鼠尾草属植物杂交亲和性探究

为研究鼠尾草(Salvia)不同品种间杂交亲和性,选取3种7个品种的鼠尾草作为试验材料,检测花粉活力及柱头可授性强弱,进而通过荧光观察杂交后花粉萌发和花粉管生长情况.结果表明,鼠尾草的花粉活力及柱头可授性均在开花后1～2 d内达到最大;不同种间相互授粉杂交亲和性普遍低于种内杂交,正反交结果也存在差异,出现萌发缓慢、花粉管畸形生长等现象,只有少量的花粉管进入花柱基部使子房膨大;种内杂交比种间杂交更容易得到有胚种子.为了更好地完成杂交育种工作,需选择正确的杂交亲本,在适宜时期进行人工授粉,能够有效提高杂交成功率.     

楸树自交及种内、种间杂交亲和性的细胞学观察

运用荧光显微技术、整体透明法和石蜡切片法,对楸树自交及种内、种间杂交亲和性进行了显微观察.结果表明:无论自交或种内、种间杂交花粉均可在柱头萌发,但萌发时间和萌发率存在显著差异.花粉管在柱头分泌物中生长或穿透乳突细胞沿柱头中部维管束生长,之后进入花柱引导组织胞间隙.大量种内和种间杂交花粉管于授粉后12～24 h迅速生长至花柱基部；48 ～72 h进入子房；96～120 h前后发生双受精,肉眼可见子房发红膨大.自交授粉后约36％的花粉管在柱头和花柱上端终止生长；42％的花粉管于授粉后72～96 h进入子房；直到授粉后120 h花冠脱落为止,少数花粉管能够穿透胚囊,但未见双受精发生,子房无膨大.研究认为:楸树具有自交不亲和性,而种内和种间杂交是亲和的；其不亲和反应发生的最终位置在子房,时间在合子形成前,为合子前晚期自交不亲和类型.     

陆地棉花粉粒萌发和花粉管生长特性

以陆地棉为材料,用苯胺蓝染色法对花粉管进行染色,观察棉花花粉粒在柱头上的萌发和花柱中花粉管的生长状况.授粉后,统计花柱中花粉管的数量,将花粉活力与花粉管数量直接联系起来,为棉花花粉活力测定和生殖过程的基本规律研究提供了新的方法.活体和雌蕊离体培养两种条件下,花粉原位萌发结果基本一致.活体原位萌发在授粉1h后.个别花粉开始萌发,4h后柱头上的花粉全部萌发,12h后大量的花粉管伸长到花柱基部.统计花柱中花粉管数量的准确时间应在授粉后4—12h.离体原位萌发各式各阶段均较活体原位萌发慢1h.可用离体原位萌发法代替活体原位萌发法测定花粉活力,活体和离体原位萌发两种情况下,花粉管的平均生长速度分别为0.03和0.29cm/h.花粉萌发及花粉管在花柱中生长的最适温度为30℃.花粉管在花柱中呈曲线方式生长.     

自交不亲和甘蓝的花粉萌发与花柱内保护酶活性变化

研究了柱头提取液对自交不亲和甘蓝花粉萌发、花粉管生长以及自花、异花授粉过程中花柱内过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性动态变化.结果表明:自花柱头提取液能显著抑制花粉萌发和花粉管的生长,而异花柱头提取液能提高花粉萌发率和花粉管的生长;授粉过程中花柱内SOD,POD和CAT活性都显著上升,而自花授粉上升幅度明显低于异花授粉.花柱内蛋白质含量在授粉过程中都会上升,但自花授粉在授粉后最初3～5min出现一个含量峰值.     

烟草花粉与雌蕊互作调控机制研究进展

授粉是植物生活史周期中的一个重要过程.茄科植物属于湿柱头,实心花柱.成功授粉起始于花粉粘附在成熟的柱头表面,接着水合、萌发,花粉管穿过柱头后沿着花柱传导组织细胞间隙朝着胚囊的方向生长,经过助细胞后释放精子完成双受精.在这个过程中,花粉外壁决定因子与花粉管生长通道中的各种成分相互作用,激活花粉管细胞内部的一系列生理生化反应.存在于烟草柱头、花柱传导组织细胞、子房和助细胞中的各种分泌物对于花粉细胞粘附、花粉管生长营养供给、信号传导、方向引导具有重要作用;另外,某些花粉决定因子与雌蕊成分的相互作用也可能导致自交不亲和与杂交不亲和.文章总结了烟草授粉后花粉与雌蕊相互作用涉及的物质及机理,这些物质主要包括蛋白质、多糖、脂类、激素、酶类和黄酮类等.     

部分李属植物种间杂交不亲和性的研究

通过常规杂交及荧光显微镜观测等方法,对李、杏种间杂交不亲和性进行了研究.研究结果表明,铃铛花期授粉的坐果率显著高于初花期授粉的坐果率;同一杂交组合,正反交坐果率差异显著;母本对远缘杂交亲和性影响很大,父本对远缘杂交亲和性的影响较小;通过具备正常活力及萌芽率的花粉授粉后,李杏杂交存在一定程度的花粉和柱头不亲和及＂拒绝＂反应,以李为母本的杂交不亲和性部位在柱头表面和花柱上部,而以杏为母本的不亲和部位则在花柱中下部.研究结果可为阐释李、杏种间杂交不亲和机制提供理论依据.     

甘薯花粉—柱头乳突细胞间相互作用的细胞学研究

以甘薯鸟吃种和高自一号为亲本进行人工自花授粉;以甘薯鸟吃种和高自一号为母本,河北351为父本进行杂交授粉.观察了花粉在柱头上的行为,柱头乳突细胞表面糖蛋白的定位分布,授粉前后乳突细胞超微结构的变化.结果表明,不育组合首先表现出花粉在柱头上粘附和水合能力很弱,花粉不萌发.能育组合授粉后花粉在柱头上的粘附水合能力很强,多数花粉萌发.但有的花粉管不进入柱头,仅在乳突细胞表面爬行,或提前破裂,释放内容物;以及在花粉管接触的柱头乳突细胞中沉积胼胝质.糖蛋白(钉红着色物质)在能育与不育组合的柱头乳突细胞壁上的分布有明显的差异,作者用细胞化学定位法验证了糖蛋白与自交不育可能存在的相关性.鸟吃种柱头乳突细胞杂交授粉后12h其超微结构明显退化;而自花授粉后3h就已明显退化.柱头乳突细胞退化的早晚可能与所授花粉是否能育相关.     

青海玉树独一味异型花柱与花粉萌发相关性初步研究

目的揭示独一味异型花柱与传粉受精的关系.方法通过观测异型花柱在不同花期花柱上的花粉数、花粉的萌发数,研究异型花柱的花粉数与萌发率的相关性.结果 S型花柱柱头上黏附的花粉多于L型花柱,但L型柱头上花粉管的萌发率高于S型花柱,其中衰退期的花柱上的花粉管萌发率为最高.结论异型花柱存在不同的传粉效率.     

不同授粉方式对祝光苹果受精过程的影响

祝光苹果自花授粉后2小时,花粉粒在柱头上萌发。授粉当日和次日,花粉管在花柱中生长。授粉后第三日,花粉管停止生长,最长花粉管平均长至花柱全长的26％。此时,花粉管先端明显膨大。而后,未见到有抵达花柱基部的花粉管,也未见到受精过程的发生。 异花授粉后4—6小时,大量花粉粒在柱头上萌发。授粉后1—2日,花粉管径直向花柱基部生长。授粉后50小时,花粉管穿过花柱基部,进入子室内。授粉后3—4日,观察到进入胚囊的花粉管将内含物释放到一个已退化的助细胞中。授粉后5—6日,观察到双受精过程。     

蒙导授粉条件下转抗除草剂基因油菜与4种十字花科杂草间的基因流

根据苯胺蓝荧光法观察和混合花粉蒙导授粉的结实情况,并结合授粉后代植株的分子鉴定,研究了蒙导授粉条件下甘蓝型抗草甘磷油菜Q3与遏蓝菜(Thlaspi arvense L.)、荠菜[Capsellabursa-pastoris( L.)Medic]、碎米荠(Cardamine hirsuta L.)、风花菜[Rorippa palus-tris( L.)Besser]4种十字花科野生杂草间的基因流.结果表明,当遏蓝菜、荠菜、碎米荠、风花菜分别授以混合花粉(杂草花粉与Q3花粉)蒙导后,与各自的自交组合相比,混合花粉在受体植物柱头上的萌发表现出花粉粒大量黏合、萌发快、伸进花柱与子房的花粉管数量多等特点.各蒙导组合于授粉后24-48h均可观察到一部分花粉管已经通过珠孔进入胚珠,但所有蒙导授粉后代植株抗草甘膦基因的PCR检测均表现阴性.上述研究结果进一步说明了遏蓝菜、荠菜、碎米荠、风花菜(作母本)与Q3杂交高度不亲和,Q3的抗除草剂基因不能通过基因流转移到这4种杂草中.     

沙田柚柱头表面结构及花粉管进入柱头细胞的研究

采用光学显微镜、扫描电镜及透射电技术对沙田柚柱头表面结构及其花粉萌发后花粉管进入柱头细胞途径的观察，结果如下：１）沙田柚的柱头突细胞为棒状，柱头表面正中有一大型开口的柱头结构，当柱头发序成熟后分泌出大量的粘液，故属湿型柱头。２）不论自交或异交，沙田柚的花粉落到花柱头上都能萌发，通过柱头乳突细胞间隙进入柱头，且沿着柱头区薄壁细胞间隙进入花柱，其自交不亲和性反应发生在花粉管通过花柱时，故沙田柚自交不亲     

北美鹅掌楸和中国鹅掌楸种间杂交胚胎学

１．中国鹅掌楸花粉在北美鹅掌楸柱头上萌发良好，速度快且整齐。２．花粉管生长速度最早在８０ｈ进入胚囊，大多数在１２０ｈ以后。个别花粉管在花柱中顶端膨大、破裂，或行至珠孔发生扭曲现象。３．花粉管通过柱头沟和花柱道时生长快，通过珠孔塞和珠孔以及珠柄时生长缓慢。４．控制授粉后５ｄ左右发生双受精，合子休眠约２０ｄ左右，３０ｄ左右是球形胚，９０ｄ子叶胚形成；１４０ｄ胚分化完成，种子成熟。５．连续三年的结籽率调     

十字花科植物授粉过程中花粉表达基因的研究

授粉是开花植物有性繁殖的重要过程，这个过程包括物种特异性的花粉与柱头细胞的黏附，干燥花粉的水合，花粉的萌发和花粉管在花柱中的正常生长等，其中涉及花粉众多基因的表达与调控，同时也与柱头细胞中相关基因的活动密切相关．近年来，人们在十字花科植物有性繁殖的分子机制研究中进展迅速，分离鉴定了多个影响授粉过程的突变体及其对应的基因，提出了控制授粉过程各关键步骤的多种可能的机理，在很多方面有了明显的突破．文中以十字花科植物尤其是模式植物拟南芥为例，从分析众多花粉表达基因在授粉过程中的作用入手，介绍了开花植物授粉分子机制研究的最新进展．     

转抗除草剂基因油菜与5种十字花科杂草的基因流研究

通过荧光显微镜和人工杂交授粉结实情况的观察，研究了抗草甘膦甘蓝型油菜Q3（Brassica. napus L.）与5种十字花科杂草的杂交亲和性.结果表明，遏蓝菜（Thlaspi arvense L.）、荠菜［Capsella bursa-pastoris （L.） Medic］、碎米荠（Cardamine hirsuta L.）、风花菜［Rorippa palustris （L.） Besser］（作母本）与Q3（作父本）杂交高度不亲和.荧光显微镜观察发现花粉管生长受阻，分别停滞在上述杂草的柱头表面或花柱上部1/3处；而野芥菜×Q3则表现出一定程度的亲和性，亲和指数为1.65.在大田邻近间隔种植和自然授粉条件下，Q3与遏蓝菜、荠菜、碎米荠和风花菜间的基因流频率为0，与野芥菜间的频率为0.86%.上述结果表明转抗除草剂基因油菜与十字花科杂草间存在不同程度的基因流，基因流频率与杂交亲和性高度相关.     

阿拉伯半乳糖蛋白在茉莉花粉萌发和花粉管生长中的作用研究

阿拉伯半乳糖蛋白(arabinogalactan proteins, AGPs),是一类具有繁杂构造的糖蛋白，遍及于植物的不同组织中.大量研究表明，AGPs在花粉的黏附、水合、萌发和花粉管在花柱内极性生长过程中都起着重要作用.采用花粉离体培养技术，对AGPs与其抑制剂β葡萄糖基-Yariv试剂(β-D-glucosyl-Yariv reagent,βGlcY)结合后，茉莉花粉萌发和花粉管生长的情况，以及去除抑制剂后，花粉管再生情况进行了研究，以探明AGPs是否对茉莉花粉萌发和花粉管生长起作用.结果表明：Yariv试剂在处理后1～2 h内能明显抑制茉莉花粉萌发和花粉管的生长，花粉萌发率和花粉管生长速度与对照相比都显著下降；去除抑制剂后，茉莉花粉管可恢复正常生长能力，故AGPs在茉莉花粉萌发和花粉管生长过程中起着重要的促进作用.研究结果对提高茉莉花粉活力、促进花粉管生长以克服结实障碍、提高结实率有重要的指导意义.     

植物中花粉管在柱头的生长特征

在多数高等植物中,花粉粒通过虫媒或(和)风媒到达植物雌花柱头,花粉粒在柱头吸水萌发后,穿过花柱组织,最终花粉管将两个精细胞传递给雌配子体,从而实现双受精作用.在受精过程中,花粉管必须穿透柱头并在花柱组织中生长,最后到达胚珠的珠囊,这一定向生长过程需要十分精确的调控.本文就花粉管的激活和引导研究进展进行了综述,并对今后的研究提出展望.     

普通栽培稻与非洲栽培稻杂交的可交配性研究

以二倍体普通栽培稻(Oryza sativa，2n=2x=24)为母本，以非洲栽培稻(Oryza globerrima，2n=2x=24)为父本进行远缘杂交配组。研究结果表明，二倍体普通栽培稻与非洲栽培稻杂交表现出一定的可交配性，但结实率很低(0．32％～1．97％)。对其杂交结实的胚胎学观察发现，非洲栽培稻的花粉能在二倍体普通栽培稻的柱头上萌发，萌发率仅为0．18％～0．56％，花粉管在花柱内的伸长速度比较慢，发生的受精频率比较低。以同源四倍体水稻(Oryza sativa，2n=4x=48)为母本，以非洲栽培稻为父本杂交配组。研究结果表明，两间比较容易杂交，其结实率达到5．70％～8．86％。观察其胚胎学表现，非洲栽培稻的花粉在同源四倍体水稻的柱头上萌发频率高达12．81％～14．56％，花粉管在柱头内伸长速度较快，发生的受精频率比较高。利用同源四倍体水稻为桥梁，更容易将非洲栽培稻的遗传物质引入普通栽培稻。     

百合种间杂交组合的试验研究

用6种不同的授粉方法对百合野生种种间、栽培种间杂交亲和性进行试验研究,得到杂交亲和性较好的杂交组合(布鲁拉诺×渥丹、毛百合×细叶百合、垂花百合×细叶百合)的有胚率分别为3.05%、6.50%和6.08%,杂交亲和性很差的杂交组合(兰州百合×卷丹)的有胚率为0.00%.同时发现,百合种花柱的长短和粗细对切割花柱授粉法中蒴果的膨胀程度有不同的影响,提出百合种间杂交育种较为合适的授粉方法.     

番红花不育现象的观察

通过对北京地区栽培的番红花生殖器官的观察,发现它的雌配子体发育正常,花粉能在柱头上萌发,只因花粉管不能伸入到花柱和子房而不能受精。     

海甘蓝与芸苔属属间杂交的亲和性研究

对海甘蓝和芸苔属属间杂交的花粉粒萌发，花粉管生长以及珠孔受精情况进行了研究。结果表明，甘蓝型油采与海甘蓝杂交不亲和，表现在花粉管不能进入柱头或不能通过珠孔肥精，同时乳突细胞有强烈的胼胝质反应。白菜型油菜与海甘蓝杂交有少量花粉管萌发，花粉管顶端受阻于柱头乳突细胞中缠绕于乳突细胞表面，乳突细胞有大量的胼胝质产生。