全 文 ：濒危植物南川升麻的生殖生物学研究`
1
. 小抱子发生与花粉的发育
张英涛 陈朱希昭
(北京大学生命科学学院 , 北京 l 。。8 7 1)
南川升麻为多年生草本 , 生活在海拔 1 6 0 0 m 以上的崖壁下面 , 生活环境阴湿 。 该种个体
数量很少 , 分布范围仅限于我国四川省南川县的金佛山 。 南川升麻兼行有性生殖和营养繁殖
方式 , 有性生殖产生大量的种子 , 营养繁殖则依赖于多年生的地下 部分 。 其开花期为 8一 10
月 , 两性花 ; 总状花序具分枝 ; 花小 ; 退化雄蕊椭圆型 , 顶端二浅裂 ; 可有雄蕊多数 , 心皮
4一 n , 离生 。 我们在野外调查 中发现 , 南川升麻的 自然生长状况 良好 , 开花正常 , 结实率很
高 。 调查的同时我们亦进行了部分杂交授粉工作 , 包括南川升麻不同居群之间的种内授粉 ,
南川升麻与近缘广布种单穗升麻间的种间授粉 , 以及去雄套袋 、 自然套袋等 工 作 。 结 果 发
现 : 种间授粉后南川升麻的雄蕊能够继续发育 , 说明在南川升麻与单穗升麻之间不存在严格
的生殖隔离 , 去雄套袋后雌蕊停止发育 , 说明可能不存在无融合生殖的繁殖方式 ; 自然套袋
的结果表明 , 南川升麻中似乎存在着自交亲和的现象 。 有关这部分的工作以及传粉媒介等情
况 , 尚待进一步考察研究 。
对于南川升麻生殖过程的胚胎学研究已取得 了初步成果 , 现就小抱子发生和花粉 发育的
情况报道如下 :
从小花的发育初期到花粉粒的成熟 , 各阶段的光镜和电镜观察表 明 , 南川升麻的花粉发
育过程基本正常 。 其发育模式为 : 抱原细胞一造抱细胞 , 小袍子母细胞 , 减数分裂” 四分体
~ 单核小抱子 ~ 有丝分裂 ~ 双核花粉 ~ 成熟花粉粒 。 1绒毡层类型为分泌绒毡层 , 其分化和发
育过程 亦基本正常 。 减数分裂时期 , 绒毡层细胞变为双核细胞 ; 小抱子母细胞减数分裂的胞
质分裂方式为同时型 ; 四分体 中小袍子排列方式为四面体形 。 成熟花粉粒圆形或近圆形 , 属
二细胞型花粉 , 具三个萌发沟 。 生殖核梭形 , 较致密 ; 营养核近圆形 , 较疏松 。 花粉内含大
量颗粒状物质 , 可能为淀粉和油滴 。
在花药发育过程中 , 亦观察到一些异常的现象 , 分述如下 :
1
. 发育早期的小花中 , 约有 50 % 表现为结构异常 , 在光学制片上表现为 : 无明显细胞结
构或中空 , 核异常 。 雄蕊发育过程中 , 发现有部分结构异常 , 包括花丝结构和药室内
部结构异常 。
2
. 在绒毡层的发育过程中 , 发现有部分花药的绒毡层表现为类似变形绒毡层的结构 , 即
绒毡层细胞的内含物侵人药室 , 分布在小抱子周围。 是否属正常发育 , 抑或为绒毡层
的异常解体 , 目前仍未确认 。
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国家自然科学基金八五重大资助项目 ,
一 6一
小麦珠心细胞衰退过程细胞化学研究
1
.
A T P酶超微结构定位
田国伟 申家恒
(哈尔滨师范大学生物系 , 哈尔滨 1 5。 。8 0 )
用磷酸铅沉淀技术对小麦 ( T , :’I `“ m ae : it 洲 m ) 珠 心细胞衰退过程中的 A T P酶进行了
超微细胞化学定位研究 。 结果如下 : ( 1) 初 始 衰退的珠心细胞 , A T P酶只定位于细 胞膜
上 , 其他部位未见有 A T P酶活性 。 ( 2) 衰退中期的珠心细胞 , 细胞膜上 A T P酶活性 减 弱 ,
并逐渐消失 , 同时 , 细胞核染色质和细胞质中的一些膜性细胞器内存在A T P酶活 性 。 (3 )
衰退末期的珠心细胞 , 细胞膜破裂 , 细胞变形 , 只细胞核染色质上存在 A T P酶活 性 。 ( 4)
珠心细胞的细胞核以二种方式衰亡 : 一种方式是细胞核依次进行染色质浓缩 ” 核膜破裂 ` 染
色质破碎 , 另一种方式是细胞核染色质浓缩成小球 , 核膜包裹染色质小球而脱离细胞核` 游
离染色质小球的膜破裂” 染色质破碎 。 无论哪种衰亡方式 , 细 胞 核 染色质始终存在 A T P酶
活性 , 并向胚囊方向转移 。 结果表明 , 珠心细胞的衰亡应是遗传程序控制的衰亡 , 本研究为
此提供 了细胞化学方面的证据 。
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3
. 小抱子母细胞时期 , 光学显微观察发现有较为普遍的染色质穿壁及形成微核的现象 。
单核小抱子形成早期 , 在个别药室内 , 发现有类似无丝分裂的现象 , 即小抱子壁中间
向内凹陷 , 原生质在凹陷处断开 , 形成不均等分裂 。 其原因不明 。
4
. 花粉发育过程 中发现有部分败育现象 , 败育比率约为 1 1 . 5% 。 另外 , 在某些花中 , 发
现个别花药的一个或两个药室内的花粉几乎全部败育 , 花粉中空无核 , 仅剩花粉壁 。
尽管在南川升麻的花药发育过程 中出现 了上述异常现象 , 但总的看来 , 南川升麻雄性生
殖器官的 发育基本属正常 , 并最终产生大量的成熟花粉粒 。
综上所述 , 我们初步认为 , 在南川升麻雄性生殖器官的发育过程 中 , 可能不存在致濒的
薄弱环节 , 南川升麻的高结实率亦说明了良好的雄性可育性 。
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