花粉管萌发观察.ppt

关于稻麦胚乳发生的研究综述学生：陈士强  导师: 王忠教授* 关于稻麦双受精过程的研究已有很长的历史，早在1910年Kemine已对水稻的细胞学研究中对双受精做过简单描述；杨立炯曾对水稻受精时间做了比较详细的报道；对于大麦小麦双受精研究也很多。关于水稻和小麦胚乳的发育，星川清亲曾做过大量观察与研究，指出水稻和小麦胚乳属于核型胚乳，其发育过程可分为核期和细胞期两个时期；徐是雄，王忠等人对水稻胚乳，华振基等人对小麦胚乳发育过程也做过大量研究。 尚未研究明确的问题 (1)花粉萌发及受精 花粉粒如何萌发并定向伸长；花粉管开始伸长至受精所需时间；花粉管如何伸进胚囊并释放精子的； (2)极核受精过程 一个精子怎样与二个极核结合，融合成一个三倍体胚乳原核的； (3)游离核的超微结构 极核，受精极核，游离核以及周围的超微结构，尤其微管在细胞分裂中起怎样的作用。 一、花粉萌发观察的实验方法 荧光显微镜下水稻花粉管萌发图片 1 花粉萌发及受精进程 花粉粒萌发后一般只有少数花粉管可以伸进子房，到达胚囊。花粉管中的精子释放，从一个助细胞伸进，该助细胞则退化成一团染色深的物质紧贴在珠孔端，反足细胞随液泡的增大而增大，至胚器官分化前夕开始退化解体。实验表明水稻花后半小时花粉管可到达胚珠，其中一些已进入胚囊并释放内含物，花后1.5小时雄性配子已进入卵细胞，花后5小时基本完成极核受精过程. 2 稻麦花后受精间隔和极核受精期 二、极核受精及超微结构观察 极核受精过程采用石蜡切片及树脂切片，光镜电镜观察相结合，并拍照。 营养物质的分布用高碘酸－希夫反应（PAS）鉴别多糖，苏丹黑B(CBR)鉴别脂类，考马斯蓝R(CBR)鉴别贮存蛋白质。 1 石蜡切片过程 3 水稻胚囊发育期间极核及其周围结构和物质的变化示意图 4 极核排列方式改变过程示意图 5 胚囊中营养物质的分布 用高碘酸－希夫反应（PAS）鉴别多糖，苏丹黑B(CBR)鉴别脂类，考马斯蓝R(CBR)鉴别贮存蛋白质。 5.1 多糖 在小麦胚囊即将成熟时期，卵细胞和中央细胞都只积累少量细小的、分布均匀的淀粉粒；成熟胚囊时期，卵细胞和中央细胞中淀粉粒数量和体积均有不同程度增加，大量淀粉粒紧紧围绕卵核分布，中央细胞中淀粉粒数量增加不多，主要是体积的增大；受精时期，当精核进入卵细胞时，卵细胞中淀粉粒数量与分布与成熟时期相似；当精卵融合时，卵核周围淀粉粒略为分散；合子形成以后，淀粉粒则疏松的分散于卵细胞的细胞质中。此过程中，反足细胞中缺少淀粉粒，助细胞中无淀粉粒存在。 5.2 脂类 开花前2－3天胚囊即发育成熟，中央细胞和卵细胞中的脂类颗粒较少，助细胞中脂类较多，反足细胞中无脂类；开花当天胚囊已发育成熟，中央细胞中的脂类有所增加，散布于细胞质中，卵细胞中脂类颗粒较多，助细胞中最多，而反足细胞仍未见到脂类存在；受精时期初生胚乳核已形成，原生质中的脂类与中央细胞相比数量明显增多，存在一个脂类积累的高峰，卵细胞中脂类明显增加，此时反足细胞中出现很多细小的脂类颗粒；合子形成以后，胚乳已发育至多个游离核，其原生质中只存在稀少细小的脂类颗粒，助细胞、卵细胞中脂类颗粒减少，反足细胞中不存在脂类颗粒。 5.3 蛋白质 受精前后以及原胚发育初期胚囊内均未发现贮存蛋白质的存在，说明以上时期没有积累贮存形式的蛋白质。 研究植物胚囊中微管的方法主要有两种，即胚囊分离法和切片法. 采用改良的PEG切片法，操作简单易行，观察结果清晰. 成熟胚囊的微管分布较为复杂，胚囊中的细胞微管分布各异，在卵细胞中呈随机分布，在助细胞中大多呈纵向分布，而在中央细胞中呈横向分布，微管在反足细胞中非常分散，细胞质中有少量纵向排列的微管。 微管在胞质中形成网络结构，作为运输路轨并起支撑作用,它形成纺锤体，在分裂细胞中起牵引染色体到达分裂极的作用。 微管呈绿色、微丝红色、核蓝色（微管荧光抗体标记） 三、微管观察 材料固定 乙醇脱水 浸透 电镜观察 微管 抗体标记 真空粘片 切片 包埋 配囊中微管（上图） 卵细胞中微管（下图） * * * * * * * * * * 取材 催花 授粉 固定 复水 软化 染色 镜检 拍照 图中所示为水稻不育系在扬稻6号授粉后1h花粉管萌发照片，图中可见尽管花粉粒大量萌发，但花粉管只有少量可以伸进花柱进而进入子房。 来卡荧光显微镜 花后3 min 花粉粒萌发 5一10 min花粉管 伸长但未呈现趋 于子房的方向性 10 - 30 min花粉管 继续伸长并趋向子 房的方向生长 40 min时