宁夏枸杞花药发育过程中钙的分布特征

论文摘要

钙是植物生长发育过程中所必需的,它不仅是一种大量营养元素,而且也是一种转导许多生理过程的胞内信号分子,有很多重要的生理功能。高等植物的有性生殖是一个非常复杂的发育过程,包括一系列连续的发育事态。钙参与植物有性生殖过程中的许多环节,在被子植物有性生殖过程中钙的功能也越来越多地被揭示出,但是早期的实验主要集中在:1.离体条件下钙对花粉萌发和花粉管生长的影响;2.花粉管顶端梯度分布的游离钙与花粉管生长的关系;3.开花前后胚珠中的钙与花粉管定向生长的关系。在雄性生殖系统中,花药的发育和钙的分布特征存在什么关系?这方面的报道还比较缺乏。本实验采用焦锑酸盐沉淀法,以宁夏枸杞（Lycium barbarum L.）为实验材料,对其花药发育过程中钙的分布特征进行了系统的研究,结果显示一个与花药发育事件相关的分布特征:孢原细胞时期,花药中基本上没有钙颗粒。到造孢细胞及小孢子母细胞时期,在胼胝质壁的表面积累了大量的钙颗粒,花药中的钙颗粒开始增加。小孢子母细胞准备减数分裂时,钙颗粒不断地进入胼胝质壁及小孢子母细胞中。四分体时期,胼胝质壁中钙颗粒进一步增加。当小孢子从四分体游离出来后,其周围的药室基质中充满了钙颗粒。随着花粉外壁的形成,在花粉外壁及萌发孔部位特异性地聚集了大量钙颗粒。在小孢子液泡化到最后形成大液泡的过程中,小孢子细胞质中的钙颗粒明显减少。很可能是因为Ca2+被集中到液泡中并被稀释,不能形成钙颗粒。当小孢子分裂形成二胞花粉后,在二胞花粉的大液泡中又出现了许多钙颗粒。接着大液泡缩小、分解至最后完全消失,在这个过程中花粉细胞质、细胞核及小液泡中的钙颗粒再次增加。同时在萌发孔的外方出现许多钙颗粒。至花粉完全成熟时,细胞质中基本上已看不到钙颗粒。钙在花粉发育过程中显示出时空分布特征与花粉发育中的生物学事件密切相关。枸杞的花药壁由表皮、药室内壁、中层、绒毡层四层细胞组成。在花药发育过程中,表皮、药室内壁、中层细胞高度液泡化,细胞质中的钙颗粒一直比较少,而绒毡层中分布的钙颗粒变化非常明显。枸杞绒毡层为双重起源,呈现出二型性,分为药隔绒毡层和药壁绒毡层。这两种绒毡层在钙颗粒分布上存在较明显的差异:药隔绒毡层中分布的钙颗粒一直较药壁绒毡层的多。小孢子母细胞时期,在绒毡层细胞的内切向壁上分布了较多的钙颗粒,到了四分体时期,绒毡层细胞内的钙颗粒明显增加,药室基质内的钙也随着明显增多。到小孢子液泡化时期,药隔绒毡层细胞先于药壁绒毡层开始解体,解体后的内含物及钙颗粒释放到药室中参与花粉粒的形成。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1 花药的发育
• 1.1 花粉发育
• 1.2 绒毡层组织
• 1.3 花粉的形成过程与物质代谢
• 2+'>2 植物细胞中的Ca²⁺
• 2+的存在形式'>2.1 细胞内Ca²⁺的存在形式
• 2+在植物细胞中的分布及转移'>2.2 Ca²⁺在植物细胞中的分布及转移
• 2+的研究方法'>2.3 细胞内Ca²⁺的研究方法
• 2+与花药的发育'>3 Ca²⁺与花药的发育
• 2+在雄性不育花药中的分布特征'>3.1 Ca²⁺在雄性不育花药中的分布特征
• 2+在正常花药发育过程中的分布特征'>3.2 Ca²⁺在正常花药发育过程中的分布特征
• 2+的关系'>3.3 花药壁发育过程中的程序性死亡与Ca²⁺的关系
• 4 本研究的目的
• 第二章 材料与方法
• 1 实验材料
• 2 实验方法
• 2+细胞化学定位操作流程'>2.1 Ca²⁺细胞化学定位操作流程
• 2.2 电镜制样相关药品配置
• 第三章 结果与分析
• 2+分布'>1 花粉母细胞时期花药中的Ca²⁺分布
• 2+分布'>2 四分体时期花药中的Ca²⁺分布
• 2+分布'>3 小孢子发育早期花药中的Ca²⁺分布
• 2+分布'>4 小孢子发育中期花药中的Ca²⁺分布
• 2+分布'>5 小孢子发育晚期花药中的Ca²⁺分布
• 2+分布'>6 二胞花粉时期花药中的Ca²⁺分布
• 2+分布'>7 开花时成熟花药中的Ca²⁺分布
• 图版分析
• 第四章 讨论
• 2+的分布特征'>1 花粉发育过程中Ca²⁺的分布特征
• 2+的分布特征'>2 绒毡层中Ca²⁺的分布特征
• 2+的分布特征'>3 花粉壁的形成过程中Ca²⁺的分布特征
• 2+的分布'>4 小孢子大液泡的形成与Ca²⁺的分布
• 2+的分布'>5 花粉中物质代谢与Ca²⁺的分布
• 2+的分布'>6 小孢子核分裂与Ca²⁺的分布
• 参考文献
• 致谢