槲树不同发育时期胚珠石蜡切片制备体系的优化

【目的】建立并优化适宜槲树子房或胚珠石蜡切片的制作体系,为后续槲树胚胎发育学研究提供技术支撑。【方法】以不同发育时期的槲树雌花为试验材料,将材料以60 d为界分为60 d前和60 d后两部分,对材料处理方式(授粉60 d前后的材料分别进行仅保留子房与胚珠处理)、浸蜡时间(18,24,36 h)与浸蜡条件(60℃烘箱内抽真空处理0,6,8,12 h)、切片厚度(6,8,10μm)进行优化;在此基础上,以授粉70 d样品切片为材料,对染色方法(染色液分别为5 g/L苏木精、1 g/L甲苯胺蓝和10 g/L番红-固绿)及染色时间(1,2,5,10,15 min)进行优化,建立适合槲树胚珠的石蜡切片制备体系。【结果】授粉60 d前的样品仅保留子房部分,授粉60 d后的样品仅保留胚珠,两者在50℃烘箱经甘油乙醇浸泡48 h的软化处理后,所得切片效果最佳,可避免蜡带破裂等不良现象出现。将浸蜡时间延长至36 h,并于第1次浸纯蜡过程中在60℃烘箱内先进行12 h抽真空处理,可保证发育后期体积较大材料的充分浸蜡;脱蜡前将玻片进行3 h抽真空处理,可明显降低脱片率;授粉60 d前样品的切片厚度以8μm为宜,授粉60 d及以后的样品以10μm最佳。槲树胚株石蜡切片制备时,采用5 g/L苏木精染色5 min时的制片效果最好。【结论】建立并优化了槲树不同发育时期子房或胚珠石蜡切片的制备体系,采用该优化体系可获得蜡带连续、结构完整、染色均匀、背景清晰的槲树子房或胚珠切片。

心皮及胚珠数量对油茶果实大小的影响

心皮数、胚珠数是与植物产量相关的数量性状,但其对油茶果实大小的影响还缺乏深入研究。本研究对普通油茶(Camellia oleifera)、小果油茶(C.meiocarpa)、短柱茶(C.brevistyla)等3个物种的果实进行考种,分别观测每个果实的鲜果重、鲜籽重、心皮数、可育心室数、种子数、败育胚珠数、胚珠数等性状,对观测数据进行统计分析,结果表明:心皮数的增加能提高鲜果重、鲜籽重,可育心室数的增加也能提高鲜果重、鲜籽重;胚珠数与胚珠败育率通过改变不同可育心室数果实的比例间接、协同地影响油茶的果实大小;用观测数据建立了心皮数、胚珠数及胚珠败育率与果实大小关系模型,该模型适用于对普通油茶进行分析。油茶育种应加强基础研究,挖掘心皮数多、胚珠数多、胚珠败育率低的种质资源,为高产油茶的选育提供优良的育种材料。

橡胶树未授粉胚珠愈伤组织乳管细胞的鉴定及分化研究

乳管是橡胶树合成和贮存胶乳的场所。目前尚不清楚橡胶树未授粉胚珠来源的愈伤组织是否存在乳管细胞及其分化情况。本研究通过组织化学法、免疫组织化学法、分子生物学法证实未授粉胚珠愈伤组织中存在乳管细胞。RT-PCR结果显示,小橡胶粒子蛋白(SRPP)、橡胶延伸因子(REF)基因均能从未授粉胚珠愈伤组织cDNA中扩增出,Blast比对发现,它们的序列与已知的橡胶树树皮胶乳表达的基因序列相一致,进一步证实未授粉胚珠愈伤组织存在乳管细胞,且其功能与树皮乳管细胞相似。培养基中添加低浓度的茉莉酸(JA)能促进未授粉胚珠愈伤组织乳管细胞分化,而高浓度的JA会抑制其分化,JA浓度以1 mg/L效果最佳。橡胶树未授粉胚珠愈伤组织乳管细胞分化依赖于基因型。本研究结果为橡胶树未授粉胚珠愈伤组织可作为研究乳管分化机制的模型提供实验依据,对促进乳管分化机制研究具有一定意义。

油茶未授粉胚珠愈伤组织诱导及形态学和细胞学特征

【目的】筛选适合油茶‘华金’Camellia oleifera‘Huajin’未授粉胚珠诱导愈伤组织的最适培养基,并对愈伤组织进行细胞学观察,为油茶单倍体育种提供依据。【方法】以油茶‘华金’为试材,筛选未授粉胚珠诱导愈伤组织的最适培养基配方,研究基础培养基类型MS培养基、木本植物用培养基(WPM)、MT培养基、1/2MS培养基、B5培养基、生长素萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、二氯苯氧乙酸(2,4-D)和细胞分裂素苄氨基嘌呤(6-BA)、激动素(KT)、噻苯隆(TDZ)组合,以及植物生长调节剂浓度对愈伤组织诱导的影响;选取不同外部形态的愈伤组织进行石蜡切片,并根据流式细胞仪的倍性鉴定结果,研究愈伤组织来源及发育进程。【结果】MS作为基础培养基,添加1.0mg·L^(-1)NAA+2.0 mg·L^(-1)TDZ+40 g·L^(-1)蔗糖的诱导率最高,为92.97%,NAA和TDZ对诱导率影响显著(P<0.05),其中TDZ的影响程度大于NAA。胚性愈伤组织呈浅绿色颗粒状,细胞学特征为排列紧密,核大,倍性鉴定为六倍体。【结论】油茶未授粉胚珠诱导胚性愈伤组织的最适培养基配方为:MS+40 g·L^(-1)蔗糖+7 g·L^(-1)琼脂+1.0 mg·L^(-1)NAA+2.0mg·L^(-1)TDZ;愈伤组织由外珠被细胞脱分化形成。

热激对甜瓜未授粉子房培养胚珠膨大期内源激素的影响

为探究热激处理对甜瓜未授粉子房培养中胚珠膨大发育与内源激素的影响,以期为揭示胚珠膨大和单倍体培养的机理研究奠定基础。以热激和对照培养不同天数的甜瓜未受粉子房为试材,对胚珠膨大率进行动态监测,并采用UPLC-ESI-MS/MS法测定顺式玉米素核糖核苷(CZR)、赤霉素3(GA3)、反式玉米素(ZT)、吲哚-3-乙酸(IAA)及脱落酸(ABA)含量,并分析了这5种内源激素与胚珠膨大发育的关系。结果表明,与对照25℃室温培养相比,32℃热激处理4 d有利于胚珠的膨大及内源激素的积累,且在胚珠膨大期5种内源激素的变化趋势一致,均为递增。各内源激素间的比例关系处于动态变化中,且在整个膨大期,热激处理下IAA/(ZT+CZR)、IAA/ABA和IAA/GA3均较对照25℃室温培养高;胚珠膨大率与内源激素IAA呈极显著正相关,相关系数达0.818,与ZT、CZR和ABA均呈显著正相关,与(ZT+CZR)/GA3呈显著负相关。

油茶胚珠败育的组织学特性及相关基因表达分析

【目的】油茶胚珠败育现象严重,只有少数胚珠能发育为成熟种子,但其败育机制尚不清楚。本研究对油茶胚珠败育时期、组织结构变化和败育原因展开探究,旨在明确油茶胚珠的败育过程,为提高油茶产量提供一定的理论基础和实践意义。【方法】本研究以‘华硕’品种果实为试验材料,在体视显微镜下观察油茶果实内胚珠的形态,统计败育率,采用荧光素二乙酸酯(FDA)染色观察败育胚珠失去活性的时间;通过石蜡切片和显微镜观察明确可育胚珠和败育胚珠的组织结构变化,通过碘-碘化钾染色和PAS反应标记可育胚珠与败育胚珠中淀粉粒的分布。利用CFDA荧光示踪和激光共聚焦成像技术揭示同化物在可育胚珠与败育胚珠中的运输路径,通过实时荧光定量PCR试验分析与糖和能量代谢、活性氧代谢、细胞凋亡等过程相关的基因在可育胚珠与败育胚珠中的表达情况。【结果】(1)体式显微镜的观察结果显示26 WAA(花后周数)后油茶可育胚珠与败育胚珠的大小产生差异;FDA标记结果说明,败育胚珠在果实发育过程中逐步失去活性。(2)37 WAA时,胚珠败育率达到64.08%。(3)显微观察显示:可育胚珠的胚和胚乳均正常发育,内外珠被结合紧密;败育胚珠无胚乳细胞,内珠被与外珠被之间的空隙较大;可育胚珠的胚柄和胚乳中均有淀粉粒存在,败育胚珠仅在萎缩的内珠被上观察到少量淀粉粒。可育胚珠的内珠被上无胼胝质沉积,败育胚珠的内珠被上可见胼胝质沉积。(4)CFDA荧光示踪结果发现,败育胚珠与可育胚珠的同化物运输方式存在差异。(5)与糖和能量代谢、活性氧代谢、细胞凋亡等过程相关基因在败育胚珠和可育胚珠中存在差异性表达。【结论】败育胚珠的结构异常,胚珠内缺乏淀粉的积累,内珠被上有胼胝质沉积,同化物的运输方式与可育胚珠不同,参与胚珠物质和能量代谢、抗氧化作用和细胞凋亡等过程的基因的差异表达可能与油茶胚珠的败育有关。

无核葡萄胚珠发育过程中内源激素及多胺含量的变化

【目的】探究无核葡萄胚珠发育过程中内源激素和多胺含量变化对胚发育的影响,为花前喷洒外源激素及胚珠离体培养条件下培养基中添加外源激素以促进胚的发育提供理论依据。【方法】以欧亚种葡萄(VitisviniferaL.)有核品种‘京秀’及其F1代种子败育型无核品种‘秦秀’为材料,采用高效液相色谱质谱(high performance liquid chromatography mass spectrometry,HPLCMS)和超高效液相色谱(ultra performance liquid chromatography,UPLC)分析方法,比较二者在果实不同发育时期胚珠中内源激素和多胺含量的变化规律。【结果】对于生长素(IAA)、玉米素(ZT)、玉米素核苷(ZR)和N6-异戊烯腺嘌呤(iPAS)含量,‘京秀’在花后39 d达到最高值,‘秦秀’在花后42 d达到最高值,但前者最高值均高于后者(1.5倍以上);对于茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量,‘京秀’在花后36 d(2000 ng·g^(-1)和6500 ng·g^(-1))开始急剧上升,至花后39 d时均达到最高值(6500 ng·g^(-1)和10000 ng·g^(-1)),之后下降并在花后42—45 d维持在较高水平,而‘秦秀’自花后36 d(3500 ng·g^(-1)和3000 ng·g^(-1))开始一直下降并处于较低的水平;对于氨基环丙烷羧酸(ACC)含量,‘京秀’在花后39 d时几乎为0,然后迅速上升,在花后45 d时达到最高值(1200 ng·g^(-1)),而‘秦秀’在花后39 d时达到最高值(900 ng·g^(-1)),之后下降至花后42 d时几乎为0,并一直维持在极低的水平;对于脱落酸(ABA)含量,‘京秀’在花后36—45 d一直处于几乎为0的水平,而‘秦秀’自花后39 d从0开始急速上升到42 d的最高值(900 ng·g^(-1));对于腐胺(Put)、精胺(Spm)和亚精胺(Spd)含量,2个品种变化趋势相似,但‘京秀’一直高于‘秦秀’,除精胺最高值均出现在花后42 d外,腐胺和亚精胺最高值在‘京秀’中为花后42 d,‘秦秀’为39 d。【结论】与有核品种‘京秀’相比,无核品种‘秦秀’胚珠中生长促进物质(IAA、CTK、GA3、ACC、JA、SA、Put、Spd和Spm)含量较低,而生长抑制物质(ABA)含量较高,(IAA+GA3)/ABA、(IAA+ZT+GA3)/ABA、Spm/多胺(PAs)、(Spd+Spm)/PAs和(Spd+Spm)/Put的比值较低,可能是导致其胚败育的主要原因之一。因此,在无核葡萄胚挽救过程中,可通过花前喷洒或者培养基中添加一定浓度的生长促进物质来抑制胚的败育。

胚珠原基起始的信号与分子机制研究进展

种子是高等植物的生殖器官,种子的形成对植物繁衍后代和农作物产量都至关重要。胚珠是种子的前体,胚珠原基起始是种子器官发生的过程,也是植物产生种子的起始步骤。不同植物中胚珠原基起始的方式不同,胚珠原基起始的调控机制研究主要在模式植物拟南芥中进行。拟南芥是多胚珠子房植物,一个果实中含有多个种子,胚珠原基起始对单果实种子数量和种子产量有较大的影响。胚珠原基起始于心皮边缘分生组织(CMM)分化形成的胎座上。已报道一些转录因子、调控蛋白以及重要的植物激素通过影响胎座形成参与调控胚珠原基起始及胚珠数目,最近的研究阐明了拟南芥的多个胚珠在同一胎座上分批发生的现象,并解析了生长素极性运输和信号响应的动态变化决定了胚珠原基异步起始的机制。本文首先介绍了不同植物中CMM和胎座形成过程及其调控因子;接着总结了胚珠原基起始研究的新进展,包括激素调控胚珠原基起始的信号网络,以及多胚珠原基群体起始的规律及其调控机制;最后提出了胚珠原基起始中的未决问题、未来研究方向以及在农业生产上的应用前景。

大败育型无核葡萄胚珠培养成苗技术研究

将金星×郑州早红的杂交葡萄果穗在授粉后 60 d采回 ,取出胚珠接种在 1 /2 MS无激素的液体培养基中培养 ,经1 2 0 d后转接到不同处理的培养基中促进胚萌发。试验结果表明 ,1 /2 MS培养基加 BA0 .2 mg/L结合低温处理 3 0 d的培养条件 ,胚萌发率和成苗率最高 ,所获植株占萌发胚的 86% ,占培养胚珠的 45 % 。

白桦胚珠发育及胚、胚乳发育关系的研究

以30年生白桦(Betulaplatyphylla)的雌花序为材料,研究了白桦有性生殖期间胚珠和胚乳的发育过程,以及胚和胚乳发育之间的关系。观察结果表明:白桦为合生心皮雌蕊,花柱2,子房室2,每室1～2个胚珠或无,中轴胎座,倒生胚珠,单层珠被,厚珠心发育;胚柄短小,由三个细胞构成;在历时4个月之久的雌配子体形成、胚胎发育直至成熟期间,胚珠经历了形态结构的变化和适应;在胚的发育过程中,胚乳起主要营养作用,胚乳发育类型为核型胚乳。最后对胚、胚乳发育的解剖结构及其相互关系以及影响种子质量的各环节进行了研究和讨论。

白木纳格葡萄败育型胚珠培养研究

【目的】研究白木纳格葡萄败育型胚珠离体培养的最优方案,为木纳格葡萄胚挽救育种技术的研究奠定基础。【方法】以花后不同天数的白木纳格葡萄败育型胚珠为试材,进行离体培养,研究接种时间、基本培养基种类I、BA浓度以及活性炭对胚珠发育率的影响。【结果】白木纳格葡萄败育型胚珠取样适宜期为DAF35至DAF40,离体培养后,胚珠发育率均可达到50%以上,其中DAF 40 d为最佳取样时间,胚珠发育率可达到61.07%。在IBA 1.5 mg/L,GA30.5 mg/L,蔗糖60 g/L,琼脂5 g/L,活性炭1 g/L的Nitsch培养基中,白木纳格葡萄败育型胚珠发育率最高。【结论】建立了适合白木纳格葡萄败育型胚珠培养体系。

油松胚珠愈伤组织诱导和悬浮细胞系的建立

雌配子体处于游离核时期的油松胚珠以含不同浓度和配比生长调节剂的培养基诱导产生愈伤组织,并建立了悬浮细胞系。这一悬浮细胞系生长快,分散性好,稳定均一,适用于研究其生理、生化和细胞周期调控。

胚珠发育的分子机理

胚珠是研究器官形态发生和模式建成遗传分子机理的一个理想系统。近年来,关于胚珠特征的决定、模式建成、珠被形态建成和胚囊形成等发育事件分子机理的研究取得了重要进展,初步建立了胚珠发育的基因调控模型。同时,离体花器官再生系统为研究激素调控胚珠发育的机理提供了有效途径。本文对拟南芥(Arabidopsisthaliana)胚珠发育的分子调控机制进行了综述。

非洲狼尾草胚珠(着重胚珠附器)发育的特点

用光学显微镜对非洲狼尾草胚珠发育做了进一步观察 ,结果表明有如下几个特点 :(1 )珠孔区域的珠心细胞发生特化 ,膨大、伸长并进入珠孔 ,形成胚珠附器。 (2 )珠心表皮平周分裂产生周缘珠心组织。 (3)珠孔由内珠被和腹侧外珠被构成。

未授粉子房和胚珠离体培养诱导植物雌核发育研究进展

未授粉子房和胚珠培养离体诱导雌核发育的研究已近半个世纪,目前共有20科40余种种子植物的未授粉子房或胚珠离体培养诱导了雌核发育,但成功获得雌性单倍体的植物只有10科25种2变种。本文重点对离体雌核发育的胚胎学的研究资料进行综述,包括离体条件下胚珠中胚囊的发育状况、雌核发育的模式、雌性单倍体形成的途径以及自发胚乳的离体诱导并指出该领域研究中存在的问题,进一步在研究方法上提出了设想和建议。

胚珠组织的实验操作

1984年9月24—28日在英国伦敦大学召开了一次题为“胚珠组织的实验操作——显微操作、组织培养与生理学”的国际学术讨论会,与会各国学者约50人,我国周光宇教授也应邀出席并作了报告。会后编辑出版了文集《胚珠组织的实验操作》(The Experi-

甜樱桃胚珠、花粉发育与温度变化的关系

为探明甜樱桃性细胞发育规律及其所需的温度条件,利用石腊切片方法观察了露地栽培条件下,甜樱桃胚珠、胚囊和花粉发生发育过程的形态变化特征及其所需最低和最高温度。结果表明,甜樱桃的胚珠、胚囊和花粉发育,是在春季伴随着温度逐渐升高完成的;花前21￣35d,随着气温的升高,小孢子母细胞由相互连接在一起逐渐分离呈游离状态,在开花前21d的萌芽期前后完成2次分裂,由一个细胞分裂成四个细胞(四分体)形成花粉粒,此过程是在较低的温度(-0.1￣12.8℃)条件下完成;萌芽以后,胚珠的发育速度加快,开花前14d左右完成胚珠发育过程,胚囊的形成是在开花前7d内完成;甜樱桃的胚珠由单层珠被、珠心及胚囊构成。试验结果可为甜樱桃设施栽培的温度管理提供参考。

基因型和预处理对非洲菊胚珠离体培养的影响

以非洲菊胚珠为试材，研究了基因型、低温和培养前期黑暗处理（暗培养）对非洲菊胚珠培养的影响。结果表明：对愈伤组织诱导率和不定芽诱导时间影响的主次关系均为基因型〉暗培养〉低温，而对不定芽诱导率影响的主次关系是基因型〉低温处理〉暗培养。基因型是决定诱导效果的关键因素；

银杏胚珠发育进程的解剖学研究

以15 a生银杏（Ginkgo biloba L.）品种＇佛指＇（G.biloba cv.＇Fozhi＇）为材料,观察了授粉后胚珠结构、雌配子体发育和种皮分化形成的过程.结果表明：（1）授粉后2 d胚珠已分化出珠心、珠被和珠托组织,珠被顶端形成直径为162.16 μm的珠孔与540.54 μm长的珠孔道,珠心组织顶端形成长约520.83 μm、最大直径约125.06μm的瓶状贮粉室,花粉粒经珠孔道已到达贮粉室并在其中停留;（2）雌配子体的发育先后经历了游离核阶段（授粉后5～30 d）和细胞化阶段（授粉后30～45 d）,之后在近珠孔端形成颈卵器,其余部分发育为胚乳薄壁细胞,其营养物质的积累高峰期为授粉后60～80 d;（3）种皮分化与形成分别经历珠被分化期（授粉期至授粉后30 d）、种皮分化期（授粉后30～50 d）、种皮形成初期（授粉后50～80 d）、种皮形成期（授粉后80～90 d）.