擬南芥授粉過程中柱頭因子的時空分布.pdf

1、被子植物通過有性生殖產(chǎn)生種子，而授粉是被子植物有性生殖過程的重要環(huán)節(jié)，因此對授粉過程調(diào)控機理的研究有重要的學(xué)術(shù)價值和生產(chǎn)價值。擬南芥花粉落到柱頭表面后經(jīng)歷花粉粘附、花粉水合、花粉萌發(fā)與花粉管穿透乳突細(xì)胞細(xì)胞壁并伸長等過程。對擬南芥授粉過程的研究已取得了一些重要的研究結(jié)果：人們發(fā)現(xiàn)花粉外壁參與花粉粘附過程，花粉外被中的蛋白參與花粉水合。但是人們對授粉過程中花粉與柱頭乳突細(xì)胞相互作用的調(diào)控機制仍知之甚少。本研究對擬南芥花粉與柱頭乳突細(xì)胞相互

2、作用過程中細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)進行了觀察，并對柱頭表面調(diào)控花粉水合與萌發(fā)的柱頭因子的時空分布進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　　 （1）花粉及花粉管是代謝活躍的細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)含有大量的細(xì)胞器，花粉萌發(fā)時運輸小泡聚集到花粉管將要萌發(fā)的位置。乳突細(xì)胞中央由中央大液泡占據(jù)，細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核被擠壓到細(xì)胞內(nèi)部周圍，細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞器較少；在與花粉及花粉管接觸的位置并沒有運輸小泡出現(xiàn)，變化較大的是乳突細(xì)胞細(xì)胞壁發(fā)生膨脹分成。
　　 （2）處于花發(fā)育階段9

3、的雌蕊柱頭表面具備支持花粉水合的能力，而處于發(fā)育階段8的雌蕊柱頭則不能支持花粉水合；花粉在第9-13發(fā)育階段雌蕊柱頭表面完成水合所需要的時間是相近的，大約都需要240秒。
　　 （3）處于發(fā)育階段9的雌蕊柱頭表面能夠支持花粉萌發(fā)，但是花粉管比10-13階段柱頭表面的花粉管短；在第8發(fā)育階段雌蕊柱頭表面，即便是通過100％相對濕度使花粉越過水合障礙后花粉依舊不能萌發(fā)。
　　 （4）通過尼羅紅染色發(fā)現(xiàn)在第9階段柱頭表面觀察到

4、強烈的熒光，并觀察到小的手指狀的乳突細(xì)胞，而在第8階段的柱頭表面則未觀察到強烈的熒光，也沒有觀察到小的手指狀細(xì)胞。
　　 （5）通過提供100％相對濕度條件使花粉越過水合障礙后，花粉還能夠在第9-12階段其他花器官表面（花萼、花瓣、花藥、子房）萌發(fā)。
　　 以上研究結(jié)果表明，柱頭表面參與花粉水合與萌發(fā)的因子合成于花發(fā)育的第9階段，在此階段同時伴隨有柱頭乳突細(xì)胞的分化?；ǚ墼?-13階段柱頭表面完成水合所需要的時間相近，花