中文摘要：

前两项国家自然科学基金的研究已揭示了禾谷类淀粉胚乳PCD过程中的几个重要细胞事件①核解体即去核化发育；②伴随去核化，细胞中有多种细胞器如部分线粒体、内质网等向淀粉质体转变的趋同发育现象；③核解体后在胞质中仍在正常有序地进行淀粉和贮藏蛋白的合成与积累，细胞被淀粉完全充满才死亡。本项目欲深入研究上述细胞事件①进一步查明在PCD过程中的各种细胞器的消涨、衍变及结构变化特征和相互关系；②查明引起核解体的细胞信息；③查明线粒体在核解体中的作用；④揭示去核化在禾谷类胚乳发育中的意义和作用；⑤研究核解体以后细胞活性是怎样维持的，证明胞质发育是由长寿命mRNA所支持，mRNA活性丧失之时就是细胞最后死亡之时。通过这几项研究深入阐明禾谷类淀粉胚乳PCD的细胞学特征，为植物分子生物学研究提供新的思路，为人们从具体的细胞事件入手改造其品质，提高其产量提供理论依据。

结论摘要：

禾谷类胚乳是贮藏组织，由糊粉层、亚糊粉层和淀粉型胚乳组成，成熟籽粒淀粉型胚乳是死细胞，但其发育状况决定籽粒的产量和品质，本课题以水稻、小麦、大麦为代表，系统地研究了淀粉型胚乳细胞程序性死亡(PCD)的全过程。阐明了淀粉型胚乳PCD的特殊性，它分为三个发育阶段，第一个阶段是去核前发育，细胞器丰富，细胞代谢活跃，淀粉合成关键酶和氧化酶活性逐渐升高；第二个阶段是去核化发育，经历核变形、核DNA断裂、片段化、核分解成核小块、核周腔膨大、核基质外泄和核消亡等过程，其间细胞代谢非常活跃，淀粉合成关键酶和氧化酶活性达到峰值，内源乙烯浓度较高，籽粒灌浆速率最高，磷酸水解酶在核上表现较为活跃；第三个阶段是去核后的胞质发育，无核的胚乳细胞并未死亡，胞质中的细胞器仍然能正常有序地进行代谢活动，但它们的功能趋向专一化，主要进行淀粉和贮藏蛋白的合成与积累，随着发育的进程，淀粉合成关键酶和氧化酶的活性逐渐降低，籽粒灌浆速率明显减慢，最后变成死的贮藏库。乙烯处理明显使去核化提前，脱落酸处理并不能明显推迟核的衰退。上述研究结果丰富了植物发育生物学、细胞生物学的知识和理论，并为禾谷类作物改善品质、提高产量提供参考作用。