细胞分裂素信号调控植物雌配子体发育的研究进展

雌配子体发育是被子植物有性生殖过程的重要阶段,它的顺利进行是保证植物完成整个生命周期的前提。细胞分裂素是植物自身合成的一类重要激素,广泛参与植物生长发育等一系列生命过程。在综述细胞分裂素代谢、信号感知和转导的基础上,重点介绍细胞分裂素信号在植物雌配子体发育过程中的功能,旨在从细胞分裂素角度揭示植物雌性生殖发育机理,为提高农作物产量及其遗传改良研究提供理论依据。

生长素信号途径参与调控拟南芥雌配子体发育研究进展

雌配子体发育是开花植物有性生殖的重要前提,包括大孢子发生和雌配子体发生两个关键事件,该过程决定植物能否正常受精作用并完成世代繁衍。生长素是植物中广泛存在的一类植物激素,生长素在胚珠中的极性分布保证了胚珠的正常发育,但由于生长素信号途径十分复杂,且雌性生殖细胞位于组织内部,生长素信号途径在雌性生殖系建成的调控网络和分子机制仍不明晰。本文综述了生长素的合成、动态平衡和信号转导以及生长素调控大孢子发生和雌配子体发生相关研究,旨在对生长素激素信号途径调控雌性生殖系建成提供参考。

攀枝花苏铁(Cycas Panzhihuaensis L.Zhou et S.Y.Yang)生殖生物学特性研究——大孢子发生、受精前雌配子体及颈卵器的发育

报道了Ｃ．ｐａｎｚｈｉｈｕａｅｎｓｉｓ胚珠的结构、发育和受精前的雌配子体及颈卵器的发育．幼小胚珠由珠被、珠心组织组成，珠心组织内的功能大孢子经多次分裂形成游离核的雌配子体，最终形成细胞的雌配子体．人工授粉１５ｄ后，颈卵器开始发育，颈卵器由２个颈细胞和１个中央细胞组成，通常２个颈卵器能正常发育．

雷竹大孢子发生与雌配子体发育

利用常规石蜡切片技术对雷竹大孢子发生与雌配子体发育的过程进行研究。结果表明:雷竹单子房,子房1室,内具1个倒生胚珠;双珠被,厚珠心;大孢子母细胞由1个雌性孢原细胞直接发育而成,大孢子四分体呈线型;蓼型胚囊,成熟胚囊包括1个卵细胞、2个助细胞、2个极核组成的中央细胞以及多个反足细胞,助细胞具明显丝状器。雌配子体发育多数正常,不是造成雷竹结实率低的主要原因。

濒危植物南方红豆杉大孢子发生和雌配子体发育

南方红豆杉（Taxus chinensis var.mairei）为第三纪孑遗树种,也是我国Ⅰ级保护植物。本文通过对其大孢子发生及雌配子发育过程进行细胞学观察发现,南方红豆杉胚珠多为直立单生,偶见1个苞片内着生2个胚珠;大孢子母细胞减数分裂形成4个大孢子,其中3个退化,仅位于合点端的大孢子发育为功能性大孢子;功能性大孢子经过有丝分裂形成256个游离核;颈卵器单生,2~6个;从传粉到受精约2个月;有16个原胚自由核,原胚为标准型;简单多胚和裂生多胚并存,胚发育不同步。因南方红豆杉胚珠直立单生、游离核数目、传粉到受精间隔期、原胚游离核数目等特征与松科差异较大,而与广义柏科具有许多相似之处,故我们支持将红豆杉科置于广义柏科之下的观点。此外,本研究结果还表明,南方红豆杉大孢子发生与雌配子体发育正常,不是致其濒危的主要原因。

毛竹大孢子发生与雌配子体发育研究

采用石蜡切片的方法,对毛竹(Phyllostachys edulis)的大孢子发生及雌配子体的发育过程进行了详细的观察研究。结果表明:毛竹的子房二心皮一室,内具1个倒生胚珠;双珠被,厚珠心。大孢子母细胞由1个雌性孢原细胞发育而成,大孢子四分体呈一字型排列;蓼型胚囊,成熟胚囊包括1个卵细胞,2个助细胞,2个极核组成的中央细胞及大量反足细胞。

银杏雌配子体形成及颈卵器发育的细胞学研究

银杏（ＧｉｎｋｇｂｉｌｏｂａＬ．）的功能大孢子经１０多次游离核分裂，形成约２０００个核后，向心地形成细胞壁。雌配子体中游离核之间细胞壁还未完全形成时，在其近珠孔端表面可看到颈卵器母细胞发生。一个雌配子体中的颈卵器数目通常为２个，它们的发育最初不同步，以后逐渐趋向一致。在颈卵器的发育过程中，颈细胞和中央细胞的形态及结构都发生了较大的变化。颈卵器的２个颈细胞在受精前进行一次斜向分裂形成４个颈细胞，此分裂一般早于中央细胞的分裂，偶尔也可见颈细胞和中央细胞同时分裂。银杏雌配子体及颈卵器的发生与发育，和苏铁类植物比较，在演化程度上可能更为原始。

观光木的大孢子发生与雌配子体形成

对观光木(TsoongiodendronodorumChun)的大孢子发生、雌配子体形成过程的观察结果显示,观光木子房单心皮,心皮腹面壁上着生2-5个胚珠;胚珠倒生型,厚珠心,两层珠被;孢原细胞一个,并且自表皮下1-2层处分化。胚囊发育为蓼型。在四分体和成熟胚囊时期观察到了异常发育现象。初步探讨了观光木濒危的生殖生物学原因。

四种植物生长激素对海带雌配子体克隆生长发育的影响

以海带（Ｌａｍｉｎａｒｉａｊａｐｏｎｉｃａ）雌配子体克隆ＬＨ１０品系为材料，用４种植物生长激素：三十烷醇（ＴＡ）、２，４－二氯苯氧乙酸（２，４－Ｄ）、吲哚乙酸（ＩＡＡ）和腐植酸钠加以处理，对其生长发育进行了研究。结果表明，它们的最佳生长浓度分别为：ＴＡ，０．０１ｍｇ／Ｌ；２，４－Ｄ０．５ｍｇ／Ｌ；ＩＡＡ，０．５ｍｇ／Ｌ；腐植酸钠，０．５ｍｇ／Ｌ；最佳发育浓度分别为：ＴＡ，０．０１ｍｇ／Ｌ；２，４－Ｄ，１ｍｇ／Ｌ；ＩＡＡ，０．１ｍｇＬ－１；腐植酸钠，０．０５ｍｇ／Ｌ。

五唇兰雌配子体发育和胚胎发生的研究

五唇兰（DoritispulcherrimaLindl．）的胚珠倒生型，具薄珠心，两层珠被．胚囊发育为双孢子葱型，成熟胚囊8核．从传粉到受精约50d,正常双受精．胚具5－6细胞的胚柄，种子成熟时胚柄及胚乳核消失，成熟种子只具单层细胞的种皮和一个未分化的珠形胚．

植物雌配子体发育的分子调控研究进展

近年来,以雌性不育突变体植株为材料,应用遗传学方法与分子生物学技术来研究雌配子体及胚珠发育的分子调控机制引起人们的重视,并取得了重要进展.该文从雌配子体发育、胚珠发育及珠被发育等几个方面综述了近年来植物雌配子体发育的分子调控机制研究进展.国际上大部分研究都以草本的模式植物或农作物为材料.通过化学诱变以及转座子和TDNA插入等诱变方法,已经在拟南芥中鉴别出许多胚珠和胚囊发育异常的突变体,并初步获得了一些影响雌配子体发育的调控基因.由于木本植物的生长发育周期长而复杂,发育生物学方面的研究还停留在形态解剖学和生理生化水平上.国内最近几年以油松和文冠果的雌性不育突变体为材料,从分子调控水平开展了木本植物发育生物学的研究.

甜菜无融合生殖单体附加系M14雌配子体的发生与发育

利用常规石蜡制片法,对甜菜单体附加系M14(Beta vulgarisL.VV+1C、2n=18+1)雌配子体的发生与发育进行了研究,结果表明:二倍体孢子生殖雌配子体为韭型(Allium odorum-type)和蝶须型(Antennaria-type),有性生殖雌配子体为蓼型(Polygonum-type)。韭型和蝶须型的大孢子母细胞发育成为二倍体雌配子体,蓼型大孢子母细胞形成单倍体的雌配子体。在二倍体孢子生殖雌配子体发育过程中,出现发育迟缓,胚囊败育等情况,正常发育的雌配子体只有25%。讨论了二倍体孢子生殖雌配子体发生与发育特点。

矮沙冬青雌配子体及胚胎发育研究

矮沙冬青子房单心皮1室,边缘胎座,弯生胚珠,胚珠具双珠被、厚珠心。大孢子孢原细胞发生于珠心表皮下,大孢子母细胞减数分裂形成直线排列的四分体,合点端大孢子具功能,并按蓼型胚囊发育,雌配子体成熟于4月中旬。双受精后,胚乳发育为核型。在矮沙冬青大孢子发生、雌配子体和胚胎发育过程中未发现异常现象,因此认为矮沙冬青濒危不存在雌性生殖结构与发育过程异常的内在因素。

三十烷醇对海带三个品系雌配子体克隆生长和发育的影响

以海带雌配子休克隆为实验材料，通过施用三十烷醇处理。结果表明，三个品系在供试条件下，LH36生长最好，LH30发育率最高。它们对TA的反应为浓度在0．5～1．0×10-5mg／L时，都有促生长作用，其中LH30反应最敏感，LH10次之。浓度在1．0×10-5mg／L时，发育率最高，其中LH30发育率为51．5％，LH10为18．0％。LH36对各浓度处理的发育反应，差异都不明显。

中华水韭雌配子体及胚胎发育的初步研究

中华水韭(Isoetes sinensis Palmer)属水韭科(Isoetaceae)草本拟蕨类,是长江中下游特有的古老物种,对环境污染敏感,为国家一级重点保护的极度濒危的野生植物。本研究通过人工培养,按不同发育阶段,用常规石蜡切片法连续观察了雌配子体及胚胎发育的全过程。结果显示:大孢子培养15～20 d萌发,雌配子体为球状、属壁内发育型,每个雌配子体着生8～20个颈卵器。成熟的颈卵器发育有多种可能,但只有颈沟细胞和腹沟细胞都退化,卵才有受精的机会。合子首先进行横向分裂,培养约50 d发育成数十个细胞的球形胚胎,约80 d雌配子体的细胞萎缩,第一叶及其叶舌、第一根结构更明显,出现第二叶。文中还初步探讨了中华水韭濒危的生殖生物学机制。

白皮松和油松雌配子体愈伤组织的诱导和分化

以白皮松（Ｐｉｎｕｓ ｂｕｎｇｅａｎａ Ｚｕｃｃ．）和油松（Ｐ．ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍ ｉｓ Ｃａｒｒ．）的未成熟胚乳，即雌配子体为外植体进行培养，将雌配子体分别接种在添加不同激素种类和不同浓度配比的改良ＭＳ培养基上诱导愈伤组织。经过２０多天的培养，在含有１—６ ｍ ｇ／Ｌ 萘氧乙酸（ＮＯＡ）和０．５ｍ ｇ／Ｌ６－ＢＡＰ及３％ 蔗糖浓度的培养基上诱导产生了愈伤组织，愈伤组织的诱导频率最高为２５％ 。经细胞学观察证明：愈伤组织细胞确为单倍性的，染色体数目为ｎ＝ １２，正常的体细胞染色体数目为２ｎ＝ ２４，并在含有ＡＢＡ

海拔差异对水稻雌配子体基因型选择及其后代表型遗传分化的影响

【目的】分析海拔环境差异对水稻雌配子体基因型选择及其对后代表型遗传分化的影响,为研究植物表型对海拔环境的遗传响应及利用海拔差异进行雌配子体选择育种的方法提供理论参考。【方法】利用2个滇1型细胞质雄性不育系与耐寒粳稻地方老品种杂交,在4个具有明显海拔背景差异的试验点构建并种植了7个水稻F1雌配子体基因型选择群体及其28个F2遗传分离群体,通过估算这些世代群体的形态性状差异来检测不同海拔条件对雌配子体基因型频率变化和后代表型遗传分化的影响。【结果】对F1雌配子体基因型选择群体的形态性状分析发现,在4个不同海拔点都检测到8个性状发生了偏分离,说明海拔背景差异对F1雌配子体基因型具有选择作用,且在2 200和400 m两种海拔环境的影响都大于海拔1 860和1 250 m;产生于海拔1 860 m群体的形态性状多样性指数最大,据此随产生海拔的升高和降低,其多样性指数均减小;差异性比较显示产生于2 200 m高海拔的群体几乎与其他3个海拔产生的群体在所有性状上的差异都达显著水平。对种植于不同海拔环境的28个F2遗传分离群体的形态性状分析,结果显示海拔差异导致的雌配子体基因型选择影响其F2群体的表型遗传分化,且产生海拔差异越大,其后代表型分化就越明显。经2 200和400 m选择过的分离群体,在7个性状上检测出21处差异达显著水平;经1 860和1 250 m选择过的分离群体,仅在3个性状上检测出6处差异达显著水平。总体变化趋势是,经高海拔2 200 m选择的群体,种植在不同海拔表现结实率高、整体生长势较差,而经低海拔400 m选择的群体的性状表现与高海拔的相反,经中海拔1 860和1 250 m选择过的群体表现多居于高、低海拔之间,但群体形态性状多样性指数较大。【结论】海拔环境差异对水稻F1雌配子体基因型具有选择作用,进而影响其后代的表型遗传分化,形成对不同海拔环境条件的生态适应性,这意味着利用海拔背景差异进行雌配子体选择育种的方法是可行的。

菊花脑大孢子发生、雌配子体与胚胎发育的研究

利用常规石蜡制片、组织压片以及显微观察技术对菊属植物菊花脑(Dendranthema nankingense)大孢子发生、雌配子体及胚胎发育过程进行了研究。研究发现,雌蕊具有单子房、单胚珠、二裂状柱头,胚珠为倒生型;大孢子母细胞经过减数分裂形成线形排列的4个大孢子,其中珠孔端大孢子为功能大孢子,能够进一步发育成单核胚囊,而合点端的3个大孢子在发育过程中逐渐解体;胚囊发育为单孢子待宵草型,单核胚囊经过两次连续分裂,形成四核成熟胚囊,成熟胚囊珠孔端有2个助细胞和1个卵细胞,胚囊中央有1个单核中央细胞;胚胎发育过程可分为球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚4个阶段;雌配子体和胚胎在发育过程中,败育频率分别高达46%和75%以上。结果表明,菊花脑功能大孢子位于珠孔端和胚囊发育属于单孢子待宵草型是区别于大多数被子植物的重要生殖特征;雌配子体和胚胎发育过程中的大量败育现象可能是菊花脑与栽培菊花种间杂交结实率低的一个重要原因。

海带雌配子体对无机碳的利用

采用pH漂移技术(pH drifttechnique) ,对海带雌配子体克隆的碳素营养进行了研究。结果表明 ,海带雌配子体对无机碳的利用能力较弱 ,其pH补偿点为8.85 ,CO2 补偿点为1.635μmol/L。与HCO- 3 利用有关的抑制剂 :Acetazolamide(Az) ,4′4′ diisothiocyanatosilbene 2 ,2 disulfonicacid(DIDS) ,4 acetamido 4′ isothiocyano 2 ,2′ stibene disulfonate(SITS)均未对海带雌配子体无机碳的利用产生任何影响 ,进一步说明了海带雌配子体只以游离的CO2 为无机碳源 ,不能利用HCO- 3;同时还发现 ,海带雌配子体利用无机碳的过程中 ,并未引起碱度的变化 ,从而可以用 pH指示密闭培养过程中无机碳的变化。

濒危植物红花木莲大孢子发生和雌配子体发育的研究

研究了濒危植物红花木莲 ( Manglietia insignis Bl.)的大孢子发生和雌配子体的发育。红花木莲每朵花心皮数为 48～ 73枚 ,每心皮内胚珠数 4～ 8颗不等 ,多数是 6颗或 8颗 ,胚珠倒生 ,双珠被 ,厚珠心 ,大孢子四分体线形排列 ,功能大孢子位于合点端 ,胚囊发育为蓼型 ,胚珠具珠孔塞。成熟胚囊的卵细胞败育率高达 79.1 % ,这是造成栽培红花木莲结籽率低的主要原因。