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Quick Detection of Pollen Developmental Stages of Hamelia patens Jacq.

希茉莉(Hamelia patens Jacq.)花粉发育时期快速检测



全 文 :植物科学学报  2014ꎬ 32(4): 421~426
Plant Science Journal
    DOI: 10􀆰 3724 / SP􀆰 J􀆰 1142􀆰 2014􀆰 40421
希茉莉(Hamelia patens Jacq.)花粉发育时期快速检测
岳 琳1ꎬ2ꎬ 匡延凤1∗ꎬ 廖景平1
(1. 中国科学院华南植物园ꎬ 中国科学院资源保护与可持续利用重点实验室ꎬ 广州 510650ꎻ 2. 中国科学院大学ꎬ 北京 100049)
摘  要: 茜草科希茉莉(Hamelia patens Jacq.)的花粉用 DAPI(4’ꎬ6 ̄diamidino ̄2 ̄phenylindole)直接染色不能观
察到花粉核ꎬ 本研究探索出适宜在 DAPI染色前处理希茉莉花粉壁的水浴加热 ̄氧化方法ꎬ 使得希茉莉花粉核能
在荧光显微镜下清晰地显示出来ꎬ 从而快速检测花粉所处的发育阶段ꎮ 结果表明: (1)单核花粉和二核花粉最适
宜的水浴加热温度和时间分别为 65℃、 20 ~ 50 min和 55℃、 20 ~ 40 minꎻ (2)花粉发育阶段与花朵、 花药长
度的对应关系为: 花朵 0􀆰 90 ~ 1􀆰 00 cm、 花药 0􀆰 50 ~ 0􀆰 60 cm时对应花粉的四分体时期ꎬ 花朵 1􀆰 10 ~ 1􀆰 60 cm、
花药 0􀆰 60 ~ 0􀆰 85 cm时对应单核花粉时期ꎬ 花朵 1􀆰 80 ~ 2􀆰 70 cm(花冠裂片张开前)、 花药 0􀆰 91 ~ 1􀆰 01 cm
时对应二核花粉时期ꎮ
关键词: 希茉莉ꎻ 花粉发育ꎻ DAPI (4’ꎬ6 ̄diamidino ̄2 ̄phenylindole)
中图分类号: Q944􀆰 42          文献标识码: A          文章编号: 2095 ̄0837(2014)04 ̄0421 ̄06
      收稿日期: 2014 ̄01 ̄23ꎬ 退修日期: 2014 ̄02 ̄14ꎮ
  基金项目: 国家自然科学基金(31200176)ꎻ 中国科学院资源保护与可持续利用重点实验室青年基金ꎻ 中国科学院华南植物园博士启
动项目ꎮ
  作者简介: 岳琳(1990-)ꎬ 女ꎬ 硕士研究生ꎬ 主要研究方向为植物结构与发育生物学(E ̄mail: yuelin90@scbg􀆰 ac􀆰 cn)ꎮ
  ∗通讯作者(Author for correspondence􀆰 E ̄mail: kuangyf05@scbg􀆰 ac􀆰 cn)ꎮ
Quick Detection of Pollen Developmental
Stages of Hamelia patens Jacq.
YUE Lin1ꎬ2ꎬ KUANG Yan ̄Feng1∗ꎬ LIAO Jing ̄Ping1
(1. Key Laboratory of Plant Resources Conservation and Sustainable Utilizationꎬ South China Botanical Gardenꎬ Chinese
Academy of Sciencesꎬ Guangzhou 510650ꎬ Chinaꎻ 2. University of Chinese Academy of Sciencesꎬ Beijing 100049ꎬ China)
Abstract: DAPI is a DNA ̄specific fluorochrome that facilitates observation of nuclei during
pollen development and can confirm the developmental stages of pollen grains. Howeverꎬ the
nuclei in Hamelia patens Jacq. pollen grains are little stained by DAPI due to the resistance of
the pollen wall. An effective “water ̄bath heating and oxidation” method was used to treat the
pollen wall of H. patens. The results showed that the: (1) best incubating conditions for
uninucleate microspores and bicellular pollen grains were 20~ 50 min at 65°C and 20~ 40 min
at 55°Cꎬ respectivelyꎻ andꎬ (2) lengths of flowers and anthers were 0􀆰 90 ~ 1􀆰 00 cm and
0􀆰 50 ~ 0􀆰 60 cm at the tetrad stageꎬ 1􀆰 10~ 1􀆰 60 cm and 0􀆰 60~ 0􀆰 85 cm at the uninucleate
microspore stageꎬ and 1􀆰 80 ~ 2􀆰 70 cm and 0􀆰 91 ~ 1􀆰 01 cm at the bicellular pollen stageꎬ
respectively.
Key words: Hamelia patens Jacq.ꎻ Pollen developmentꎻ DAPI (4’ꎬ6 ̄diamidino ̄2 ̄phenylin ̄
dole)
    花粉在花药中产生ꎬ 它的形态结构尤其是其表
面的纹饰特征常常作为植物分类和系统演化研究中
的重要依据[1]ꎮ 花粉壁是包裹着花粉粒的一层特
殊细胞壁ꎬ 在保护花粉免受环境破坏、 促进花粉与
昆虫以及花粉与柱头之间的附着与识别等方面具有
重要作用[2]ꎮ 虽然花粉壁的形态特征及其发育过
程已有大量研究ꎬ 但对于花粉壁形成过程的分子调
控机制还知之甚少ꎬ 需要进行深入的解析ꎮ 茜草科
(Rubiaceae)植物花粉类型丰富多样ꎬ 其花粉大
小、 花粉表面纹饰、 萌发孔沟数目及类型、 花粉壁
层次结构等特征的变异均较为显著ꎮ 其中ꎬ 有些特
征是茜草科部分族、 属或种的分类依据ꎬ 有些是茜
草科植物区别于被子植物其它类群的独有特征[3]ꎬ
因此茜草科植物的花粉具有较高的研究价值ꎮ
希茉莉(Hamelia patens Jacq.)为茜草科长隔
木属多年生常绿灌木ꎬ 原产于热带美洲ꎬ 我国南部
和西南部有栽培ꎬ 花期常为 5 - 10 月ꎬ 但在热带
地区温度适宜时ꎬ 可全年开花ꎮ 希茉莉花期长ꎬ 是
研究茜草科植物花药及花粉发育较为理想的材料ꎮ
目前ꎬ 国内还未见希茉莉花粉研究的相关报道ꎬ 为
了对希茉莉花粉发育过程进行深入的细胞学及分子
生物学分析ꎬ 取材并准确判断花粉的发育时期是首
要解决的问题ꎮ
花粉发育一般分为花粉母细胞时期、 四分体时
期、 单核花粉时期、 二核花粉时期及成熟花粉时
期ꎬ 花粉内细胞核数目是区分发育时期的重要标
准ꎮ 在检测 DNA 的各种染料中ꎬ DAPI(4’ꎬ6 ̄dia ̄
midino ̄2 ̄phenylindole)特异性强、 灵敏度高ꎬ 可
以穿透细胞膜与细胞核中的双链 DNA 结合ꎬ 产生
比 DAPI 本身更为强烈的荧光信号(是 DAPI 的 20
多倍)ꎬ 从而发挥标记的作用[4]ꎬ 因此 DAPI 是检
测花粉发育时期的理想标记染料ꎮ Erickson 和
Gould等研究发现ꎬ 花器官的表型特征与该器官内
各组织细胞发育时期有着密切的联系[5ꎬ6]ꎬ 故本实
验拟找出希茉莉花朵总长度、 花药长度与花粉发育
阶段的对应关系ꎬ 为后续研究的取材提供便利ꎮ
Honys等和 Deveshwar等研究表明ꎬ 拟南芥、
水稻花粉未经预处理ꎬ 即可被 DAPI 成功染色ꎬ 显
示出细胞核[7ꎬ8]ꎮ 而本研究预实验结果显示ꎬ 希茉
莉花粉不经预处理ꎬ 则细胞核不能被 DAPI 成功染
色ꎻ 不经预处理的花粉即使用加有 Triton X ̄100表
面活性剂的 DAPI溶液染色ꎬ 在荧光显微镜下细胞
核仍然不可见ꎮ 关于花粉壁的处理方法有化学
法[9]、 酶解法[10ꎬ11]、 物理法[12]等ꎬ 这些方法都在
不同程度上去除了花粉壁ꎬ 得到了花粉原生质体ꎬ
但同时也具有实验条件要求高、 易使花粉原生质体
失活、 操作繁琐、 耗时长等缺点ꎮ 在总结前人经验
的基础上ꎬ 本研究采用水浴加热 ̄氧化方法处理希
茉莉花粉ꎬ 使 DAPI成功与细胞核结合ꎬ 观察到花
粉中细胞核的数目ꎬ 探索出了快速检测希茉莉花粉
发育时期的方法ꎮ
1  材料与方法
1􀆰 1  实验材料
供试材料为茜草科希茉莉 (Hamelia patens
Jacq􀆰 )ꎬ 种植于中国科学院华南植物园内ꎬ 常规
栽培管理ꎮ 采摘希茉莉新鲜花朵ꎬ 测量花朵的总长
度(从子房底部至花冠顶部)ꎬ 并按长度将其进行
分组ꎮ
1􀆰 2  实验方法
1􀆰 2􀆰 1  处理方法Ⅰ
解剖分组后的新鲜花朵ꎬ 将各组的完整花药分
别置于不同的 1􀆰 5 mL离心管中ꎬ 用卡诺固定液固
定ꎬ 4℃ 冰箱中过夜ꎻ 挑出适量已固定好的花药放
入新的 1􀆰 5 mL 离心管中ꎬ 用 PBS ( phosphate
buffer saline)缓冲液洗涤 3 次(每次 10 min)ꎻ 将
花药放在载玻片上捣碎ꎬ 滴加 0􀆰 4 μg / mL DAPI溶
液 100 μL 染色ꎬ 然后置于 ZEISS AXIOPLAN 2
iminage 荧光显微镜下观察、 随机拍照ꎮ 统计至少
30粒花粉中的单核花粉数、 二核花粉数、 未见核
花粉数ꎬ 计算花粉见核率ꎮ
1􀆰 2􀆰 2  处理方法Ⅱ
解剖分组后的新鲜花朵ꎬ 将各组的完整花药分
别置于不同的 1􀆰 5 mL 离心管中ꎬ 用 4%多聚甲醛
溶液在室温下固定 1 hꎻ 挑出适量已固定好的花药
放入新的 1􀆰 5 mL离心管中ꎬ 用 PBS缓冲液洗涤 3
次(每次 10 min)后ꎬ 加入 500 μL 10%次氯酸钠溶
液ꎬ 放入 45℃、 55℃、 65℃水浴锅中分别处理
20、 30、 40、 50 minꎻ 然后用 PBS 缓冲液洗涤花
药 3次(每次 10 min)ꎬ 最后保存于 PBS 溶液中ꎻ
将花药取出置于载玻片上ꎬ 在解剖镜下解剖并使花
粉释放出来ꎬ 待花粉液滴略干后滴加 2 μg / mL
DAPI溶液 100 μLꎬ 迅速盖片且适度轻压ꎮ 将制备
好的花粉玻片放在 ZEISS AXIOPLAN 2 iminage荧
光显微镜下观察、 随机拍照ꎮ 统计各处理条件下至
少 30粒花粉中的单核花粉数、 二核花粉数、 未见
224 植 物 科 学 学 报 第 32卷 
核花粉数ꎬ 计算花粉见核率ꎮ
1􀆰 2􀆰 3  花粉壁超微结构观察
采集不同发育阶段的花序并剥离出花药ꎬ 迅速
用 2􀆰 5%戊二醛(pH 7􀆰 2ꎬ 0􀆰1 mol / L 磷酸缓冲液
配制)固定 24 h以上ꎻ 用磷酸缓冲液充分洗涤后转
入 1%锇酸中固定(≥2 h)ꎻ 用 0􀆰1 mol / L磷酸缓冲
液浸泡 2 hꎬ 并在浸泡过程中冲洗 4 次(30 min /
次)ꎻ 再经不同浓度梯度酒精(15%ꎬ 30%ꎬ 50%ꎬ
75%ꎬ 90%ꎬ 100%)逐级脱水、 环氧丙烷过渡、
Spurr树脂包埋和 70℃烘箱热聚合ꎻ 最后在半薄切
片机上用玻璃刀切成厚度为 1 ~ 2 μm的半薄切片ꎬ
0􀆰1%甲苯胺蓝染色后在光学显微镜下初步观察ꎬ
确定花药发育的大致时期ꎻ 定位标记后用超薄切片
机切片ꎬ 厚度为 80 ~ 90 nmꎬ 2%(W / V)醋酸双氧
铀染色 60 ~ 90 min后ꎬ 再用 6%(W / V)柠檬酸铅
染色 15 minꎬ 最后在 JEM ̄1010型透射电子显微镜
下 100 KV观察、 拍照ꎮ
2  结果与分析
2􀆰 1  四分体时期的观察
希茉莉花朵长度为 0􀆰 90 ~ 1􀆰 00 cm、 花药长
度为 0􀆰 50 ~ 0􀆰 60 cm时ꎬ 花粉正处于四分体时期
(表 1)ꎬ 其 4 个小孢子被包藏在共同的胼胝质壁
中ꎮ 此时ꎬ DAPI易与小孢子的核结合ꎬ 采用方法Ⅰ
对希茉莉花粉进行预处理后ꎬ 可在荧光显微镜下清
楚地观察到四分体状态(图版Ⅰ: Aꎬ B)ꎮ
表 1  希茉莉花粉发育时期与花朵、 花药长度的对应关系
Table 1  Classification of lengths of Hamelia patens
flowers and anthers for categorization of its
pollen developmental stages
花朵长度
Flower length
(cm)
花药长度
Anther length
(cm)
花粉发育时期
Pollen developmental
stage
0􀆰 90 ~ 1􀆰 00 0􀆰 50 ~ 0􀆰 60 四分体时期Tetrad stage
1􀆰 10 ~ 1􀆰 60 0􀆰 60 ~ 0􀆰 85 单核花粉时期Uninucleate microspore stage
1􀆰 80 ~ 2􀆰 70 0􀆰 91 ~ 1􀆰 01 二核花粉时期Bicellular pollen stage
2􀆰 2  单核花粉时期的观察
希茉莉花朵长度为 1􀆰 10 ~ 1􀆰 60 cm、 花药长
度为 0􀆰 60 ~ 0􀆰 85 cm 时ꎬ 花粉正处于单核时期
(表 1)ꎬ 细胞核尚未进行有丝分裂ꎬ 花粉外壁已经
形成ꎮ 在希茉莉花朵的这一长度范围内(1􀆰 10 ~
1􀆰 60 cm)ꎬ 花粉均显示为单核(图版Ⅰ: Cꎬ D)ꎬ
未见二核花粉和四分体ꎮ 经本实验的方法Ⅰ对花药
进行预处理ꎬ DAPI 无法进入花粉内ꎬ 观察不到花
粉核(图版Ⅰ: E)ꎮ 而采用本实验的方法Ⅱ处理后
发现(表 2)ꎬ 水浴温度对花粉见核率具有显著影响
(P < 0􀆰 05)ꎻ 65℃水浴加热 20 ~ 50 min 时ꎬ 花粉
核易被 DAPI 染色ꎬ 花粉见核率可达 68􀆰 37% ~
85􀆰 87%ꎬ 且表现稳定ꎮ
表 2  水浴温度和时间对希茉莉花粉见核率的影响
Table 2  Effect of temperature and time of water ̄bath
heating on the proportion of pollen grains
with visible nuclei
水浴
Water ̄bath heating
花粉见核率(%)
Proportion of pollen grains
with visible nuclei
温度
Temperature
(℃)
时间
Time
(min)
单核花粉
Uninucleate
microspore
二核花粉
Bicellular pollen
45
20 57􀆰 00 a 41􀆰 24 ac
30 57􀆰 18 a 42􀆰 85 acd
40 47􀆰 06 a 37􀆰 90 acd
50 30􀆰 77 a 7􀆰 69 ad
55
20 44􀆰 44 a 79􀆰 49 be
30 64􀆰 58 a 46􀆰 67 bef
40 53􀆰 33 a 57􀆰 45 bef
50 29􀆰 17 a 41􀆰 96 bf
65
20 68􀆰 37 b 52􀆰 53 abg
30 72􀆰 56 b 51􀆰 78 abgh
40 85􀆰 87 b 25􀆰 81 abgh
50 75􀆰 81 b   28􀆰 79 abh
    注: 同一列中不同字母表示在 0􀆰 05水平上差异显著ꎮ
Note: Different letters in the same column refer to significant
differences at the 0􀆰 05 level under the same develop ̄
mental stage of pollen grains.
2􀆰 3  二核花粉时期的观察
希茉莉花朵长度为 1􀆰 80 ~ 2􀆰 70 cm(花冠裂
片张开前)、 花药长度为 0􀆰 91 ~ 1􀆰 01 cm 时ꎬ 花
粉正处于二核时期(表 1)ꎬ 细胞核已进行有丝分
裂ꎬ 形成了一个生殖核和一个营养核ꎬ 生殖核较小
且荧光亮度很强ꎬ 营养核较大但荧光强度较弱ꎮ 在
希茉莉花朵的这一长度范围(1􀆰 80 ~ 2􀆰 70 cm)内ꎬ
花粉均显示为二核(图版Ⅰ: Fꎬ G)ꎬ 未见单核花
粉和三核花粉ꎮ 经本实验的方法Ⅰ对花药进行预处
理ꎬ DAPI无法进入花粉内ꎬ 观察不到花粉核ꎮ 而
采用本实验的方法Ⅱ对花药进行处理后发现(表
324  第 4期                  岳 琳等: 希茉莉(Hamelia patens Jacq.)花粉发育时期快速检测
2)ꎬ 水浴温度对花粉见核率具有显著影响 (P <
0􀆰 05)ꎻ 55℃水浴加热 20 ~ 40 min时ꎬ 花粉核的
染色效果较好ꎬ 比率为 46􀆰 67% ~ 79􀆰 49%ꎮ 65℃
水浴加热 30 ~ 50 min时ꎬ 花粉出现了脱外壁现象
(图版Ⅰ: Hꎬ I)ꎬ 且 30 min 时外壁脱除的现象尤
为明显ꎻ 40 min、 50 min 时很多花粉破碎ꎬ 无法
观察到花粉核的情况ꎮ
2􀆰 4  花粉的超微结构观察
希茉莉的花粉壁分为外壁(exine)和内壁( in ̄
tine)ꎬ 外壁又可分为覆盖层 ( tectum)、 柱状层
(columella)、 基足层( foot layer)和外壁内层(en ̄
dexine)(图版Ⅰ: J)ꎮ 单核花粉时期的花粉壁厚
度约 1􀆰 8 ~ 3 μm(图版Ⅰ: K)ꎬ 二核花粉时期的
花粉壁厚度约 2 ~ 4􀆰 5 μm(图版Ⅰ: L)ꎬ 二核花
粉时期花粉内壁在萌发孔区域出现加厚现象ꎬ 厚度
达到 6 μm左右(图版Ⅰ: M)ꎮ
花粉的超微结构观察结果与 DAPI 染色的结果
一致ꎬ 均表明希茉莉花朵长度为 0􀆰 90 ~ 1􀆰 00 cm、
花药长度为 0􀆰 50 ~ 0􀆰 60 cm时对应花粉的四分体
时期ꎬ 花朵长度为 1􀆰 10 ~ 1􀆰 60 cm、 花药长度为
0􀆰 60 ~ 0􀆰 85 cm时对应单核花粉时期ꎬ 花朵长度
为 1􀆰 80 ~ 2􀆰 70 cm(花冠裂片张开前)、 花药长度
为 0􀆰 91 ~ 1􀆰 01 cm时对应二核花粉时期ꎮ
3  讨论
3􀆰 1  花粉发育时期与花朵、 花药长度对应关系
有研究表明ꎬ 花器官的形态与该器官的组织细
胞发育有着密切的联系ꎮ Erickon[5]综述了小孢子、
大孢子发育时期与花芽长度之间的关系ꎬ 并提出可
以基于它们的对应关系快速取材ꎻ Gould 和
Lord[6]对麝香百合(Lilium longiflorum)的花药长度
和花药内各层细胞的发育时期做了详细的统计和分
析ꎬ 总结出它们之间的对应关系ꎻ 冯九焕等[13]观
察了水稻(Oryza sativa L􀆰 )小孢子不同发育时期
的形态特征ꎬ 并探索出小孢子发育时期与小穗长度
之间的对应关系ꎻ 本实验结果也表明花粉发育的时
期与花朵、 花药的长度有着明确的对应关系ꎮ 希茉
莉花粉发育的四分体时期、 单核花粉时期及二核花
粉时期与花朵长度、 花药长度的对应关系为: 花朵
0􀆰 90 ~ 1􀆰 00 cm、 花药 0􀆰 50 ~ 0􀆰 60 cm 时对应
花粉的四分体时期ꎬ 花朵 1􀆰 10 ~ 1􀆰 60 cm、 花药
0􀆰 60 ~ 0􀆰 85 cm 时对应单核花粉时期ꎬ 花朵
1􀆰 80 ~ 2􀆰 70 cm(花冠裂片张开前)、 花药 0􀆰 91 ~
1􀆰 01 cm时对应二核花粉时期ꎬ 这些对应关系将
为希茉莉花粉发育研究的细胞学、 分子生物学实验
取材提供依据ꎬ 大大提高了取材的效率和准确性ꎮ
3􀆰 2  希茉莉花粉壁结构
茜草科植物的花粉壁包括覆盖层、 柱状层、 基
足层、 外壁内层和内壁ꎬ 不同结构层的厚度在不同
的类群中存在较大差异ꎬ 即使在同一粒花粉的不同
部位也有差异ꎬ 少数植物还具有特殊的花粉壁结
构[3]ꎮ 希茉莉的花粉壁结构符合茜草科植物花粉
壁的一般特征ꎬ 同样也包括上述 5层ꎮ 希茉莉单核
花粉时期的花粉壁厚度约 1􀆰 8 ~ 3 μmꎬ 二核花粉
时期的花粉壁厚度约 2 ~ 4􀆰 5 μmꎬ 二核花粉时期花
粉内壁在萌发孔区域出现加厚现象ꎬ 厚度达到 6 μm
左右ꎮ 有研究表明ꎬ 拟南芥的花粉壁厚度约 1􀆰 2 ~
1􀆰 5 μmꎬ 水稻花粉壁厚度约 1􀆰 5 ~ 1􀆰 8 μm[14]ꎬ 且
其花粉不经过预处理即可被 DAPI 染色显示出细胞
核ꎮ 拟南芥和水稻的花粉壁厚度比希茉莉小ꎬ 并且
未见报道内壁在萌发孔区域有加厚现象ꎬ 据此我们
推测希茉莉花粉壁的厚度是影响 DAPI 染色的重要
限制因素ꎬ 具体原因仍需进一步研究证明ꎮ 本实验
采用加有 Triton X ̄100 的 DAPI 溶液处理花粉ꎬ 花
粉核在荧光显微镜下也不可见ꎬ 此结果表明表面活
性剂也不能促进 DAPI染料渗入花粉内部从而使花
粉核成功染色ꎮ
3􀆰 3  花粉预处理方法
为了去除花粉壁得到花粉原生质体ꎬ 前人探
索出了多种处理方法ꎬ 如化学法、 酶解法、 物理
法等ꎮ Tanaka 等[10] 用 4 ̄甲基吗啉 ̄N ̄氧化物
(MMNO􀅰H2Oꎬ4 ̄methyl morpholine N ̄oxide mo ̄
nohydrare)并热激的方法处理麝香百合 ( Lilium
longiflorum)花粉ꎬ 得到了花粉原生质体ꎬ 但是热
激温度高达 125℃ꎬ 实验条件要求较严格ꎬ 普通实
验室难以做到ꎬ 且实验试剂与高温易使原生质体失
活ꎮ 周嫦[11]用酶解法分离出鸢尾 ( Iris tectorum
Maxim)、 风雨花(Zephyranthes grandiflora Lindl)
和萱草(Hemerocallis fulva L􀆰)3 种植物成熟花粉
的原生质体ꎬ 分离率高达 90%以上ꎬ 但其实验操
424 植 物 科 学 学 报 第 32卷 
作步骤复杂且条件要求严格ꎬ 适于花粉原生质体培
养ꎮ 吴旺泽等[12]将 3 个马铃薯(Solanum tubero ̄
sum L􀆰)普通栽培种的花粉经低温饥饿、 低温水
合、 高温热激和渗激处理后ꎬ 分离出有活力的脱外
壁花粉ꎬ 花粉最高脱壁率为 34􀆰 5%ꎬ 此方法操作
步骤较多且耗时长ꎮ 本研究中ꎬ 对固定过的花粉粒
进行 10%次氯酸钠溶液氧化和水浴加热处理后滴
加 DAPI溶液染色ꎬ 即能在荧光显微镜下观察到花
粉核ꎬ 且在一定处理条件下花粉核染色率高达
84%ꎬ 也无花粉破裂的现象ꎮ 水浴加热的温度对
DAPI染色的效果具有显著影响(P < 0􀆰 05)ꎬ 而时
间长短的影响不显著ꎮ 单核花粉时期ꎬ 希茉莉花粉
在 65℃、 20 ~ 50 min处理条件下染色的见核率较
高ꎬ 而低于 65℃时花粉核不易被 DAPI结合ꎻ 二核
花粉时期ꎬ 希茉莉花粉在 55℃、 20 ~ 40 min处理
条件下见核率较高ꎬ 低于 55℃时花粉核不易被
DAPI结合ꎬ 高于 55℃时花粉易破碎ꎮ 本研究探索
出的水浴加热 ̄氧化方法可能改变了花粉外壁、 内
壁和原生质体三者之间的结合状态ꎬ 使得花粉壁结
构变得疏松或完全被去除ꎬ 因而 DAPI 染液能成功
渗入并与花粉核结合ꎮ 但值得注意的是ꎬ 经该方法
处理得到的是没有生活力的花粉ꎬ 不可作为花粉萌
发、 离体培养和遗传转化实验的花粉材料[15]ꎮ
致谢: 感谢华南植物园公共实验室邓汝芳工程师协助
制作透射电镜样品和拍摄照片ꎮ 感谢审稿人对本文提出的
宝贵意见ꎮ
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524  第 4期                  岳 琳等: 希茉莉(Hamelia patens Jacq.)花粉发育时期快速检测
岳琳等: 图版Ⅰ YUE Lin et al.: Plate Ⅰ
荧光显微镜和透射电子显微镜下希茉莉不同发育时期的花粉ꎮ Aꎬ Cꎬ Eꎬ Fꎬ H: 荧光显微镜下(荧光)ꎻ Bꎬ Dꎬ
Gꎬ I: 荧光显微镜下(普通光)ꎮ Jꎬ Kꎬ Lꎬ M: 透射电子显微镜下ꎮ Aꎬ B: 四分体时期花粉ꎻ Cꎬ Dꎬ K: 单核花
粉ꎻ E: 未见核花粉ꎻ Fꎬ Gꎬ L: 二核花粉ꎻ Hꎬ I: 正在去外壁的二核花粉ꎻ J: 单核花粉的花粉壁ꎻ M: 花粉内
壁在萌发孔区域加厚ꎮ In: 内壁ꎻ Ene: 外壁内层ꎻ FL: 基足层ꎻ Co: 柱状层ꎻ Te: 覆盖层ꎮ 箭头指花粉核ꎮ
Pollen grains of Hamelia patens Jacq. under fluorescence microscope and TEM. Aꎬ Cꎬ Eꎬ Fꎬ H:
Fluorescence microscope (Ultraviolet light)ꎻ Bꎬ Dꎬ Gꎬ I: Fluorescence microscope (Visible light)ꎻ Jꎬ Kꎬ
Lꎬ M: TEM􀆰 Aꎬ B: Pollen grains at tetrad stageꎻ Cꎬ Dꎬ K: Pollen grains at uninucleate microspore stage ꎻ
E: Pollen grains with invisible nucleiꎻ Fꎬ Gꎬ L: Pollen grains at bicellular pollen stageꎻ Hꎬ I: Pollen grains
removing exineꎻ J: Stratification of pollen wall at uninucleate microspore stageꎻ M: Thickened intine at aperture.
In: Intineꎻ Ene: Endexineꎻ Fl: Foot layerꎻ Co: Columellaꎻ Te: Tectum. Arrows nucleus of pollen grains.
(责任编辑: 刘艳玲)
624 植 物 科 学 学 报 第 32卷