雄性不育和雄性能育小麦花药和花粉发育的细胞形态学观察

本工作是小麦雄性不育杂种优势利用研究项目的一部分。从细胞形态学的角度,研究小麦细胞质雄性不育系及其保持系花药和花粉的发育,为探索雄性不育性的机理提供资料。 发应用石腊切片法,对小麦“早熟1号”和“北京8号”细胞质雄性不育系及其保持系花药的发育过程进行了观察,得到如下的结果: (1)不育系花粉的败育,在发育的各个时期都发生,但败育的关键时期是在小孢子发育后期,具大液泡的小孢子不能进入配子体发育阶段。 (2)不育系花药和花粉的发育,在小孢子发育早期以前,百分之九十以上与保持系相似,是正常的,少数表现异常而导致败育。异常现象有:①药室合并;②小孢子母细胞解体,绒毡层正常发育,③小孢子母细胞互相粘连形成多核原生质团;④解体的小孢子母细胞与绒毡层融合形成多核原生质团;⑤药室中除正常发育的小孢子母细胞或小孢子外,还出现异常的巨型细胞;⑥绒毡层提前在小孢子发育早期解体,并形成多核的原生质团;⑦绒毡层肥大生长。     

沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）小孢子发育的超微结构研究

本文对沙冬青小孢子发育的超微结构进行了观察，主要结果为：１）小孢子母细胞早期壁上有胞间连丝，随着发育，壁上出现了胞质通道．母细胞中内质网、线粒体和质体丰富，细胞处于明显的代谢活跃状态．四分体时期内质网消失．２）在小孢子发育各期质体和线粒体一直存在，细胞质中分布着小液泡，质膜上有泡状内陷．小孢子核靠壁后发生有丝分裂形成两个大小悬殊的细胞，此时，可见到大量的质体集中分布在营养细胞质中靠近生殖细胞壁的附近．３）在小孢子早期，绒毡层中内质网、线粒体和质体丰富，内质网持续产生大量小泡并在其中沉积电子致密物形成球状体（Ｏｒｂｉｃｕｌｅ）．小孢子后期，绒毡层细胞中内质网消失，出现大量的多泡体、球状体和脂体，绒毡层开始解体．在２－细胞花粉时绒毡层的解体产物大量流入花药腔中．     

杂交鹅掌楸花粉败育的结构变异与分析

应用透射电子显微镜研究了杂交鹅掌楸花粉的超微结构形态,并对其花芽发育过程中相关的生理指标做了测定.结果显示:在花药发育初期,败育小孢子母细胞形态异常,细胞质凝聚,细胞器结构模糊,失去细胞分裂功能,不能进行减数分裂.发育正常的小孢子母细胞形态呈圆状或椭圆状,其中细胞质丰富、细胞器结构正常的小孢子母细胞发育成熟后,进入减数分裂形成四分体;而细胞质不丰富或局部细胞器结构退化的小孢子母细胞,虽然可以进入减数分裂,但很难完成,不能形成正常的四分体.同时杂交鹅掌楸花粉的绒毡层细胞形态异常,也造成了花药发育停滞、细胞解体、黏连堆积和畸形生长.这与生理指标中显示的花芽在发育过程中RNA含量、蛋白质含量、氨基酸总量和SOD活性呈下降趋势的结果一致.     

单穗升麻的花药和雄配子体发育

为了探讨南川升麻(Cimicifuga nanchuanensis)濒危与其生殖过程的联系。对广布近缘种单穗升麻(C.simplex)进行了部分对照研究。论述单穗升麻的小孢子发生和雄配子体发育以及花药壁的发育。单穗升麻的花药具4个小孢子囊(药室),囊壁(花药壁)由表皮、药室内壁、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,多原位解体,为腺质型;但大约有12%小孢子囊的绒毡层在小孢子四分体释放时期进入花药室内,成为变形绒毡层。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,成熟花粉为2胞型。     

绵刺小孢子发育和雄配子体形成的研究

对绵刺的小孢子发育和雄配子体的形成进行了研究,有如下结论：绵刺雄蕊3枚,花药4室,药壁4－5层,腺质绒毡层,细胞在花粉成熟时原位消失,中层宿存,花药成熟时药壁由表皮、药室内壁、中层组成,小孢子母细胞经减数分上面体形的四分体,胞质分理解为同时型,成熟花粉为2细胞,小孢子发育及雄配子体形成过程中有败育发生,主要发生在小孢子母细胞减数分裂至四分体时期以及雄配子体形成各个时期。     

润楠雄配子体发育的超微结构研究Ⅳ——绒毡层的变化

润楠雄配子体发育过程中,绒毡层发生的一系列变化大致可归纳为:(1)小孢子母细胞时期,绒毡层细胞基本上呈等径的薄壁组织细胞样.(2)小孢子母细胞减数分裂Ⅰ期,绒毡层细胞中有多个小液泡出现,细胞壁局部有溶解的迹象,(3)小孢子母细胞减数分裂Ⅱ期,绒毡层细胞质周缘有众多(?)高尔基体排列的粗(?)(?)质网结构出现.(4)厚核小孢子早期,绒毡层细胞壁由内切向(?)(5)小孔子第一次有丝分裂时,绒毡层细胞进入药室(?),形成周原质(?);此(?)绒毡(?)(?)中有众多(?)(?)体(?)多泡体结构形成.(6)三细胞花粉时,构成周原质团的绒(?)可见(?)心(?)泡体(?),本文对绒毡层发生的一些重要变化与雄(?)     

四合木雄性不育的细胞学研究

首次报导了四合木花粉发育过程中存在雄性不育现象,四合木花具八雄蕊,分两轮排列,药壁发育属基本型,具腺质绒毡层,正常花药的绒毡层细胞在四分孢子形成之后开始解体,四合木花药败育从小孢子母细胞减数分裂Ⅰ前期开始,在以后的各个时期均不由自主 育发生在个别雄蕊或全部雄蕊中不败育花药的药壁中层、绒毡层在小孢子母细胞减数分裂之前即开始解体,数分裂过程中基本全部瓦解,使小孢子母细胞正常的减数分裂不能进行,引起以后     

太谷核不育小麦花药绒毡层细胞发育和退化过程的亚显微结构

本文对太谷核不育小麦可育株和不育株花药绒毡层细胞的发育和退化情况进行了电子显微镜的系统观察,主要结果如下: 1.太谷麦可育株花药绒毡层细胞发育过程中亚显微结构的变化,主要表现在液泡系与内质网的动态方面。一种“类似自体吞噬泡”结构的形成,可能与绒毡层的解体直接有关。当药室腔内形成四分体和早期小孢子时,绒毡层的发育似乎达到“成熟”阶段,其结构表现最为复杂、多样。在小孢子发育后期,绒毡层细胞开始转向退化。同一药室中各绒毡层细胞转向退化的时间,先后有所不同。 2.太谷麦不育株花药绒毡层细胞的发育进程和亚显微结构与可育株有明显的不同。当药室腔内花粉母细胞进入减数分裂前期Ⅰ时,不育株绒毡层细胞表现了某些退化细胞的特征,包括自体吞噬泡的形成、亲锇颗粒的出现和液泡化程度的增强等。以后,绒毡层细胞在不同的时间,以不同的形式解体。     

草莓小孢子发生和雄配子体的发育

草莓花药壁由表皮、药室内壁、两层中层和绒毡层等五层细胞构成。绒毡层细胞在小孢子母细胞时期细胞器丰富，内质网多呈封闭的同心圆结构。在小孢子发育过程中，腺质绒毡层在原位解体。相邻小孢子母细胞之间有胞质通道。小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型，四分体多为四面体型。小孢子在发育过程中内质网减少，质体增多。小孢子第一次分裂不同步。发育成熟的２－细胞雄配子体内含物有差别：一种在营养细胞中累积了大量淀粉粒和油滴；另一种在营养细胞中很少见到淀粉粒和油滴，但高尔基体、线粒体、质体等细胞器丰富，在质体中仅含小的淀粉粒。不同的花粉管中淀粉粒数量也有差别。     

杉木小孢子发育过程中细胞的超微结构——Ⅱ.四分体、小孢子、绒毡层

<正>研究发现杉木四分体属同时型。四分小孢子时期细胞质极浓厚,细胞质的代谢活动旺盛,外壁内层直接由细胞质分泌物形成。游离小孢子分为收缩期和液泡期,进入液泡期出现大的中央液泡,小孢子体积显著增大。小孢子时期绒毡层细胞出现大量膜内褶,形成港湾结构;小孢子发育后期,绒毡层细胞内出现大量髓鳞脂体以及自体吞噬泡。研究表明,杉木小孢子发育过程中代谢作用十分旺盛;细胞结构变化明显;绒毡层参与小孢子壁的形成。     

鹅毛竹花药发育的超微结构观察

以鹅毛竹为材料,采用透射电子显微镜技术对花药发育的超微结构进行了系统研究。结果表明:鹅毛竹花药具4个药室,花药壁由表皮、药室内壁、中层和绒毡层组成。花药壁发育为单子叶型。造孢时期的造孢细胞胞质较浓厚, 线粒体、高尔基体丰富,含有大量的小泡,有少量油滴; 小孢子母细胞分裂期超微结构特征明显,分裂前期小孢子母细胞内含大量小泡、环状片层、高尔基体及线粒体,分裂期的小孢子母细胞胞质中的小泡、线粒体更加丰富,高电子致密颗粒的数量明显增加; 二分体细胞内具有丰富的线粒体,个别细胞壁上有胞质通道,胼胝质壁加厚; 刚释放出的小孢子壁薄,线粒体、环状片层丰富; 中央期小孢子形成期呈圆球形,细胞质稠密,具有丰富的线粒体、内质网、高尔基体等细胞器。随着小孢子的发育,其外壁逐渐增厚,在质膜外侧形成了3条宽窄不等的电子致密带,即外壁表层、基粒棒层和外壁内层,此时形成萌发孔; 成熟花粉粒充满淀粉粒。在花药发育期间出现雄性败育现象,主要表现为绒毡层细胞过早解体和小孢子母细胞及单核小孢子形态畸形,这些异常是雄性败育的主要原因之一。     

中国水仙的胚胎学研究

中国水仙(Narcissustazetta var．chinensis)只开花不结实．以鳞茎球营养繁殖．在花芽发育过程中．减数分裂前的小孢子母细胞发育未显示异常．但在减数分裂过程中．许多细胞中显示出了异常的落后染色体现象．小孢子四分体主要呈左右对称型。细胞质分裂为连续型．四分体时期后。大部分小孢子呈空瘪状态。少部分小孢子含有染色较深的细胞质．约27％的花粉可发育成比较正常的二胞花粉．离体萌发实验中，有极少数花粉可萌发出花粉管。但在授粉的花柱柱头上未观察到花粉管．雌蕊由三心皮构成3室子房．中轴胎座．其上着生了上60～90个胚珠．胚珠倒生．双珠被，薄珠心．胚囊发生属于单孢子型，但大多数胚囊发育中途失败。只有约4％的胚囊可发育成7胞8核的蓼型胚囊．中国水仙雌、雄配子体发育异常和花粉在柱头上不能萌发是它只开花不结实的两个根本原因．     

牛膝菊大、小孢子发生和雌、雄配子体的发育

通过石蜡切片技术对牛膝菊大小孢子发生和雌雄配子体发育过程进行研究,结果表明,牛膝菊花药4室,花药壁发育为简化型。由表皮、药室内壁和绒毡层组成。绒毡层于小孢子四分体时期开始变形,其细胞原生质体向药室中移动为变形绒毡层。小孢子孢原为多细胞,小孢子母细胞减数分裂产生四面体型的小孢子四分体。四分体胞质分裂为连续型,偶见同时型。成熟花粉2-细胞型。子房1室,每室1个倒生胚珠,具单珠被,薄珠心。大孢子母细胞减数分裂形成的4个大孢子呈直线形排列,其中合点端的大孢子为功能大孢子,蓼型胚囊。     

甘薯绒毡层细胞的超微结构研究

从个体发育看,甘薯绒毡层细胞的结构具有以下主要特点:①小子孢母细胞时期,除细胞具有丰富的内质网、高尔基体、核糖体、线粒体等细胞器外,最明显的特征是细胞质积累大量的电子致密的淀粉粒.到减数分裂后期,淀粉粒全部分解,而脂质体的数量和体积随淀粉粒的分解而增加,这表明脂质体的形成与淀粉粒密切相关.②小孢子母细胞减数分裂时期,绒毡层细胞质中的内质网和高尔基体形成的囊泡状结构增加,线粒体内沉积电子致密物质.在这个时期,内质网和线粒体分别参与孢粉素颗粒和原乌氏体的形成.③小孢子发育至成熟花粉粒时期,除线粒体继续形成原乌氏体外,脂质体首先分解形成与孢粉素颗粒和原乌氏体大小相似的囊泡或小脂质体,然后分别沉积嗜锇物质而形成孢粉素颗粒和原乌氏体.孢粉素颗粒、原乌氏体和乌氏体的数量随脂质体的退化而迅速增加,表明质质体与孢粉素颗粒和原乌氏体的形成密切相关.     

四合木(Tetraena mongolica Maxim)雄性不育的细胞学研究

首次报导了四合木花粉发育过程中存在雄性不育现象．四合木花具八枚雄蕊,分两轮排列．药壁发育属基本型,具腺质绒毡层．正常花药的绒毡层细胞在四分孢子形成之后开始解体．四合木花药败育从小孢子母细胞减数分裂Ｉ前期开始,在以后的各个时期均有发生．败育发生在个别雄蕊或全部雄蕊中不等．败育花药的药壁中层、绒毡层在小孢子母细胞减数分裂之前即开始解体,减数分裂过程中基本全部瓦解,使小孢子母细胞正常的减数分裂不能进行,引起以后一系列败育现象,形成不正常的四分孢子或单核花粉粒．败育花药药室瓦解,花粉囊收缩变形．即使在正常发育的成熟花药内,仍能观察到败育的花粉粒,形状为椭圆形或三角形．     

中间锦鸡儿(Caraganaintermedia)的大小孢子和雌雄配子体发育

(1)孢原为单细胞,发生于表皮之下,大孢子排列为直线型·合点端大孢子为功能大孢子;(2)珠柄、珠被、合点和珠孔端的珠心细胞中具多糖.孢原、造孢、母细胞和四分大孢子阶段近珠孔的珠心细胞中具少量淀粉粒.一旦功能大孢子分化,合点和珠孔端细胞中多糖增加.从单棱胚囊分化至二核胚囊时,珠孔端细胞中多糖增加;(3)受精前,极核融合为次生核,周围富含淀粉粒,助细胞解体一个成熟卵中极性明显;(4)小孢子孢原为多细胞,药壁为基本型,具腺质绒毡层;(5)减数分裂Ⅰ开始,在花粉母细胞之间出现肼胝质壁.一直到四分孢子时全部形成肼胝质壁使与二倍体的药壁隔离.胞质分裂属同时型,四分小孢子为四面体型;(6)小孢子第一次有丝分裂为不等分裂,形成一个较小的半球形的生殖细胞和一个较大的营养细胞.生殖细胞发育中存在暂短的细胞壁,其成分未定.成熟花粉粒为二细胞型,园形、具三孔沟;(7)孢原和造孢细胞以及相应阶段的药壁细胞中均具可溶性蛋白质,从单棱花粉粒开始,绒毡层细胞中多糖和蛋白质并存.早期小孢子和发育中的小孢子中均具多糖.成熟花粉粒中多糖和蛋白质并存.     

谷子(Sotaria italioa Beauv)的花药发育和小孢子发生

谷子药壁的发育属单子叶型。在花粉成熟时,药壁仅剩下药室内壁和表皮,中层和绒毡层分别在小孢子母细胞和花粉的发育过程中退化消失。绒毡层为分泌类型。小孢子母细胞减数分裂前期Ⅰ存在染色质穿壁现象。由小孢子母细胞减数分裂形成的四分体有两侧对称、交互对称、直列式和T形。胞质分裂为连续型。在花序顶端自旗叶露出后的1—2天之内,是采集减数分裂材料的最佳时期。