菥蓂大孢子发生和雌配子体形成的研究

Q260046902专业做论文1莱阳农学院本科生毕业论文（设计）题目：菥蓂大孢子发生和雌配子体形成的研究姓名：王士磊学院：生命科学学院专业：生物技术班级：2002级3班学号：20020149指导教师：初庆刚（研究员）完成时间：2006.6.152006年6月25日Q260046902专业做论文2目录中文摘要…………………………………………………………………………1Abstract……………………………………………………………………………11引言…………………………………………………………………………………22材料与方法………………………………………………………………………42.1材料的采集………………………………………………………………42.2研究方法…………………………………………………………42.2.1石蜡切片技术……………………………………………………………42.2.2海登汉氏铁钒苏木精染色……………………………………………62.2.3观察……………………………………………………………………………63观察结果………………………………………………………………………63.1雌蕊的一般特征………………………………………………………………63.2大孢子的发生……………………………………………………………………63.3雌配子体的形成…………………………………………………………………74分析与讨论…………………………………………………………………………84.1菥蓂的胚胎学发育特征…………………………………………………84.2菥蓂的大孢子发生……………………………………………………………84.3菥蓂的雌配子体形成…………………………………………………………9致谢…………………………………………………………………………………10参考文献……………………………………………………………………………10图版说明…………………………………………………………………………11图版…………………………………………………………………………12Q260046902专业做论文3菥蓂大孢子发生和雌配子体形成的研究生物技术王士磊指导教师初庆刚摘要：利用常规石蜡切片技术，对菥蓂的大孢子发生和雌配子体形成过程进行了观察。结果表明：菥蓂的雌蕊由2心皮组成，侧膜胎座，每室胚珠多数，弯生，双珠被，薄珠心。孢原细胞位于珠心表皮之下，直接起大孢子母细胞的功能。大孢子母细胞经减数分裂形成线形四分体，其中合点端大孢子为功能大孢子，其余三个大孢子退化。功能大孢子经单核胚囊，2核胚囊，4核胚囊，8核胚囊形成成熟胚囊。成熟胚囊为蓼型胚囊，它包括卵器，一个中央细胞和三个反足细胞。关键词：菥蓂；十字花科；大孢子；大孢子发生StudiesontheMegasporogenesisandtheFemaleGametophyteFormationofThlaspiarvenseL.StudentmajoringinbiologytechnologyWangShileiSuperviserChuQing-gangAbstract:WedidaseriesofstudiesonthemegasporogenesisandtheformationoffemalegametophyteofThlaspiarvenseL.bymeansoftraditionalparaffin-sectioning.Theresultsareasfollows:Theovaryiscomprisedoftwocarpelswhereformsparietalplacentationonwhichmanycampylotropousovulesgrow.Theovuleisbitegminousandtenuinucellate.Thearchesporialcelllocatesunderthenucellusepidermis,whichdevelopsintofuctionalmegasporocyte.Themegasporemothercellundergoingmeioticdivisionsproduceslineartetrad.Thechalazalmegasporeoflineartetradisthefunctionalmegasporeandtheotherthreeofthemicropylemegasporedegenerated.ThefunctionalmegasporedevelopsintoanembryosacofPolygonumtype,sothedevelopmentofembryosacisofthePolygonumtype.Thematureembryosaccontainsaneggapparatus,acentralcellandthreeantipodalcells.Keywords:ThlaspiarvenseL.;Cruciferae;Magaspore;MegasporogenesisQ260046902专业做论文41引言菥蓂（ThlaspiarvenseL.）为十字花科[1](Brassicaceae)菥蓂属(即遏兰菜属)植物，一年生草本，少数为灌木或乔木，常为单叶，少数为复叶。全株高20～50厘米，无毛；茎直立，单一成分枝。基生叶莲座状，倒卵形或长圆形，有短柄；茎生叶无柄，多为长圆形或长圆状披针形，心状，抱茎，全缘或有锯齿。萼片4，直立至开展，成2对，交互对生，有时内轮基部囊状；花瓣4(极少退化),十字形，黄色、白色或紫色，常有爪；雄蕊6枚，少数由于退化成4、2或1，极少多于6，四强，外轮2枚较短，内轮4枚较长，花药2室（极少1室），花丝有时具翅等附属物；生于短雄蕊基部的侧蜜腺常存在，成各种形状，有或无中蜜腺。子房上位，具2合生心皮，2室，胚珠多数，生于侧膜胎座上；中间被一膜质假隔膜所分离；花柱单一，有时不存在，柱头常头状，不裂或2裂；果实为长角果或短角果，从下向上以2裂瓣开裂，或不裂。生于草地、路旁、沟边、村庄附近。分布于东北、华北、西北、华中、华东、西南，亚洲、欧洲、非洲北部亦有分布。菥蓂的食用部位为地上部分。菥蓂始载于《神农本草经》，列为上品，之后历代本草都有记载。《救荒本草》所载的“遏兰菜”和《滇南本草》所载的“甜葶子”就是菥蓂，当时的遏兰菜主要用来充饥。《中华人民共和国药典》1977年版将菥蓂作为本品的正名，别名“苏败草”，以便于与败酱科败酱相区别。菥蓂全草含有芥子甙，芥子酶，吲哚；种子含脂肪油达34%以上，挥发油约0.84%，种子油中含饱和脂肪酸7﹪，芥子酸37﹪；叶中含有大量的Vc和胡萝卜素。全草具清热解毒，利湿消肿，和中开胃的功效，可用于治疗阑尾炎、肺脓疡、痈疖肿毒、丹毒、子宫内膜炎、肾炎、肝硬化腹水、小儿消化不良。种子含芥子苷、芥子油、卵磷脂、肌球蛋白等，用于治疗祛风除湿，和胃止痛，还可用于治疗风湿性关节炎，腰痛，急性结膜炎，胃痛，肝炎等。关于被子植物大孢子的发生[2]有以下内容：被子植物大孢子始于珠心表皮下分化的一个孢原细胞。在薄珠心类型的胚珠中，孢原细胞直接起大孢子母细胞的作用。然而，在厚珠心类型的胚珠中，孢原细胞可能进行平周分裂，产生一个周缘细胞和一个造孢细胞。造孢细胞通常直接起大孢子母细胞的功能。有的植物不止一个孢原细胞而是多个，例如柳叶菜科的一些植物，孢原可以由6个或更多的一小群细胞所组成。不过，这些细胞里只有一个能继续发育。大孢子母细胞进行减数分裂，形成四个单倍染色体数目的大孢子。第一次减数分裂和第二次减数分裂都形成横的分隔壁，因此四个大孢子成一直线排列。四个大孢子也有成T-型Q260046902专业做论文5排列的，这是由于在珠孔端的二分体细胞垂直分裂，而在合点端的二分体细胞横分裂的结果。同一种植物有时可以见到直列和T-形两种形式的四分体。四个大孢子形成以后,只一个大孢子起作用，其余三个退化。通常四分体中合点端的大孢子是有功能的。在大孢子发生过程中，出现胼胝质壁的积累和消失的有规律的变化曾被一些作者研究。据曾观察过的四十多种植物中，发现蓼型，待霄草型和葱型的种，大孢子发育过程恒定的有胼胝质的出现，而四孢子的胚囊则是缺少的。被子植物的雌配子体即胚囊的形成过程[3]包括以下内容：通常大孢子母细胞衍生的四个大孢子中只合点端的一个发育为胚囊，在功能大孢子发育为胚囊的过程中，首先发生细胞体积的增大，与此同时出现液泡，接着发生连续三次核的分裂，形成8核的结构。珠孔端和合点端各有一核移向胚囊中央，组成含二个极核的中央细胞。这样，形成8个细胞核，它们成7个细胞的结构。胚囊发育的类型包括：单孢子胚囊、双孢子胚囊和四孢子胚囊。前面所述的蓼型胚囊的发育方式，是被子植物中最常见的一种。另外，双孢子胚囊类型包括葱型和英地百合型，而四孢子胚囊类型则包括贝母型、椒草型等。胚胎学的研究内容主要有两个方面，一个方面是进行描述性研究，即从显微水平上对具体事物的受精过程、胚胎发生过程等进行观察和描述；另一个方面是进行比较性研究，将不同分类等级(纲、目、科、属、种)的胚胎学特征进行比较，以阐明植物系统发育的地位。对十字花科植物胚胎学方面的研究主要集中在以下几个方面：游离小孢子培养再生植株研究(郭金英，申书兴，陈雪平，张成合，郭英华)[4]；花椰菜雄性不育系小孢子发育过程及其POD活性（赵前程，王彦华，方文慧，张宝珍，张成合）[5]；荠菜胚胎发育过程中淀粉粒的动态（王伏雄）[6]；大白菜的胚胎发育（马丰山，郑亦金）[7]。有关于十字花科胚和胚乳发育的研究有：二倍体和四倍体小白菜的胚胎学研究（胡金良，徐汉卿，刘慧吉，王华）[8]，壶瓶碎米荠胚和胚乳的发育的研究（代剑平，陈良碧）[9]。由于芸苔属(Brassica)植物与人类的特殊关系，这些方面尤以对芸苔属植物的研究为多。对荠菜(Capsellabursa-pastoris)精子和胚囊成员细胞之超微结构及其特征的研究，以及成为双子叶植物胚的发育经典例证的荠菜胚的发育研究，都是比较系统透彻的。随着拟南芥分子生物学遗传模式的建立，对拟南芥雌、雄配子体的结构和发育尤其是突变体发育的研究资料大量涌现。CoryA.Christensen等把雌配子发生过程分成8个阶段并将其与胚珠发育阶段、早期Q260046902专业做论文6花发育阶段对应起来，使得对拟南芥的生殖发育研究更为系统[10]。其中，相似的研究有河南大学董美芳关于十字花科拟南芥属植物小盐芥大、小孢子发生与雌雄配子体形成的研究，其研究结果表明：小盐芥雌蕊由2心皮组成，侧膜胎座，每室胚珠多数，弯生，双珠被，薄珠心。孢原细胞位于珠心表皮之下，直接起大孢子母细胞的功能。大孢子四分体线形排列，合点端大孢子为功能大孢子。胚囊发育类型为单孢子蓼型。以上简略总结了十字花科的胚胎学特征，从此可以看出，对该科的研究主要集中在少数几个属，但对其他属的胚胎学研究尤其是受精作用以前的研究却很少见报道。过去关于菥蓂的研究多集中在食用菥蓂的生物学特性和应用、菥蓂的品种鉴别和应用等方面，而关于十字花科植物胚胎学的研究也多限于芸苔属植物等少数几个属，关于菥蓂的大孢子发生和雌配子体形成的研究尚未见报道。大、小孢子的发生是植物生殖生长过程中最重要的生长发育阶段和生命延续的前提条件，同时，大孢子的发生过程远比小孢子复杂的多，在研究上也占有重要的地位。为此，本文以菥蓂属植物菥蓂（ThlaspiarvenseL.）为材料，系统的研究了菥蓂有性生殖过程中大孢子的发生和雌配子体的形成过程，旨在一方面为菥蓂属植物的开发利用提供基础理论依据，另一方面也为菥蓂属植物生殖生物学和保护生物学提供胚胎学依据。2材料与方法2.1材料的采集菥蓂（ThlaspiarvenseL.）植物不同发育阶段的花和花蕾于2006年4-5月,采自莱阳农学院青岛校区行政楼前草坪,材料采集后用F.A.A固定液固定并保存。2.2研究方法2.2.1石蜡切片技术[11]石蜡切片法（paraffin－sectioning）是最常用的一种制片法。其