【摘 要】
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棉纤维是由位于子房内的胚珠外珠被上的表皮细胞发育而成的一种单细胞结构。它的形成经历四个时期：启动期、伸长期(初生细胞壁的合成)、次生细胞壁的合成期和脱水成熟期。棉纤
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棉纤维是由位于子房内的胚珠外珠被上的表皮细胞发育而成的一种单细胞结构。它的形成经历四个时期：启动期、伸长期(初生细胞壁的合成)、次生细胞壁的合成期和脱水成熟期。棉纤维分化、发育的特点使棉纤维成为研究植物细胞分化、伸长、细胞分裂、细胞骨架建成、细胞壁合成和纤维素合成的模式材料。
等位基因系14-3FL和14-3fl只有一对基因的差别，但它们在棉纤维上的表型差异十分明显，14-3FL既有长绒(lint)又有短绒(fuzz)，表现为半光有絮，短绒减少。而14-3fl无絮突变体的种子光滑无毛，既无长绒(lint)又无短绒(fuzz)，即fiberless(lintless-fuzzless)。本论文以等位基因系14-3FL和14-3fl及遗传标准系TM-1开花前后及开花当天的胚珠为材料，利用扫描电镜和透射电镜方法研究了棉纤维起始细胞的形态和细胞结构变化。
TM-1、14-3FL和14-3fl开花前24h胚珠表面光滑，外珠被表皮细胞排列整齐，胚珠表面分布有气孔保卫细胞，看不到任何表皮细胞突起。TM-1、14-3FL开花当天(Oh)外珠被大量表皮细胞突起形成半球状或气囊状，形成棉纤维；而无纤维突变体14-3fl开花当天的胚珠表面同开花前24h胚珠表面一样，见不到表皮细胞突起。TM-1、14-3FL开花时纤维原始细胞突起具有时间顺序性和空间顺序性两大特点，即纤维原始细胞突起从胚珠合点端和中部开始，逐渐向珠孔端推进。TM-1、14-3FL开花后24h纤维细胞继续纵向伸长(即纤维细胞突起后进入伸长期，进行纤维细胞的初生壁合成阶段)，珠孔端开始有纤维细胞突起。无纤维突变体14-3fl开花后24h胚珠同开花当天Oh一样，胚珠表面见不到纤维细胞突起。TM-1、14-3FL开花后一天纤维细胞开始伸长的同时向珠孔方向倾斜。比较了TM-1和14-3FL的纤维细胞突起的时间，TM-1在开花前13h表皮细胞开始突起，而14-3FL在开花前4h开始突起；TM-1在开花前13h的纤维细胞同14-3FL开花前4h的纤维细胞单位面积上的数量相当，即14-3FL的纤维细胞的突起比TM-1的纤维细胞突起晚了约9个小时。
胚珠电镜超微结构观察实验表明，TM-1和14-3FL的突起细胞与非突起细胞壁之间存在很大的区别，表现在细胞壁的厚度和松弛程度上，突起细胞的细胞壁厚度小于未突起的表皮细胞；突起细胞细胞壁松弛，而未突起的表皮细胞细胞壁绷紧，有张力，表面平滑；无絮突变体开花当天胚珠表皮细胞之间细胞壁没有这样的差别，推测无絮突变体14-3fl胚珠表皮细胞的细胞壁与它的近等基因系14-3FL及陆地棉标准系TM-1(野生型)在开花前后可能存在细胞壁物质和结构上的差异。突变体胚珠表皮细胞壁外表面在开花前后可能存在一层延展性差的物质，这种物质可能是具疏水性质的角质或角质层中的蜡质比例高，它的近等基因系及陆地棉野生型在开花前胚珠表皮细胞分化时角质层很薄，致使表皮细胞易突起形成纤维细胞，或角质层物质被酶解消化，而突变体则不能分解。利用RT-PCR检验六个与细胞壁松弛及膨压有关的基因在等位基因系的表达差异，试图找到与棉纤维起始发育相关的线索，为棉纤维发育的分子生理机制及利用遗传工程改良纤维品质奠定基础。
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