关于水稻胚乳程序化细胞死亡的研究

论文摘要

以水稻（Oryza sativa L.）为原料,测定了颖果的鲜/干重,含水量,呼吸速率,脱氢酶及超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性随花后天数的变化。用树脂包埋切片的方法观察水稻胚乳细胞发育过程中的结构变化,研究了水稻胚乳程序化细胞死亡过程,得到了如下的结果:（1）颖果鲜/干重随着花后天数,呈“S”曲线增长。鲜重的增长速率要大于干重的增长速率。含水量随花后天数迅速下降,15d以前,下降速度最快,颖果成熟时下降至25%左右。（2）颖果呼吸速率随颖果的发育和颖果含水量下降而下降,15d后降速趋缓,24d以后呼吸速率趋于稳定。（3）颖果发育早期,背部维管束,胚以及胚乳具有脱氢酶活性,晚期只有胚具有脱氢酶活性。颖果发育早期果皮,胚乳细胞能被I2-KI染成蓝色,后期只有胚乳细胞被染成蓝色,胚一直不染色。（4）花后9d,Evan’s blue染色检测到凋亡细胞。随颖果的发育,凋亡细胞逐渐增多,并由中间向周围辐射状扩展。（5）花后4d,胚乳细胞开始充实淀粉。通过扫描电镜观察,发现颖果中部和背部的淀粉体充实较早,充实度也较高。腹部的淀粉体充实较慢,有的不能完全充实,容易形成垩白。花后5d胚乳细胞的细胞核开始变形,随花后天数的增加,核变形愈加剧烈。通过核膜内陷,淀粉挤压等方式来分割细胞核。最终核消亡,形成无核的胚乳细胞。伴随去核化过程,线粒体也出现嵴消失,不同程度的空泡化等现象。核消失后,胚乳不立即死亡,而是继续充实淀粉,直至淀粉充实完毕后才成为死细胞。在其他淀粉植物细胞中,我们也发现了核变形现象。（6）水稻胚乳细胞死亡受基因控制,属于特殊的PCD过程。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 图版与图版说明
• 1 引言
• 1.1 植物发育过程中的 PCD
• 1.2 植物 PCD 过程的主要特征
• 1.3 植物 PCD 过程中的相关基因表达
• 1.4 PCD 在植物形态建成中的作用
• 1.5 PCD 的诱导与调控
• 1.6 PCD 的检测方法
• 1.7 胚乳细胞 PCD 的研究现状
• 1.8 研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 颖果鲜干重的测定
• 2.2.2 颖果呼吸速率的测定
• 2.2.3 颖果组织化学染色
• 2.2.4 颖果中 SOD 酶及 CAT 酶活性的测定
• 2.2.5 胚乳细胞结构的观察
• 2.2.6 细胞的显微结构和超微结构的观察
• 3 结果与分析
• 3.1 颖果的发育
• 3.1.1 颖果发育中的形态变化
• 3.1.2 颖果鲜/干重和含水量的变化
• 3.2 颖果发育过程中某些生理活性的变化
• 3.2.1 颖果呼吸速率的变化
• 3.2.2 颖果中淀粉的积累
• 3.2.3 颖果中脱氢酶的变化
• 3.2.4 PCD 的发生部位
• 3.2.5 颖果中 SOD、CAT 酶活性变化
• 3.3 水稻颖果发育过程中胚乳细胞的结构变化
• 3.3.1 颖果扫描电镜观察
• 3.3.2 颖果显微结构观察
• 3.3.2.1 胚乳游离核期
• 3.3.2.2 胚乳细胞化期
• 3.3.2.3 胚乳生长分化期
• 3.3.2.4 胚乳成熟期
• 3.3.3 其他淀粉植物显微结构观察
• 3.3.4 水稻颖果超微结构观察
• 4 讨论
• 4.1 胚乳程序化细胞死亡同生理活性的关系
• 4.2 胚乳程序化细胞死亡的特点
• 4.3 胚乳细胞程序化死亡的位置效应
• 4.4 关于无核胚乳细胞淀粉的充实
• 5 参考文献
• 6 致谢