超微结构显示拟南芥花粉壁孢粉素沉积模式及外壁内层的形成

花粉壁由外壁和内壁组成,外壁又分为外壁外层和外壁内层.外壁由绒毡层控制,而内壁由小孢子自身控制.自从有了电子显微镜,就了解到花粉壁有三层结构.花粉外壁内层是高度保守的结构,只有在电镜下才能观察到,但是对其如何形成并不清楚.最近报道了模式植物拟南芥中TEK基因特异调控外壁内层的形成,在该突变体中外壁内层特异缺失而外壁外层能正常形成(Nature communications 5:3855).本文在该项工作的基础上,对模式植物拟南芥花粉壁形成过程进行全面深入分析.发现在四分体的细胞周质中存在的深灰色物质可能是外壁内层成分的前体,其组成成分可能与孢粉素有所不同,当小孢子从四分体中释放时,这些前体物质能够迅速组装成外壁内层.在此基础上,提出了一个拟南芥花粉外壁的发育模型:在减数分裂形成的四分体中,胼胝质壁和小孢子质膜间形成初生外壁.随后小孢子质膜显示出波浪型结构,绒毡层分泌的孢粉素沉积在波浪型质膜顶端发育成外壁外层结构,而绒毡层分泌的外壁内层物质积累在小孢子质膜表面发育成外壁内层结构.四分体胼胝质壁完全降解释放小孢子后,在外壁内层和小孢子质膜间形成内壁.这一包含花粉壁三层结构的模型不仅有助于其他植物物种花粉壁结构和形成过程的了解,也有助于花粉壁分子机理的深入研究.     

连翘花粉发育的超微结构研究

经显微电镜研究连翘(Forsythia suspensa)的花粉发育具以下特点:1)花粉具半覆盖层类型的外壁.外壁的发育在四分体时期启动,此时,内质网小泡排列在四分孢子体质膜边缘,可能决定着未来花粉外壁的纹饰模型.2)花粉粒具有3条萌发沟.萌发沟在发育过程中分别有外壁突起和内壁突起形成.3)生殖细胞具有暂时的胼胝质壁,不含质体,但营养细胞中有大量造粉体分布在生殖细胞周围.4)花粉散放时为二细胞、有花粉鞘.重点讨论了花粉壁的发生和萌发沟的发育.     

肉苁蓉(Cistanche deserticola Ma.)胚胎学研究 Ⅰ.大、小孢子发生和雌、雄配子体形成

本文报道肉苁蓉大,小孢子发生和雌、雄配子体形成.主要结果如下;1)药壁发育为基本型,它由五层细胞组成,中层为二层,绒毡层分泌型,药室内壁未见纤维状加厚。2)小孢子母细胞相互分散,它们在减数分裂1时开始形成胼胝质壁。当小孢子从四分体中释放时,胼肤质壁消失。小孢子四分体为四面体型。其中有的四分体中的小孢子已分裂为二核。成熟花粉为二细胞型,花粉外壁较薄。3)倒生胚珠,单珠被和薄珠心。雌性孢原处于珠心表皮之下,为单细胞。孢原细胞直接起大孢子母细胞功能。随之,大孢子母细胞进行分裂形成直线型四分体。胚囊蓼型,由合点端大孢子发育而成。     

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.     

金钱草小孢子的发生和雄配子体的形成

小孢子母细胞减数分裂基本正常,同步。胞质分裂为同时型。四分体形状多样。小孢子母细胞在减数分裂各时期均具有胼胝质壁。单核小孢子的核始终处于运动状态,其液泡的形态和小孢子囊壁均随之发生一系列改变。生殖细胞和营养核的形态和位置也处于不断的改变中。在营养核解体前,营养核与生殖细胞发生不同形式的贴合现象。花粉粒近球形,为二胞型,具三沟孔,在扫描电镜下,外壁具不规则网状结构。成熟花粉粒含有丰富的营养物质,蛋白质常分布在萌发孔周围。     

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。     

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。     

黑节草小孢子发生及雄配子体形成的细胞形态学研究

本文首次报道了黑节草(Dendrobium candidum Wall.ex Lindl)小孢子发生、雄配子体形成以及花粉萌发过程中细胞核的动态等。小孢子母细胞减数分裂正常,同一药囊内的小孢子母细胞分裂具有高度的同步性。胞质分裂为同时型。四分体内各小孢子的排列形式多样,并且在以后的发育中花粉始终保持在四分体内,形成四合花粉。孚尔根反应表明,生殖细胞从形成后始终保持强烈的阳性反应;而营养核却总是呈弱的阳性反应。经组织化学鉴定,生殖细胞壁为胼胝质的,此壁直到花粉成熟时才逐渐解体。花粉管顶端为球形透明区,此区在荧光显微镜下显示胼胝质荧光,这一现象在其它植物中还未见报道过。     

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。     

金花茶(Camellia chrysantha (Hu) Tuyama)小孢子的发生和雄配子体的形成

①小孢子母细胞减数分裂各个时期染色体变化特征与一般被子植物相同,属一般规律。减数分裂基本上是同步的,但也有不同步的。不仅不同花药或同一花药不同的花粉囊中的分裂不同步,就是一个花粉母细胞内的的减数分裂也不同步。②在小孢子母细胞减数分裂前期I,观察到有核穿壁现象。③从小孢子母细胞到四分体,其外均有胼胝质壁包着。④胞质分裂为同时型,四分孢子的排列为四面体形,左右对称形或十字交叉形。⑤单核小孢子的核分裂为营养核和生殖核后,生殖核形成生殖细胞,接着营养核解体。花粉粒为二细胞型。生殖细胞在花粉管中分裂成二个精子。⑥从单核小孢子发育为成熟花粉粒,均未见有明显的液泡。成熟花粉粒含丰富的多糖和可溶性蛋白质以及脂类物质。⑦成熟花粉粒亦道观近球形,极面观具钝三角形。在扫描电镜下观察,外壁具有不规则瘤状突起的纹饰,具三沟孔,为赤道孔。⑧绒毡层为腺型绒毡层。     

美洲黑杨无性系Ⅰ-63花粉粒的发育和超微结构

<正> 美洲黑杨Ⅰ-63〔Populus deltoides Bartr.var.deltoides cv.“Harvard”(Ⅰ-63/51)〕自引种以来,生长良好,已经作为一种基因资源应用于新无性系的培育工作。Nagaraj在1952年曾对PopuluS deltoides的小孢子发生和花粉形态进行过研究,但选育为无性系并引种至我国的同纬度地区后,其小孢子的发育过程是否发生变化,选育应用时应注意哪些问题,却研究甚少。近年来,学者们对花粉超微结构做了大量工作,可惜至今还局限于少数植物,特别是草本植物。这里,我们试对美洲黑杨Ⅰ-63的小孢子发生、花粉发育和结构用光学显微镜进行了观察研究,并在此基础上观察了二细胞花粉粒的超微结构,希冀为这方面提供一些有益的资料。     

烟草花药发育过程中钙动态分布的初步观察

在烟草花药发育过程中,用焦锑酸钾沉淀的松弛结合钙显示出了一个与花药发育事态有关的动态:在孢原细胞时期的花药中几乎看不到钙颗粒.但到小孢子母细胞时期,花药中开始有钙颗粒沉淀,而且显示出向花药室中流动的迹象.当花粉母细胞进行减数分裂时,花药绒毡层细胞和花粉母细胞中出现了许多的细小钙颗粒.在小孢子发育时期,在绒毡层细胞解体之前,细胞中的钙被集中到小液泡中.在小孢子细胞质中仍有较多的钙颗粒,同时在花粉壁上也有钙颗粒沉积在外壁的基部.到小孢子分裂形成二胞花粉后,细胞质中的钙明显减少.当二胞花粉中的大液泡消失,细胞质中积累淀粉粒以后,花粉中可看到的钙颗粒很少.同时,在花药维管束周围的薄壁细胞中,又出现了较多的钙颗粒,表明花粉对钙离子的需求可能已降低.烟草花药发育过程中钙的动态分布特征暗示着钙参与了调控花粉发育过程,尤其是与小孢子转变过程中的重要事态有密切关系.     

青檀花粉生殖细胞的形成和质体遗传格式

利用电子显微镜和荧光显微技术研究了青檀花粉生殖细胞的形成过程及壁的成份.小孢子刚从四分体中释放时,核位于中央,细胞器随机分布.当小孢子核移向边缘时,细胞器特别是质体,呈不均等分布,在核的对面聚集.刚形成的生殖细胞完全被细胞壁包围着,壁的成份是纤维素和胼胝质.生殖细胞形成后不久,胼胝质即消失,而纤维素则部分地保留,一直到游离生殖细胞早期.传粉时的生殖细胞呈蝌蚪状.在生殖细胞中始终没有发现质体.故青檀的质体遗传格式属于番茄型.     

莼菜绒毡层细胞发育的超微结构变化

莼菜（Ｂｒａｓｅｎｉａ ｓｃｈｒｅｂｅｒｉＧｍ ｅｌ）绒毡层细胞在小孢子母细胞时期,质体出现变形,淀粉粒消失．减数分裂期,绒毡层细胞中有丰富的高尔基体,内质网,核糖体和线粒体．随着细胞的发育,细胞壁呈胶质状态,胞间连丝断离,细胞间发育出现不同步现象,核糖体开始解体形成电子密度高的球状体．单核小孢子时期,质体积累淀粉增多,细胞内部微结构开始解体．经观察,绒毡层细胞壁的融解物质参与了小孢子外壁的形成,核糖体形成的高电子密度球状体沉积小孢子外壁腔隙中形成外壁蛋白．绒毡层细胞中淀粉粒积累与消失是小孢子正常发育的必然结果．     

蚕豆在粉发育的细胞形态学研究

1、小孢子核从中央位移至一端后,花粉开始第一次有丝分裂。2、分裂末期出现成膜体、细胞板而形成分隔营养细胞和生殖细胞的细胞壁。生殖细胞壁含纤维素物质。3、生殖细胞壁在和花粉内壁连接处向内生长,直到二末端相遇而被掐掉,生殖细胞脱离花粉壁并进入营养细胞,而后壁消失。4 营养核和生殖细胞在花粉粒内互相贴近。然后,生殖细胞处于分裂前期并经变形变化和运动而发育成熟;营养核形状不规则。     

小叶锦鸡儿及其两个近缘种花粉形态种内多态性研究

用扫描电镜在个体水平上研究了小叶锦鸡儿及春两个近缘种１５株植物和同株不同发育时期４朵花蕾中的花粉形态,并用透射电镜观察了观察了柠条锦鸡儿花粉外壁的超微结构。该三种植物花粉粒长球形或长圆球形,具三孔沟,外壁具小穿孔或细网状纹饰;粉形态特征在同一植株上是稳定的,但因个体的不同而明显区别,特别在形状、大小和外壁纹等方面表现出显的种内多态性。     

花粉壁发育相关基因的研究进展

花粉壁是植物花粉发育、受精及抵抗外界环境伤害所不可缺少的结构．花粉壁结构复杂,其形成过程包括初生外壁的形成、孢粉素前体的生物合成和孢粉素在花粉表面的沉积,以及花粉壁内层的形成等过程．对花粉壁形成与发育具体机制的解析,迫切需要对花粉壁初生外壁、花粉外壁、花粉壁内壁形成过程中一系列功能基因及其信号转导研究的突破．综述了近年来对花粉壁发育相关基因的克隆及其功能研究的最新进展,并对花粉壁发育的分子机制进行了有益的探讨．     

锦葵科植物花粉壁的超微结构观察

利用超薄切片技术在透射电子显微镜下观察了锦葵科七种花粉壁的超微结构,结果表明:用透射电镜可观察到花粉外壁、外壁纹饰及萌发孔的内部结构,但不同种的花粉壁的细微结构有明显差别。     

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.