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摘要水稻作为单子叶模式植物，花器官发育机制的研究受到广泛重视，并且，在水稻颖果发育过程中，稃片决定了谷粒的大小和形状，因此，其发育和调控机制受到广大学者的关注。为全面解析水稻稃片发育的基本进程与模式、内稃和外稃形态结构差异以及为稃片发育相关基因的功能研究提供细胞学依据，本研究以粒长中间型籼稻品种珍汕97为材料，采用扫描电镜和石蜡制片的方法，系统观察了内稃和外稃的发生、发育过程，比较了两者的形态学和细胞学差异；以典型的长粒籼稻品种明恢63和短粒籼稻品种川7为材料，观察两者稃片纵向发育过程及细胞学差异；通过原位杂交实验检测粒长主效基因GS3在稃片部位的表达情况。<br>　　 主要研究结果如下：<br>　　 1．水稻外稃、内稃细胞结构层次和发育进程<br>　　 对水稻珍汕97稃片的石蜡切片观察得出，内稃和外稃均含有5-6层细胞，由外到内依次为外层厚壁细胞，中间3-4层排列致密的厚壁细胞和内层薄壁细胞。在稃片发育过程中，内层薄壁细胞结构一直比较清晰，细胞增大明显，液泡化显著。对该层细胞的详细观察并统计，发现该层细胞在花粉母细胞成熟期停止细胞分裂，在花粉母细胞减数分裂期细胞进入快速伸长生长期，小孢子晚期该层细胞长度达到最大值。据此提出，在花粉母细胞时期以前，水稻稃片的发育以细胞分裂为主，花粉母细胞减数分裂期，稃片细胞开始进入快速伸长生长阶段，至小孢子晚期稃片长度达到最大值。<br>　　 2．水稻稃片不同部位细胞的分裂分化进程<br>　　 石蜡切片对稃片横向和纵向观察结果显示，颖花原基时，稃片纵向各区段均匀分裂，随着发育的进行，稃片上部细胞最早停止分裂，基部细胞分裂结束最晚，而且稃片的中、基部细胞对其长度的贡献大于上部细胞。稃片不同区域内层薄壁细胞伸长和加宽的时间与程度也有不同，维管束周围薄壁细胞分化晚于其它区域细胞；同时扫描电镜观察发现，顶部外表面细胞特化早于基部细胞，并呈现一定的梯度性。由此提出，水稻稃片存在和叶片相似的由顶向基式发育模式。<br>　　 3．水稻外稃和内稃的形态与细胞学异同<br>　　 对水稻珍汕97的扫描电镜观察，结果表明其内稃和外稃表面结构相同，外表面细胞特化进程相似；稃片外表面含有均匀生长的乳突、刺状稃毛和短杆状纤细毛，纤细毛着生于乳突细胞之间；内表面不含乳突和稃毛，只含有纤细毛，且集中分布在维管束周围，内表面还含有气孔。外稃和内稃的差异主要表现在维管束和内层薄壁细胞两方面。外稃含有5列维管束，而内稃只含有3列；整个发育过程中，内稃薄壁细胞数目比外稃薄壁细胞数目少，且略大于外稃薄壁细胞。<br>　　 4．水稻长粒品种和短粒品种内稃细胞数目的比较<br>　　 细胞学观察与统计结果表明，长粒和短粒水稻稃片发育过程基本一致，但长粒和短粒水稻内稃薄壁细胞数目在稃片发育过程中，始终存在极显著差异；内稃的中部和基部细胞对其长度的贡献大于上部细胞。稃片达终长度时，长粒品种内稃薄壁细胞数目比短粒品种增加60.98％，而中、基部细胞长度仅增加1.81％和8.05％，因此，细胞数目是导致水稻长粒和短粒品种稃片长度差异的主要因素。<br>　　 5．水稻粒长主效基因GS3在稃片中的表达<br>　　 以颖原基时期为对照，采用原位杂交（In Situ Hyberidyzation）技术，分别检测水稻粒长主效基因GS3在稃片发育过程中的表达，结果表明，GS3基因在颖花原基时期，在颖花的所有部位都有较强的表达，随着颖花的发育，GS3基因在稃片和雌雄蕊中的表达有所减弱，其表达没有组织特异性。稃片定形后未检测到GS3基因的表达。