全 文 ：第7 1卷第 3期
9 9 14年 7 月
河北农业大学学报
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1 9 94
慧该花粉母细胞减数分裂过程的观察
李桂兰 乔亚科 高书国 孟宪东 尹秀玲
(河北农业技术师范学院 , 昌黎 。 6 6 6 0 0)
摘要 惹苗在主茎第 u 片完全叶露尖时花粉母细胞减数分裂开始 , 最后一片叶露尖时四分体
形成 。 雄穗中部最先开始减数分裂 , 然后依次向上 、 向下开始 , 每小穗的第 2朵小花比第 1朵
小花先开始减数分裂 ; 同一花药内的花粉母细胞减数分裂不同步 。 四分体多为左右对称型 , 少
数为 T 型 、 直列式 、 交叉式 。 成熟花粉粒为三细胞花粉 , 具有 1个萌发孔 。
关被词 惹苗 ; 花粉母细胞 ; 减数分裂 .
分类号 5 5 6 7 . 2 3 9 , Q 2 5 3
惹茵 (oC ix la c yr m a 一oj ib L . va r fr u m en at ce a M ak in o) , 为我国古老的粮药兼用作物 ,
有很高的应用价值 。 目前对慧苗的栽培特性 〔” , 7 · “〕及细胞学研究方面 (6, 们有过一些报道 , 本文
主要研究了惹该花粉母细胞的减数分裂过程和染色体行为 , 并对花粉母细胞减数分裂与植
株发育进程的关系进行了研究 , 为惹芭的细胞学研究 , 遗传育种 、 栽培管理提供基础理论
依据 。
1 材料和方法
供试材料慧苗一生主茎出现 14 片叶 , 栽培于本学院内 , 自 1 9 9 0一 1 9 9 3 年进行了观察
研究 , 每年在花药分化— 散粉期 , 于每 日上午 9 : 0 一 1 0 : 0 取主茎及分枝的雄穗 , 固定于卡诺液中 , 24 h 后换入 70 %酒精保存 。 醋酸一铁钒苏木精压片观察 , 并显微摄影 。
2 观察结果
2
扩
1 花粉母细胞减数分裂与植株形态的关系
慧截主茎第 12 片叶露出时 , 主茎顶端花粉母细胞开始减数分裂 , 到最后 1 片叶伸出时
四分体形成 , 雄穗抽出 s d 后 , 形成三细胞花粉 (见表 1 ) 。
慧芭主茎第 7 叶开始向上每个叶腋内都产生分枝 , 各分枝的花粉母细胞减数分裂由上
向下依次进行 (见表 2) 。
2
.
2 雄花发育的差异
惹改雄穗为复穗状花序 , 2~ 3 个小穗生于 1 节 , 1 个有柄 , 其余无柄 。
同一雄穗上 , 中部小穗先开始减数分裂 , 然后渐及上部和下部 。 在同一节上 , 有柄小
1 9 9 3一 1 0一 0 7 收稿
1 9 9 4一0 1一 1 2收修改稿
河 北 农 业 大 学 学 报 第1 7卷
农1 主茎项端雄拍花粉母细胞减数分裂进程与植株形态的关系
叶龄 展开叶 小穗长/ c m外颖颜色 , 分裂时期
白舶姗绿1 1 . 1~ 1 1 . 6
花药长 c/ m
0
.
1 3~ 0
.
1 6
1 2
。
1~ 1 2
.
5 0
.
6~ 0
。
7
1 2
.
6~ 1 3
.
9 ~ 1 0 0
.
7 ~ 0
。
9
1 3
.
3~ 1 3
.
5 1 0 ~ 1 1 0
.
9~ 1
0
.
1 7
0
.
2
0
。
23
前期 I
中期 I ~ 二分体
二分体~ 四分体
四分体“ 初期小抱子
雄穗抽出 cZ m
抽雄 5d
1 2
1 4
1~ 1
.
1
1~ 1
.
1
0
.
4
0
.
4
单核小抱子
三细胞花粉
主茎顶穆
农 2 主茎顶端雄德抽出 cZ m 时主茎各分枝的分裂时期
顶穗下分枝 13 叶腋分枝 12 叶腋分枝
单核小抱子 二分体— 四分体 终变期— 末变期 I 前期 I
1 1 叶腋分枝
未开始分裂
穗比无柄小穗开始的早 , 2个有柄小穗发育一致 。 1 个小穗一般含 2朵小花 , 第 2 朵小花 比
第 1 朵小花减数分裂开始的早 , 当第 2 朵花四分体形成时 , 第 1 朵小花则刚启动 。 这与两
小花原基分化的顺序有关明 。 同一小花的 3 个花药的减数分裂进程相同 。 同一花药内的花粉
母细胞减数分裂不同步 。 在前期一般是同步的 , 终变期以后便出现不同步现象 , 在第 2次
分裂中不同步现象严重 , 有时相差 4 个时期 , 二分体中的 2 个子细胞也出现不同步现象 。 但
到了四分体时期进程又达到一致 。
表 3
花药 细 粗 偶 双
同一花药花粉母细胞减教分裂进程
终变 中 I 后 I 末 I 前 I 中 l 后 I 末 1 四分体
甲
甲训
训训甲喇训
寸 训训1上Q曰nj
5 侧
2
.
3 花粉母细胞减数分裂过程及小抱子形成
2
.
3
.
1 花粉母细胞减粉分裂过程
进入减数分裂期的花粉母细胞 , 细胞核显著增大 , 核内出现细丝状染色体 , 为细线期
早期阶段 (图版 I一 1 ) 。 细线期晚期 ,细丝状染色体集成一团偏于核的一侧 ,形成凝线花结 ,
即凝线期 (图版 I 一 2 ) 。 进入偶线期 ,染色体更为清晰 , 同源染色体联会 ,可见多处形成的联
接点 (图版 I 一 3 ) 。染色体进一步收缩进入粗线期 ,惹该此期染色体仍保持较细长的状态 (图
版 I 一4) 。 进入双线期后 ,同源染色体互相排斥 ,彼此分离 ,出现 V , 0 , X 型的二价体 (图版
3期 李桂兰等 :惹苗花粉母细胞减数分裂过程的观察
I一 5)。 以后染色体更为粗短 , 10 个二价体松散分布在核膜周围 , 有 1一 2 对染色体附着在
核仁上 (图版 I 一 6 ) 。 终变期后期核膜消失 ,但核仁仍十分清晰 。 进入中期 I , 纺锤体形成 ,
二价体集中在赤道面上 (图版 I 一 7 ) 。之后二价体分开 , 同源染色体移向两极即后期 l (图版
I 一8) 。 染色体移到两极后进入末期 I ,染色体先浓缩成 2 个团块 (图版 I 一9 ) , 随后 ,核膜 、
核仁出现 , 两子核间形成细胞壁二分体形成 ,进入间期 (图版 I 一 1 0 , 1 1 ) 。 暂短间期之后 ,进
入第 2 次分裂 ,细胞核仁 、 核膜消失 , 出现染色体 , 即前期 l ( 图版 I一 1 2) 。 随之进入中期 卜
纺锤体形成 ,每个染色体排在赤道面上 (图版 l 一 1 ) 。后期 l 染色体单体分向两极 (图版 I 一
2 )
。 末期 I ,移到两极的染色体浓缩 (图版 l 一 3 ) ,之后核仁 、 核膜出现 ,两子核间形成新细胞
壁 , 形成四分体 (图版 I 一 4 、 5 ) 。 染色体由 2n 一 20 减为 n 一 1 .0
2
.
3
.
2 惫改四分体的类型
惹芭四分体中 4 个小抱子的排列方式有 4 种类型 。 左右对称型 (图版 , 一 5) 为主要类
垫 , 占 97 %以上 。 还有少数为 T 型 (图版 : 一 8 , 9) , 直列式 (图版 I 一 7) 及交叉式 (十
字型 ) (图版 , 一 6 ) 。 四面体型四分体未观察到 , 但却看到末期 I 两子核间不形成细胞壁的
现象 。
.2 .3 3 小饱子的形成
四分体的脐服质壁溶解后 , 释放出 4 个小抱子 , 初期的小抱子呈不规则的圆形 , 细胞
质浓厚 , 核大 , 壁不明显 (图版 I 一 10 ) 。 以后体积增大 , 变圆 , 小抱子壁形成 , 具有一个
圆形的萌发孔 (图版 l 一 1 1 ) 。 进入单核靠边期后 , 进行第 1 次核分裂 , 形成 1 个营养细胞
和 1 个生殖细胞 (图版 l 一 1 2) 。 生殖细胞继续分裂形成 2个精子 (图版 l 一 1 3) 。
3 结语与讨论
惹该从主茎第 12 叶露尖至最后 1 片叶抽出 , 完成花粉母细胞减数分裂 , 形成四分体 。
雄穗花粉母细胞减数分裂进程同其他禾本科作物如玉米〔们 、 小麦 〔。 , 由中部先开始 , 然后顺
次向上向下进行 。
慧芭花粉母细胞减数分裂过程中 , 粗线期染色体较细长 , 终变期核膜解体后核仁仍十
分清晰 , 这些特征与玉米十分相似咚`〕 。 终变期以后便出现分裂不同步现象 , 越靠后的时期
不同步越严重 ; 这与董建华等 〔” 观察结果相同 , 在小麦中亦有同样现象〔` , 。
, 同一种植物中存在多种四分体类型 , 在棉花 、 马兜玲中已有报导 〔a)o 在惹苗中同时存在
左右对称型 、 直列式 、 T 型及交叉型 4 种类型四分体 , 这在其他禾本科作物中还不常见 。
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河 北 农 业 大 学 学 报 第 17 卷8 2
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