烟草大孢子发育过程的观察

实验四十　烟草大孢子发育过程的观察

【实验目的】

要求学生掌握烟草大孢子发育过程中的一般形态。

【实验原理】

大孢子发生(以单胞蓼型胚囊为例):大孢子产生于成熟植株的雌蕊中。一个大孢子母细胞(megaspore mother cell，MMC)经过减数分裂产生4个大孢子(megaspores)，其中3个大孢子退化，1个大孢子(功能大孢子)经过3次有丝分裂形成胚囊(embryo sac)。经典的蓼型胚囊(embryo sac)为七胞八核结构。成熟的胚囊包括1个卵细胞、2个助细胞，1个中央细胞(含2个极核)、3个反足细胞。卵细胞和中央细胞分别与两个精细胞受精，即双受精作用。在细胞分化过程中，各细胞体积都有一定程度的增加并形成独特的形态和结构。

【实验材料】

烟草不同发育时期的子房和胚珠组织切片。

【实验器材】

普通光学显微镜;镊子;载玻片和盖玻片等。

【药品试剂】

4%多聚甲醛，石蜡等。

【实验步骤】

1.取烟草不同发育时期的子房，用4%多聚甲醛固定后进行系列脱水，然后用石蜡包埋。

2.制备烟草不同发育时期的子房和胚珠组织切片，并进行显微观察。

【图例说明】

1.胚囊发育的阶段(图5-6和图5-7)

大孢子母细胞经过三次有丝分裂形成具有8核的单细胞:每4个核一组，移向两级;两端各有一个核移向中间;距离珠孔端最远的三个细胞形成细胞壁，为3个反足细胞。同时，珠孔端的3个细胞核也产生细胞壁，形成1个卵细胞和2个助细胞。

2.影响大孢子发生的基因突变体

SPL(SPOROCYTELESS):从拟南芥中分离获得的SPL基因被证明是一个与MADS BOX基因相关的细胞核定位基因，是目前为止第一个被分离到的与大小孢子形成有关的基因。表型为花药与胚珠中都没有孢子母细胞的形成(图5-8)。图5-8A为基因突变后的

图5-6　胚囊的发育(网络资源)

图5-7　胚囊发育的不同阶段

成熟胚珠;图5-8B为野生型的成熟胚珠。

A为基因突变后的成熟胚珠; B为野生型的成熟胚珠。

图5-8　SPL基因突变体的表现型(Yang et al.，1999)

【思考题】

简述大孢子发育的一般过程及各个时期的形态特征。