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。     

枸杞不育系与可育系花药发育的细胞学研究

采用半薄和超薄切片技术,对枸杞不育系与可育系花药发育特征进行了系统的比较和观察.结果表明,不育系枸杞小孢子和药壁组织在四分体刚形成及之前的各个时期发育正常;四分体形成之后,四分孢子的胞质首先变稀薄,出现液泡化,随后液泡化加剧,四分孢子的细胞质、细胞核、细胞壁和残余的胼胝质壁依次先后收缩、解体,四分体严重变形,最后完全消失;在四分体败育过程中,绒毡层细胞也剧烈液泡化,并且细胞质、细胞核和细胞壁先后于原位解体;四分体败育及解体过程均发生在胼胝质壁中.据此推断,不育系绒毡层细胞的提前解体是导致其四分体解体的原因.     

重庆温光型小麦雄性核不育系C49s小孢子发生和发育的细胞学研究

作者对重庆温光型小麦雄性核不育系“C4 9s”、普通小麦“6 9”及不育系“C4 9s 87”与普通小麦“94 6 4”的杂种F1代雄性器官进行切片观察 ,发现其雄配子发育从花粉母细胞减数分裂间期到二分孢子时期绒毡层差异不大 .在减数分裂前期Ⅱ到中期Ⅱ ,不育系绒毡层细胞部分呈双核、三核增大细胞 ,部分出现核解体 ,而普通小麦“6 9”与“C4 9s 87/94 6 4”的杂种F1代中没有出现该现象 .不育系绒毡层细胞比可育系迟解体 .从单核早期开始 ,不育系小孢子发育不正常 ,表现为小孢子收缩变形 ,无核或有核细胞质稀薄 ,细胞核不能定向移动到萌发孔的对侧 .“C4 9s”败育的原因可能与绒毡层发育及液泡的动态性有关 .败育的高峰为单核期 .     

紫菜苔Ogura细胞质雄性不育系花药发育的细胞形态学研究

通过甘蓝型油菜Ogura细胞质雄性不育材料与紫菜苔的种间杂交和连续回交,获得了稳定的紫菜苔Ogura细胞质雄性不育系,细胞形态学研究表明,该不育系的花药发育兼有无花粉囊型和单核败育型的特征,由于没有造孢细胞的形成或造孢细胞退化,不育系最多只有1－2个花粉囊,而可育系都是4个花粉囊,发育起来的不育系花粉囊里面的小孢子到单核期后不再向前继续发育,而是迅速退化以至解体,开花前彻底败育,在减数分裂前期,不育系绒毡层细胞中已经出现液泡,有肥大趋势,在单核小孢子退化以后绒毡层还很发达,而正常花药绒毡层的发育在减数分裂过程中达到高峰,四分体时出现退化迹象,开花前已完全解体。     

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。     

花椰菜(Brassica oleraceaL.)雄性不育株和可育株的细胞学及生理生化研究

本文细胞学研究表明,花椰菜雄性不育途径复杂,表现为造孢细胞异常分裂、小孢子母细胞部分解体、四分体数目少、单核孢子不正常发育、绒毡层提前解体、花粉囊扭曲、输导组织发育不良;电镜研究表明,可育株的花粉粒富含线粒体、高尔基体、内质网等细胞器,不育株花粉粒中除液泡外,细胞器少,线粒体部分解体;过氧化物酶活性在花球期和单核后期不育株高于可育株,四分体时期和单核前期相反;细胞色素氧化酶活性除单核后期外,不育株均高于可育株;游离氨基酸含量在四分体时期不育株和可育株中都很高,以后下降,可育株的下降幅度大于不育株,具体氨基酸则又有其变化的特异性.     

花椰菜(Brassica oleracea L.)雄性不育株和可育株的细胞学及生理生化研究

本文细胞学研究表明,花椰菜雄性不育途径复杂,表现为造孢细胞异常分裂、小孢子母细胞部分解体、四分体数目少、单核孢子不正常发育、绒毡层提前解体、花粉囊扭曲、输导组织发育不良;电镜研究表明,可育株的花粉粒富含线粒体、高尔基体、内质网等细胞器,不育株花粉粒中除液泡外,细胞器少,线粒体部分解体;过氧化物酶活性在花球期和单核后期不育株高于可育株,四分体时期和单核前期相反;细胞色素氧化酶活性除单核后期外,不育株均高于可育株;游离氨基酸含量在四分体时期不育株和可育株中都很高,以后下降,可育株的下降幅度大于不育株,具体氨基酸则又有其变化的特异性。     

珍汕97不育系和保持系水稻花粉发育过程中RNA含量变化的研究

采用组织化学方法，对珍汕９７水稻不育系及保持系的花粉发育过程进行分析，结果表明从幼小的单孢花粉到单核边位出现中央大液泡时期不育系花粉细胞ＲＮＡ含量与保持系无显著差异，单核末期不育系开始败育，双核期ＲＮＡ含量与保持系双核期花粉细胞相比有显著下降，说明ＲＮＡ含量下降是珍汕９７不育系花粉败育的一个重要性生理特征，不育系花粉在单核末期以前发育是正常的。     

杨树雄性不育品种花粉发育过程的细胞学观察

【目的】了解杨树小孢子败育的时期及影响小孢子败育的因素,为杨树雄性不育新品种选育提供科学依据。【方法】以杨树雄性不育品种‘泗杨1号'为材料,在光学显微镜下观察花粉粒细胞发育过程; 在扫描电子显微镜下进行败育花粉粒的形态观察,并与可育品种‘南林3412'杨进行比较分析。【结果】显微镜下观测发现在四分体时期以后,即单核小孢子期,雄性不育品种‘泗杨1号'大部分小孢子发生异常,开始表现出败育性状。在花粉粒成熟期小孢子开始发生解体,小孢子败育。同时,用扫描电子显微镜观察仅有的少量花粉粒发现其异常变形,不同于正常花粉粒形态。【结论】‘泗杨1号'小孢子败育从单核小孢子时期开始,在花粉粒成熟期小孢子发生解体,小孢子败育。影响‘泗杨1号'小孢子败育主要原因是绒毡层细胞降解的延迟,影响小孢子发育营养物质的供给,导致小孢子发生败育; 除此之外,花药室内的Ca²⁺浓度、花药内壁乌氏体的分布也有可能影响‘泗杨1号'小孢子的发育过程。     

棉花湘远A41和A42小孢子败育的细胞学研究

棉花湘远 A_(41)是一种新的无花粉型雄性不育系,其小孢子败育主要发生在减数分裂早前期,偶线期是败育的主要时期,它的败育与绒毡层细胞的不发育和小孢子母细胞透明带的不形成有关.湘远 A_(42)与湘远 A_(41)是同一败育类型的雄性不育系.     

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．     

棉花海洞不育系小孢子败育的研究

棉花海洞不育系为军海不育系与洞庭一号杂交,经多代回交育成的,其小孢子的败育不整齐,从小孢子母细胞开始到减数分裂末,都有所发生。但主要败育在小孢子发育的早期。由于海洞不育系具有军海不育系的显性基因,又为海陆杂交后代,这增加了小孢子母细胞在减数分裂过程中败育的复杂性和多样性。故它的小孢子败育与国内外发现的单纯受显性基因控制的不育系的小孢子败育有别,也与具哈克尼西棉细胞质雄性不育系的小孢子败育不同。同时,还从细胞学上证明了海洞不育系的可育株的小孢子发育具有不稳定性,可能出现不育的小孢子。     

水稻雄性不育系及其保持系花粉形成和发育的细胞形态学研究

一、不育系的小孢子母细胞减数分裂异常,其异常现象有: 1、在小孢子母细胞减数分裂的任何时期,均出现其细胞质液泡化及染色体全部或部份缠绕胶合成不规则的团块。 2、小孢子母细胞减数分裂前期Ⅰ,有的染色体不能正常配对,出现单价体或三价体;有的小孢子母细胞的胼胝质壁溶解,细胞质粘连形成多核原生质团;有的在粘连的大块细胞质中仅有许多核仁。 3、小孢子母细胞减数分裂形成二核或四核后,胼胝质横隔壁仅在其中央形成或从中央仅向一边周围廷伸,其外围的细胞质仍互相通连。以后胼胝质壁溶解,就从其细胞质相连的地方似非有丝分裂一样,拉开形成两个或四个裸孢子。这种胞质分裂的方式很特别。还未见有所报导。 二、不育系花粉的败育,在小孢子发育的各个时期(单核、双核、三核),均观察到各种败育现象,小孢子出现各种畸形。很特别的是,有很少数小孢子是孳生的。这些孳生小孢子,有的在一端是相通连的,形似非有丝分裂劈裂状;有的在中部相连通,似非有丝分裂的横缢状。这是小孢子的两种新的败育形态。可能是二分体的横隔壁形成不正常所致。 三、不育系的绒毡层提早在花粉母细胞减数分裂时就开始解体。 四、保持系小孢子母细胞减数分裂正常,减数分裂为顺序型。四分孢子为二轴对称式。花粉粒为三孢型。     

棉花“洞庭一号A”姊妹系小孢子发育的细胞形态学研究

棉花洞庭一号雄性不育株是自然突变而来,经研究为隐性核基因控制。用显微技术对洞A姊妹系等的小孢子母细胞的发育进行了比较观察。可育株从造孢细胞到小孢子成熟的各个阶段,其发育是正常的,而不育株从小孢子母细胞到小孢子成熟的各个时期,都产生不同程度的败育。但主要的败育为小孢子单核时期。同时,花药内壁的绒毡层细胞解体慢和不彻底,致便小孢子的营养供应受阻。也是小孢子败育的原因之一。棉花洞A系等的小孢子形成方式,不仅有同时型、连续型,而且还有各种中间型。旧分体的排列有:四面体型、平面体型等。同时,还对各种畸形小孢子的来源和核质穿壁现象进行了初步讨论。     

小麦83A败育和2721恢复力的细胞学观察

小麦不育系83A、41A小孢子母细胞的减数分裂和单核花粉期基本正常.小孢子能通过两次有丝分裂形成三核花粉粒.但在有丝分裂中观察到落后染色体、微核和大小不等的精核.小孢子败育主要发生在三核花粉期及其以后.败育类型属于圆败.其败育原因可能与遗传物的丢失、分配不均和细胞器的分化不良有关.恢复系2721、143和 F_1的花粉大而圆,细胞质充实饱满,花粉活力强,结实率高,故2721和143是较好的恢复系.     

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     

甘蓝型油菜雄性不育材料S90—8—7的获得及细胞学研究

从甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂种后代中获得一个芥酸含量低、亚油酸含量较高的雄性不育材料S90— 8—7.细胞学研究表明 ,S90— 8—7的染色体数为 2n =38,其花药发育受阻于四分体至单核花粉期 ,属单核败育型 .小孢子发育到单核期后 ,不再向前发育成为二核期和三核期花粉 ,而是逐渐退化以至解体 .在减数分裂后期Ⅰ /末期Ⅰ一些细胞出现落后染色体或染色体桥 .不育系绒毡层延迟退化 ,一直到单核小孢子晚期才迅速解体 .初步认为S90— 8— 7可能是一个细胞核雄性不育材料 ,其不育性至少受一对隐性基因控制 .     

鹅毛竹花药发育的超微结构观察（英文）

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。     

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。     

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.