光敏核不育水稻花药ATPase定位研究

光敏核不育水稻可育花粉单核中位期外壁覆盖层和外壁内层界限明显 ,ATPase定位显示覆盖层外侧和花粉核有活跃的ATPase活性。单核边位期ATPase定位于覆盖层外侧、柱状层、内壁、线粒体以及核仁上 ;二核期ATPase定位于覆盖层外侧、柱状层、内壁和核。不育花粉单核中位期外壁发育不良 ,花粉核形状不规则 ,有明显核仁 ,核仁ATPase活性较核其余部分强 ;单核边位期不育花粉仍不能形成良好的外壁 ,ATPase主要定位于核、内壁和线粒体 ,覆盖层外侧和不规则的柱状层也具有ATPase活性。二核期不育花粉ATPase定位于内壁和变形的柱状层。可育花药单核中位期绒毡层ATPase定位于核和线粒体 ,同期不育花药绒毡层ATPase定位于核和核仁上。部分不育花药药隔维管束也表现异常。基于以上结果 ,认为不育花药绒毡层、单核中位期花粉核异常可能与败育有较密切的关系。

小麦颖果韧皮部细胞ATPase活性及其与籽粒光合同化物积累关系

【目的】探明韧皮部细胞ATPase分布规律,分析韧皮部细胞ATPase活性与籽粒光合同化物量之间的关系。【方法】在小麦(Triticum aestivum L.)灌浆不同阶段,采用蒽酮法测定籽粒光合同化物积累量;运用显微细胞化学技术对颖果韧皮部和胚乳细胞的多糖进行定位,同时对韧皮部细胞ATPase进行超微细胞化学定位。对籽粒光合同化物积累量与韧皮部细胞ATPase活性产物量进行相关分析和线性回归分析。【结果】(1)在灌浆渐增期,籽粒积累的光合同化物主要是可溶性糖。约在花后14d,籽粒可溶性糖和淀粉积累量含量相等。以后,籽粒以积累淀粉为主。在整个灌浆期,籽粒可溶性糖和淀粉量的变化呈现彼此消长,但籽粒总糖含量一直呈"S"型增长。在灌浆渐增期和快增期,韧皮部筛分子(Sieveelement,SE)的细胞壁和胚乳细胞的淀粉粒均被锡夫试剂染成鲜红色;但在灌浆缓增期,上述细胞染色明显变浅(。2)在SE、中间细胞(Intermediary Cell,IC)、伴胞(Companion Cell,CC)和韧皮薄壁细胞(Phloem Parenchyma Cell,PPC)中,ATPase活性产物主要分布于质膜、细胞内壁和靠近质膜的囊泡上。在SE内的P型-质体和线粒体的双层膜上、SE和IC之间分枝状的胞间连丝上也有较强ATPase活性。在灌浆渐增期和快增期,SE的ATPase活性高,而在缓增期,IC的ATPase活性较SE高。(3)SE中ATPase酶活性产物与籽粒可溶糖呈显著负相关;与籽粒淀粉含量呈极显著正相关;与籽粒总糖呈显著正相关,且ATPase活性产物与光合同化物积累量之间有明显的线性关系。IC中ATPase活性产物只与籽粒可溶糖呈极显著正相关。【结论】在灌浆过程中,籽粒中可溶性糖和淀粉量的增加彼此消长,但总糖含量一直增加。籽粒光合同化物积累量与SE和IC中ATPase活性产物量之间有显著或极显著的相关关系。韧皮部细胞ATPase活性产物呈现出动态的时空变化。SE在灌浆前2个阶段起主要的同化物运输作用,而IC主要在灌浆第3阶段起主导作用。上述结果为小麦籽粒灌浆生理研究提供了细胞学基础。