅱ ofmeiosis,MII）小鼠卵母细胞恢复减数分裂,并且纺锤体始终与质膜平行,表明纺锤体旋转被抑制,但核分裂不受影响。减数分裂过程中γ-微管蛋白主要定位于中期纺锤体两极和后期分开的染色单体之间;孤雌活化两雌原核形成以后,γ-微管蛋白聚集在两雌原核周围。在早期孤雌胚有丝分裂间期无定形的γ-微管蛋白均匀分布于核;前中期γ-微管蛋白向两极移动,遍布于整个纺锤体区。有丝分裂中期、后期和末期廿微管蛋白的分布变化与减数分裂相似。结果表明,SrCl2和CB激活的MII卯母细胞产生杂合二倍体;γ-微管蛋白具有促微管负极帽形成和稳定微管的功能,从而促进纺锤体的形成;分裂后期和末期廿微管蛋白的重新分布可能是由纺锤体牵引同源染色体分离所诱导的：γ-微管蛋白负责两雌原核的迁移靠近。     

钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱ在卵母细胞减数分裂和受精中的作用

钙调蛋白依赖的蛋白激酶 (CaMK)是一类分布广泛的丝 /苏氨酸蛋白激酶家族 ,在钙离子和钙调蛋白存在的条件下发生自磷酸化而被激活 ,在细胞内对于钙信号的传递具有重要的介导作用 .近年来的研究表明CaMKⅡ是参与调节卵母细胞减数分裂的重要分子 ,在卵母细胞成熟、极体排放、受精和活化等过程中发挥作用 .CaMKⅡ作为Ca2 的下游信号分子 ,在受精后促进成熟促进因子 (MPF)和细胞静止因子 (CSF)的失活 ,并调节纺锤体微管的组装和中心体的复制过程 .虽然CaMKⅡ在减数分裂中的作用广泛而关键 ,但目前的研究主要集中于低等动物和小鼠 ,今后有待进一步阐明该蛋白激酶在其他哺乳动物中的作用和调节机制     

去甲斑蝥酸钠对小鼠卵母细胞第一次减数分裂的影响

体外培养的小鼠卵母细胞在１２ｈ内可完成第一次减数分裂,排出第一极体。将卵母细胞培养在含２５０μｇ／ｍｌ去甲斑蝥酸钠的培养液中,生发泡破裂（ＧＶＢＤ）过程不受影响,但卵母细胞不能完成减数分裂过程,卵母细胞中没有减数分裂器的形成,染色体紧密凝缩在一起;去甲斑蝥酸钠对小鼠卵母细胞减数分裂的影响在６ｈ内具有可逆性：卵母细胞ＧＶ破裂后用去甲斑蝥酸钠处理２ｈ换正常培养液培养,整个减数分裂过程不受影响;ＧＶ期卵母细胞用去甲斑蝥酸钠连续处理６ｈ,洗去药物继续培养,减数分裂可继续进行,但第一极体的排放时间推迟。去甲斑蝥酸钠对分裂期细胞特异性磷蛋白的出现影响不显著,在连续处理的卵母细胞中分裂期细胞特异性磷蛋白仍然存在。     

染色体黏合蛋白功能的多样性

染色体黏合是细胞分裂过程中由一环状蛋白复合物黏合素(cohesin)将染色体单体聚合在一起的细胞生物学过程,确保了染色体在后期的精确分离.除了黏合素,还有许多辅助因子共同参与组成染色体黏合蛋白家族,在染色体黏合的建立、维持及解离过程中发挥重要功能.此外,该家族蛋白还参与调控DNA损伤修复、基因表达以及染色质高级结构形成等事件.虽然染色体黏合蛋白的功能和调控机制在有丝分裂中得到了比较深入的研究,但其在减数分裂,特别是第一次减数分裂中的作用及机制还不完全明确.本文对染色体黏合蛋白在各种生物学事件中的功能进行了概述,尤其阐释了它们在生殖细胞减数分裂中的非经典作用,并探讨了该领域未来的发展方向.     

植物减数分裂过程中细胞板的形成

以水稻(Oryza sativa)和银灰杨(Populus canescens)的小孢子母细胞为例,介绍2种不同胞质分裂类型的小孢子母细胞其细胞板的形成及细胞壁的变化,帮助广大师生进一步了解植物减数分裂的过程。