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韭菜雄性不育系及保持系花药和花粉发育的细胞学比较 总被引：5，自引：2，他引：5
为了从细胞学角度研究韭菜雄性不育的机理,本试验利用石蜡切片法对韭菜雄性不育系及其对应保持系花药与花粉发育过程进行了比较研究。结果表明:韭菜花药绒毡层兼有分泌绒毡层与变形绒毡层的特点,花粉败育与绒毡层发育异常和提前解体有关。韭菜败育分两种类型:败育Ⅰ型,败育发生在减数分裂二分体至四分体时期,不育系绒毡层细胞液泡化膨大,花粉母细胞减数分裂不正常,不产生四分体或产生无胼胝质壁包裹的异常四分体,最终粘连连成一团解体消失;败育Ⅱ型,败育发生在单核小孢子时期,绒毡层在四分体时期提前退化,单核小孢子无营养供应而败育。 相似文献
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植物细胞质雄性不育是指植物的生殖器官不能产生雄配子,而雌器官发育正常,可接受外来花粉正常结实的一种生物学现象。细胞质雄性不育是由核基因和线粒体基因互作共同起作用,影响了植物花药的绒毡层和正在进行减数分裂的细胞,从而导致植物体花粉产生败育。在生产上细胞质雄性不育对于作物杂种优势的利用、杂交种的制种都有重要意义。雄性不育现象无论是在遗传方向还是分子水平上一直以来都是科学家们研究的热点,深入研究细胞质雄性不育的机制有利于更有效地在生产上加以利用。对近年来植物细胞质雄性不育中发现的细胞质雄性不育基因的来源及分类、细胞质雄性不育与杂种优的相互关系、细胞质雄性不育的机理及目前发现的细胞质雄性不育基因进行概述,并探讨了植物细胞质雄性不育研究的发展前景。 相似文献
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【目的】利用甘蓝型油菜隐性上位互作细胞核雄性不育材料的杂种优势,阐明其雄性不育的机理。【方法】以引进的油菜杂交种"皖油14"为材料,采用自交、姊妹交、测交的方法,对其后代进行选育;通过石蜡切片法,对选育得到的纯合两型系中的可育株1740B、不育株1740A及全不育系1740CA植株的雄蕊发育特点进行细胞学观察。【结果】选育得到甘蓝型油菜隐性上位互作细胞核雄性不育材料的临保系1740C和纯合两型系1740AB。细胞学观察结果表明,可育株1740B的雄蕊发育正常,可形成成熟的花粉粒,花药发育过程主要包括孢原细胞时期、造孢细胞时期、花粉母细胞期、减数分裂期、单核花粉期、二核花粉期和三核花粉期;纯合不育株1740A的雄蕊败育发生在四分体后期,由于四分体周围的胼胝质不能解体和绒毡层细胞的径向肥大,使得四分体被挤向药室中央且原生质体浓厚,然后逐渐解体死亡,最后整个花粉囊萎缩变形;全不育系1740CA的花粉败育过程从小孢子时期到二核期均有发生,花粉细胞外只能形成极薄的一层花粉壁,绒毡层脱落并径向肥大,将花粉细胞挤向药室中央,花粉细胞质逐渐降解,细胞变形,最终变成一个无内容物的空壳。【结论】利用"临保系"进行测交选育是从定性的角度来辨别遗传分离比例的差异;甘蓝型油菜隐性上位互作细胞核雄性不育材料中,纯合不育株与杂合不育株的雄蕊败育时期及特征存在差异。 相似文献
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针对绒毡层、减数分裂与雄性不育发生过程的关系作了简要的综述,并从细胞学与分子生物学水平阐述了细胞程序性死亡与雄性不育之间的关系,探讨了利用基因工程创造雄性不育的策略,并对今后的应用前景进行了展望。 相似文献
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毛白杨花粉败育过程中胼胝质的异常分布变化 总被引：1，自引：0，他引：1
采用苯胺蓝染色的方法,对育性良好的无性系1319及花粉败育雄株BM-1的花药发育过程中胼胝质的分布及变化进行了观察.结果表明,育性良好的花药中,胼胝质首先在小孢子母细胞角隅处沉积；随后,较厚的胼胝质壁分布于四分体细胞间以及细胞周围,随着胼胝质的解体,小孢子释放到药室中,游离小孢子外围无明显胼胝质分布;小孢子发育形成成熟花粉,花药绒毡层解体,内壁加厚开裂,胼胝质分布于残留的绒毡层以及内壁.与育性良好的花药相比,败育花药的胼胝质合成量减少并呈现明显分布异常.小孢子母细胞时期无明显胼胝质合成;胼胝质主要沉积于四分体细胞间且细胞外围胼胝质分布量减少；小孢子发育至成熟花粉,药室绒毡层沉积较多胼胝质而内壁无明显胼胝质分布.透射电镜结果显示,毛白杨无性系1319花粉外壁发育正常,而毛白杨不育雄株BM-1仅产生少量饱满花粉,且其花粉外壁发育不完全.从而说明胼胝质的异常合成与分布是毛白杨花粉败育的原因之一. 相似文献
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3种甘蓝型油菜雄性不育系花药发育的细胞学研究 总被引：15，自引：0，他引：15
采用石蜡制片方法，对3种甘蓝型油菜雄性不育系及其恢复系的小孢子发生和花粉发育过程进行比较解剖学观察，以确定其花粉败育的时期和细胞学特点。研究结果表明：波里马雄性不育系花药发育受阻于孢原细胞分化期，雄蕊不能分化形成花粉囊。S43A雄性不育系花粉败育的时期发生在小孢子四分体至单核花粉期，败育的特点为小孢子细胞质液泡化，逐渐变形解体，不能进行有丝分裂形成二胞花粉，同时绒毡层细胞过度液泡化，并提早解体死亡。G022A不育系的花药在小孢子发生的不同阶段均出现败育现象，最早的败育表现为花粉母细胞的退化解体；有些因花粉母细胞减数分裂异常不能形成小孢子四分体；还有的因小孢子在四分体中不能正常释放而败育，并伴随着绒毡层细胞的畸形化、异常生长等现象。 相似文献
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【目的】获得百日草雄性不育系,并探索其花药发育机制,为百日草杂种优势的利用提供一条新途径。【方法】采用自交F2代出现的不育材料连续回交获得的不育系再进行兄妹交、可育株自交,结合与多个自交系测交进行不育类型鉴定,并对其细胞学进行研究。【结果】获得了百日草深红色单隐性雄性不育两用系AH209AB。正常可育的花药,其药壁由4层细胞构成,即表皮、药室内壁、中层和绒毡层;花粉母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型;成熟花粉为三细胞型。雄性不育株花瓣退化或丝状,雄蕊退化成丝状,内无花粉,外观呈绒毛状;花药在造孢细胞组织形成后,没有继续分化产生药壁结构、花粉母细胞及其花粉,为完全的结构性雄性不育类型。【结论】该雄性不育系属于无花粉囊型不育系,在F1代种子生产上具有重要的利用价值。 相似文献
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【目的】研究生理型雄性不育小麦花粉细胞内微丝和胼胝质的结构及其相关基因的表达,并揭示其与生理型雄性不育的关系,为进一步研究化学杂交剂SQ-1诱导小麦生理型雄性不育的机理提供一定的理论依据。【方法】以化学杂交剂SQ-1诱导的生理型雄性不育系ms(A)-西农1376及对应正常可育系(A)-西农1376为试材,用TRITC-phalloidin标记细胞内微丝,苯胺蓝标记胼胝质,qRT-PCR技术分别对肌动蛋白解聚因子TaADF（Actin depolymerizing factor）、类葡聚糖合成酶TaGSL（Glucan synthase-like）进行差异表达分析。【结果】(1)在减数分裂前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ这三个时期,生理型雄性不育系花粉细胞的微丝结构与可育系没有显著差异：前期Ⅰ,微丝分布于整个细胞质中,细胞核区域也可见少量微丝环绕细胞核;中期Ⅰ,微丝分布在细胞质中,在形成纺锤体部位染色更深,形成纺锤体微丝,由细胞两极发出的纺锤体微丝伸向赤道板;后期Ⅰ,在向两极移动的染色体的中间部位染色较深,微丝分布较多。(2)在早末期Ⅰ,与可育系相比,不育系花粉细胞没有形成清晰且明显可见的中国灯笼状成膜体微丝结构,且在细胞中线部位亦没有清晰可见的微丝累积。(3)晚末期Ⅰ,可育系花粉细胞在形成细胞板的部位是线性的、平滑的,成膜体微丝消失,而不育系花粉细胞在形成细胞板的部位形成了很大的缝隙,同时,可育系胼胝质在细胞板处的沉积比较平滑,而不育系胼胝质在细胞板处的沉积较可育系相比缺乏,并且是褶皱的、有裂纹的。(4)四分体时期,可育系花粉可见围绕细胞核的辐射状微丝,不育系花粉细胞中微丝呈模糊状态,并且不育系中胼胝质染色的整体荧光强度较可育系减弱。利用实时荧光定量PCR技术分析肌动蛋白解聚因子TaADF和类葡聚糖合成酶TaGSL在减数分裂期的相对表达量,结果发现,不育系中TaADF的相对表达量是可育系的4.28倍,由于TaADF表达量上调,加剧了细胞内微丝解聚,微丝结构受到破坏,同时不育系中TaGSL表达量下降,只有可育系的0.83倍,胼胝质的沉积也受到影响。【结论】TaADF在不育系中上调表达,破坏了细胞内微丝的正常结构,使微丝不能正常行使其功能,进而可能导致花药发育中与育性相关的某些代谢通路等受到影响。与此同时,微丝结构的破坏导致细胞板形成出现异常也可能是引起胼胝质在细胞板处沉积受到影响的一个重要原因。因此,微丝和胼胝质的异常变化与化学杂交剂SQ-1诱导的生理型雄性不育密切相关。 相似文献
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以西瓜雄性不育两用系为材料,利用常规石蜡切片对其雄花芽组织和细胞形态发育过程进行了观察,探讨了西瓜雄性不育的机理.结果表明,不育花药壁组织在发育过程中,没有分化形成正常的内壁、中层及绒毡层,不能为花粉母细胞的发育提供物质、能量和信息的传递,造成花粉母细胞在减数分裂期发生异常,不能形成正常的四分体,因而未能形成正常的花粉粒而导致败育. 相似文献
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植物雄性不育是高等植物的一种普遍现象,是植物杂种优势利用的工具,具有重要的生产利用价值。一、什么是植物雄性不育植物雄性不育是指植物雄性生殖器官不能产生正常功能的雄配子-花粉的现象。如植物花药中无花粉、花粉败育和不裂药等均属雄性不育。在高等植物中,雄性不育是一种普遍现象。二、植物雄性不育系的产生(一)自然突变雄性不育系如洋葱质核互作型雄性不育系的发现。1925年国外科学家在意大利红品种中发现了棵自交不结实的雄心 相似文献
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植物花粉发育过程极其复杂,众多基因参与其中并对花粉发育的正常进行发挥着重要作用。植物花粉发育的基因工程研究是将花粉发育的分子水平研究和植物个体发育调控研究联系起来的中间环节,有助于全面认识植物花粉发育的机理。综述了植物花粉发育相关基因的分离、表达及其调控的研究进展,探讨了利用基因工程创造雄性不育的几种方法,并对今后的应用前景进行了展望。 相似文献
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In order to find out a new pathway for utilizing heterosis of Zinnia elegans and accelerate breeding process, the mechanism of anther development of a male sterile line was explored. Backcross, sibmating, selling of fertile plants and testcross with inbred lines were analyzed and identified in the field, and cytology was observed. Recessive nucleus male sterile line AH209AB capable of being a maintainer was obtained by successive backcrosses with male sterile plants and fertile F1 plants as male parents. Cytological and anatomical studies indicated that： （1） The wall of normal anther was constituted of four layers of cells such as epidermis, powder chamber wall, middle level and tapetum cells. The process in meiosis of pollen mother cell in Zinnia elegans was normal and cytoplasm divided simultanously. Mature pollen grain was tricellular type. （2） The petal of male sterile plant degraded as a thread-like structure, the stamens were villiform in appearance and no pollens were formed. The result showed that the anther of male sterile plant no longer proceed to differentiate spore mother cell and the pollen sac after the formation of the tissue of sporogenous cells, there was no evident boundary between tapetum cell, middle lamella and inner wall of PMC, tapetal cells did not develop from the very beginning. So the abortion type was completely structural male sterility. The male sterile line belongs to non-sporange male sterile type and is of great use in F1 seeds production. 相似文献
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Bc A 9 - B a r n a s e转基因雄性不育烟草的获得 总被引：1，自引：0，他引：1
利用农杆菌介导法将大白菜启动子BcA9与Barnase的融合基因对烟草叶片进行遗传转化,经含Basta的筛选培养基连续筛选,获得了转基因再生植株.转基因植株经PCR扩增,表明BcA9-Barnase基因已整合到烟草基因组中.对转基因植株和野生型植株的花药发育进行细胞学比较观察,显示野生型植株的花药发育正常,花粉粒形态正常,活力高;而转基因植株则发生花药绒毡层细胞提前降解,花粉母细胞退化,成熟花药中无正常花粉粒产生等系列现象.转基因烟草植株最终表现为花药瘦小、自交不能正常结籽等.同时,在高温条件下转基因植株不育性稳定,无育性恢复现象. 相似文献
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本文通过研究 BAU-2诱导的雄性不育小麦花粉发育过程中的显微、亚显微结构变化,探讨了 BAU-2诱导小麦雄性不育的细胞学作用机制。观察结果表明:(1)单核小孢子发育至大液泡时期(单核小孢子中晚期)败育而形成败育花粉,是 BAU-2诱导雄性不育的原因。(2)单核小孢子败育与花药绒毡层的功能异常密切相关。(3)与小麦 T 型雄性不育系相比,BAU-2诱导产生的雄性不育小麦花粉败育程度更彻底。 相似文献
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【目的】明确甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花药败育的时期及细胞学特征,为进一步研究其雄性不育的机理奠定理论基础。【方法】用不同温度（16℃和22℃）处理试验材料不育系TE5A,分别观察植株的育性及花器形态;并采用常规半薄切片技术,通过甲苯胺蓝、苯胺蓝和苏丹黑B等染料进行染色,观察并比较该不育系TE5A不育植株和可育植株花药发育的显微结构、胼胝质以及脂质体等脂类物质的异同;进一步通过透射电镜对其花药发育的超微结构进行比较观察。【结果】当把可育株油菜从16℃光照培养箱移到22℃光照培养箱后7 d,观察到花朵的育性转变为雄性不育。把22℃光照培养箱的不育株油菜移到16℃光照培养箱后,观察到先开放的花朵表现为雄性不育,而随后开放的花朵表现为雄性可育。在不育环境下的不育株TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但不育株花朵的花丝显著短于可育株的花丝,并且花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。在不育环境下,不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,花粉母细胞减数分裂发生异常,没有二分体及四分体的形成,形成“拟小孢子”。胼胝质在花粉母细胞时期可以正常合成,但后续的降解滞后,在四分体时期没有降解,直至花粉粒成熟期才开始降解。绒毡层没有观察到明显异常,并能分泌脂质体等脂类物质。“拟小孢子”的花粉粒外壁发育异常,无法形成具有特殊柱状体和顶盖结构的花粉粒外壁,因此,不能结合孢粉素和脂质体等物质。随着花药的继续发育,最后“拟小孢子”逐渐降解,只剩下花粉空壳。【结论】甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但花丝显著缩短,花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,减数分裂异常导致无法形成二分体及四分体,并且胼胝质的异常降解及花粉粒外壁的异常对花药败育也有重要影响。甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A可以作为一新型甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系材料。 相似文献
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以ATPase定位研究了红莲型粤泰不育花药和可育花药。结果表明 ,单核中位期可育花粉ATPase定位于覆盖层外侧、柱状层和细胞核 ,单核边位期ATPase定位于覆盖层外侧和细胞核 ;二核期ATPase定位于柱状层、内壁、质膜以及细胞核上 ;三核期ATPase定位于柱状层、内壁、质膜生殖核和营养核的核仁上。单核中位期不育花粉ATPase定位于核仁 ,单核边位期ATPase定位于覆盖层外侧、柱状层、质膜以及细胞核上 ;二核期不育花粉ATPase定位于覆盖层外侧、内壁和核仁。单核中位期可育花药药壁发育良好 ,绒毡层吞噬泡有活跃的ATPase活性 ,单核边位期绒毡层内吞噬泡消失 ,绒毡层内含物减少 ,二核期绒毡层细胞完全解体。单核中位期不育花药药壁发育不良 ,绒毡层内吞噬泡少 ,单核边位期绒毡层出现大量吞噬泡 ,二核期绒毡层存在尚未解体的细胞质和核。大多数不育花药药隔结构及ATPase定位特征与可育花药相似。可能不育花药绒毡层发育迟缓、单核边位期不育花粉细胞质膜活跃的ATPase活性及花粉核异常与花粉败育存在较为密切的关系。 相似文献
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小麦生理型雄性不育花药绒毡层和孢粉素变化与RAFTIN1表达的关系 总被引：4，自引：2，他引：2
【目的】研究小麦生理型雄性不育花药绒毡层变化、孢粉素累积与RAFTIN1表达间的关系,为揭示小麦生理型雄性不育的机理奠定基础。【方法】以杀雄剂SQ-1诱导的生理型雄性不育系、质核互作遗传型雄性不育系,正常可育近等基因系为试材,通过石蜡切片、细胞荧光染色和荧光定量PCR技术,研究小孢子不同发育时期花药绒毡层的形态变化、孢粉素的累积及RAFTIN1的表达。【结果】单核期生理型不育系花药绒毡层提前降解,分泌孢粉素的含量降低,RAFTIN1提前高表达,使大量孢粉素转运至花粉壁层;二核期和三核期,生理型不育系绒毡层完全退化,停止分泌孢粉素,RAFTIN1呈现明显的下调表达模式。【结论】杀雄剂SQ-1诱导的小麦生理型雄性不育其败育机理与绒毡层的提前降解和定向转运孢粉素的RAFTIN1表达高低直接相关。 相似文献