山杨小孢子发生与雄配子体发育进程即时观察

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1、第39卷第3期林业科技Vol.39No.32014年5月FOＲESTＲYSCIENCE＆TECHNOLOGYMay2014文章编号:1001－9499(2014)03－0005－03*山杨小孢子发生与雄配子体发育进程即时观察＊＊李静李正华郭成博白卉(黑龙江省林业科学研究所，哈尔滨150081)摘要:采用醋酸洋红压片法对山杨小孢子发生和雄配子体发育进程进行观察的结果表明:温室水培状态下，山杨小孢子发生起始于水培后40h，进入细线期，发育到四分体时期历时约108h，水培116h进入花粉单核期，完成小孢子发生和

2、雄配子体发育大约需160h。山杨小孢子发生发育过程与其雄花芽的外部特征和花药颜色有着密切关系，花药颜色由嫩绿色逐渐变为深红色。关键词:山杨;小孢子发生;雄配子体;减数分裂+中图分类号:S792.114，S722.35文献标识码:A山杨(Populusdavidiana)，又称中国山杨，为观察、记录花芽的外部形态特征和花药颜色后，白杨派代表树种，是黑龙江省的乡土树种。山杨剥去鳞片，用卡诺固定液(无水乙醇∶冰乙酸=分布广泛，具有抗寒、耐旱的特点，既是山地造3∶1)在4℃冰箱中固定24h。之后取出卡诺固定林的理

3、想树种，也是森林更新的先锋树种。山杨液中固定的花芽，置于洁净载玻片上，除去花盘，木材白色、轻软富弹性、结构均匀、纹理通顺，滴加醋酸洋红染液染色，用镊子夹碎花药，加盖［9］纤维长、宽、长宽比和纤维素含量等指标较大青盖玻片，用LeicaDM3000生物显微镜观察小孢杨、香杨和小黑杨有明显优势，不用填充其他原子母细胞减数分裂进程并照相。［1］料即可用于造纸。山杨的这些特性使其在短周期纸浆材等森林工业用材生产中具有明显优2结果与分析［2－4］势。鉴于小孢子母细胞减数分裂规律对确定诱导花粉染色体加倍有效时期有着重要

4、的意2.1山杨小孢子发生和雄配子体发育［5－6］义，本研究以山杨为材料，对其小孢子发生在自然条件下，山杨从减数分裂开始到散粉和雄配子体发育及外部形态进行了观察分析，以大约需要1个月的时间，而温室培养能够加快这期为山杨多倍体育种提供理论依据，并为山杨细一进程，山杨发育到四分体时期大约3～5天。因胞遗传学提供基础资料。山杨小孢子发育的不同步性，所有观察花药均取其中部进行观察，且以大多数发育时期作为该阶1材料和方法段标志性时期。观察发现，山杨完成小孢子发生和雄配子体发育大约需160h，各阶段的具体发育1.1试验

5、材料时期如下。供试山杨取自林口县青山林场山杨基因保存细线期:山杨雄花枝水培40h进入减数分林，林龄在30年以上。2月下旬采集无病虫害、裂，此时小孢子母细胞进入细线期。该时期细胞带有花芽的健壮雄性枝条，用塑料薄膜将花枝包核体积较大，染色体排列无规则，为难以识别的［7－8］裹后带回哈尔滨，低温保存备用。细长线状结构(图1－1)。1.2试验方法细线末期:水培52h，细胞核的染色体变粗，在温室内，将山杨雄花枝切枝水培，温度控发生极化，集中于核仁一侧，呈花束状(图1－2)。制在10～20℃，每隔2～4h采集3～5个

6、花芽，粗线期:水培60h，染色体收缩变粗，形态*黑龙江省森工总局基础研究项目(sgzjY2013003、sgzjY2010012);黑龙江省财政厅自拟项目(2012－04、2013－03)资助6林业科技第39卷明显，但染色体仍然较长，相互重叠缠绕，难以后期Ⅱ:水培100h，此时二分体的着丝点分裂，区分(图1－3)。姐妹染色体分开，各自向其两极移动(图1－12)。双线期:水培64h，联会的同源染色体相互末期Ⅱ:此时染色体到达两极，解螺旋，染排斥而发生分离，染色体进一步缩短，只在交叉色体上核仁物质也开始聚集(

7、图1－13～14)。点相连(图1－4)。四分体:水培108h，在赤道板附近形成2条终变期:水培72h，染色体螺旋化更趋紧密，相互垂直的分裂沟，并形成新的细胞壁，将原来长度继续缩短，染色体颜色更深，核仁缩小乃至的细胞一分为四，形成四分体，形态分为左右对消失(图1－5)。称型、四面体型、交叉型(图1－15～17)。中期Ⅰ:水培76h，减数分裂过程进行到中单核早期:水培116h，四分体彼此分开，形期Ⅰ。此时核膜消失，纺锤体形成，配对的同源成4个小孢子，每个小孢子形状规则、体积较小、染色体整齐排列于赤道板上(图1

8、－6)。细胞质浓厚、细胞核位于中央(图1－18)。后期Ⅰ、末期Ⅰ、前期Ⅱ:水培84h，同源染色体单核靠边期:水培136h，小孢子增大，核从开始分离并向两极移动，染色体移动到两极后，解中央移到花粉的一侧，而且体积增大发育至单核螺旋形成2个子核，变成二分体(图1－7～10)。靠边期(图1－19)。中期Ⅱ:水培96h，染色体进一步收缩，形双核期:水培160h，雄配子体经过一次有丝态更为清晰，两组染色体又排列于各自的赤道板分裂，形成两