[目的]研究湖北黄精花部形态结构特征和大小孢子发生及雌雄配子体发育过程,以丰富黄精属植物的生殖生物学理论,为进一步开展湖北黄精的品种选育提供依据.[方法]以不同发育时期的湖北黄精花芽为试验材料,用显微观察法观察花部形态结构特征,石蜡切片技术对单花雌雄蕊进行切片观察.[结果]湖北黄精的花被为白色或淡黄绿色,花被筒近喉部稍缢缩;具6枚雄蕊,花丝下端与花被合生,花药开裂方式为纵裂;雌蕊子房上位,3心皮,花柱与子房等长.湖北黄精花药壁由4层细胞组成,成熟的绒毡层具多核,绒毡层发育类型为分泌型;小孢子母细胞减数分裂为连续型,四分体呈左右对称型排列,成熟花粉粒为2-细胞型;存在小孢子发育不同步的现象.雌蕊胚珠具双珠被、厚珠心;四分体呈直线型排列,胚囊发育类型为蓼型;存在双胚囊胚珠现象.在雄蕊的花药壁和雌蕊的子房壁都观察到有束状草酸钙针晶.[结论]湖北黄精雌雄蕊具有较原始的发育特征,虽然在发育过程中都存在异常现象,但雄蕊最终能形成正常的雄配子体,雌蕊低频率的双胚囊现象对总体受精结果影响很小.湖北黄精杂交育种可以选择花药开裂前一时期的花粉,花药壁和子房壁观察到的束状草酸钙针晶无法作为湖北黄精物种鉴定的依据.

探究多壁碳纳米管在水蕨配子体发育及孢子体产生中的作用,以期为濒危蕨类植物的保护和繁育奠定基础.以蕨类模式植物水蕨(Ceratopteris thalictroides)为供试材料,设置0(对照)、0.5、1.0、2.5、5.0 mg·L-1多壁碳纳米管5个处理组,采用光学显微镜观察不同质量浓度多壁碳纳米管对水蕨配子体发育及孢子体产生的影响.结果显示:与对照组相比,0.5～2.5 mg·L-1多壁碳纳米管处理可使水蕨孢子萌发提前约15 d,其中,0.5 mg·L-1多壁碳纳米管对水蕨孢子萌发的促进效果最好,0.5～1.5 mg·L-1多壁碳纳米管对丝状体和片状体产生的促进效果最好,2.5 mg·L-1多壁碳纳米管对原叶体和孢子体产生的促进效果最好.高质量浓度(5.0 mg·L-1)多壁碳纳米管处理会导致部分配子体出现畸形,精子器退化,细胞中叶绿体出现失绿现象,部分发育出的孢子体上的细胞也出现叶绿体失绿等衰退现象.此外,多壁碳纳米管的加入促进了水蕨雄配子体的产生.综上所述,0.5～2.5 mg·L-1多壁碳纳米管处理可以明显促进水蕨配子体发育和孢子体的产生,且精子器数量明显增多,有雌雄同株和雌雄异株配子体同时出现,高质量浓度多壁碳纳米管处理会使水蕨配子体发育出现"高浓度抑制"现象,在实际应用过程中应根据具体的需要选择相应的添加量.

砂引草属(Messerschmidia L.)在紫草科(Boraginaceae Juss.)分类系统里位置不稳定,为更好地理解砂引草属的分类学位置,利用常规石蜡制片技术结合光学显微镜观察了砂引草(Messerschmidia sibirica L.)的大小孢子发生及雌雄配子体发育特征.结果如下:(1)花药4室,成熟花药壁由表皮、药室内壁、1层中层和绒毡层共4层细胞构成,双子叶型花药壁发育类型,分泌型绒毡层,成熟绒毡层细胞含2核,表皮宿存,药室内壁不规则2层,具纤维性加厚;(2)小孢子母细胞减数分裂过程中胞质分裂为同时型,小孢子四分体四面体型排列,成熟花粉粒为2-细胞型;(3)胚珠倒生,单珠被,珠孔狭长,具珠被绒毡层,假厚珠心,部分珠心组织宿存至成熟胚囊时期;(4)胚囊发育类型为蓼型,成熟胚囊梭形,极核在受精前融合,反足细胞退化早.砂引草胚胎学特征与天芥菜属(Heliotropium)其他种类胚胎学特征十分相似,稍有不同,鉴于胚胎学特征在属内较为稳定,支持分子系统中将砂引草属置于天芥菜属的分类学处理.

囊果草(Leontice incerta Pall.)为生长于天山北坡荒漠和低山山坡的小檗科(Berberidaceae)多年生早春开花植物,具有较高的观赏价值、饲用价值和生态价值,为探究该物种的有性生殖特征,并为后续进行栽培育种等工作提供理论依据,作者利用光学显微镜和石蜡制片技术,对该物种大/小孢子发生和雌/雄配子体发育进行了观察.结果表明,(1)花药具4室,药壁由5层细胞组成,发育为基本型.药室内壁在发育后期具纤维状加厚现象;腺质型绒毡层具2核或多核现象.(2)小孢子母细胞减数分裂时胞质分裂为同时型;小孢子四分体为四面体型,被胼胝质壁所包围,游离小孢子形成后胼胝质壁逐渐消失.成熟花粉多为2细胞型,偶见3细胞型.(3)雌蕊由1心皮组成,子房1室,倒生胚珠,具双珠被,厚珠心.大孢子四分体呈线形排列,最终发育为7细胞8核的蓼型胚囊,助细胞具发达的漏斗形丝状器.这些特点说明,囊果草大/小孢子发生和雌/雄配子体发育正常,未见败育现象,表现出较原始的发育特征.研究结果丰富了小檗科植物的胚胎学资料,为该物种及其近缘物种的生殖生物学研究积累了理论基础.

通过形态观察结合rbcL和CO Ⅰ基因序列分析的方法,对采自广东省汕头市、浙江省温州市和辽宁省大连市的对枝蜈蚣藻Grateloupia didymecladia Li et Ding的11个标本进行了重新鉴定.结果表明:(1)藻体单生或丛生,红褐色或深红色,质地黏滑、肉质、衰老时软骨质,成熟藻体直立,高15-50 cm,主枝明显,扁平,宽3-15 mm,厚约lmm,末端渐尖,1-3回羽状分枝.小枝对生或互生,生长在主枝上或主枝边缘,基部缢缩,长短不一,最长可达15 cm;配子体为雌雄异体,果胞枝生殖枝丛和辅助细胞生殖枝丛均为Grateloupia型,果胞枝生殖枝丛主枝由5个细胞组成,辅助细胞生殖枝丛主枝由4个细胞组成(5cpb-4auxb型);四分孢子囊由四分孢子体的内皮层细胞产生,呈十字形分裂.以上特征均与亚栉状蜈蚣藻G.subpectinata Holmes一致.(2)基于rbcL基因序列构建的系统树显示,11个样本之间无碱基差异,形成独立的进化支,与产于韩国和日本的亚栉状蜈蚣藻G.subpectinata Holmes碱基差异分别为1 bp (0.08％)和2 bp (0.17％),属于种内差异;基于COⅠ基因序列构建的系统树显示,11个样本之间无碱基差异,形成独立的进化支,与韩国产的亚栉状蜈蚣藻碱基差异为1 bp(0.18％),属于种内差异.根据形态、结构及基因序列分析,确定对枝蜈蚣藻与亚栉状蜈蚣藻为同一种,根据优先法则,将对枝蜈蚣藻G.didymecladia Li et Ding作为亚栉状蜈蚣藻G.subpectinata Holmes的同物异名.亚栉状蜈蚣藻为中国新记录种.

用石蜡切片法对不同发育时期的大花紫薇(Lagerstroemia speciosa)花朵进行解剖研究,探讨其大小孢子的发生及雌雄配子体的发育过程,结果发现:大花紫薇花药4室,花药壁由表皮、药室内壁、中层和腺质绒毡层构成,发育类型为双子叶型;小孢子四分体多为四面体型,偶见十字交叉型,胞质分裂为同时型;成熟花粉粒属于2-细胞型,具3孑孔沟,偶见败育现象;大花紫薇雌蕊具6～7心皮,子房6～7室,每室具多枚倒生胚珠,双珠被,厚珠心,大孢子4分体呈直线排列,近合点端大孢子发育为蓼型胚囊,成熟胚囊为7细胞8核.花粉及胚囊发育多数正常,大花紫薇可以作为优良的杂交母本;同时可以根据开花物候不同阶段花的形态特征,初步判断大花紫薇大、小孢子发生和雌、雄配子体的发育进程.

目的 利用鼠胚实验(MEA)对我院新建IVF实验室培养体系进行评估,检测其是否符合人类胚胎体外培养的要求.方法 利用昆明系小白鼠进行体内、体外受精实验,体外受精实验:小白鼠经药物促排后,手术获取雌雄配子后行体外授精培养;体内受精实验:小白鼠经药物促排后合笼交配,手术获取体内受精原核胚培养.观察并记录两组胚胎体外培养的发育情况.结果 体外受精实验共25个周期,总获卵数1023个,其受精率、卵裂率及2-细胞囊胚形成率分别为80.4％、95.1％及77.1％;体内受精实验共17个周期,总获卵数642个,其中原核胚513个,受精率、卵裂率及2-细胞囊胚形成率分别为79.9％、97.1％及80.9％.结论 通过鼠胚体内、体外实验综合评估我院新建辅助生殖实验室的培养条件,其实验结果符合人类辅助生殖实验室的质控标准.

为了解孝顺竹(Bambusa multiplex)的大孢子及雌配子体的发育过程,利用扫描电镜对孝顺竹的雌蕊形态以及大孢子和雌配子体的发育进行了观察.结果表明,孝顺竹雌蕊单子房,1室,双珠被,薄珠心;大孢子母细胞是由1个雌性孢原细胞直接发育而成,大孢子四分体为线性,位于珠孔端的1个大孢子分化成为功能大孢子,然后由功能大孢子依次经历二核、四核、最终形成1卵细胞2助细胞2极核3反足细胞的成熟胚囊.此外,孝顺竹为雌雄同熟类型,根据雌、雄蕊发育的对应关系,从雄蕊形态可估测雌配子体发育阶段.有少数雌蕊出现败育现象,可能是孝顺竹结实率低的原因之一.

通过外观形态观察,结合石蜡切片技术,同时检测气象数据,研究了文冠果花性别分化过程外部形态变化、内部解剖结构以及与气象因子之间的对应关系.结果显示:(1)文冠果的雄能花和雌能花在顶、侧花序上的分布差异极显著.(2)2种花在前期的形态结构无差异;雄蕊发育包括花药壁发育和小孢子母细胞时期(20 d)、小孢子发生(11 d),对应的外部形态分别为芽膨大至露出芽体、花序迅速伸长;雌蕊发育包括胚珠发育(30 d)、大孢子发生(11 d),对应外部形态为花序伸长、花蕾增大至萼片开裂.(3)雄能花和雌能花在雌、雄配子体形成期出现差异;雄能花大孢子母细胞四分体时期细胞停止分裂,外观为花蕾绿色,横径2.05～4.54 mm,纵径2.99～5.32 mm,此时≥K(生物学零度)有效积温230.6℃;雌能花雄蕊发育异常比雄能花雌蕊发育异常出现时间晚4d.单核花粉粒在有丝分裂期呈液泡化衰败,花蕾横径12.25～18.3mm,纵径8.3～10.98 mm,此时≥K有效积温264℃.研究认为,根据花芽外部形态变化,结合气象因子数据反映花芽内部结构变化,可以判断性别分化时期.研究发现,文冠果2种花都同时具有雌雄蕊,是后期雌雄蕊发育程度不同导致性别分化,故建议从功能角度分别定义为“雌能花”和“雄能花”更准确.

对分布在辽宁大连黑石礁、付家庄、石槽、金石滩、獐子岛与海洋岛沿岸的黏管藻[Gloiosiphonia capillaris(Hudson)Carmichael]的外部形态、营养与生殖结构、生物量、成熟个体比例与成熟个体生物量/总生物量(R/T指数)的变化、温度性质以及rbcL、COⅠ基因序列进行了详细研究.结果表明:(1)黏管藻配子体为雌雄同体,直立,单生或丛生,主轴明显,固着器呈圆盘状,质地胶质,颜色为红色或紫红色.采集于獐子岛与海洋岛的藻体长度和宽度明显高于其他采集地点;(2)藻体由皮层及髓部组成,皮层由6—10层细胞组成,髓部存在假根丝细胞.成熟囊果小,突出于藻体表面,呈球形或半球形,通常2—4个囊果聚集在一起;(3)黏管藻配子体的生物量在6月达到最大,平均生物量为3.628 g/m2.3—6月成熟个体比例逐渐增大,6月达到100％;(4)黏管藻配子体生长周期为3—7月,温度性质属于温带性;(5)rbcL基因序列分析表明,6个采集地点的样本间无碱基差异,与产自加拿大的黏管藻聚在一起,形成一个独立的分支.COⅠ基因序列分析表明,6个采集地点的样本间无碱基差异,形成一个独立的分支,均确定为黏管藻.