被子植物双受精过程中雌雄互作的分子机理

被子植物通过独特的双受精方式完成繁殖。一直以来,花粉管精确到达胚囊释放精细胞并完成双受精的分子机制是备受关注的科学问题。近年来,有关花粉管导向、精细胞释放、精卵融合的研究取得了突破性进展,本文就被子植物双受精过程中雌雄互作的分子机理进行了梳理,以期为中学生物学中相关内容的教学提供参考资料。

西花蓟马成虫昼间交配习性和聚集信息素释放节律

【目的】西花蓟马Frankliniella occidentalis是一种毁灭性的世界性入侵害虫,对我国蔬菜和花卉等作物具有重大威胁。为了更好地应用蓟马聚集信息素进行西花蓟马监测和防治,本试验在室内对西花蓟马昼间交配习性、雌雄互作和雄成虫聚集信息素释放节律进行研究。【方法】通过单独配对和群体配对两种方法研究西花蓟马成虫在光照阶段的第1,4,8和12小时4个不同时间的交配行为;采用显微摄像系统研究西花蓟马雌雄成虫间4个不同时间的互作节律;采用固相微萃取法和气质联用仪分析西花蓟马雄成虫聚集信息素两种组分neryl(S)-2-methylbutanoate和(R)-lavandulyl acetate在4个不同时间的释放节律。【结果】西花蓟马成虫在光照阶段的4个不同时间内的交配率、交配历期(持续时间)、雌雄互作次数和雄成虫对雌成虫的交配尝试次数均不存在显著差异,说明交配行为和雌雄互作行为不具有明显的节律性。西花蓟马雄成虫聚集信息素具有引诱活性的neryl(S)-2-methylbutanoate在光照阶段的这4个不同时间的释放率不存在显著差异,其释放节律与西花蓟马成虫的交配相关行为相一致。另一种不具有引诱活性的组分(R)-lavandulyl acetate在光照阶段的这4个不同时间释放率具有显著差异,呈逐渐增高趋势。【结论】本研究证实了西花蓟马成虫在室内光照条件下交配相关行为不存在明显的节律性,其聚集信息素主要引诱成分neryl(S)-2-methylbutanoate的释放亦无明显的节律性。该结果为进一步研究西花蓟马聚集信息素不同组分的行为调控作用提供了理论依据,同时为合理高效地应用聚集信息素进行西花蓟马田间种群动态监测和防控提供指导。

高等植物受精过程中雌-雄相互作用的分子调控机制

从广义上讲,被子植物的受精过程是指花粉粒落到柱头上萌发形成花粉管,花粉管穿过柱头沿着引导组织生长进入子房内,最终在胚囊中实现精细胞与卵细胞以及中央细胞分别融合从而起始胚胎和胚乳的发育.被子植物的精细胞由于不具有鞭毛而无法自由移动,因此在受精过程中需要借助于花粉管来将精细胞运送到胚囊中.花粉管通过与雌性的孢子体组织之间的相互作用和识别将精细胞准确地运送到胚珠附近,而最终将精细胞准确地运送到胚囊内的过程则是受到了雌配子体细胞的控制.可以说,受精的成功实现有赖于雌性和雄性细胞之间的持续的识别和相互作用,这种互作具有多样性和阶段特异性.本文将主要综述被子植物受精过程中花粉粒以及花粉管与多种雌性孢子体组织以及雌配子体之间的信号互作研究.

小肽激素调控植物生殖发育的研究进展

近30年来,长度为几十个氨基酸的植物小肽激素被发现广泛参与到植物生长发育过程的调控。小肽激素在极低浓度下起作用,主要介导相邻细胞间通信。在植物生殖发育过程中,雌性器官和雄性器官之间存在复杂的相互作用过程,很多种小肽被发现参与到雌雄互作过程中。文章对柱头和花粉互作过程中的一些小肽家族的功能、信号转导途径和进化等研究进展加以介绍。