杜鹃花药发育的组织化学及超微结构的研究

摘要

本实验应用细胞组织化学和透射电镜技术，对杜鹃花药发育中营养物质的代谢积累特点和超微结构特征分别进行研究，主要实验结果如下:
　　1.营养物质的代谢变化
　　杜鹃花药发育中营养物质分布规律如下:在造孢细胞时期，绒毡层细胞和初生造孢细胞中都有多糖颗粒。在形成胼胝质壁的小孢子母细胞质中只含有少量脂滴，在绒毡层细胞质中分布较多的多糖颗粒。四分体时期，绒毡层细胞的多糖颗粒明显增多，四分体小孢子中只含有少量的脂滴。到小孢子早期，绒毡层细胞和小孢子中都只存在很少量脂滴，发育到小孢子晚期，即单核靠边期，绒毡层细胞开始退化。在二胞花粉早期，药室内壁细胞质中积累了很多多糖颗粒，花粉粒细胞质中分布很多多糖颗粒和脂滴。成熟花粉粒的药室内壁细胞质中仍然含有很多多糖颗粒，花粉粒细胞质中含有一些小分子的多糖物质和零星小脂滴。
　　2.细胞质的变化特点
　　在杜鹃花药发育过程中，不同发育时期细胞质及其内部的细胞器有明显的特色。在造孢细胞时期，细胞质内质体、线粒体等细胞器结构正常，数量多，含有大液泡。随着造孢细胞向小孢子母细胞时期发育，细胞质内的质体，线粒体等细胞器消失，开始出现大小不等的液泡。在小孢子母细胞减数分裂形成四分体这一过程，细胞质内不存在质体、线粒体等细胞器，含有大量的液泡。由四分体时期到单核中位小孢子时期，细胞质内的质体、线粒体等细胞器明显增多，液泡消失。在小孢子液泡化的过程中，大液泡基本占据整个花粉的空间，在细胞核周围存在少量的质体和线粒体。到二胞花粉早期，质体及线粒体等细胞器基本消失。
　　3.花粉壁的发育
　　在小孢子母细胞减数分裂后，母细胞质内部出现不连续的细胞间隙，在细胞间隙的内侧边缘上开始积累黑色的孢粉素前体物质，小孢子发育早期，形成细带状初生壁，在初生壁上存在胞质通道，随后孢粉素不断在初生壁上聚集，至小孢子单核中位期，花粉外壁黏合连接形成，使四合小孢子紧密地结合在一起，发育形成复合花粉。在小孢子晚期，在质膜和外壁之间逐渐积累内壁物质，花粉内壁开始发育。到二孢花粉成熟时，花粉外壁覆盖层结构紧密，中间柱状层已经不明显，花粉内壁发育成熟，花粉壁结构完全形成。
　　4.液泡的变化
　　杜鹃花药发育从造孢细胞至花粉粒成熟的过程中，细胞内的液泡发生了三次较明显的变化:第一次是从造孢细胞时期到小孢子母细胞时期内部形成了很多液泡;第二次是在小孢子母细胞减数分裂至形成四分体的过程中，细胞质中始终存在很多液泡，大量液泡的形成可能是为小孢子母细胞分裂后形成的四分体扩大空间。第三次是小孢子液泡化时期，形成大液泡，这与小孢子核的位移和核的极性分布有关，为小孢子进行下一步的有丝分裂做准备。
　　5.绒毡层的特点
　　杜鹃花花药的药壁绒毡层与药隔绒毡层细胞在形态体积等方面没有显著的差异，属于腺质绒毡层。在花药发育的造孢细胞时期，绒毡层细胞和初生造孢细胞形态结构并无差异，由此推断，绒毡层细胞和造孢母细胞是同一个起源，都是来自初生造孢细胞。在小孢子母细胞时期，绒毡层细胞进一步发育，细胞质浓厚，含有多糖大颗粒和很多液泡。到小孢子单核中位时期，绒毡层相邻细胞壁间隙及内切向面出现大颗粒的乌氏体。在小孢子晚期，绒毡层细胞开始退化，但是乌氏体明显增多，直到在二胞晚期极度退化的绒毡层残骸中仍然有少量乌氏体的存在。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1 被子植物花药的发育过程

1．1 花药壁

1．2 花粉发育

2 花药发育的组织化学研究

3 研究目的

第二章 材料与方法

1 材料

2 实验器材和设备

3 试剂

4 方法

4．1 压片法确定花药发育时期

4．2 材料的包埋流程

4．3 环氧树脂厚切片显示多糖及脂类的细胞化学方法

4．4 电镜制样操作流程

第三章 结果与分析

1 花药发育过程中的组织化学研究

2 花药发育的超微结构变化

第四章 讨论

1 营养物质的代谢变化

2 细胞质变化特点

3 花粉璧的形成

4 液泡的变化

5 绒毡层的发育

5．1 绒毡层细胞的特殊起源

5．2 乌氏体

参考文献

致谢