关于谷物胚乳传递细胞发育的研究

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1、关于胚乳传递细胞的发育和功能的研究姓名：郑彦坤学号：M070562导师：顾蕴洁摘要：胚乳传递细胞主要发生在靠近维管束的胚乳农层中，且其胚乳传递细胞是胚乳发冇过程中首先分化岀来的细胞类塑。它们的细胞壁向胞质一侧产生许多指状突起即壁内突，形成“迷宫”状(labyrinlh)结构，质膜紧沿壁内突分布,形成壁一膜器(wall-membraneapparalus),使质膜的面积增大，从而促进营养物质的运输。关于胚乳传递细胞前人已有所研究，木实验将在前人的垂础上以玉米和高粱等为材料进一步研究胚乳传递细胞的发冇及功能。关键词：玉米；高粱；胚乳；传递细胞；壁内突1选题背

2、景及研究意义传递细胞细胞最早出Gunning等人命名⑴，最初专指小叶脉韧皮部中存在的具有壁内突结构的薄壁细胞。后来其概念延伸，凡是具有壁内突结构的薄壁细胞均被称为传递细胞。传递细胞(transfercell)是一种在物质的短途运输过程中起作用的薄壁细胞，其细胞壁向胞质一侧产生许多指状突起即壁内突，形成“迷宫”状(labyrinth)结构，质膜紧沿壁内突分布，形成壁一膜器，使质膜的面积增大⑵。传递细胞存在于所有植物类群中，特别是在被了植物的生殖系统中广泛存在，如花柱的通道细胞、成熟胚囊、幼胚、胚乳等。传递细胞按功能可分为下列四类：①从外界环境中吸收溶质，例

3、如沉水叶了的表皮层；②分泌溶质到外界环境，例如蜜腺和其它腺体；③从周围组织细胞吸收溶质，例如维管薄壁组织细胞、吸器型的连接；④分泌溶质到周围组织细胞，例如有些花药的绒毡层、根瘤和中柱鞘等。胚乳传递细胞为第三类，它们可以促进维管束组织中的养分向胚乳和胚运输。以玉米为例，玉米颖果基部与胎座相邻处有胚乳传递细胞带，它是母体营养物质进入胚乳的最后通道⑶，其发育程度和功能期长短对胚的发育和胚乳中营养物质的积累至关重要。Davis等⑷对传粉后23d的玉米胚乳传递细胞的形态构造进行了描述。后来高荣岐等⑸又对玉米胚乳传递细胞的发育过程进行了显微和超微结构研究。他们发现：

4、玉米胚乳最基部的细胞于授粉后10d开始向传递细胞分化，但在授粉后15d内，其细胞壁的加厚和壁内突的形成很缓慢，胞质中形成许多泡状、丝状、网状物质，线粒体、粗糙内质网也有所增加。授粉后15d,传递细胞壁的加厚和壁内突的形成迅速进行，至授粉后20d,径向由3〜4层细胞、横向曲65〜70列细胞构成的传递细胞带形成，发达的壁内突呈强的PAS正反应。授粉后20d,胚乳传递细胞的形态不再有大的变化，进入功能期。成熟籽粒中，最基部的胚乳传递细胞内充满了内突壁，狭小的胞腔中有较浓稠的细胞质，细胞核呈不规则状，胞质中含有黑色和品状颗粒，与传递细胞带紧相邻的杲皮组织中形成一

5、黑色层。他们进一步认为，促进胚乳传递细胞的充分发育、延长其功能期及黑色层的延迟形成对减少籽粒败育和增加粒重具有重要意义。玉米、高粱等谷类作物(简称谷物)的胚乳是人类食粮、肉畜饲料和食品工业原料的主要來源。胚乳的发育状况决定着谷物的产量与品质，而胚乳传递细胞是影响胚乳发育的重要因素，因此，对胚乳传递细胞进行研究意义重大。2研究内容、研究目标及拟解决的关键问题2.1研究内容(1)胚乳传递细胞的发育通过前人的研究结果，我们可知胚乳传递细胞产生于靠近维管束的胚乳表层。玉米和高粱的胚乳传递细胞都非常发达，因此我们可以通过观察不同发育阶段的玉米和高粱颖果屮胚乳传递细

6、胞的显微和超微结构，特别是细胞壁和质膜的超微结构变化，来研究传递细胞的发生、分化和衰亡过程和规律。(2)胚乳传递细胞的功能胚乳传递细胞主要发生在靠近维管束的胚乳表层屮⑹，且其胚乳传递细胞是胚乳发育过程中首先分化出的细胞类型⑺。胚乳传递细胞质膜折叠，扩大质膜的表而积，从而增加溶质内外转运的场所；另外，质膜折叠能有效地促进囊泡的吞并，加速物质的分泌或吸收。再则，传递细胞的细胞壁纤维排列松散十分利于物质的输导，而且它又位于颖果的维管束旁。因而推测，胚乳传递细胞在将母体运来的营养物质转运到胚乳组织的过程中起了重要的作用。2.2研究目标(1)探明胚乳传递细胞发育过

7、程屮结构上的一系列变化。(2)探明胚乳传递细胞与内胚乳细胞Z间的关系。2.3拟解决的关键问题(1)控制传递细胞分化的因索。(2)胚乳传递细胞发育状况与种子增长的关系3拟采取的研究方案及可行性分析3.1研究方案(1)关于研究胚乳传递细胞发育的研究方案3.2研究材料的选择与处理设置供试的高粱(Andropogonsorghum)品种为KS一304,玉米品种为郑单958、鈿688、美玉等。按常规方法种植，在开花期采用记号笔标点颖谷并与在穗枝梗上挂牌相结合的方法进行标花。釆集不同发育天数的颖果进行实验。3.3主要研究方法⑴供光镜和透射电镜(TEM)观察的样品制作

8、将发育不同天数的颖果的观察部位切成薄片，用2%GAL(戊二醛)、1%PAL(多聚