全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 19 (1)：89
一 ／
砧板柚花粉发育过程外壁糖蛋白形成的透射电镜分析
啦垄晕 薛妙男
(广西师范大学 桂林 541004) 《f1} {。
f
摘 要 采用细胞化学技术，经钉红对砧板柚几个不 同发育阶段的花粉进行染色显示， 用透射电镜
对花粉外壁槠蛋白进行了细胞化学定位观察，探讨了花粉发育过程中外壁糖蛋白的发生时期及输
送到花粉壁的过程。研究结果表明，花粉外壁精蛋白在单核花粉时期南绒毡层细胞产生， 并被分
泌到药室内，输送到花粉外壁及萌发孔周围积累和贮存，整个过程延续到花粉成熟．
关键词 毡 趟； !墨旦
The electron microscopy analysis on the development
of exine glycoproteins during the growth
of Zhen Ban Yu pollen
Zhang Xinghui Li Nan Xue M iaonan
(Gua~gxi Normul UnDer．asy Guilin 541004)
Abstract By means of cytochemisty
,
Ruthenium red has been applied to show the staining display
of polen of Zhen 13an Yu(a variety of Citrus,grandis)in its different growing phases and electron
microscopy has been used tO observe the cytochemisty]ocalotion of glycoproteins of pollen ．The
text tried to make a study of glycoproteins in the producing and transmitting phase．The stud}
showed that the po llen surface glycoteins is produced by tapetum cell in mononuclear po Ilen phase
and secreted to endothecium and then transmitted to exine surface of pollen for acmtmulation and
store．The whole proces continues till the pollen is mature．
keywords Zhen BanYt(CitrusgrandisL)，po len；glycoproteins
栅蛋自是高等植物细胞壁中特有的一种结构蛋自，普遍存在于高等植物细胞中。 t 现 已确定，在
植物受精作用中花粉壁糖蛋自与柱头之问的识别反应在不亲和性上起着决定的作用 ¨。对于 自交不亲
和植物花粉与柱头的识别机制研究，近年来取得了长足的进展，识别作用主要在花粉壁糖蛋白和乳突表
膜蛋 白之间进行 H 。然而以往有关花粉壁糖蛋白的报道几乎都是采用生化技术研究的成果 7 3 有
关花粉外壁糖蛋白形成过程的细胞化学定位研究，也仅是在少数儿种植物上有过初步报道 。砧板柚
是沙田柚的一个重要授粉树种，我们在进行沙田柚 自交不亲和实验中，对砧板柚花粉进行了研究。砧
】997-94—25收稿
第一作者简介 谁杏辉 男 1963年出生 高级工程师，从事 电镜技术厦植物细胞学研究工作
国家 自然科学鞋金资助碘 口
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西 物 l9茜
板抽是 自交亲和肿，刺自交亲羽1植物花粉难是否有{IlIf蛋白存在，它的来源娈¨何，至夸尚无报道，为 丁
探讨这些问题，我们采用钉红染色法对砧板柚花粉外壁耱蛋 白进行了电镜细胞化学定位观察 研究了
不同发育时划花粉外壁糖蛋白I1匀形成皿动态变化过程。现将所获结果报道如下。
1材料和方法
1．1 材料
由广西干¨桔研究所提供砧板柚花蕾。-j：4月中旬砧板柚花期，分别采集四分休n寸期 单核花粉时
期、双核花粉时期的花药及成熟花粉作为实验材料。
1．2 方法
将实验材料分成两组，一组经钉红染色处理，方法是将选定的各个时期的实验材料 切成 O．5 1-1
太小 的组织块，用含有 l 500mg／L钉红的二 甲砷酸钠缓 冲液 (pH 6 ，50mmol／L)配栅的 4‰多
聚IlI醛干¨ 1‰戊二醛混合液，在室温黑暗条件下固定 24h，再用古有 1 000mg／L钉红的二 甲砷酸
钠缓冲液 (pH 6．8，5Ommo]／L)清洗干净 之后用含有 1 000mg／L钌红的二 甲砷限钠缓冲液
(pH 6．8，50mmol／L)配制的2％锇酸固定液，于室温黑暗条件下固定 l2 h，再用上述缓冲液清洗
2～3次。双蒸水 清洗 3次， 系列酒精 脱水，Epon 812环氧树 脂包 埋， 棚成超薄切 片。另一 组作为空
白对照．不{Ju钌红染色，其他操作条件和步骤与前组相同。
所有趣薄切Il{经醋酸积氧铀一柠檬舱铅双重染色，在 H-600型透射电镜下观察并拍片记录。
2 结果与讨论
2．1 四分体时期
这一时瑚。小弛 子母绑胞经减数分裂形成的四个小孢 于在 电镜下可看到被共同的肼胝质壁包围，
而且在各个小孢子问都有肼胝质分隔，小抱予外壁尚未形成，经钌红染色的切片及对照均无糖蛋白显
示 (斟版I：1)
2．2 单核花粉时期
此时叫分体胼胝质溶解，小孢子释放。刚群放的小孢子形状不规则，核位于中央，花粉壁开始形
成，基粒棒出现，但不完整，发育仍很不完善。经钉红染色的材料巾，可见缄毡层 胞开始退化，细
胞壁外表而有大量高电子密度的柑蛋白与钉红复合物出现 (囝版I：2)，并被排放进入花药室。与此
同时，花粉外壁上也有大前高电子密度的糖蛋白钌红复台物附着沉积，但还没有进人初期形成『l勺基粒
棒之问的 隙rf1( 版l：2)．从观察结果可 推测，在单核花粉时期，花粉外壁栅蛋白在绒毡层细
胞内大 合成，并被分泌进入药室，转运到正在形成的花粉外壁表面．
3 双核花粉时期
绒毡层细胞进一步退化 自溶 胞壁已消失，初期质膜外表面柳i蛋白大量分 呈颗粒状，随后分
越减弱，进^药室的 f蛋白仍在不断输送到花粉外壁上。这一时期，花粉呈圆形或椭圆形，细胞内出
现大量颗粒状后含物，双核出现，即雄配子体形成 此时花粉壁发育已比较完整。外壁可看到明显的
内外两层。覆盖层、柱状层及底层已基本定形，被运输到花粉外壁的糖蛋白已渗入到外雅外层基粒棒
之问朐空阱c中及外壁 内层fl句卸l小问隙里．贮存在这些部位，同时糖蛋白有向萌发孔周围集中的趋势
( 版l：3) 这个时期柙 蛋白n勺活动主要表现为初期分泌千¨运输旺盛．随后减弱
2．4 成熟花粉粒
花粉从双棱d 现玎始、尢约 10 d左右 可发育成熟 此时的花粉，其壁已发育完全、各层完
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圳 张杏辉等： 砧板柚花粉发育过程外壁料 白形成的透射 l匕镜分析 9
， 明显可见， 花粉内积累大量营养物质，双核 明显可见， 生殖细胞 已移到花柑 中央部位 (一划版 l：
4) 经钉红处理的材料中，花粉外壁覆盖层表丽几乎无船蛋白分布，大量祧蛋白主要分布在外壁外层
基粒棒之问的空隙及萌发孔周围，呈均匀的层状或颗粒状。外壁内层的细小问隙中，也 少毓 赁白
呈问断线状分布 (图版I：4，5) 至此，花粉外壁糖蛋白形成过程完成
通过电镜定位观察 经钉红染色的砧板柚花粉外壁有糖蛋 自存在，而未染色处理的对J【}【组 [刀片
巾，没有观察到花粉外壁柑赁白 (图版1：6)。此外，在所有切片中，花粉及绒毡层细胞内部都滥有
观 察到 粘 蛋 白， 证 l1月钉 红 只能显示 细 胞外部 糖蛋 白，而不 能进 人 完整 胞 内部 ，这 与 文献 结 _粜J：J_f
符 。至于砧板柚花粉是否存在内壁蛋白，还需研究证实。从对砧板柚花粉的研究结果可以断定，
自交亲和植物的花粉至少是有外壁 f蛋白存在的，其来源于城毡层细胞。有报道认为．花粉外壁 f蛋
白除了由绒毡层 胞分泌而来外，也可以由花粉原生质产，上后经f}『内壁通过萌发孔转运而米．但本实
验无法证实这种观点。在花粉成熟过程中，糖蛋白有向萌发孔周围集中的趋势，但似得注意的是 花
粉萌发孔的周围是缺少外壁的，糖蛋白除了来源于绒毡层 胞外 是否有音l5分f}f花粉原生质 生并井
入 到萌发孔世 ，这 值得作 进一 步的深入研究。
3 结 论
砧板柚花粉外壁有糖蛋白存在，其来源于绒毡层细胞 在花粉发育过程中，从单核花粉时期亍}：
始，栅蛋自由绒毡层细胞分泌到药室井转运到花粉外壁外及萌发孔周围，单棱后期至双核卡』』jfu， 蛋
白分秘_硐_运输活动达到高峰，随后逐渐减弱，到双核后期，即花粉成熟，特蛋白的分 和转运活动基
本停 1 。与此同时，随着花粉外壁的不断发育成熟，被运输到花粉外 的础蛋白开始渗^到外蜷外层
粒棒之 间的空隙 巾及外壁 内层l【l勺-flIH,问隙里，最终被积累干¨贮 存在这些部位。
参 考 文 献
简々成 孙龙华，孙德兰 儿种植物缃咆表丽糖蛋白的rU镜 胞化半盟 与植物批逆 的关 系．实验 生物 学拙．I 6、I9{3)26
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