植物绒毡层异常导致花粉败育的机理研究进展
2012-12-05罗海山孟德璇陈晓阳罗红兵
作物研究 2012年6期
罗海山,孟德璇,陈晓阳,罗红兵*
(1湖南农业大学农学院,长沙410128;2中国农业大学农学与生物技术学院,北京100193)
在开花植物中,花粉发育成熟是一个极其复杂的过程,期间涉及到花药原基细胞的分裂分化,花粉母细胞的减数分裂和有丝分裂等过程。花粉的发育依赖于花药壁细胞层尤其是绒毡层细胞的支持。植物的花药一般有呈蝶形的4个花粉囊,每个花粉囊的囊壁从外向内分别是表皮层、药室内壁、中层、绒毡层[1],花粉小孢子位于花粉囊腔内。
有研究表明,绒毡层细胞发育过程中的任何异常,都可能直接或间接导致花粉粒的败育,形成雄性不育[2,3]。对植物绒毡层细胞发育和分子机理的研究,将有助于更深入的了解花粉发育与雄性不育的分子机理,并利用生物技术创造可供生产中应用的优良雄性不育系。
1 植物绒毡层的功能
植物绒毡层作为花药壁最内层细胞,是向花粉母细胞运输物质的枢纽,对花粉母细胞及后期小孢子的正常发育起着至关重要的作用[4]。
在花粉发育过程中,向花粉小孢子输送营养物质是植物绒毡层最主要的功能之一,绒毡层细胞中的物质被极性转运至向药室面,并分泌到药室中,从而为花粉母细胞减数分裂和花粉小孢子发育提供所需的营养[5];在小孢子母细胞完成减数分裂形成四分体之后,绒毡层细胞适时的向外分泌胼胝质酶,用以分解四分体之间的胼胝质结构,释放出小孢子细胞[6]。
此外,人们还在绒毡层上发现了乌氏体和绒毡层小体,它们分别在花粉壁和花粉包被的形成过程中起了重要的作用[7,8]。……
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