为解决百合花粉污染问题，培育出无污染百合新品种，以亚洲百合系列中正常发育品种‘Tiny bee’和败育品种‘Little kiss’为试验材料，利用石蜡制片和超薄切片等细胞生物学技术研究百合花粉发育，即减数分裂过程中花粉母细胞及绒毡层细胞在形态学及细胞学中的显微与超微结构特征，在此基础上确定百合花粉败育的关键时期和阐明花粉败育细胞结构特征，为百合花粉败育的机制研究提供一定的理论指导。研究得出两个结论（1）花粉败育是从单核花粉粒时期开始的；（2）花药绒毡层浓缩期的提前到来使得绒毡层细胞提前降解，无法分泌溶解小孢子周围包裹着的胼胝质层，小孢子无法与外界进行物质和营养的交换，最终败育。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）1
1 材料与方法2
1.1 材料 2
1.2 方法 2
1.2.1 花序与花粉母细胞发育的关系2
1.2.2 小孢子减数分裂时期的观察2
1.2.3 绒毡层细胞的观察2
2 结果与分析2
2.1 花序与花粉母细胞发育的关系2
2.2 小孢子减数分裂时期的观察2
2.2.1 花粉母细胞时期3
2.2.2 减数分裂Ⅰ期3
2.2.3 减数分裂Ⅱ期3
2.2.4 单核花粉粒时期3
2.2.5 成熟花粉粒时期3
2.3 绒毡层细胞的观察3
3 讨论 4
3.1 减数分裂的行为异常4
3.2 绒毡层细胞的提前降解4
致谢5
参考文献6
图1 花序的特征形态6
图2 花粉压片显微结构7
图3 花药切片显微结构8
百合花粉败育的形态学和细胞学特征研究
园艺 李星
引言
引言：作为世界鲜切花市场的五大主要产品之一，百合花姿态优美，色香俱佳，有着很高的观赏价值和显著的经济效益[1]。但百合花粉具有以下显著的特征，即花药大、花粉量多，携带大量色素且着色能力强。在实际 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
的生产和消费过程中，成熟的百合花粉易脱落，飘散在空气中引起易感人群的过敏，即花粉症[2]；此外，百合花粉中的色素易残留在物体表面，造成视觉污染，这一系列问题一直困扰着人们[3]。为解决上述难题，需要从雄性花粉不育方面进行研究。找出控制百合花粉败育的机制，培育少花粉或无花粉百合新品种已成为国内外百合育种的主攻方向之一[4]。花粉败育是指由于种种内在生理或遗传因素，和外部人工理化因素的影响，使花药中产生的花粉不能正常发育，中途发生畸形、降解等，从而不能形成具有正常生殖功能的成熟花粉粒的现象。国内外现有研究发现，致使百合花粉败育的因素主要有以下几点：①花粉母细胞减数分裂异常。在分裂过程中，发生染色体及核的行为异常，细胞分裂不均等等现象②绒毡层发育异常。绒毡层细胞提前或延后解体，胼胝体酶分泌异常，及PCD过程未正常进行③基因变异。部分基因的变异导致调控功能发生改变，并且造成激素等的量发生变化。花粉发育的每一个阶段都可能发生上述情况中的一种或几种[5]。本试验以亚洲百合系列正常发育品种‘Tiny bee’和败育品种‘Little kiss’为试验材料，采用石蜡制片与超薄切片方法对百合花减数分裂过程中花粉母细胞及绒毡层细胞在形态学及细胞学上的显微与超微结构特征进行细致观察，在此基础上确定百合花粉败育的关键时期和阐明花粉败育细胞结构特征。以待进一步深入研究百合花粉败育的生殖发育机制，研究结果将为无花粉污染百合资源分子育种提供科学指导，以及为更多植物花粉败育研究提供可借鉴的方法和理论。
1 材料与方法
1．1 材料
试验所用的百合花品种‘Tiny bee’和‘Little kiss’种植于大学八卦洲百合种质资源圃，从种植到开花周期为40~70天。在进入花期，即花序发育过程中，每隔三天进行一次花药的采样与固定。取样时间为早上8:00~10:00。一部分材料用FAA固定液(90mL 70%乙醇+5mL 37%~40%甲醛+5mL乙酸)固定保存，另一部分则用现配置的卡诺固定液(无水乙醇∶冰醋酸=3∶1)固定12h，后转入70%乙醇，保存于4℃冰箱中[6,7]，待后续试验使用。
1．2 方法
1．2．1 花序与花粉母细胞发育的关系
每次对花序进行取样时，除了记录下其整体形态，同时也对花序的每一个组成部分，即花瓣、雄蕊、柱头的发育情况进行拍照，为后面确定花粉发育时期与花序整体及其部分发育情况的对应关系提供可对比的图片材料。
1．2．2 小孢子减数分裂时期的观察
将卡诺固定液处理的材料，用蒸馏水冲洗干净，剥出的花药置于载玻片上，用洁净的镊子捣碎挤压出花药内含物，滴加醋酸洋红染色制成压片[8]，于酒精灯外焰上烤1~3秒，最后在光学显微镜下选取出花粉母细胞在减数分裂各时期的不同形态进行观察，对每个时期的多个理想对象进行观察并拍照。
1．2．3 绒毡层细胞的观察
将FAA固定液处理的材料，用常规石蜡切片法制片，切片厚度为8um，用番红—固绿双重染色法染色，在光学显微镜下观察多个视野，选取理想的目标形态并拍照。
2 结果与分析
2．1 花序与花粉母细胞发育的关系
现有的研究发现，雄蕊的花丝长度及花药的大小与花粉母细胞的发育程度存在紧密的关系，持续的拍照记录也证明了上述观点。随着减数分裂进程的持续，黄色可育品种‘Tiny bee’的花丝不断伸长，花药变大且花粉脱落程度加重；对于红色败育品种‘Little kiss’，其雄蕊则处于花丝短小，花药发育不正常的状态，最后无法形成成熟可脱落的花粉粒，因此基本不存在花粉污染的情况（图1）。此外，在进行减数分裂前，两种百合花的花药和花粉母细胞的颜色较淡且一致；减数分裂过程中，颜色一致的情况基本保持不变，‘Tiny bee’的花粉颜色则有所加深。上述情况可为取样提供一定的参考依据，同时也可以作为判断花粉母细胞所处分裂时期的一个依据。
2．2 小孢子减数分裂时期的观察
试验所用百合品种均属于亚洲百合系，每朵花具6个雄蕊，从石蜡切片可以观察到，‘Tiny bee’的花药含有4个花粉囊，‘Little kiss’的花药则含有2个花粉囊。对于两种百合花粉压片减数分裂各时期的染色体行为及细胞形态进行观察，不难发现其在形态上的区别与行为上的差异。在同一花粉囊内，大多数小孢子母细胞的减数分裂期是同步的，少数处于不同的分裂相，这与张彩霞的研究中出现的情况相同[9]。两种百合花花粉母细胞均要经过减数第一次分裂、减数第二次分裂及两次胞质分裂（图2），其胞质分裂的方式为连续型。

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