«——【·前言·】——»内倍化也称为内复制，是细胞增加其倍性的现象，在内倍化过程中，染色单体呈指数增加，而染色体数目保持不变。内倍化由从有丝分裂

 

«——【·前言·】——»内倍化也称为内复制，是细胞增加其倍性的现象，在内倍化过程中，染色单体呈指数增加，而染色体数目保持不变内倍化由从有丝分裂细胞周期向一种，称为内周期的修饰细胞周期的转变所引发，在该周期中，DNA复制发生，但没有随后的染色体分离和细胞质分裂。

倍性的增加是由内周期的重复引起的，尽管内倍化的确切作用仍不清楚，但它被认为有助于细胞增大、提高基因表达水平、加速生长和增加DNA储存。

从细胞增殖到细胞扩展的转变，通常伴随着从有丝分裂周期转向内周期关于内倍化和细胞大小之间的因果关系始终存在争议，因为一些突变体没有同时出现内倍化和细胞大小的降低，表明内倍化可能决定细胞生长的最大容量，而不是严格调控细胞生长。

«——【·观察胚乳中的内纤维化·】——»2014年，在日本广岛府福山市，国立农业与食品研究组织西部地区农业研究中心的稻田中，种植了日本米品种‘Kinuhikari’的植株在处于自然条件下，5月9日，在育苗床中发芽的胚乳被移植到稻田中，行距为15厘米×30厘米，每丛两株，于5月29日。

化肥以28.5克/平米的比例施用基肥，在抽穗前20天使用硫酸铵，速率为9.5克/平米随后的实验涉及茎穗的上两个主要分支的顶端的第四个和第五个节位上位的优良胚乳，这些胚乳的授粉日期被记录下来，并且在每个取样时间点从五株个体植株中收获胚乳。

对于流式细胞术，每个植株取两颗脱壳的胚乳，立即放入微量离心管中，并存储在-80°C下，抽穗时取样保存在-80 °C下的旗叶作为流式细胞术的参考材料。

对于荧光显微镜检查，5DAP和9DAP的胚乳在Farmer液含1mM氯化镁的液体中固定1小时，然后存放在含1mM氯化镁的70%乙醇中，温度为-4°C为了确定干重，将10颗胚乳在60°C下烘干72小时

2014年和2015年，研究使用了五个粳稻和五个籼稻品种，粳稻品种包括秋田小町、贵稻、越光、日本晴和指招，籼稻品种包括飞扬、北陆193、IR64、卡萨拉和高就，这些稻种在西部地区农业研究中心的稻田中，以自然条件种植。

胚乳于2014年6月6日和2015年6月5日在苗床上发芽，每个品种的幼苗于2014年6月24日和2015年6月23日在30个田岸的三排种植，各个品种的三排物种在四个重复试验中随机排列，并采用随机完全区组设计。

试验田的行间距为30厘米，株间距为15厘米，每丛两株，化肥以28.5克/平米的速率作为基肥施用，硫酸铵在移栽后1个月以9.5克/平米的速率施用，然后观察记录了顶端上两个主要分支的第四、第五和第六个节位上的优良胚乳的授粉日期。

周期性地从中央排的几株植株中收获胚乳，并按照上述方法保存，为了在每个品种的相似发育阶段检查胚乳中的内纤维化，选择干重约为成熟期干重的25%的胚乳用于后续实验，制备流式细胞分析的样本。

使用一次性手术刀将样品在1.2毫升切碎缓冲液中切碎2.5分钟，均质液通过70微米尼龙网过滤器过滤，细胞核用30微米的碘化丙啶染色，然后对染色细胞核进行分析。

在荧光显微镜分析制备了样品，固定的胚乳用聚乙二醇嵌入，并用显微切片机切割成中位横切面，在磷酸盐缓冲液中去除切片中的PEG后，将切片装在含有DAPI的VECTASHIELD® Mounting Medium中。

使用相机捕获的图像，转换为灰度图像，并进行分析，手动勾画具有清晰轮廓的细胞核的面积，并测量其积分密度作为荧光强度的指标，并绘制对数积分密度的直方图，以评估每个细胞核的多倍体。

测量各个多倍体类别中30个细胞的横截面积，在某些品种中，切片中的24C细胞核少于30个，在这种情况下，将包括所有具有24C细胞核的数据。

使用显微切片机切割了中位和纵向横切面，在水中去除切片上的PEG后，将切片用0.05％的甲苯胺蓝溶液染色5分钟，用水冲洗30秒后，使用数码立体显微镜捕获了切片的图像。

图形板在胚乳，具有麸皮层的部分上勾勒细胞轮廓，准备了胚乳的图像，分析每个细胞的面积，并确定平均细胞面积。

为了计算平均细胞高度，测量了纵向横切面中50-70个细胞层的长度，通过将细胞的平均横向断面积乘以平均细胞高度来计算平均细胞体积。

«——【·评估内倍化对胚乳发育的影响·】——»使用流式细胞术，对日本籼稻品种‘Kinuhikari’的胚乳中，内倍化的时间进展进行了研究，流式细胞仪分析，检测到发育中胚乳细胞核的荧光强度，分布呈现四到五个峰值，而在

旗叶中只检测到一个峰值。

胚乳中荧光强度最低的峰值与旗叶中的峰值重叠，稻株的叶片只含有2倍体细胞核，胚乳中荧光强度最低的峰值被判断为2倍体，即来源于胚和子皮以该2倍体峰作为参考，其他峰值被判断为3倍体、6倍体、12倍体和24倍体，即源自胚乳。

流式细胞术数据的分析，使得可以确定稻胚乳不同倍性类别的细胞核组成，发育胚乳的干重相对于成熟胚乳的干重，被用作胚乳发育的参考，通过内倍化形成的12倍体细胞核最早在5天后出现，此时胚乳的相对重量约为5%

具有较高倍性的细胞核的比例在8天后逐渐增加，此时胚乳的相对重量约为20%，在10天后之前细胞核的倍性比例相对稳定此时胚乳的相对重量约为30%，根据不同倍型类别的细胞核组成，计算了胚乳中所有细胞核的平均倍性，该指标常被用作。

内倍化的指数。

胚乳中细胞核的平均倍性在5天后为4.8倍体，并显著增加至8天后的6.9倍体。从8天到10天之间，平均倍性没有显著变化，因为流式细胞被发育的淀粉颗粒堵塞，无法测量10天后的稻胚乳中的内倍化。

胚乳中内倍化的空间进展，可以使用DAPI染色对稻谷颖果的中部横切面，进行了荧光显微镜观察在5天后，胚乳中观察到的只有小细胞核，而在9天后观察到许多大细胞核，通过对胚乳细胞核的DAPI荧光图像进行分析，揭示出整合密度直方图中的几个峰值。

流式细胞仪分析明确表明，这些阶段稻胚乳细胞核的最低倍性为3倍体，判断整合密度最低的峰值为3倍体，其他峰值确定为6倍体、12倍体和24倍体，基于直方图，确定了切片中每个细胞核的倍性，并将其叠加在图像上构建倍性图。

在5天后，稻胚乳细胞的大多数细胞核是3倍体和6倍体，在中央区域和边缘区域之间的中间区域中，一些细胞核是12倍体。在9天后，不同胚乳区域的细胞核倍性差异很大，中间区域的倍性高于边缘区域和中央区域。

基于印度籼稻品种‘Kasalath’发育中颖果的相对干重，内倍体化的时间进展，显示出与日本籼稻品种‘Kinuhikari’相似的模式，在发育阶段，将颖果相对干重约为成熟时的25%作为参考，比较了10个稻谷品种胚乳中的

内倍体化进展。

在2015年观察到了平均倍性、百分比E和E6P在10个品种之间的显著差异，品种之间的平均倍性有所不同，Ak的平均倍性最低，Ta的平均倍性最高。

在任何年份都没有观察到百分比E和E6P之间的显著相关性，为了比较不同品种胚乳中内倍化的空间进展在发育阶段，即颖果相对干重约为成熟时的25%时，构建了倍性图，每个品种观察到的不同倍性细胞核的分布模式相似

在颖果中央横切面的中间区域，倍性较高，而在边缘区域和中央区域倍性较低根据流式细胞仪显示，平均倍性或E6P较高的品种胚乳中，含有更多的24倍体细胞核，与倍性分布类似，所有检测到的品种中，中间区域的细胞比中央和边缘区域的细胞更大。

为了评估内倍化对稻胚乳发育的影响，测量了不同倍性类别胚乳细胞的横截面积，倍性较高的细胞在发育中的胚乳中明显较大由于检测到倍性和品种之间的显著交互作用，因此比较了同一倍性类别中，不同品种的胚乳细胞横截面积。

在3倍体和6倍体类别中，观察到品种之间胚乳细胞面积的显著差异，3倍体细胞核的面积与百分比E和E6P呈负相关而6倍体细胞核的面积与E6P呈负相关，在12倍体或24倍体类别中，观察到检测到的品种之间，胚乳细胞横截面积没有显著差异。

为了评估内倍化对成熟颖果的影响，研究了2015年成熟颖果的干重和细胞大小，单因素方差分析检测到10个稻谷品种中颖果重量、胚乳细胞的平均横截面积和平均体积之间存在显著差异。

尽管在发育中胚乳的平均倍性与成熟颖果的重量之间没有显著相关性，但是发现发育中胚乳的平均倍性与成熟颖果胚乳细胞的平均横截面积存在显著相关性。

«——【·稻米胚乳呈现出内倍化的典型空间影响·】——»在稻米胚乳中，内倍化在5天后的胚乳开始被检测到，尽管5天后所有细胞核的平均倍性较低，胚乳细胞的平均倍性在8天后增加，并保持相对稳定。

在稻米胚乳中，有丝分裂细胞分裂从4天后开始，8或9天后停止，内倍化在稻米胚乳中，与有丝分裂的时间重叠。玉米中也存在有丝分裂与内倍化的重叠，胚乳细胞逐渐且异步地从有丝分裂周期转向内周期。

在禾本科植物的发育中胚乳细胞的有丝分裂周期和内周期共存，并且各细胞核的内倍化程度也不同倍性图清楚地显示了稻米胚乳中，不同程度内倍化细胞核的分布，稻米胚乳的中间区域的倍性较高，而中央和边缘区域的倍性较低

在所有分析的10个稻米品种中，观察到了相似的空间模式，这种内倍化的空间进展与玉米、高粱和齿茅的报道不同，内胚乳的倍性在内部区域较高。在玉米胚乳中，倍性梯度是由有丝分裂/内倍化转换的时空模式造成的。

这种从有丝分裂周期转向内周期的转变，始于中央区域的细胞，然后向外扩散。稻米胚乳中央区域的细胞，也比外部区域的细胞更早形成，稻米胚乳中央区域的细胞，应该比外部区域的细胞更早停止有丝分裂。

在9天后，中央区域的细胞内并没有检测到12倍体细胞核，而中间区域的细胞核≥12倍体，稻米胚乳中央区域的细胞在10天后，开始进行程序性细胞死亡，稻米胚乳中央区域的细胞核，在整个发育过程中保持较低的倍性

«——【·结论·】——»稻米胚乳呈现出内倍化的典型空间进展，细胞核的倍性在胚乳的中间区域高于中央和边缘区域，10个稻米品种之间的内倍化进展差异显著。

这种多样性反映了稻米胚乳中内周期启动和重复发生的变异，这两个过程在稻米胚乳中独立调控。在发育的稻米胚乳中，倍性与细胞大小存在比例关系，发育中胚乳的平均倍性与成熟胚乳细胞大小之间存在显著相关性。

内倍化影响着稻米胚乳细胞的大小，介导胚乳细胞内倍化的遗传变异，可能有助于通过改变细胞大小，来提高稻米的产量和品质。

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