不同类型水稻品种颖壳细胞学的比较研究

摘要

为解析水稻颖壳发育的基本进程与模式及内颖和外颖形态结构差异，本研究以大粒、常规、长粒和小粒品种为材料，采用传统石蜡切片技术，对水稻颖壳横向与纵向的生长发育过程进行系统观察；比较各品种水稻颖壳形态学和细胞学差异；旨在为水稻颖壳的生长发育提供细胞学依据。研究结果如下：
　　1．水稻颖壳长宽度与花粉发育时期的对应关系
　　各品种水稻颖壳长宽度与花粉发育时期呈显著正相关，颖壳长度和宽度随着花粉发育的逐渐成熟而不断变大。颖壳长度至2胞花粉期达到最大值，宽度至水稻出穗开花前达到最大值。颖壳长宽度的增加速度存在一定的规律性，减数分裂期间颖壳的长宽度增加速度最快，小孢子晚期至花粉成熟期速度增加次之。
　　2．不同品种水稻颖壳的细胞学及形态学差异
　　颖壳由外到内分别由外层厚壁细胞、中间厚壁细胞和内层薄壁细胞组成。外层厚壁细胞和内层薄壁细胞各一层，但不同品种水稻颖壳中间厚壁细胞层数差异较大，其中大粒、常规、长粒和小粒品种分别含有5-6层、2-3层、3-4层、4-5层中间厚壁细胞；常规、长粒和小粒品种内颖含有3列维管束，外颖含有5列维管束，而大粒品种内外颖维管束数目不定，内颖含有3-4列维管束，外颖含有5-9列维管束。此外内颖含有条形边界组织，外颖没有。在颖壳的整个发育过程中，外颖比内颖内层薄壁细胞数目多，且细胞大小略小于内颖。
　　3．不同品种水稻颖壳的分裂分化进程
　　研究发现各品种水稻颖壳内层薄壁细胞分裂进程基本一致，且不同区域内层薄壁细胞分化的时间和程度不同。减数分裂期之前，颖壳横切面上内层薄壁细胞处于分裂期，且维管束附近内层薄壁细胞较其他部位细胞分化晚，至小孢子时期颖壳横切面上细胞停止分裂；造孢细胞时期之前，颖壳纵切面上各段细胞均匀分裂，随着发育的进行，中部细胞最先开始液泡化，此时上部和下部细胞仍具有一定的分裂能力。根据维管束周围细胞分裂情况可知，颖壳横切面上内层薄壁细胞数目的增加是由维管束周围细胞分裂而来，而颖壳纵切面上细胞数目的增加主要是由上部和下部细胞分裂所致。
　　4．水稻颖壳内层薄壁细胞数目在不同发育时期的品种间差异
　　不同品种水稻颖壳内层薄壁细胞数目因发育时期而异，且同一品种水稻的外颖较内颖内层薄壁细胞分裂时间较长。颖壳横切面上，小粒品种的细胞数目最先达到显著水平，其他品种颖壳的细胞数目几乎均在在减数分裂期才达到显著水平。颖壳纵切面上，各品种水稻颖壳（内颖和外颖）内层薄壁细胞达到显著水平的时间存在较大差异，且细胞停止分裂的时期也各不相同。颖壳内层薄壁细胞数目达到最大值后，因部分细胞破裂，至使颖壳横切与纵切面上的内层薄壁细胞数目在一定程度上均有所减少。
　　5．水稻颖壳内层薄壁细胞长宽度在不同发育时期的品种间差异
　　各品种水稻内颖和外颖内层薄壁细胞的生长发育趋势一致。减数分裂期之前，内层薄壁细胞宽度增加缓慢，随后细胞宽度迅速增加，其中大粒、常规和长粒品种至成熟花粉期增加迅速，而小粒品种只在减数分裂期和小孢子晚期之后细胞宽度才增加迅速。减数分裂期之前，内颖和外颖内层薄壁细胞长度较小，上、中、下部各段细胞长度差异不大，减数分裂期开始，内颖和外颖各段细胞开始进入迅速伸长生长阶段，中部细胞伸长生长最为快速，基部次之，且内、外颖中部细胞长度始终大于上部和下部细胞。
　　6．水稻内颖内层薄壁细胞数目和长宽度在同一发育时期的品种间差异
　　在颖壳发育的整个过程中，大粒品种内层薄壁细胞数目与其他各品种始终存在极显著差异，且其他各品种在同一时期的细胞数目变化因发育时期的不同而存在较大差异，即颖壳发育前期内层薄壁细胞数目较多的不一定最终细胞数目也多;同时颖壳内层薄壁细胞长宽度在各个发育时期的生长发育速度也因品种的不同而不同，即颖壳发育前期颖壳长宽度较大的不一定最终细胞长宽度也较大。

目录

声明

第一章 绪论

1.1水稻花器官结构与功能的研究进展

1.1.1水稻花器官的组成

1.1.2水稻与双子叶植物花器官结构及功能的比较

1.1.3水稻花器官的发育过程及各时期的划分

1.2水稻花器官发育的研究进展

1.2.1水稻花器官的“ABC”模型

1.2.2水稻花器官的“ABCD”模型

1.2.3水稻花器官的“ABCDE”或“ABCE”模型

1.3水稻颖壳的研究进展

1.3.1水稻颖壳发育与产量的关系

1.3.2水稻颖壳的功能及作用

1.3.3水稻颖壳的细胞学研究进展

1.4水稻粒型的研究进展

1.4.1水稻粒型分类

1.4.2水稻粒形性状的遗传研究

1.5本研究的目的与意义

第二章 实验材料与方法

2.1实验材料

2.2 实验方法

2.2.1石蜡切片制作

2.2.2 醋酸洋红压片法

2.2.3 统计方法

第三章结果与分析

3.1不同品种水稻千粒重的大小

3.3 不同品种水稻颖壳石蜡切片的细胞学观察

3.3.1不同品种水稻颖壳细胞结构的比较

3.3.2不同品种水稻颖壳发育过程中的细胞学特点

3.3.3不同品种水稻颖壳内层薄壁细胞发育过程

3.4 不同品种水稻内颖内层薄壁细胞在同一发育时期的细胞学差异

3.4.1水稻内颖横切面上内层薄壁细胞数目在同一发育时期的品种间差异

3.4.2水稻内颖内层薄壁细胞宽度在同一发育时期的品种间差异

3.4.3水稻内颖纵切面上内层薄壁细胞数目在同一发育时期的品种间差异

3.4.4水稻内颖内层薄壁细胞长度在同一发育时期的品种间差异

第四章 讨论与结论

4.1讨论

4.1.1水稻颖壳的细胞学特点及发育进程

4.1.2颖壳结构及各层细胞的功能

4.1.3内颖和外颖的细胞学差异及器官归属问题

4.1.4不同品种水稻颖壳发育的细胞学差异

4.2结论

参考文献

致谢