云南火焰兰的花形态和花药发育的胚胎学特征

关于珍稀濒危植物火焰兰属的研究资料较少。该文以云南火焰兰为研究对象,通过显微镜和石蜡切片技术观察了云南火焰兰的花形态和花药发育胚胎学特征,并结合现有资料探讨了其分类学意义。结果表明:(1)具有分类学意义的花形态特征为唇瓣三裂且花距不明显,合蕊柱圆柱形,花药帽紫色具黄条纹,花粉团一对且由粘盘及粘盘柄连接。(2)花药原基分化出一对侧生花药室,每个花药室的小孢子囊中央分化出一条偏离中轴的不育隔膜组织,发育为一对不等大的次生小孢子囊;花药成熟时,因不育隔膜组织降解而形成2个深裂花粉团。(3)发育完整的花药壁有5~6层,为“多层型”花药壁,包括表皮、2~3层药室内壁、中层和绒毡层;绒毡层细胞为单核、腺质型。花药成熟时,药室内壁发生纤维状加厚,花药室在远轴端开裂散粉。(4)小孢子母细胞经同时型胞质分裂,形成正四面体和左右对称排列的小孢子四分体,小孢子保持在四分体内,经有丝分裂发育为2-细胞型的四合花粉,排列紧密,形成坚固的花粉团;在花药发育过程中未观察到花粉败育现象。该研究结果为火焰兰属的分类学和保护生物学提供了新资料。

紫纹兜兰的花形态和双雄蕊花药发育及分类学意义

兜兰属的分类系统学争议较大,亟待更多资料澄清。该文利用体式解剖镜和石蜡切片技术观察了紫纹兜兰的花结构和双雄蕊花药发育特征。结果表明:(1)花形态特征支持将紫纹兜兰放置于兜兰亚属的单花斑叶组,包括萼片具脉纹、花瓣长圆形带黑褐斑,唇瓣具直立的耳状结构,退化雄蕊新月形等。(2)花药原基分化出一对侧生并列的药室,花药室中央分化出一条不完全贯穿的不育隔膜组织,将其分化为两个小孢子囊。在花药成熟时,不育隔膜组织被降解吸收,两个花粉囊通过次生融合形成一枚马鞍形的黏性花粉团。(3)发育完整的花药壁有4层,由外到内分别为表皮、药室内壁、中层和绒毡层,符合单子叶型花药壁。花药壁具绒毡层和内绒毡层,均为2核。在2-细胞花粉时期,中层和绒毡层发生降解,药室内壁发生纤维状加厚。(4)小孢子母细胞经同时型胞质分裂形成不同排列方式的小孢子四分体,包括正四面体、左右对称和十字交叉型,并且同一药室的小孢子母细胞减数分裂不同步现象明显。(5)在雄配子体发育阶段,小孢子或保持在四分体内或从四分体中游离出来,经有丝分裂发育为2-细胞型花粉,形成具有黏性的四合花粉或花粉粒。基于现有资料,该文比较分析了紫纹兜兰不完全贯穿的不育隔膜组织、单子叶型花药壁、具2核的绒毡层和内绒毡层、同时型胞质分裂和黏性花药等特征的分类学意义,为理解兜兰属及杓兰亚科的分类学和保护生物学提供新资料。

ABCG转运蛋白参与植物雄性育性调控的研究进展

利用雄性不育系制种是利用杂种优势的最有效的途径,尤其对小麦(Triticum aestivum L.)、水稻(Oryza sativa L.)等自花授粉作物的杂种优势利用具有十分重要的意义。ABCG(ATP-binding cassette G transporter)转运蛋白属于ABC(ATP-binding cassette transporter)转运蛋白中的一个大亚族,参与植物各种生物过程,包括调控雄性育性。本文概述了ABC转运蛋白的特点与分类,并系统阐述了ABCG转运蛋白参与调控植物花粉壁和花药角质层发育的研究现状,同时也对ABCG转运蛋白目前研究所存在的问题提出了建议,并对后续的研究进行了展望。

凤丹牡丹花粉和花药壁营养成分分析及评价

为探明凤丹牡丹花粉、花药壁的营养成分,从而更好地发挥其营养价值,本研究采用凯氏定氮法、电感耦合等离子体发射光谱、高效液相色谱、氨基酸分析仪等对凤丹花粉和花药壁蛋白质、矿物质元素、维生素C、水解氨基酸及游离氨基酸进行了系统地分析和评价。结果表明,凤丹花粉中蛋白质含量高达40.68%(初开期),水解氨基酸总量为355.65 mg·g^(-1)(初开期),花药壁中蛋白质和水解氨基酸的总量虽仅为花粉的一半,但二者必需氨基酸与总氨基酸的比值均为40%左右,属优质蛋白来源。36种游离氨基酸检测结果显示,花药壁中总游离氨基酸含量稍高,但花粉中必需氨基酸、蛋白氨基酸及鲜甜氨基酸含量更高。矿物质元素分析结果表明,凤丹花粉、花药壁含有丰富的常量和微量元素,尤以K、Ca、Mg、Fe、Zn等元素含量较高,是开发高钾低钠和补铁补锌的佳品。Vc测定结果显示,凤丹花粉和花药壁中Vc含量较高,可作为Vc补充剂。同时考察了凤丹花粉、花药壁不同采收时期及破壁对检测成分含量的影响,结果显示二者更适合在初开期采收,且破壁对花粉、花药壁营养成分检测无显著影响。综上,凤丹花粉、花药壁含有丰富的营养成分,本研究将为其资源开发和利用奠定基础。

辣椒大、小孢子发生与雌、雄配子体发育的研究

运用常规石蜡制片技术与光学显微镜技术研究了辣椒(Capsicumannuum L.)大、小孢子发生以及雌、雄配子体的发育。结果表明:五枚花药,花药四室,花药壁由表皮、药室内壁、2～3层中层和腺质异型绒毡层组成。药室外侧绒毡层由初生周缘细胞衍生而来;药室内侧绒毡层由药隔细胞衍生而来,共同对雄配子体的发育起关键作用。雄蕊中为多孢原,每个药室的横切面为两排小孢子母细胞,经减数分裂后,胞质分裂为同时型,四分体的排列为四面体型和十字型。成熟花粉具3个萌发孔,为二细胞型花粉。中央特立胎座,多胚珠,倒生,单珠被,薄珠心,具有珠被绒毡层。胚珠内为单孢原,孢原直接发育为大孢子母细胞,经减数分裂形成线形四分体,合点端倒数第2个大孢子发育为功能大孢子,经连续三次有丝分裂发育为七细胞七核的成熟胚囊,雌配子体的发育为蓼型。雄蕊发育早于雌蕊,花蕾开放前,雌、雄蕊发育趋于同步。开花时,散出的花粉落到自身雌蕊柱头上,从而实现自花授粉受精。讨论了异型绒毡层的来源、形态结构特点与雄性不育的相关性。

低温预处理对水稻花药培养中花药壁褐变的结构影响

药壁褐变是影响花药离体培养效率的因素。研究了粳稻品种台中6(5OryzasatvaL.)花药培养前低温预处理对药壁褐变的影响,观察了花药褐变前后药壁各层的变化及褐变对小孢子发育的作用。结果表明:药壁褐变主要发生在表皮与药室内壁。10℃低温预处理在花药培养前期可有效延缓表皮与药室内壁膜结构的降解速度,减缓褐变发生;花药经低温处理后,药壁中层细胞膨大,绒毡层降解速度减缓,有利于花粉脱分化。药壁褐变会影响药腔内小孢子的活力和继续发育,但不是制约花粉愈伤组织形成的关键因素。

粳稻台中65花药培养下的细胞学研究

利用粳稻台中 6 5作研究材料 ,采用活体小孢子观察及塑料半薄切片观察 ,对水稻花药培养下小孢子的发育命运及药壁组织的结构变化进行了研究。离体培养下小孢子发育类型可划分为四类 :正常形态小孢子、脱分化小孢子、淀粉积累小孢子和液泡化小孢子。明确了脱分化小孢子的发育过程 ,其显著特点是 :核位置改变 ,细胞质重组。离体培养下花药壁发育特点为绒毡层首先降解 ,随后中层细胞膨大。预冷处理会抑制药壁绒毡层降解 ,同时促进中层细胞膨大 ,药壁此种变化有助于小孢子脱分化的发生。

毛竹的花药发育研究

竹类植物因有着较长的开花周期,其生殖生物学研究的报道相对较少。该研究采用石蜡切片与野外观察的方法,对毛竹花药的发育以及花药发育与花序的关系进行了研究。结果表明:毛竹的花药壁结构包括4层细胞:表皮细胞、药室内壁细胞、中层细胞和绒毡层细胞。药室内壁和中层都只有一层细胞,而且细胞形状较扁,花药发育后期药室内壁会逐渐降解,而中层则会完全解体消失。花药壁的发育为单子叶型,绒毡层为腺质型,而且只有一层,细胞径向较长,最后也会消失。小孢子母细胞减数分裂时,胞质分裂方式为连续型。形成的小孢子经一次有丝分裂后逐渐形成成熟花粉粒,大多为二细胞型,很少产生三细胞型。此外,还发现毛竹花药的发育与花序形态变化存在着相对应的关系。野外连续观察和切片发现,随着花序形态的不断发育变化,首先花药开始形成并不断分化,药壁备层也逐渐形成;接着小孢子逐渐成熟,备层也慢慢随之解体、消失;最后花药逐渐开裂并开始散粉。该研究结果不仅丰富了毛竹和竹类生殖生物学的研究内容,而且对毛竹种质的研究也具有重要意义。

茄子小孢子培养技术研究

【目的】开展茄子小孢子培养技术研究,为茄子单倍体育种在生产实践上应用提供技术支持。【方法】以6个不同基因型茄子栽培品种为试材进行小孢子培养,探究基因型、花药预处理、花药壁组织及供体植株生长环境对茄子小孢子培养的影响。【结果】6个茄子栽培品种均能诱导出愈伤组织,但诱导频率差异明显,其中,37号和128号品种的小孢子愈伤组织诱导频率极显著高于其他品种(P<0.01,下同);6个茄子品种中仅37号品种能形成再生植株,其中5株为单倍体植株,8株为双单倍体植株。茄子小孢子培养必需进行高温(36℃)热激处理,最佳处理时间6 d;低温(4℃)预处理不能启动茄子小孢子脱分化形成愈伤组织,但能极大促进愈伤组织形成;花药预处理以低温(4℃)处理6 d+高温(36℃)处理6 d的效果最佳,愈伤组织的诱导频率达60.0个/花药;花药壁组织与小孢子共培养能促进愈伤组织形成,最佳处理时间8~12 d。供体植株在露地环境条件下小孢子愈伤组织诱导频率极显著高于温室环境条件。【结论】对露地环境条件下种植的37号和128号茄子的花药进行低温(4℃)处理6 d+高温(36℃)处理6 d,可获得最佳的小孢子愈伤组织诱导效果。

海南本地槟榔雄花花药壁发育研究

利用常规石蜡切片技术观察海南本地槟榔雄花花药壁发育过程。结果表明:(1)每个花药具有4个花粉囊;花药壁由1层表皮、1层花药内壁、2层中层和1层绒毡层组成;(2)绒毡层来源一致,位置固定,花粉成熟时原位解体,属于腺质型,其细胞为双核。

不同基因型小麦花药培养过程中药壁变化的研究

在相同的培养条件下 ,比较了不同基因型小麦花药培养过程中药壁变化的差异。组织切片观察表明 :易诱导材料花药培养过程中 ,药壁细胞发育充实 ,活力强 ,降解衰退较难诱导材料有所延缓 ;

菘蓝(Isatis tinctoria L.)花药和花粉发育的光镜研究

应用塑料薄切片方法，对菘蓝花药和花粉的发育过程进行了观察，结果表明，１．花药壁发育属双子叶植物型。绒毡层为腺质的，当精子形成后开始解体。２．自减数分裂粗线期至末期Ⅱ，同一药室内相邻的小孢子母细胞之间存在胞质通道。３．小孢子母细胞的胞质分裂为同时型，形成四面体形的四分体，并发现早期四分体的小孢子之间亦存在胞质通道。４．生殖细胞从初期至中期具有呈弱ＰＡＳ正反应的壁，有丝分裂前壁物质消失。成熟花粉粒三细胞型。

水稻亚种间杂种F1花粉和花药壁发育超微结构观察

应用透射和扫描电镜比较观察了水稻亚种间杂种Ｆ１花粉及花药壁的发育．结果表明：①粳型／爪哇型杂种花粉外壁乳头状突起，花纹清晰，而粳型／籼型杂种因核糖体颗粒覆盖表面，花纹略显模糊；②亚种间杂种Ｆ１花粉均出现部分败育，但其杂种败育花粉结构上有差异．粳型／爪哇型杂种败育花粉仍保留部分细胞器结构，而粳型／籼型杂种则仅见到解体细胞器的碎片；③亚种间杂种Ｆ１花药壁中均可见到富含细胞器的绒毡层细胞．它们随着小孢子成熟逐渐解体，纤维层细胞壁则环状次生增厚．在花药两端颇似一条弹簧．粳型／爪哇型Ｆ１花药壁外表面平整。

玉米离体花药培养的细胞学和组织学观察

在玉米花药培养过程中 ,对花药的雄核发育过程及其药壁组织变化进行观察表明 :玉米离体花药培养的雄核发育途径主要有 3种 ,即 :A -V途径 ,A -G途径和A -VG途径。

百合花药壁层的发育及组织化学研究

对生长在陕西留坝的百合（ＬｉｌｉｕｍｂｒｏｗｎｉｉＦ．Ｅ．ｅｘＭｉｅｌｌｅｚｖａｒｖｉｒｉｄｕｌｕｍＢａｋｅｒ）的花药壁层发育过程，特别是绒毡层的发育做了形态学观察。其结果是：百合花药壁层的发育方式为基本型。花药绒毡层属腺质绒毡层类型。在单细胞花粉阶段后期，部分花粉粒壁一侧凹陷时，绒毡层细胞内切向面上出现乌氏体。随着发育阶段的推移，乌氏体的数量有所增加。在光学显微镜下观察，每个乌氏体只有一个乌氏体芯。在乌氏体出现时，也可观察到花粉外壁外层的出现。到二细胞花粉时，花药开裂之前，绒毡层细胞解体消失。本文同时应用组织化学技术，对壁层发育过程中多糖类以及蛋白质等的动态也进行了观察。

含笑小孢子的发生、雄配子体的发育及其系统学意义

含笑的花药具4个小孢子囊,花药壁由表皮、药室内壁、3～6层中层和绒毡层组成。绒毡层细胞在发育后期由单核分裂为2核,原位解体,为腺质型;小孢子母细胞在减数分裂过程中胞质分裂为同时型,小孢子四分体为四面体型,也有左右对称型的;成熟花粉为3细胞型。在前人对含笑小孢子发生和雄配子体发育的观察描述基础上,丰富了含笑的胚胎学资料,并对其系统学意义进行了探讨。

光敏核不育水稻农垦58S发育过程中药壁超微结构和Ca^(2+)分布的变化

利用焦锑酸钾沉淀法分析光敏感核不育水稻农垦58S药壁超微结构和Ca2+分布的变化,发现在长日照条件下,药壁绒粘层细胞和药壁中Ca2+从花粉母细胞时期开始出现异常;随着花药的发育,药壁中Ca2+沉淀增加,主要分布在绒粘层细胞和乌氏体表面,长日照条件下不能很好地形成乌氏体,且乌氏体表面Ca2+沉淀要比短日照条件下少。

花药培养过程栽培稻花粉不育杂种F_1与亲本台中65的细胞学研究

利用活体压片、半薄及超薄切片技术,对栽培稻(OryzasativaL.)花粉不育杂种F1及育性正常的亲本台中65离体培养前后的小孢子及花药壁进行细胞学研究。结果表明:与台中65相比,杂种F1的花粉小孢子在发育至单核中-晚期,出现比例较高的胞质凝聚小孢子和少量星型小孢子,正常小孢子和淀粉化小孢子比例降低。在离体条件下,胞质凝聚小孢子、星型小孢子、正常小孢子、液泡化小孢子、淀粉化小孢子的发育主要沿着胞质凝聚败育过程、孢子体发育过程、配子体发育过程、液泡化过程和淀粉化过程进行;药壁组织在离体条件下,杂种F1比台中65的绒毡层降解速度快,中层膨大程度高。杂种F1与台中65在离体培养下小孢子发育及药壁细胞学的差异主要是受到S-a座位内等位基因互作及离体培养环境的影响。

碎米桠小孢子发生与雄配子体发育

采用半薄切片和石蜡切片法对碎米桠小孢子发生及雄配子体的发育进行了研究。结果表明:1)碎米桠的花药具有4个花粉囊,花药壁有4层结构,从外到内依次是表皮、药室内壁、中层和绒毡层,花药壁的发育属于双子叶型;2)药室内壁呈纤维状加厚,绒毡层为分泌型绒毡层;3)小孢子母细胞减数分裂过程中胞质分裂为同时型;4)四分体小孢子呈四面体形排列,成熟花粉为2-细胞型,具有6个萌发沟。研究发现,碎米桠小孢子发生和雄配子体发育特征与多数已经研究的唇形科的基本一致。

毛钩藤的小孢子发生和雄配子体发育

在光学显微镜和透射电镜下观察了毛钩藤(Uncaria hirsuta Havil.)的小孢子发生和雄配子体发育过程。结果表明,毛钩藤花两性,具5枚雄蕊,花药4室,花药壁由表皮、药室内壁、中层和绒毡层组成,花药开裂时,药室内壁高度纤维化带状加厚。花药壁的发育方式属于双子叶型,小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为同时型。小孢子在四分体时期开始沉积花粉外壁,小孢子大液泡化时期开始沉积花粉内壁。成熟花粉为2-细胞型。毛钩藤的花粉发育特征和茜草科植物基本一致。毛钩藤绒毡层属于分泌型,双重起源,分别起源于次生周缘层和药隔细胞。小孢子发育早期绒毡层开始降解并分泌形成大量乌氏体,花药开裂时绒毡层完全消失,剩下少量乌氏体。小孢子早期内壁加厚突出形成,小孢子细胞核分裂以后内壁加厚开始脱落,花药开裂时,只剩下少量的内壁加厚突出。初步推测,内壁加厚突出与乌氏体共同作用为雄配子体的发育提供营养物质。