杉木雄性不育株与可育株小孢子叶球的发育解剖和生理生化的比较研究

1978年我们在浙江省首次发现杉木(Cunnighamia lanceolata)雄性不育株。本文对杉木雄性不育株的小孢子叶球进行了有关形态学和生理生化方面的初步研究。结果表明:杉木的雄性不育属于无孢子型。造成雄性不育的直接原因是绒毡层的过早解体和小孢子母细胞不能完成减数分裂。雄性不育株的雌球花发育正常,并能正常开花、授粉和结籽。在小孢子发生和发育过程中,不育株小孢子叶球的呼吸强度明显低于可育株的小孢子叶球,并表现出一定的规律性。不育株与可育株之间过氧化物酶同工酶谱具有明显差异,前者的酶带数始终多于后者。作者认为,杉木不育株中可能存在雄性不育细胞质基因,通过影响或调节编码过氧化物酶的核基因的表达,或影响核基因遗传功能的正常发挥,引起核质之间的不协调而导致雄性不育。

杉木雄性不育接穗与可育砧木小孢子叶球和叶的生理生化的研究

本文对杉本雄性不育接穗和可育砧木的相互作用引起的生理生化的变化进行了研究。结果表明：接穗小孢子叶球的呼吸强度有明显提高．而其叶的呼吸强度则降低；砧木小孢子叶球的呼吸强度下降．而叶的呼吸强度则上升。接穗和砧木的小孢子叶球的过氧化物酶同工酶都出现干扰酶带，尤其对砧木影响较大，同时还影响其顺序表达；而叶的过氧化物酶同工酸酶谱则无明显差异．作者认为砧木与接穗可能存在能调控基因表达的物质的交换，但不影响它们各自的育性表达．

鳞木目小孢子叶球山西鳞孢穗(新种)的解剖特征

描述了山西太原西山煤田太原组７号煤层煤核中一种鳞木目的小孢子叶球——山西鳞孢穗（新种）（Ｌｅｐｉｄｏｓｔｒｏｂｕｓｓｈａｎｘｉｅｎｓｅ ｓｐ． ｎｏｖ．）。其主要特征是：孢子叶球较小，长３．５ ｃｍ 以上，直径１．６～１．８ ｃｍ 。轴具管状中柱，孢子叶螺旋状着生于轴上。孢子叶柄长６～７ ｍ ｍ ，远端叶片长１．２ ｃｍ 以上。孢子叶柄具翅，翅长２～２．５ ｍ ｍ 。小孢子囊可能呈袋形，长与孢子叶柄相近，宽约４．５ ｍ ｍ ，高２～３ ｍ ｍ ，以其长度的约２／３着生于孢子叶柄的腹面上。成熟的孢子囊壁仅由一层柱状细胞构成。小孢子直径６８～７７ μｍ ，具三缝。

油松小孢子叶球性反转现象的观察

通过对油松小孢子叶球性反转现象的观察,结果表明:已经完成分化的正常小孢子叶球发生了性反转,从其顶端的小孢子叶开始向基部逐渐转变成大孢子叶,直至整个小孢子叶球转变成异常的大孢子叶球;异常大孢子叶球具有接受花粉的能力,并在枝条上发育成为蔟状着生的小球果。

杉木雄性不育株与可育株小孢子叶球及其叶的呼吸强度的比较研究

本文对杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｌａ（Ｌａｍｂ．）Ｈｏｏｋ．）的雄性不育株与可育株小孢子叶球和叶的呼吸强度进行比较。结果表明不育株小孢子叶球和叶的呼吸强度较可育株弱，能量供应不足是小孢子囊败育的主要原因。

杉木小孢子叶球发育过程中形态结构变化

以扬州地区生长的成年杉木为实验材料,通过采用数码相机拍摄、体视镜、扫描电镜以及半薄切片等方法,对杉木小孢子叶球发育、小孢子囊发育及其散粉规律进行详细观察。结果发现,10月中旬,杉木小孢子叶球形成并着生于新枝顶端。翌年3月中下旬,小孢子叶球成熟,进入散粉期,散粉首先从小孢子叶球基部开始依次向上部扩散。小孢子叶在孢子叶球主轴上螺旋排列,单个小孢子叶通常由3个小孢子囊组成,构成三角形。小孢子囊壁由1层表皮细胞、1~2层中间层细胞和1层绒毡层细胞组成,表皮细胞首先形成,并向内分化出2~3层细胞,分别分化形成中层和绒毡层,最后中层和绒毡层消失。杉木的小孢子囊通过开裂口控制其开裂,20℃室温下整个小孢子叶球散粉时间持续约18 h,单个小孢子叶的散粉时间为8~10 h。以上结果显示,杉木小孢子叶球的发育过程经历了体积增大、鳞片开张及散粉等阶段,这些形态和结构上的变化利于提高散粉效率,这说明杉木在长期的演化过程中,形成了许多有利于风媒传粉的结构特征。

湿地松雄性不育和可育系小孢子叶球形态和细胞发育动态变化

为了解湿地松‘松泰’小孢子叶球在发育过程形态是否有差异变化,明确其败育过程、败育方式及影响因素,为湿地松雄性不育品种利用和后期开展相关研究提供科学依据。该研究以‘松泰’s10败育系和s9可育系为材料,观察小孢子叶球形态发育变化,并对其小孢子叶球进行石蜡切片,在光学显微镜下观察小孢子发育过程。结果表明:s10败育系和s9可育系在小孢子母细胞减速分裂前无明显差异,小孢子叶球生长趋势也一致;四分体时期,s10小孢子细胞发育异常,小孢子叶球形态发育也出现异常,二者异常发育具有同步性;可育系从四分体到单核小孢子发育阶段的时间为5 d左右,而败育系持续发育长达20 d左右,持续时间为可育系的4倍。在此期间出现小孢子绒毡层细胞发育异常、降解缓慢,小孢子囊壁组织排列紊乱、降解延迟等现象,s10形成异常二核花粉,且无花粉散出。因此,推论s10小孢子败育的原因主要是小孢子囊壁细胞发育异常,其小孢子叶球形态异常,相对应的绒毡层在四分体时期发育异常,不能适时地分泌胼胝质酶来降解围绕着四分体的胼胝质壁,也不能适时地合成输送花粉形成所需能量物质,同时囊壁细胞出现降解延迟和层积,这一系列的异常变化导致不能形成正常四分体,从而使花粉败育。

松属植物的大、小孢子叶球发生及发育研究进展

本文从形态学和解剖学两个角度对松属植物大、小孢子叶球发生、发育的特点以及大、小孢子叶球发育过程中存在的几种特殊现象进行综述,系统地总结了大、小孢子叶球发生部位、发生时间、分化阶段特征以及小孢子叶球中花粉的发育、大孢子叶球发育中颈卵器的形成等多个重点阶段,提出了继续开展相关研究的方向。

长白落叶松小孢子叶球发育特性的研究

长白落叶松(Larix olgensis A·Henry)生长分布于黑龙江省东南部山区及辽宁、吉林省东部长白山地区,在朝鲜北部及苏联远东地区也有分布。该树种生长较快、树干通直,木材耐腐、耐湿,是优良的用材树种,也是当前东北地区森林更新与荒山造林的主要树种之一。掌握长白落叶松开花结实规律,从而进行种子产量的预测预报,促进种子园。

云南红豆杉小孢子叶球和种子的时空分布规律

通过研究云南红豆杉种子和小孢子叶球的空间分布及年际变化规律,得出如下结果:小孢子叶球和种子的空间分布规律相似,在树体的各个水平方向间没有显著差异,在垂直分布上差异显著,从上到下,小孢子叶球的相对密度依次递减;种子的相对密度最高的是树体中部,最低的是下部.种子和小孢子叶球相对密度的年际变化结果表明,种子和小孢子叶球的相对密度在年际间变化明显,都达到了显著水平.种子的相对密度在2006年和2007年间呈低度负相关,R=-0.46;小孢子叶球的相对密度在2006年和2007年间呈高度正相关,R=0.86.种子相对密度同新枝相对密度及最长新枝长度分别呈低度负相关和微弱负相关,相关系数分别为R=-0.47和R=-0.29.基于以上结果,作者认为光是影响种子和小孢子叶球空间分布的主要因素之一;气候会影响种子和小孢子叶球的产量;就某一植株而言,当年种子产量会影响下一年种子产量;小孢子叶球的产量可能同植株的遗传特性相关.

贵州引种香榧(雌)雄球花发育及小孢子发生研究

为更好地了解香榧引种后雄球花(小孢子叶球)及小孢子发育规律,以贵州引种地的优良香榧植株为研究对象,采用外部形态观测结合石蜡切片等方法对其内部显微结构进行研究。结果表明,当年5月中下旬出现小凸起(小孢子叶球原基形成),9—12月肉眼可见绿色凸起体积逐步增大(小孢子叶球中轴迅速伸长),翌年2月中下旬小孢子叶球从紧包的芽鳞中显现(小孢子母细胞开始分化),3月中下旬至4月初,小孢子叶球成熟,体积变化不明显。香榧雄株生殖生长周期持续11个月左右;电子显微结构显示,成熟花粉粒,近球形,直径为22~27μm,褶皱成三歧状隆起,表面具有稀疏、大小不一的细瘤,无沟孔、无气囊。

芽梢斑螟危害马尾松雄球花的初步研究

马尾松（Pinus massoniana Lamb.）是我国分布最广、数量最多的松树,是组成亚热带地区大面积森林的主要针叶树种,也是淮河以南酸性土荒山造林的先锋树种。马尾松花粉有良好的医疗和保健价值。汉代《神农本草经》记载松花粉＂气味甘温无毒,主治心腹寒热邪气,利小便,消淤血,久服轻身益气力，延年”。

杉木雄性不育株外部形态及输导组织和小孢子囊异常的细胞学研究

对杉木雄性不育株外部形态和细胞学研究结果表明：不育株叶色较绿；小孢子叶球簇苞片和小孢子叶异常张开，使其小孢子囊发育过程中的温湿条件不恒定；其小孢子叶球发育推迟；导致其小孢子发生和发育异常；小孢子囊外常有一包被结构和中层细胞增生以及小孢子叶球发育后期苞片和小孢子叶张开度小，使囊内细胞受挤压而引起囊内各种细胞生理代谢的异常和解体；曲枝和小枝输导组织、小孢子叶球轴维管束及小孢子叶球和小孢子叶的树脂道的不发达，以及小孢子叶球中各种细胞内淀粉粒的缺少或畸形、中层和绒毡层细胞内线粒体和内质网的异常等，都是引起雄性败育的原因之一。

杉木小孢子发育特征及其在杂交育种中的应用

以四川杉木种子园母株为试验材料,观察春季雄球花和小孢子叶球外部形态发育与小孢子发育的对应关系,结果表明,同一个小孢子叶球上的小孢子叶发育基本同步;小孢子叶的颜色和长度与小孢子发育极其相关,小孢子叶球整体呈青色、长5 mm时,其内部小孢子基本处于四分体时期;当小孢子叶之间的鳞片失水变黄、小孢子囊壁变为淡黄色时,其内部小孢子基本处于单核靠边期,采集小孢子叶球为此状态的雄球花,在干燥温室中放置12~24 h后,能收获大量成熟的、活力旺盛的花粉。

黑松正常与异常球果的观察与分析

以烟台市栽培的绿化树黑松为材料,观察正常和异常幼果与近成熟球果着生状态,并对异常球果发生原因进行分析,结果表明:在原本属于小孢子叶球着生的当年生枝条基部着生着异常幼果(最多者为11枚)和近成熟异常球果(最多者为12枚),它们由小孢子叶球发生性反转途径转变为异常大孢子叶球进而发育为异常球果(不规则上下排列)。黑松正常幼果(球果)由大孢子叶球发育而来,着生在当年生枝条顶芽周围,呈环周式不等距同心圆水平排列;长椭圆形,中下部鳞脐平滑,上部略有凸起;一个枝条着生1~7枚不等,以4~5枚为主,稀1枚和7枚;与油松幼果有本质性遗传差异。

云南红豆杉传粉生物学研究

云南红豆杉(Taxus yunnanensis)是分布于我国西南部及不丹和缅甸北部的红豆杉属植物。用石蜡切片法、电镜扫描和整体透明染色法观察了云南红豆杉成熟小孢子和胚珠的结构,在野外观测了云南红豆杉的花期及传粉滴的活动规律。结果显示:云南红豆杉为单核小孢子,没有气囊,有(无)活力的小孢子水合后都急剧膨胀,胚珠单个生于叶腋。云南红豆杉雄株的散粉期在11月中旬到12月中旬,胚珠下弯期从11月下旬持续到2月中旬。在雄株散粉期内及人工授粉的传粉滴持续存在的时间较短,而且授粉后不再出现,在非散粉期内的传粉滴持续存在的时间较长,而且在消失后又会重新出现。红豆杉属植物可能的传粉机制:(1)传粉滴大而且裸露,持续存在的时间较长,有助于提高传粉效率。(2)小孢子能在常温下较长时间的保持活性,不具备远距离飞行的特征,有利于在一定范围内保持较高的小孢子密度;(3)虽然小孢子散粉期短且易变,但胚珠的成熟期较长,从而保证了花期可遇。传粉期内的降水和低的种群密度可能是影响红豆杉传粉效率的主要因素。

银杏雄株开花的生物学特性

对4株银杏(Ginkgo bloba L.)雄株开花生物学特性两年的研究表明:不同年龄,不同立地条件的单株,花期均为8～9天。短枝上着生小孢子的叶球个数3.84±0.67个,且随母枝粗度的增加而增多,也与短枝粗度密切相关,r=0.8。小孢子叶球平均长度为2.16±0.28cm,着生花药数为49.39±10.36个,花药平均长度为2.90±0.42mm。花粉粒双轴平均值28.28±1.05μm。研究认为,小孢子叶球长度、始花期、花药长度及花粉粒大小除受遗传因素影响外,年份间树体营养的积累、消耗状况对其也有重要影响。

侧柏雄配子体休眠至传粉期间的发育

以泰山侧柏为研究对象,于2008年10月至2009年3月对其休眠期至传粉过程中的小孢子叶球进行形态指标测量和常规石蜡切片观察.结果表明:(1)10月22日,雄球花先端变为浅褐色,此时雄球花进入休眠,直至翌年2月中旬;2月27日,休眠结束,雄球花内小孢子囊发育;3月11日,雄球花开裂,花粉散发;传粉后,雄球花脱落.(2)10月25日,小孢子囊内由造孢细胞有丝分裂产生小孢子母细胞,此时小孢子母细胞排列紧密;休眠期内小孢子母细胞减数分裂形成小孢子;2月27日,小孢子发育形成单核花粉粒;3月11日,单核花粉粒发育为成熟花粉粒.

银杏花粉特性的初步研究

对成年银杏花粉特性进行了初步研究。内容包括不同优树间小孢子叶球和花粉的形态变异，短枝直径对小孢子叶球数的影响，不同树冠部位枝条上花粉产量的差异，花粉中有机养分和矿质营养元素含量的变异等。结果表明：（１）树龄和树冠部位对上述指标有明显的影响；（２）不同优树间上述指标有显著差异；（３）一些微量元素明显高于其他一些树种。

杉木雄性不育株与可育株的形态解剖学的比较研究

本文对杉木（Cunninghamialanceolata（Lamb．）Hook．）的雄性可育株和不育株进行了形态解剖学的比较研究。结果表明：杉木的雄性不育属于无花粉型。不育株叶色较正常可育株深绿，有曲枝现象，小孢子叶球“簇”苞片较早松开，小跑子囊也较早露出。雄性败育发生在孢原细胞到四分体时期。同一小孢子叶球上的小孢子发生和发育不一致。不育株输导组织结构的异常、小孢子囊壁中层细胞的增生和绒毡层过早解体及囊外的包被结构。