番茄花药发育过程中的多糖、脂滴和钙离子的分布

摘要

植物花药发育复杂，发生了许多独特的生物学事件，如胼胝质壁的形成与降解、花粉壁的形成、小孢子的不均等分裂等，都是植物生殖生物学领域一直关注的问题。花药发育中营养物质从“源”到”库”的分配过程还不完全清楚。应用细胞组织化学染色的方法，采用细胞和亚细胞水平定位细胞器内多糖、脂滴、钙离子，从营养物质的分布角度试探讨番茄花药发育特征。实验结果如下:
　　 1.番茄花药发育中的多糖、脂滴的分布特征
　　 小孢子母细胞时期以及四分体早期多糖和脂滴的积累特征:小孢子母细胞先出现一些多糖，可能与其合成胼胝质壁有关。减数分裂后四分体小孢子中出现一些被染成黑色的脂类物质，分布在四分体小孢子的表面，可能和小孢子形成花粉外壁有关。同时，药隔细胞和药壁细胞的多糖物质呈现减少的趋势，暗示体内他处转运到花药中的糖类物质通过药隔和药壁细胞转运到药室腔的迹象。
　　 花粉中营养物质的积累高峰期出现在二胞时期。在小孢子晚期，药壁以及药隔细胞中的多糖减少，绒毡层细胞退化，其细胞质转化为许多脂滴，但小孢子中并没有积累脂滴。形成二胞花粉后，绒毡层细胞基本降解，消失，同时二胞花粉中出现脂滴，暗示绒毡层细胞先将多糖物质转化为脂滴，再被花粉粒吸收。开花时，成熟花药的药室壁表皮细胞中积累了较多淀粉粒和脂滴的现象，可能是花粉中的营养物质需求减少而储存在药壁表皮细胞中。
　　 根据二胞花粉中先出现脂滴、后出现淀粉多糖的现象推断，番茄二胞花粉吸收脂类营养物质后，又将部分脂类物质转化为糖类物质。这是番茄花粉进行营养物质代谢的特征，是番茄花粉发育的一个特征。这种花粉发育的营养物质代谢规律可能具有种属特异性。
　　 2.番茄花药发育中的钙离子分布特征
　　 番茄花药发育早期，造孢细胞的细胞质以及细胞壁中出现少量钙颗粒沉淀。这些钙颗粒储存在吞噬泡中。可能为四分体时期钙的大量涌现做胞内的储备。四分体小孢子胼胝质壁中钙颗粒沉淀密布，推测钙离子参与了胼胝质壁的降解。在花粉外壁形成过程中，大量钙沉淀颗粒也出现在原外壁形成的部位。在以后外壁形成过程中，也聚集了较多的钙沉淀颗粒。暗示钙离子参与了花粉外壁的构建活动。然而，在孢粉素转变为花粉外壁过程中，钙离子所起的作用还不清楚。
　　 在小孢子发育过程中，小孢子中有一个形成小液泡并融合成一个大液泡的特殊事件。在小液泡发生时，通常伴随着钙沉淀颗粒的出现。小液泡融合为大液泡后，钙颗粒消失，可能溶解在大液泡的溶液中。二胞花粉形成后，大液泡分解，钙颗粒又重新出现在花粉细胞质中，暗示钙离子可能以渗透调节的方式参与大液泡的形成。二胞花粉中的钙沉淀颗粒主要集中在萌发孔附近、花粉内壁附近、以及淀粉粒附近。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 被子植物花药基本结构及一般的发育过程

1．1．1 被子植物成熟花药的基本结构

1．1．2 被子植物小孢子发育

1．1．3 被子植物雄配子体发育

1．1．4 被子植物药壁发育

1．1．5 胼胝质壁的动态变化

1．1．6 萌发孔

1．2 花药发育的营养物质代谢研究

1．3 钙离子在植物有性生殖中的作用

1．3．1 钙离子在细胞中的存在形式

1．3．2 钙离子在花粉萌发中的作用

1．3．3 钙离子在花粉管生长中的作用

1．3．4 钙离子在精卵融合中的作用

1．3．5 钙离子在花药发育中的作用

1．4 研究目的

第2章 番茄花药发育多糖、脂滴的分布

2．1 实验材料

2．2 实验用品

2．2．1 实验器材

2．2．2 实验试剂

2．3 实验方法

2．3．1 半薄切片的制作

2．3．2 多糖、脂滴的显色反应的实验方法

2．3．3 镜检与拍摄

2．4 实验结果

2．4．1 番茄花药压片结果

2．4．2 多糖、脂滴显色反应实验结果

2．5 讨论

2．5．1 番茄花药发育的营养物质代谢特征

2．5．2 花粉粒营养物质代谢与表皮、药室内璧、中层的关系

2．5．3 花粉发育与绒毡层的关系

第3章 花药发育中的钙离子分布

3．1 实验材料

3．2 实验用品

3．2．1 实验器材

3．2．2 实验试剂

3．3 实验方法

3．3．1 焦锑酸钾技术固定钙离子的方法

3．3．2 染色方法

3．4 实验结果

3．4．1 钙离子分布特征

3．4．2 实验结果分析

3．5 讨论

3．5．1 小孢子母细胞和四分体胼胝质壁与钙离子

3．5．2 花粉壁形成与钙离子

3．5．3 小孢子大液泡的形成与钙离子

参考文献

致谢