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研究发现专性传粉昆虫能分解孢粉素

应用昆虫学报 2011年第3期48卷 797-797页

孢粉素（sporonpollenin）是孢子和花粉外壁的主要成分，主要由脂肪酸及碳水化合物构成，但是其准确的结构仍然不清楚。孢粉素的性质坚固，能抗化学及生物分解，同时也不溶于无机和有机溶剂。孢粉素的这种特性是孢粉化石能保存上百万年... 详细信息

孢粉素（sporonpollenin）是孢子和花粉外壁的主要成分，主要由脂肪酸及碳水化合物构成，但是其准确的结构仍然不清楚。孢粉素的性质坚固，能抗化学及生物分解，同时也不溶于无机和有机溶剂。孢粉素的这种特性是孢粉化石能保存上百万年的主要原因。虽然许多昆虫取食花粉表面的脂类或通过花粉萌发孔获得花粉内的营养成分，但是到目前为止没有任何动物能破坏孢粉壁。

关键词：传粉昆虫生物分解孢粉素花粉外壁营养成分碳水化合物有机溶剂孢粉化石

中科院华南植物园首次发现专性传粉昆虫能分解孢粉素

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广东农业科学 2011年第9期38卷 82-82页

孢粉素（sporonpollenin）是孢子和花粉外壁的主要成分．主要由脂肪酸及碳水化合物构成，但是其准确的结构仍然不清楚。孢粉素的性质坚固，能抗化学及生物分解．同时也不溶于无机和有机溶剂。孢粉素的这种特性是孢粉化石能保存上百万年... 详细信息

孢粉素（sporonpollenin）是孢子和花粉外壁的主要成分．主要由脂肪酸及碳水化合物构成，但是其准确的结构仍然不清楚。孢粉素的性质坚固，能抗化学及生物分解．同时也不溶于无机和有机溶剂。孢粉素的这种特性是孢粉化石能保存上百万年的主要原斟。虽然许多昆虫取食花粉表面的脂类或通过花粉萌发孔获得花粉内的营养成分，但是到目前为止没有任何动物能破坏孢粉壁，

关键词：传粉昆虫生物分解孢粉素华南植物园中科院花粉外壁营养成分碳水化合物

上海师范大学揭示花粉壁孢粉素合成的调控机制

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蔬菜 2018年第8期 31-31页

2018年7月22日,上海师范大学杨仲南团队揭示了绒毡层转录因子通路能够正向激活孢粉素合成基因的表达,促进小孢子发育过程中花粉外壁的快速形成。花粉外壁外层由孢粉素组成。在植物生长发育过程中,孢粉素只是在花药发育四分体时期合成。... 详细信息

2018年7月22日,上海师范大学杨仲南团队揭示了绒毡层转录因子通路能够正向激活孢粉素合成基因的表达,促进小孢子发育过程中花粉外壁的快速形成。花粉外壁外层由孢粉素组成。在植物生长发育过程中,孢粉素只是在花药发育四分体时期合成。在拟南芥中,已报道8个孢粉素合成基因。在此研究中,作者利用与GFP融合基因的转基因植株,发现孢粉素合成基因在绒毡层细胞表达。

关键词：上海师范大学合成基因孢粉素调控机制花粉壁生长发育过程花粉外壁转基因植株

新发现的“刹车分子”基因精准调控花粉外壁发育

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科学通报 2023年第26期68卷 3397-3399页

作者：胡培松中国水稻研究所杭州311401

花粉外壁是由孢粉素等成分精确组装的多层结构,物种间形态各异但物种内又高度相似,因其具有耐高温、防辐射、耐降解等特点,被称为植物界的“钻石”.花粉外壁在花粉传播过程中保护雄配子体,在花粉和柱头识别过程中具有重要作用,决定受精... 详细信息

花粉外壁是由孢粉素等成分精确组装的多层结构,物种间形态各异但物种内又高度相似,因其具有耐高温、防辐射、耐降解等特点,被称为植物界的“钻石”.花粉外壁在花粉传播过程中保护雄配子体,在花粉和柱头识别过程中具有重要作用,决定受精能否成功进而影响籽粒产量[1].花粉外壁发育缺陷导致的核雄性不育,可用于作物杂种优势利用,提高作物产量.此外,花粉外壁还是导致花粉过敏的物质,其成分也可作为人体植入器械和药物递送载体的候选材料.因此,花粉外壁一直是不同领域科学家的研究热点.

关键词：花粉外壁作物杂种优势作物产量核雄性不育孢粉素花粉过敏籽粒产量雄配子体

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酮类物质合成酶OsPKS1和Os PKS2对水稻花粉外壁形成的作用

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中国农业科学 2019年第8期52卷 1295-1307页

作者：周雨露林泓张大兵王灿华余婧上海交通大学生命科学与技术学院阿德莱德大学农业食品和葡萄酒学院

【背景】植物花粉外围包裹的花粉外壁作为植物雄性配子的天然保护屏障对植物的生殖发育起到非常重要的作用。植物花粉外壁的主要成分是孢粉素,主要由脂类物质和酚类物质构成。因此,脂类物质和酚类物质的代谢是植物花药内外壁形成和花粉... 详细信息

【背景】植物花粉外围包裹的花粉外壁作为植物雄性配子的天然保护屏障对植物的生殖发育起到非常重要的作用。植物花粉外壁的主要成分是孢粉素,主要由脂类物质和酚类物质构成。因此,脂类物质和酚类物质的代谢是植物花药内外壁形成和花粉外壁形成的关键步骤。在其合成过程中,PKS1/PKSA/LAP6和PKS2/PKSB/LAP5在不同物种间发挥保守的生化功能。【目的】通过研究水稻OsPKS1和OsPKS2在花药内外壁和花粉外壁发育过程中的作用,为水稻花药内外壁和花粉外壁合成机理提供新认识。【方法】水稻花药发育基因共表达网络AntherNet预测到一个可能参与孢粉素合成的基因OsPKS1,利用CRISPR/Cas9技术在野生型9522背景和突变体ospks2背景下敲除OsPKS1获得ospks1单突变体和ospks1 ospks2双突变体。在同一生长条件下比较野生型和突变体植株表型,分析突变体植株的营养生长和花器官发育情况。通过I2-KI染色分析ospks1和ospks1 ospks2的花粉活力。通过半薄切片观察野生型和突变体各个时期花药四层细胞发育及小孢子发育,利用扫描电子显微镜观察野生型和突变体花药外壁、花药内壁和花粉外壁表面的精细结构,利用透射电子显微镜观察野生型和突变体花药壁细胞、花粉外壁和乌氏体的精细结构。【结果】获得4个ospks1单突变体和4个ospks1 ospks2双突变体,其中,ospks1-3是纯合的单突变体,ospks1-4 ospks2是纯合的双突变体。ospks1-3和ospks1-4 ospks2均呈现雄性不育的表型。ospks1-3与ospks2的花粉外壁和乌氏体结构均不正常,但两者结构不同。ospks1-3花药表面可形成凸起的外壁结构;绒毡层可正常降解。花粉外壁内部形成大量微小的空洞,柱状体变短,无法有效连接覆盖层和花粉外壁内层;乌氏体的底部结构减小,顶部结构增多,并且较野生型更为尖锐。ospks1-4 ospks2花药外壁角质层减少;绒毡层无法正常降解。小孢子表面无花粉外壁,在11期降解;乌氏体在9期形态异常,数目变少,到11期从绒毡层脱落。【结论】PKS1/PKSA/LAP6和PKS2/PKSB/LAP5的功能在多个物种间均保守,可以影响孢粉素的合成和堆积。但在水稻中两者对于花粉外壁内部结构身碎骨和乌式体形成的功能不同:OsPKS1对柱状层的形成以及乌氏体的底部结构形成更为重要;而OsPKS2对于覆盖层的形成以及乌氏体的顶部结构更为重要。两者互相补充,共同调控花粉外壁、花药外壁的形成和绒毡层的降解。

关键词：水稻 OsPKS1 OsPKS2 孢粉素花粉外壁雄性不育

玉米基因雄性不育系(ms_2/ms_2)小孢子败育的细胞学研究

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作物学报 1997年第5期23卷 545-549,T002页

作者：季良越季洪强罗福和陈伟程刘宗华胡彦民黄西林汤继华河南农业大学河南郑州450002

利用光镜和透射电镜对同一核背景的ms_2不育花药和正常可育花药进行了小孢子发育的细胞学比较观察。结果表明,ms_2不育花药小孢子在幼小孢子期至中小孢子期瓦解。小孢子从四分体释放后,原外壁上没有孢粉素沉积,花粉外壁不能发育。不育... 详细信息

利用光镜和透射电镜对同一核背景的ms_2不育花药和正常可育花药进行了小孢子发育的细胞学比较观察。结果表明,ms_2不育花药小孢子在幼小孢子期至中小孢子期瓦解。小孢子从四分体释放后,原外壁上没有孢粉素沉积,花粉外壁不能发育。不育花药大多数绒毡层细胞在幼小孢子期显示出明显异常,表现为质体、线粒体等细胞器退化,内质网网络细而少,液泡膜内陷吞噬细胞质,细胞内侧没有乌氏体形成,细胞质内出现大量沉积有浓染颗粒的大的囊泡状结构,到中小孢于期绒毡层全面崩溃。本文还讨论了ms_2不育花药小孢于败育的可能原因。

关键词：玉米雄性不育小孢子绒毡层孢粉素花粉外壁

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植物花粉壁的发育

植物生理学通讯 2007年第3期43卷 588-592页

作者：石晶梁婉琪张大兵上海交通大学生命科学技术学院上海200240

文章介绍植物花粉壁形成机制及其细胞生物学功能和与其相关基因的研究进展。

关键词：花粉花粉壁孢粉素绒毡层乌氏体

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花粉破壁后养分的变化

农业科技通讯 1989年第3期 34-35页

作者：贺澄日北京市农林科学院作物所

花粉是植物雄蕊里的细小颗粒是遗传后代的雄性细胞(精子),它含有16～22种氨基酸,包括8种人体必须氨基酸,10～15种维生素,20余种微量元素与常量元素,及多种酶和激素等生物活性物质。这些物质对人体有着重要的营养价值和调节作用。但是,... 详细信息

花粉是植物雄蕊里的细小颗粒是遗传后代的雄性细胞(精子),它含有16～22种氨基酸,包括8种人体必须氨基酸,10～15种维生素,20余种微量元素与常量元素,及多种酶和激素等生物活性物质。这些物质对人体有着重要的营养价值和调节作用。但是,在大自然长期选择中,植物为了抵御外界不良因素的影响,如天气、温度、阳光等,保存花粉的生命力,以便传种接代,所以花粉有一个坚硬的外壁。其主要成分为孢粉素,是一种胡萝卜素和类胡萝卜素脂的氧化聚合物,耐酸耐碱耐腐蚀,因而花粉的外壁素有盔甲之称。正因为花粉有坚硬的外壁,所以它能长期保存在沉积物

关键词：破壁率必须氨基酸营养价值氧化聚合孢粉素维生素含量生物活性物质营养成分常量元素低温贮藏

拟南芥雄性不育突变体ms1142的遗传定位和功能分析

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拟南芥雄性不育突变体ms1142的遗传定位和功能分析

作者：常玉花上海师范大学

学位级别：硕士

ms1142是经EMS诱变野生型拟南芥群体筛选得到的一株雄性不育突变体。与野生型相比,ms1142突变体的果荚短小,不含种子。遗传分析表明该突变体表型为隐性单核基因突变所致。利用图位克隆的方法将MS1142基因定位于拟南芥基因组第一条染色体... 详细信息

ms1142是经EMS诱变野生型拟南芥群体筛选得到的一株雄性不育突变体。与野生型相比,ms1142突变体的果荚短小,不含种子。遗传分析表明该突变体表型为隐性单核基因突变所致。利用图位克隆的方法将MS1142基因定位于拟南芥基因组第一条染色体的BAC克隆F16P17上44kb区间内。对该区间的基因进行了生物信息学分析预测并结合测序,结果发现有一个基因（AT1G62940）的一个碱基生了改变,导致了该基因所表明的蛋白的第232位氨基酸由脯氨酸变为亮氨酸。遗传互补实验和等位分析实验的结果证实了就是该基因的突变导致了ms1142突变体的雄性不育。组织切片观察结果发现在花药发育过程中,从第八期开始,突变体小孢子开始破裂,最后成熟的花粉囊中没有完整的花粉粒,只有一些碎片。扫描电镜观察结果也显示突变体花药中小孢子外壁异常且有破裂。而且,透射电镜分析结果表明小孢子不能正常沉积孢粉素因而没有规则的外壁结构。Real-time PCR和双突变实验结果显示MS1142基因作用在AMS的下游,而且原位杂交实验结果表明MS1142基因和AMS基因之间是间接的上下游关系。以上结果说明MS1142基因在小孢子的发育及花粉外壁形成过程中起重要作用。

关键词：拟南芥雄性不育小孢子孢粉素花粉外壁