菜心小孢子发生及雄配子体发育的研究.docx

菜心小孢子发生及雄配子体发育的研究摘要：本文观察研究了菜心小孢子的发生及雄配子体的发育情况。结果表明菜心（BrassicacampestrisL.ssp.Chinensisvar.utilisTsenetLee）花粉母细胞的胞质分裂为同时型。小孢子四分体呈正四面体型；菜心绒毡层细胞是同时型的均来自初生壁内层为腺质绒毡层。小孢子继续发育成2-细胞花粉：营养细胞和生殖细胞。生殖细胞经过一次有丝分裂形成两个精细胞成熟时为3-细胞花粉。关键词：菜心；小孢子发生；雄配子体；发育菜心又名菜薹十字花科芸苔属白菜亚种的一个变种原产中国是我国华南的特产蔬菜之一尤其是在广东和广西地区栽培历史悠久品种资源丰富一年四季均可栽培是优质创汇蔬菜之一。有关菜心小孢子的发生及雄配子体发育的基础研究较少本文对菜心小孢子的发生及雄配子体的形成、发育这一生殖过程做了较为详细的细胞形态学观察为菜心的杂交育种尤其是雄性不育的研究提供了依据。1材料与方法供试材料四九菜心于2004年10月在华南农业大学蔬菜教学基地取样取当天开放的新鲜花朵用卡诺氏液（Carnoy′s）（95%酒精：冰醋酸=3：1）固定转入70%酒精置4摄氏度冰箱保存。按发育时期选取不同大小的花蕾分级艾氏苏木精整体染色梯度酒精脱水五级氯仿透明石蜡包埋二甲苯脱蜡中性树胶封片连续切片片厚8μm光学显微观察Olympus数码摄影。2结果与讨论2.1花器的外部形态与结构雄蕊是花的重要组成部分之一。菜心是十字花科蔬菜总状花序雌雄同花花色鲜黄和浓黄。花蕾横切面结构如图版1。菜心雄蕊6枚由花丝和花药组成每个花药由2室构成花药以背部着生于花丝上（背着药dorsifixedanther）花丝向上与药隔连接药隔两侧是小孢子囊正常花药由4个小孢子囊组成。花药成熟后药室纵长开裂（longitudonaldehiscence）呈蝶形。雌蕊由柱头、花柱和子房构成复雌蕊湿型柱头（wetstigma）实心花柱上位子房下位花（superior-hy-pogynousflower）多心室侧膜胎座式（parietalplacen-tantion）弯生胚珠（campylotropousovule）2层珠被。2.2小孢子的发生及雄配子体的发育2.2.1未分化花药前。从雄蕊原基最初形成的一个很幼小的花药横切面来看最初由原表皮包围着基本分生组织结构简单。后来由于花药4个角隅的细胞分裂较快使花药具有四棱的外形。进一步发育时原表皮进行垂周分裂发育成表皮包围整个花药。外面是一层表皮表皮以内是一群分裂活跃的细胞（图版23）。2.2.2造孢细胞期。幼小花药横切面4个角隅的最外面是一层表皮表皮以内在四棱的角隅则分化出有几个较大的细胞即孢原细胞（图版45）。孢原细胞经1次平周分裂形成内外2层外层形成连接表皮的初生周缘细胞（primaryparietalcell）内层形成初生造孢细胞（primarysporogenouscell图版6）。初生周缘细胞进行平周分裂和垂周分裂产生药室内壁（endothecium）、中层（middlelayer）和绒毡层（tapetum）三者与花药表皮的相应部分共同组成花粉囊壁（pollensacwall）（图版7）。药室内壁又称“纤维层”是位于表皮以内的一层细胞细胞呈扁平形。药室内壁以内的几层扁平细胞为中层细胞通常为1～3层在小孢子进行减数分裂的过程中逐渐解体和被吸收最后消失。中层以内次生造孢以外一层体积较大的细胞为绒毡层细胞质浓厚含有较多的RNA和蛋白质液泡小而少初期绒毡层是单核的初生造孢细胞进行少数几次分裂形成次生造孢细胞（secondarysporogenouscell图版8）再进一步发育成小孢子母细胞（microsporemothercell图版7）。2.2.3小孢子母细胞期。小孢子母细胞位于小孢子囊的中央细胞体积大且染色浅。由外向内可清楚地看到表皮、纤维层、中层和绒毡层。绒毡层细胞体积大染色深说明这时富含营养（图版7）。2.2.4减数分裂期。小孢子母细胞开始减数分裂小孢子母细胞体积较大减数分裂过程中所发生胞质分裂（cytokinesis）为同时型（simultaneoustype）染色体的行为变化复杂与一般典型情况是一致的。第1次减数分裂的前期很长呈细丝状出现（图版9）后来会逐渐变短粗（图版10）；经中期、后期、末期后形成1双核细胞不形成分隔壁（图版11）。最后绒毡层细胞内可见到双核或多核这是由于细胞核分裂1至多次但不形成细胞板的缘故（图版910）。当小孢子母细胞减数分裂接近完成时绒毡层细胞开始出现退化的迹象其营养物质或降解物质被吸收