被子植物生殖生物學

內容概要

《被子植物生殖生物學》主要介紹被子植物有性生殖過程和調控機制的研究內容。被子植物的有性生殖是由許多環(huán)節(jié)組成的復雜過程，其中的每一環(huán)節(jié)都有其獨特的調控機制。現(xiàn)在對這些環(huán)節(jié)的發(fā)生過程已有一定認識，由于植物有性生殖發(fā)生在子房內的胚珠中，對各個環(huán)節(jié)的調控機制還不清楚。在過去形態(tài)結構工作的基礎上，采用生物技術和分子生物學方法研究植物有性生殖的調控機制已顯示出初步的效果，植物有性生殖研究將由過去的揭示生殖過程進入到揭示調控生殖機制的新階段。利用植物生殖細胞特征探索改良作物的研究也獲得了一些新進展，顯示出其特有的應用潛力。
《被子植物生殖生物學》可供綜合性高等院校、農(nóng)林院校及科研機構有關植物學專業(yè)的研究人員和教師、研究生和本科生參考。

書籍目錄

前言
第一章  花藥絨氈層的發(fā)育
  第一節(jié)  絨氈層的發(fā)育和類型
  第二節(jié)  絨氈層的功能
  第三節(jié)  絨氈層的細胞程序性死亡
  第四節(jié)  操作絨氈層細胞人工創(chuàng)造雄性不育系
  結論和展望
第二章  花粉發(fā)育
  第一節(jié)  花粉表面物質
    一、花粉表面物質
    二、花粉表面色素類結合物
    三、花粉類黃酮的生物合成途徑
    四、花粉鞘的生物學功能
  第二節(jié)  花粉壁
    一、花粉外壁的發(fā)生
    二、花粉外壁結構及生物合成
    三、孢粉素的化學性質
    四、花粉內壁
  第三節(jié)  花粉和花粉管營養(yǎng)細胞
    一、質膜
    二、細胞核
    三、細胞器
  結論和展望
第三章  生殖細胞與精細胞
  第一節(jié)  小孢子
  第二節(jié)  生殖細胞
    一、生殖細胞發(fā)生
    二、生殖細胞分化
    三、生殖細胞分裂
    四、生殖細胞特異基因的研究
  第三節(jié)  精細胞
    一、精細胞結構特征
    二、精細胞的融合性
    三、精細胞二型形
  第四節(jié)  雄性生殖單位
  第五節(jié)  精細胞的分子生物學研究
    一、精細胞抗體研究
    二、精細胞泛素蛋白研究
    三、精細胞特異基因研究
  結論和展望
第四章  植物生殖細胞的細胞骨架研究
  第一節(jié)  大、小孢子發(fā)生中的細胞骨架研究
    一、大孢子發(fā)生中的細胞骨架研究
    二、小孢子發(fā)生中的細胞骨架研究
  第二節(jié)  花粉及雄性生殖細胞中的細胞骨架研究
    一、微絲骨架
    二、微管
  第三節(jié)  胚囊細胞骨架研究
    一、胚囊發(fā)育過程中的細胞骨架研究
    二、受精前后胚囊細胞骨架研究
  結論和展望
第五章  胚囊細胞的研究
  第一節(jié)  卵細胞的發(fā)育研究
    一、卵細胞發(fā)育時期的劃分
    二、卵細胞特征
    三、卵細胞的分子生物學研究
  第二節(jié)  助細胞的發(fā)育研究
    一、雌配子體的組成
    二、助細胞的發(fā)生和發(fā)育
    三、助細胞的結構
    四、助細胞的功能
    五、助細胞功能基因
  第三節(jié)  中央細胞的發(fā)育研究
    一、中央細胞的發(fā)生及發(fā)育
    二、中央細胞的功能
  結論和展望
第六章  雙受精
  第一節(jié)  花粉萌發(fā)和花粉管生長
    一、體內花粉管生長特征
    二、胞間基質
    三、花柱引導組織基質
    四、花粉管經(jīng)花柱基質延伸的一個模型
  第二節(jié)  受精過程
    一、西伯利亞綿棗兒的雙受精
    二、禾本科植物的雙受精
    三、雙受精的其他類型
  第三節(jié)  合子激活
    一、合子激活的細胞生物學研究
    二、合子激活的分子生物學研究
  第四節(jié)  受精過程中的問題
    一、配子細胞周期和受精
    二、助細胞的退化
    三、精細胞在助細胞中的遷移
    四、傾向受精
    五、影響受精的基因
    六、雄配子細胞質傳遞
  結論和展望
第七章  胚胎發(fā)生
  第一節(jié)  胚胎發(fā)生特征
    一、合子
    二、原胚
    三、胚柄
    四、環(huán)境對胚發(fā)育的影響
    五、胚胎發(fā)生的類型
  第二節(jié)  胚發(fā)育特征
    一、雙子葉植物的胚
    二、單子葉植物的胚
    三、胚的特殊形成方式
  第三節(jié)  胚分化的調控研究
    一、胚的頂一基軸結構
    二、胚的射線軸結構
    三、胚器官分化
  第四節(jié)  胚發(fā)育中的激素調控
    一、生長素(auxin)
    二、細胞分裂素(CK)
    三、脫落酸(ABA)
    四、赤霉素(GA)
  結論和展望
第八章  胚乳發(fā)育
  第一節(jié)  胚乳的起源
  第二節(jié)  禾谷類植物胚乳結構
    一、胚周圍區(qū)域
    二、傳遞細胞
    三、糊粉層細胞
    四、淀粉胚乳細胞
  第三節(jié)  胚乳發(fā)育
  第四節(jié)  胚乳細胞化
  第五節(jié)  胚乳的細胞分化
    一、胚周圍區(qū)域的胚乳細胞分化
    二、胚乳傳遞細胞的分化
    三、糊粉層細胞的分化
    四、淀粉胚乳的分化
  結論和展望
第九章  離體受精
  第一節(jié)  精、卵細胞分離
    一、精細胞的分離
    二、卵細胞的分離
  第二節(jié)  精、卵細胞的融合
    一、精細胞與卵細胞的融合
    二、精細胞與中央細胞的融合
    三、精細胞與精細胞的融合
    四、注射精細胞
  第三節(jié)  合子培養(yǎng)
    一、離體合子培養(yǎng)
    二、離體雜種合子培養(yǎng)
    三、體內合子培養(yǎng)
    四、顯微注射DNA到合子中
  第四節(jié)  離體胚乳培養(yǎng)
  第五節(jié)  受精機制探索
    一、離體受精的時間表
    二、精、卵細胞表面電荷研究
    三、合子細胞壁的再生
    四、受精卵細胞的結構變化
  結論和展望
第十章  有性生殖過程中Ca2+的特征和功能
  第一節(jié)  生物體內Ca2+的特征
  第二節(jié)  細胞中Ca2+的類型
  第三節(jié)  花藥發(fā)育中Ca2+的分布
  第四節(jié)  Ca2+對花粉萌發(fā)的影響
  第五節(jié)  Ca2+對花粉管伸長的影響
    一、花粉管中Ca2+的分布
    二、花粉管中鈣振蕩和花粉管脈沖式生長
    三、花粉管生長過程中不同功能類型Ca2+的作用
    四、花粉管生長過程中Ca2+的其他功能
  第六節(jié)  柱頭組織中Ca2+分布
  第七節(jié)  花柱組織中Ca2+分布
  第八節(jié)  子房體細胞組織中Ca2+分布
  第九節(jié)  大孢子發(fā)生中的Ca2+分布
  第十節(jié)  胚囊中Ca2+分布
    一、助細胞中Ca2+的分布
    二、卵細胞中Ca2+分布
    三、中央細胞中Ca2+分布
    四、受精中的Ca2+分布
    五、卵細胞激活中的Ca2+變化
  結論和展望
第十一章  有性生殖中的細胞程序性死亡
  第一節(jié)  大孢子發(fā)生中的細胞程序性死亡
  第二節(jié)  花藥發(fā)育中的細胞程序性死亡
  第三節(jié)  雌配子體發(fā)育中的細胞程序性死亡
  第四節(jié)  自交不親和植物花粉管的細胞程序性死亡
  第五節(jié)  胚柄的細胞程序性死亡
  第六節(jié)  糊粉層和胚乳的細胞程序性死亡
  第七節(jié)  生殖過程中細胞程序性死亡的分子生物學特征
    一、DNA的降解
    二、RNA的降解
    三、蛋白質的降解
    四、細胞壁的降解
    五、生殖過程中細胞程序性死亡的信號轉導
  結論和展望
第十二章  利用性細胞進行植物轉化
  第一節(jié)  利用小孢子培養(yǎng)物為載體的遺傳轉化
    一、農(nóng)桿菌介導的小孢子培養(yǎng)物的轉化
    二、對小孢子胚的直接DNA轉移
    三、以花粉為載體的遺傳轉化
  第二節(jié)  以合子為載體的遺傳轉化
    結論和展望
主要參考文獻
彩圖

章節(jié)摘錄

　　第一章 花藥絨氈層的發(fā)育　　花藥是植物的雄性生殖器官?；ㄋ幇l(fā)育成熟之后開裂，其中的花粉通過風或昆蟲等媒介的傳播，轉移到植物柱頭上，開始植物的受精過程?；ㄋ幇l(fā)育的中心事件是花藥中的花粉發(fā)育，但花藥體細胞組織對花粉的發(fā)育也起關鍵的調控作用?；ㄋ庴w細胞，尤其是花藥壁細胞的分化非常復雜，通常由四層細胞構成，由外向內依次為表皮、藥室內壁、中層和絨氈層。這四層細胞緊密相連，但其形態(tài)和功能都有很大差異，尤其是最內層的絨氈層細胞，直接與花粉接觸，常常在花藥發(fā)育中途退化。絨氈層細胞具有腺細胞的特征，即細胞質濃厚、細胞器較多和具有多倍性。絨氈層細胞內含有大量的線粒體、內質網(wǎng)、核糖體和高爾基體等細胞器，表現(xiàn)出旺盛的代謝及合成活動。在小孢子母細胞減數(shù)分裂時期，絨氈層細胞核分裂但細胞質不分裂，常形成兩個或多個核組成的合胞體，表現(xiàn)出非?；钴S的代謝活動。絨氈層細胞在蛋白質、脂類、碳水化合物等的合成上很活躍，而且合成過程具有階段特異性（張英濤等，1996）。絨氈層細胞還具有極性分泌的特征，細胞中的物質以分泌小泡的形式定向地轉運到藥室面，并分泌到藥室中，為小孢子發(fā)育提供所需營養(yǎng)物質。小孢子和絨氈層中的物質進行著活躍的代謝和交換，包括pH的變化、生長素濃度的增加，以及碳水化合物、脂類、蛋白質、核酸的移動等。絨氈層細胞在花藥成熟之前退化是其發(fā)育特征，通常在形成二胞花粉之前退化，但在不同的植物中退化時間也不同。由于絨氈層所處的特殊位置，花粉形成過程中所需要的各種營養(yǎng)物質和水分等都必須通過絨氈層運輸，或經(jīng)過它的轉化，或由其本身細胞解體來供應，所以絨氈層細胞的正常發(fā)育是花粉發(fā)育正常的基本保證，否則會導致花粉的敗育?！　〉谝还?jié)絨氈層的發(fā)育和類型　　花藥絨氈層細胞起源于花藥周緣層細胞。在單列孢原細胞呈柱狀排列的花藥類型中，孢原細胞平周分裂向內產(chǎn)生了造孢細胞，向外產(chǎn)生了初生周緣層細胞。初生周緣層細胞再進行一次平周分裂形成次生周緣層細胞。在不同的植物中，初生周緣層細胞分裂形成次生周緣層細胞后直接轉化為絨氈層細胞（雙子葉型），或由次生周緣層細胞分裂后的衍生細胞形成絨氈層（單子葉型）。周緣層細胞通過一次平周分裂產(chǎn)生的絨氈層細胞，再經(jīng)過其連續(xù)地垂周分裂形成一圈同型的絨氈層細胞。因此，很多植物的花藥絨氈層細胞一般是一層同型的細胞層。這類絨氈層是同型單一起源。然而，在有些植物中，同一層的絨氈層細胞呈現(xiàn)出很大差異：藥隔部位的絨氈層細胞體積比藥壁部位的絨氈層細胞體積大，呈現(xiàn)出異型性。同一藥室中的絨氈層有兩種形態(tài)，二者的來源就是一個有趣的問題。在枸杞花藥的發(fā)育早期，孢原細胞有多列細胞，呈弧形排列，從花藥的橫切面上看，孢原細胞呈馬蹄形輪廓。　　……

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