大車(chē)前合子及原胚發(fā)育的超微結(jié)構(gòu)研究

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1、園藝學(xué)報(bào)，（）：– 2014411224552464 http: // www. ahs. ac. cn Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@ 收稿日期：2014–08–20；修回日期：2014–12–05 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（30770134）；植物生物學(xué)黑龍江省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（哈爾濱師范大學(xué)）開(kāi)放基金項(xiàng)目

2、 大車(chē)前合子及原胚發(fā)育的超微結(jié)構(gòu)研究 孔艷輝1，申家恒1,*，李 偉1，王艷杰2，樊慶穎1，房 宇1 （1哈爾濱師范大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，植物生物學(xué)黑龍江省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150025；2魯東大學(xué)生命科 學(xué)學(xué)院，山東煙臺(tái) 264025） 摘 要：利用透射電鏡技術(shù)研究了大車(chē)前（ Plantago major L.）合子及其原胚發(fā)育特點(diǎn)。結(jié)果如下： 大車(chē)前胚胎發(fā)育類(lèi)型為柳葉菜類(lèi)型。合子發(fā)育過(guò)程中，合點(diǎn)端的細(xì)胞壁逐漸形成，合子體積增大，極性 增強(qiáng)，質(zhì)體內(nèi)貯藏淀粉。合子分裂通常發(fā)生在初生胚乳核分裂之后，第1次橫分裂形成基細(xì)胞和頂細(xì)胞。 基細(xì)胞經(jīng)多次分裂形成單列

3、細(xì)胞構(gòu)成發(fā)達(dá)的胚柄；頂細(xì)胞多次分裂形成胚體，胚體細(xì)胞核大，核仁明顯， 細(xì)胞器的種類(lèi)與數(shù)量多，呈現(xiàn)旺盛分生能力，具有很高的代謝活性。原胚發(fā)育過(guò)程中，小球胚初期，胚 胎發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要來(lái)自合子儲(chǔ)存的以及胚柄吸收并轉(zhuǎn)運(yùn)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；小球胚至中球胚期，胚柄組織 迅速發(fā)育，依賴(lài)發(fā)達(dá)的胚柄自珠被組織吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并轉(zhuǎn)運(yùn)至胚體；大球胚后期，胚柄開(kāi)始解體，胚體 外圍細(xì)胞吸收胚乳的降解物作為胚胎發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 關(guān)鍵詞：大車(chē)前；合子；原胚；胚柄；超微結(jié)構(gòu) 中圖分類(lèi)號(hào)：S 567.23 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：0513-353X（2014）12-2455-10

4、 Ultrastructural Studies on the Development of Zygote and Proembryo in Plantago major KONG Yan-hui1，SHEN Jia-heng1,*，LI Wei1，WANG Yan-jie2，F(xiàn)AN Qing-ying1，and FANG Yu1 （1 College of Life Sciences and Technology ， Harbin Normal University / Key Laboratory of Plant Biology ， College o

5、f Heilongjiang Province ， Harbin 150025， China ；2 College of Life Sciences ， Ludong University ， Yantai ， Shandong 264025， China ） Abstract：An experiment was conducted by using TEM to study the ultrastructural changes in zygote and proembryo of Plantago major L. The resu

6、lts were as follows：Embryonic development of Plantago major L. was epilobium type. With the development of zygote，cell wall gradually formed，the volume increased，the polarity inhanced，and starch began to store in plastids. The zygote divided into basal cells and apical cells in first cross

7、 division after the primary endosperm nucleus division. Basal cell formed a single line cells after several times division，which developed into suspensor. Apical cell formed embryoid body after several times cell division. There were very large cell nucleus with obvious nucleolus and many vari

8、ety types of organelles in embryoid body cells. These organelles of embryoid body cells had strong meristematic ability and high metabolic ability. In the early stage of small ball embryo，nutrients were from the storage of zygote，absorption and transport by suspensor. In the early stage to middl

9、e stage of small ball embryo，the suspensor tissue developed rapidly by absorping nutrients from integument and * 通信作者 Author for correspondence（E-mail：hsdshenjiaheng@） 2456 園 藝 學(xué) 報(bào) 41卷 tran

10、sporting them to embryoid body. In the late period of big ball embryo，suspensor disintegrated and embryonic body peripheral cells absorbed the degradation products of endosperm cells as the nutrients for embryonic development. Key words： Plantago major ；zygote；proembryo；suspensor；ultrastruct

11、ure 大車(chē)前（ Plantago major L . ）為車(chē)前科車(chē)前屬植物。大車(chē)前與車(chē)前、平車(chē)前合稱(chēng)為車(chē)前子，為傳 統(tǒng)中藥。有關(guān)大車(chē)前的研究工作多在化學(xué)成分、藥理、藥性及臨床應(yīng)用等方面（Oshio & Inouye，1982； Toda et al.，1985；Ravn et al.，1990；Miyase et al.，1991；Tomoda et al.，1991；Nishibe et al.，1995； Samuelsen et al.，1995），而其植物胚胎學(xué)方面的研究很少。Johri等（1992）在《被子植物比較胚 胎學(xué)》一書(shū)中對(duì)車(chē)前科車(chē)前屬胚胎學(xué)特征

12、做過(guò)簡(jiǎn)略的介紹。超微結(jié)構(gòu)研究方面，只見(jiàn)過(guò)胚貯藏的蛋 白體、卵器和成熟胚囊超微結(jié)構(gòu)研究的報(bào)道（Vannereau，1978，1980；Shoar-Ghafari & Vintejoux， 2003）。本研究室在光鏡水平上對(duì)大車(chē)前的胚及胚乳發(fā)育進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究（申家恒 等，2010）。 本研究重點(diǎn)為合子以及原胚發(fā)育的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為進(jìn)一步闡明大車(chē)前的生殖結(jié)構(gòu)特征，確立車(chē)前 科的分類(lèi)學(xué)地位提供依據(jù)。 1 材料與方法 大車(chē)前種植于哈爾濱師范大學(xué)植物園內(nèi)。2007—2009年，每年6月中旬至7月中旬每天上午8：00 和下午4：00取材，取花期及花后子房剝離胚珠進(jìn)行固定。室溫下

13、用3%戊二醛（0.2 mol L-1二甲 胂酸鈉緩沖液配制）固定2 ~ 3 h，緩沖液沖洗后，再用1%的鋨酸（0.1 mol L -1的二鉀胂酸鈉緩沖 液配制）固定4 h。緩沖液沖洗后，乙醇系列脫水。Spurr環(huán)氧樹(shù)脂滲透和包埋。Leica Ultracut R型 超薄切片機(jī)切片，切片厚度70 nm，醋酸雙氧鈾及檸檬酸鉛染色。JEM-1230型透射電鏡觀(guān)察照相。 2 結(jié)果與分析 大車(chē)前胚胎發(fā)育類(lèi)型為柳葉菜型，合子分裂形成頂細(xì)胞與基細(xì)胞，頂細(xì)胞分裂發(fā)育成胚體，基 細(xì)胞只進(jìn)行橫分裂發(fā)育成胚柄，基細(xì)胞的衍生細(xì)胞不參與胚體的構(gòu)成。 2.1 合子的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

14、 卵細(xì)胞受精后形成合子，合子發(fā)育最顯著特征是細(xì)胞壁的構(gòu)建、體積變化以及極性的加強(qiáng)。 發(fā)育早期的合子（圖1，1、2）具有極性，細(xì)胞核位于合點(diǎn)端，核內(nèi)有異染色質(zhì)；中部液泡較 大，合點(diǎn)端液泡較小，合點(diǎn)端的細(xì)胞壁尚未形成，與中央細(xì)胞之間的質(zhì)膜間隙大小不一，有的形成 較大空隙，有的兩質(zhì)膜緊密貼合；細(xì)胞質(zhì)主要集中核周區(qū)，大量線(xiàn)粒體內(nèi)嵴明顯；質(zhì)體形態(tài)多樣， 不含淀粉粒；粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈短管狀；液泡為自體吞噬泡，內(nèi)含有電子致密物質(zhì)；沒(méi)有發(fā)現(xiàn)高爾基體。 合子發(fā)育中期體積縮小，細(xì)胞核位于近合點(diǎn)端，核仁增大有液泡，核內(nèi)分布異染色質(zhì)，小液泡 較少，其內(nèi)含電子濃密物質(zhì)（圖1，3），細(xì)胞質(zhì)濃密，分散著大量

15、線(xiàn)粒體、質(zhì)體與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。珠 孔端的細(xì)胞壁明顯，合點(diǎn)端的質(zhì)膜附近有高爾基體分布，活躍的分泌小泡，參與細(xì)胞壁的建成（圖 1，4），最初形成的合點(diǎn)端細(xì)胞壁呈蜂窩狀，隨后蜂窩狀的細(xì)胞壁逐漸連接形成完整的細(xì)胞壁，將合 子包圍（圖1，3、5）。隨后，合子體積伸長(zhǎng)，細(xì)胞質(zhì)里出現(xiàn)較多的小液泡（圖1，5）。細(xì)胞核位于 近合點(diǎn)端，細(xì)胞核大，核仁明顯、存在核液泡；細(xì)胞器繞核分布，質(zhì)體形態(tài)多樣，富含淀粉粒；線(xiàn) 粒體多為圓球形，內(nèi)嵴明顯；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體數(shù)量增多（圖1，6、7）。合子極性加強(qiáng)（圖1，5）。 12期 孔艷輝等：大車(chē)前合子及原胚發(fā)育的超微結(jié)構(gòu)研究

16、 2457 、、、 圖1 大車(chē)前合子的發(fā)育過(guò)程與早期二細(xì)胞原胚 1：發(fā)育早期的合子；2：圖1，1局部放大，示合子的合點(diǎn)端尚未建成細(xì)胞壁（箭頭）；3：發(fā)育中期的合子；4：圖1，3放大，示合子的 合點(diǎn)端；5：發(fā)育后期的合子；6、7：圖1，5放大，示核周?chē)|(zhì)；8：分裂前期的合子；9：圖1，8放大，示合點(diǎn)端胞質(zhì)；10：二細(xì)胞原 胚的早期；1

17、1：箭頭示頂細(xì)胞與基細(xì)胞間的細(xì)胞壁上胞間連絲；12：質(zhì)膜內(nèi)陷。AC：頂細(xì)胞；BC：基細(xì)胞；cw：細(xì)胞壁；End：胚乳； g：高爾基體；m：線(xiàn)粒體；n：細(xì)胞核；o：嗜鋨顆粒；p：質(zhì)體；pl：胞間連絲；rer：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；v：液泡；Z：合子。 Fig. 1 Big front zygotic development process and early two cell primordial 1：Zygote at early stage；2：Higher magnification of Fig. 1，1 showing the chalazal end without cell w

18、all（arrow）；3：Zygote at middle stage； 4：Higher magnification of Fig. 1，3 showing chalazal end of zygote；5：Zygote development later；6，7：Higher magnification of Fig. 1，5 showing cytoplasm around nuclear；8：Zygote before division；9：Higher magnification of Fig. 1，8 showing cytoplasm at chalazal end；10：

19、Two-celled proembryo at early stage；11：Plasmodesmata on the cell wall between apical cell and basal cell（arrow）；12：Invaginated plasmalemma； AC：Apical cell；BC：Basal cell；cw：Cell wall；End：Endosperm；g：Golgi body；m：Mitochondrium；n：Nucleus； o：Osmium particles；p：Plastid；pl：Plasmodesmata；rer：Rough en

20、doplasmic reticulum；v：Vacuole；Z：Zygote. 2458 園 藝 學(xué) 報(bào) 41卷 合子分裂前期，合子縱向延伸，體積達(dá)到最大。小液泡融合成大液泡位于珠孔端，細(xì)胞核位于 合點(diǎn)端（圖1，8）。細(xì)胞壁完整，珠孔端的壁略厚于合點(diǎn)端。細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞器的含量明顯增多，分 布于細(xì)胞核及液泡的周?chē)?，最顯著的是質(zhì)體，不但數(shù)量多，而且含淀粉粒（圖1，9）。表明合子分 裂前期其代謝活動(dòng)活躍。 2.2 原胚發(fā)

21、育的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2.2.1 二細(xì)胞原胚的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 胚的發(fā)育是從合子分裂開(kāi)始，歷經(jīng)原胚期、心形胚、魚(yú)雷胚與子葉胚，最后達(dá)到種子成熟。本 研究主要集中于原胚階段超微結(jié)構(gòu)特征，人為劃分4個(gè)階段，即二細(xì)胞原胚時(shí)期、小球胚時(shí)期、中 球胚時(shí)期和大球胚時(shí)期。 合子的極性決定了合子分裂方向以及胞質(zhì)分割不均等。合子的橫分裂使基細(xì)胞體積明顯大于頂 細(xì)胞，胞質(zhì)集中在頂細(xì)胞內(nèi)，頂細(xì)胞比基細(xì)胞的電子密度高（圖1，10）。頂細(xì)胞與基細(xì)胞間的細(xì)胞 壁上存在胞間連絲（圖1，11），細(xì)胞之間存在大量的質(zhì)膜內(nèi)陷（圖1，12）。二細(xì)胞之間的差異預(yù)示 頂細(xì)胞將發(fā)育為胚體，而基細(xì)胞將發(fā)育為

22、胚柄。 頂細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的核糖體數(shù)量增加，導(dǎo)致其電子密度提高（圖1，10），細(xì)胞核、核仁大且明顯， 核仁內(nèi)有一大的核液泡，核膜不規(guī)則且不清晰。線(xiàn)粒體數(shù)量多，內(nèi)嵴顯著；質(zhì)體數(shù)量較少；核膜周 圍分布一些管狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及一些小液泡，液泡膜不清晰，液泡內(nèi)含有電子密度高的物質(zhì)（圖2，1）。 基細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中核糖體數(shù)量較少，導(dǎo)致其電子密度降低，細(xì)胞核與核仁大，核膜規(guī)則，核仁內(nèi) 含有液泡，核內(nèi)存在異染色質(zhì)。線(xiàn)粒體內(nèi)嵴明顯，部分線(xiàn)粒體外膜不清晰；管狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分布于細(xì)胞 質(zhì)里；高爾基體大量分布，旺盛分泌小泡（圖2，2、3）；基細(xì)胞珠孔端存在許多小液泡（圖2，2）。 頂細(xì)胞與基

23、細(xì)胞間的細(xì)胞壁上存在胞間連絲（圖1，11），并存在大量的質(zhì)膜內(nèi)陷，其內(nèi)有分泌 小泡的存在（圖1，12）。二細(xì)胞原胚與周?chē)呐呷榧?xì)胞交界處分布著染色深的黑色嗜鋨顆粒（圖1， 10；圖2，4）。二細(xì)胞原胚發(fā)育后期，基細(xì)胞和頂細(xì)胞的液泡進(jìn)一步融合、擴(kuò)大，致使原胚體積縱 向延伸（圖2，4）。 2.2.2 小球胚胚體及胚柄的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 胚體從8細(xì)胞向16細(xì)胞胚體發(fā)育，胚柄為單列4個(gè)細(xì)胞。胚體細(xì)胞的分裂速度快于胚柄（圖2， 5）。由于胚體細(xì)胞分裂速度快，胚體細(xì)胞體積變化不明顯（圖2，6），胚體細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)電子密度高， 細(xì)胞核大，染色質(zhì)較深，核膜規(guī)則且清晰，核內(nèi)含大且不規(guī)則的核仁，核仁內(nèi)

24、有多個(gè)小核液泡（圖 2，5、6）。線(xiàn)粒體、質(zhì)體沿核周?chē)植迹€(xiàn)粒體呈圓球形或棒形，內(nèi)嵴明顯；質(zhì)體形態(tài)多樣，其內(nèi) 不含淀粉粒。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、分泌小液泡分布于沿壁的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)（圖2，7 ~ 9）。各細(xì)胞間的質(zhì) 膜內(nèi)陷內(nèi)含分泌小泡（圖2，8）。 小球胚的胚柄細(xì)胞數(shù)大約4 ~ 8個(gè)（圖2，5）。胚柄細(xì)胞數(shù)的增加將胚體推入胚乳本體之中（圖 2，5）。胚柄細(xì)胞核較大，核膜清晰，核內(nèi)存在1或2個(gè)核仁且具核液泡（圖2，5）。核周?chē)植即? 量的線(xiàn)粒體和質(zhì)體，質(zhì)體不含淀粉粒。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈管狀散亂分布，數(shù)量少。少量的高爾基體在細(xì)胞相 接的細(xì)胞壁附近出現(xiàn)（圖3，4、8）。此時(shí)為小球胚的形成期，其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

25、主要來(lái)自合子貯存以及胚 柄吸收并轉(zhuǎn)運(yùn)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 2.2.3 中球胚胚體及胚柄的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 小球體進(jìn)一步發(fā)育形成中球胚（圖2，10；圖3，1）。胚體細(xì)胞分裂速度加快，細(xì)胞數(shù)量迅速 增加、小液泡匯聚，融合成稍大的液泡，細(xì)胞核較小，核仁清晰，有小核仁，異染色質(zhì)和核液泡存 在（圖2，10）。細(xì)胞器的種類(lèi)與數(shù)量沒(méi)有太大變化，質(zhì)體大量分布，形態(tài)多樣，內(nèi)含淀粉粒；線(xiàn)粒 體廣泛分布，內(nèi)嵴明顯；高爾基體大量存在，旺盛分泌小泡，主要分布于細(xì)胞壁附近（圖3，7）。 12期 孔艷輝等：大車(chē)前合子及原胚發(fā)育的超微結(jié)構(gòu)研究

26、 2459 圖2 二細(xì)胞原胚及小球胚 1 ~ 3：圖1，10的放大（1示頂細(xì)胞的胞質(zhì)，2、3示基細(xì)胞的胞質(zhì)）；4：二細(xì)胞原胚的成熟階段；5：胚體從8細(xì)胞向16細(xì)胞發(fā)育； 6：小球胚胚體；7 ~ 9：圖2，5的放大，示小球胚細(xì)胞的胞質(zhì)，箭頭示質(zhì)膜內(nèi)陷；10：中球胚胚體。AC：頂細(xì)胞；BC：基細(xì)胞； End：胚乳；g：高爾基體；m：線(xiàn)粒體；n：細(xì)胞核；o：嗜鋨顆粒；p：質(zhì)體；rer：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；v：液泡。 Fig. 2 Two cell proembryo and small ball embryonic 1–3：Higher mag

27、nification of Fig. 1，10（1 shows cytoplasm in apical cell，2 and 3 show cytoplasm in the basal cell）；4：Mature two cell proembryo； 5：Embryonic body from 8 to 16 cells；6：Small ball embryonic germ body；7–9：Higher magnification of Fig. 2，5 showing cytoplasm in small ball embryo and the invaginated plas

28、malemma（arrow）；10：Middle ball embryonic germ body. AC：Apical cell； BC：Basal cell；End：Endosperm；g：Golgi body；m：Mitochondrium；n：Nucleus；o：Osmium particles； p：Plastid；rer：Rough endoplasmic reticulum；v：Vacuole. 2460 園 藝 學(xué) 報(bào)

29、 41卷 細(xì)胞間有質(zhì)膜內(nèi)陷，并有分泌泡存在。胚體周?chē)梢?jiàn)退化的胚乳細(xì)胞（圖3，1）。胚體周?chē)嬖谑? 鋨顆粒（圖3，7）。 胚柄細(xì)胞達(dá)到8 ~ 16個(gè)（圖3，1、2）。細(xì)胞數(shù)不再增加，胚柄最為發(fā)達(dá)。合點(diǎn)端的胚柄細(xì)胞的 細(xì)胞質(zhì)濃厚，細(xì)胞器的種類(lèi)與數(shù)量與小球胚期并無(wú)太大變化。胚柄珠孔端的細(xì)胞最大，大液泡占據(jù) 大部分體積，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核被擠向合點(diǎn)端，細(xì)胞壁厚，質(zhì)膜內(nèi)陷，分泌泡多。細(xì)胞質(zhì)里存在顆粒 較大的嗜鋨顆粒（圖3，1、2；圖2，10），可能與胚柄通過(guò)頂端細(xì)胞從珠被組織中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有 關(guān)。胚柄細(xì)胞之間的壁上也存在質(zhì)膜內(nèi)陷，有分泌小泡，并有少量胞間連絲存在（圖3，5；

30、圖4，2）， 胚柄細(xì)胞質(zhì)里有豐富的細(xì)胞器（圖3，6）。胚體所需營(yíng)養(yǎng)主要依賴(lài)胚柄自珠被組織吸收并轉(zhuǎn)運(yùn)至胚 體，供胚體發(fā)育。 圖3 中球胚胚體及各時(shí)期球胚的胚柄 1：中球胚胚體；2：中球胚的胚柄，箭頭示胚柄細(xì)胞內(nèi)存在嗜鋨顆粒；3：中球胚胚柄內(nèi)的胞質(zhì)，箭頭示質(zhì)膜內(nèi)陷；4：大球胚胚柄細(xì)胞 的胞質(zhì)，箭頭示質(zhì)膜突起；5：箭頭示中球胚胚柄細(xì)胞間的胞間連絲及質(zhì)膜突起中的分泌小泡；6：中球胚胚柄細(xì)胞內(nèi)的胞質(zhì)； 7：中球胚胚體細(xì)胞的胞質(zhì)；8：小球胚胚柄內(nèi)的胞質(zhì)；9：大球胚胚柄細(xì)胞內(nèi)的胞質(zhì)，箭頭示細(xì)胞壁與質(zhì)膜間的濃密物質(zhì)。 End：胚乳；g：高爾基體；m：線(xiàn)粒體；n：細(xì)胞核；p

31、：質(zhì)體；rer：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；v：液泡。 Fig. 3 Middle ball embryonic germ body and suspensor of ball embryo at different stage 1：Middle ball embryo；2：Suspensor cell of middle ball embryo，arrows shown osmium granule；3：Cytoplasm in suspensor of middle ball embryo， arrow shown plasma membrane protuberance；4：Cytoplas

32、m in big ball embryo suspensor，arrow shown for cell interstitial membrane protuberance； 5：Cells plasmodesmata between suspensor of middle ball embryo and secretory vesicles in plasma membrane protuberance（indicated by an arrow）； 6：Cytoplasm in middle ball embryo suspensor cell；7：Cytoplasm of middl

33、e ball embryonic germ cells；8：Cytoplasm in small ball embryonic germ cells；9：Big ball embryo suspensor cell cytoplasm，arrows shown the thick material between cell wall and plasma membrane. End：Endosperm； g：Golgi body；m：Mitochondrium；n：Nucleus；p：Plastid；rer：Rough endoplasmic reticulum；v：Vacuole.

34、 2.2.4 大球胚胚體及胚柄的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 胚體細(xì)胞繼續(xù)分裂，不斷增加胚體細(xì)胞數(shù)量。胚體細(xì)胞核仁明顯，含有核液泡并有異染色質(zhì)（圖 4，1、7、8）。細(xì)胞質(zhì)中含有大量線(xiàn)粒體、不含淀粉粒的質(zhì)體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、大量杯狀高爾基體和分泌小 12期 孔艷輝等：大車(chē)前合子及原胚發(fā)育的超微結(jié)構(gòu)研究 2461

35、 圖4 中球胚整體、大球胚胚體及其細(xì)胞內(nèi)胞質(zhì) 1：大球胚胚體細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器；2：中球胚胚柄細(xì)胞的細(xì)胞器，箭頭示細(xì)胞間質(zhì)膜內(nèi)陷；3 ~ 6：大球胚胚體細(xì)胞的胞質(zhì)， 箭頭示細(xì)胞間質(zhì)膜內(nèi)陷及其內(nèi)陷中的分泌小泡；7 ~ 9：大球胚胚體及其周?chē)呷榧?xì)胞解體后的碎片。End：胚乳； g：高爾基體；m：線(xiàn)粒體；n：細(xì)胞核；nu：核仁；p：質(zhì)體；rer：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；s：淀粉粒；v：液泡。 Fig. 4 The middle and big ball embryonic germ body and cytoplasm in these cells 1：Organelle

36、s in the big ball embryonic germ cells；2：Organelles in the middle ball embryo suspensor，arrow shown plasmalemma invaginated； 3–6：Abundant cytoplasm in the big ball embryonic germ cells，arrow shown for plasmalemma invaginated and the secretory vesicles； 7–9：Big ball embryonic germ body and the su

37、rrounding endosperm cell which break up into pieces. End：Endosperm； g：Golgi body；m：Mitochondrium；n：Nucleus；nu：nucleolus；p：Plastid； rer：Rough endoplasmic reticulum；s：Starch grain；v：Vacuole. 2462 園 藝 學(xué) 報(bào) 41卷 泡（圖

38、4，3 ~ 6）。胚體外層細(xì)胞均存在質(zhì)膜內(nèi)陷（圖4，4、5）。胚體周?chē)呐呷榧?xì)胞解體，細(xì)胞 降解后的物質(zhì)凝成電子致密、大小不等的嗜鋨顆粒貼壁分布（圖4，7、8），大球胚后期，胚乳細(xì)胞 進(jìn)一步解體，胚體周?chē)霈F(xiàn)含水解物的腔（圖4，7）。 胚柄珠孔端細(xì)胞先行退化，而后合點(diǎn)端細(xì)胞開(kāi)始退化（圖4，8、9）。細(xì)胞器的退化依然按質(zhì)體 先解體，其后依次為線(xiàn)粒體、高爾基體和液泡（圖3，4、9）。胚柄細(xì)胞間有質(zhì)膜內(nèi)陷（圖3，4）， 細(xì)胞壁與質(zhì)膜之間以及胚柄細(xì)胞間存在一層濃密均勻的物質(zhì)（圖3，9）。隨著大球胚出現(xiàn)器官分化， 胚柄徹底退化，喪失其功能，只能看到胚柄痕跡。 3 討論

39、3.1 合子超微結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 合子為卵細(xì)胞與精子融合的產(chǎn)物，是新一代孢子體的第一個(gè)細(xì)胞。概括許多作者有關(guān)合子超微 結(jié)構(gòu)特征的觀(guān)察結(jié)果，合子有3個(gè)主要特點(diǎn)，其一為體積的變化，其二是合點(diǎn)端細(xì)胞壁的修復(fù)，其 三是極性的加強(qiáng)。這些變化均為合子分裂以及子細(xì)胞的分化奠定基礎(chǔ)。 大車(chē)前合子的超微結(jié)構(gòu)的特征基本符合上述特點(diǎn)。但是需要指出在不同植物里均存在或長(zhǎng)或短 的“合子靜止期”（Hu，2005）。超微結(jié)構(gòu)研究表明在此時(shí)期合子經(jīng)歷細(xì)胞質(zhì)重組過(guò)程，大車(chē)前合子 形成初期合子核位于合點(diǎn)端，分布于細(xì)胞核周?chē)募?xì)胞器中線(xiàn)粒體、質(zhì)體數(shù)量較多，質(zhì)體內(nèi)不含淀 粉粒；而合子后期，圍繞在核周?chē)母鞣N細(xì)胞器的數(shù)量

40、增加，而且質(zhì)體內(nèi)有明顯的淀粉粒積累。合 子極性的加強(qiáng)，預(yù)示將決定其分裂方向，質(zhì)體內(nèi)淀粉粒的積累將為分裂活動(dòng)提供能量物質(zhì)。 3.2 原胚發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源 原胚發(fā)育的不同階段，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源有所不同。推測(cè)大車(chē)前原胚發(fā)育營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源如下。 卵細(xì)胞受精致使圍繞卵核周?chē)馁|(zhì)體內(nèi)的淀粉被消耗；合子前期，核周?chē)馁|(zhì)體內(nèi)無(wú)淀粉粒， 經(jīng)歷合子靜止期自孢子體吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合子后期質(zhì)體內(nèi)重新積累淀粉粒。這在以前的研究中沒(méi)有 引起重視。以往的研究認(rèn)為，合子及原胚早期發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)主要依賴(lài)卵細(xì)胞本身貯藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（胡 適宜，1964；You & Jensen，1985；張松林和金芝蘭，1994

41、）。本研究結(jié)果表明二細(xì)胞原胚以及四細(xì) 胞原胚之前的胚細(xì)胞內(nèi)均可見(jiàn)質(zhì)體中存在淀粉粒。因此，可以推測(cè)，原胚發(fā)育初期所需營(yíng)養(yǎng)主要依 賴(lài)合子貯藏的淀粉而不是卵細(xì)胞貯藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。這種情況與刺五加（劉林德 等，1998）類(lèi)似。 球胚期，胚柄最為發(fā)達(dá)，不但將胚體推向胚乳本體之中，同時(shí)與孢子體相連，吸收并傳輸來(lái)自 珠被組織的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，供胚體細(xì)胞迅速增殖。 球胚后期，胚柄開(kāi)始退化，胚體周?chē)呐呷榧?xì)胞被消化水解，并浸在胚乳水解液的空腔里，推 測(cè)胚體表層細(xì)胞吸收胚乳水解的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供胚體進(jìn)一步發(fā)育。 3.3 質(zhì)膜內(nèi)陷及其可能的功能 在大車(chē)前胚胎發(fā)育過(guò)程中，質(zhì)膜內(nèi)陷大量存在。在胚柄細(xì)

42、胞間、胚體細(xì)胞間以及胚柄、胚體與 胚乳細(xì)胞相連的細(xì)胞之間很少出現(xiàn)胞間連絲，但均存在質(zhì)膜內(nèi)陷。質(zhì)膜內(nèi)陷的細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在 較豐富的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體及其分泌小泡，質(zhì)膜外方的質(zhì)膜內(nèi)陷處存在許多小泡物，質(zhì)膜與細(xì)胞壁 之間也存在大量的小囊泡結(jié)構(gòu)。質(zhì)膜內(nèi)陷的形成與高爾基體產(chǎn)生的分泌小泡外排可能直接相關(guān)，推 測(cè)通過(guò)此過(guò)程將細(xì)胞器合成的糖類(lèi)、酶類(lèi)外輸，參與細(xì)胞壁的構(gòu)建以及細(xì)胞間的物質(zhì)交換；質(zhì)膜內(nèi) 陷的存在，擴(kuò)大了質(zhì)膜的表面積，從而增加分泌與吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的效率。由此認(rèn)為，質(zhì)膜內(nèi)陷可以 作為細(xì)胞代謝活躍的形態(tài)學(xué)標(biāo)志之一。 12期 孔艷輝等：大車(chē)前合子及

43、原胚發(fā)育的超微結(jié)構(gòu)研究 2463 3.4 嗜鋨顆?！獱I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男问? 郭潔等（1989）在甜葉菊的絨氈層細(xì)胞內(nèi)，胡適宜等（1992）在春蘭花藥的藥壁表皮細(xì)胞內(nèi)， 姚雅琴和楊天章（1996）在小麥花藥的藥室內(nèi)壁細(xì)胞、藥室表皮細(xì)胞、絨氈層附近、烏氏體和花粉 粒周?chē)捕及l(fā)現(xiàn)嗜鋨顆粒的存在。對(duì)大車(chē)前胚乳細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)觀(guān)察顯示，胚乳細(xì)胞與胚乳本體發(fā) 育的不同階段均存在嗜鋨顆粒。本研究中對(duì)原胚發(fā)育時(shí)期的觀(guān)察表明，在二細(xì)胞原胚與周?chē)呐呷? 細(xì)胞交界處，小球胚時(shí)期胚柄珠孔端細(xì)胞內(nèi)、胚柄細(xì)胞間以及小球胚胚體周?chē)?jiàn)到嗜鋨顆粒的存 在。嗜鋨顆粒

44、是脂類(lèi)物質(zhì)，其具體成分不清楚。在大車(chē)前的發(fā)育過(guò)程中，嗜鋨顆粒出現(xiàn)的時(shí)期及其 位點(diǎn)均與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)，因此同意姚雅琴和楊天章（1996）的觀(guān)點(diǎn)，即嗜鋨顆粒可能 作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程中被固定下來(lái)的結(jié)果，也不排除具有代表營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸途徑的可能性。 References Guo Jie，Chen Mu-chuan，Wang De-yao. 1989. The Ultrastructure and function unction of the anther wall in Stevia rebaudiana Bertioni. Acta Biologi

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58、 “中國(guó)園藝學(xué)會(huì)2015年學(xué)術(shù)年會(huì)”征文通知 “中國(guó)園藝學(xué)會(huì)2015年學(xué)術(shù)年會(huì)”即日起征集：①研究論文摘要，②有關(guān)園藝學(xué)進(jìn)展的綜述。經(jīng)審查合格的摘 要將收入《園藝學(xué)報(bào)》2015年增刊，綜述將收入2015年正刊（刊期待定），均于會(huì)前出版。 征文內(nèi)容：有關(guān)果樹(shù)、蔬菜、西瓜甜瓜、觀(guān)賞園藝植物及其它園藝植物的種質(zhì)資源、遺傳育種、生物技術(shù)、栽 培技術(shù)與生理、采后技術(shù)與生理等方面未曾發(fā)表過(guò)的研究論文摘要和文獻(xiàn)綜述。 投稿要求：摘要稿件需將電子文件發(fā)送至本刊電子郵箱（ivfyyxb@），綜述稿件需登錄本刊網(wǎng)站（http： // www.

59、 ahs. ac. cn）在線(xiàn)投稿，同時(shí)均需將紙質(zhì)稿件一式兩份寄送到：北京中關(guān)村南大街12號(hào)《園藝學(xué)報(bào)》編輯部 （郵編100081），并請(qǐng)交納審理費(fèi)320元（郵局匯款地址：北京中關(guān)村南大街12號(hào)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所， 郵編100081，收款人《園藝學(xué)報(bào)》編輯部）。對(duì)于錄用的稿件，將及時(shí)通知參會(huì)作者，未錄用的稿件恕不退回。聯(lián) 系電話(huà)：010-62192388。 綜述寫(xiě)作要求與《園藝學(xué)報(bào)》正刊相同。 摘要寫(xiě)作要求： 每篇限A4紙1頁(yè)（單倍行距，標(biāo)準(zhǔn)字間距），不寫(xiě)英文和參考文獻(xiàn)，不用圖表。 題目（黑體，2號(hào)字） 作者姓名（仿宋，4號(hào)字） （作者單位，城市名 郵編）（宋體，小5號(hào)字） 內(nèi)容包括目的與意義，材料與方法，研究結(jié)果（宋體，5號(hào)字） 關(guān)鍵詞： 中圖分類(lèi)號(hào)：（由編輯部填寫(xiě)） 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：0513-353X 基金項(xiàng)目： E-mail： Tel： 中國(guó)園藝學(xué)會(huì) 2014年10月20日