Однако наряду с описанным ходом мейоза у лука с цитоплазматической мужской стерильностью наблюдалась полная дегенерация микроспороцитов на стадии ранней профазы. Можно заметить, что дегенерация в пыльниках стерильного лука осуществляется в 2 этапа.
Первый этап — это пикноз находящихся в профазе ядер микроспороцитов, который начинается в отдельной части пыльцевого гнезда и распространяется по всему гнезду.
Пикнозу ядер микроспороцитов у лука довольно часто предшествует цитомиксис — явление, когда содержимое ядра или его часть перемещается в соседнюю клетку, где хроматин обычно остается бесструктурным.
Второй этап дегенерации — это пикноз ядер одноядерных микроспор. Их пикнотические ядра становятся пиронинофильными (после окраски метиловым зеленым с пиронином). Таким образом, основная масса пыльцы после формирования одноядерной микроспоры оказывается стерильной. Небольшая часть одноядерных микроспор развивается далее; в результате митоза образуются генеративная клетка и вегетативное ядро. Однако эти клетки отличаются от клеток фертильного пыльцевого зерна, в которых ядро вегетативной клетки лежит обычно в центре его, тем, что вегетативное ядро обычно прилегает к генеративной клетке, как правило, не отходящей от оболочки пыльцевого зерна. В тех редких случаях, когда вегетативное ядро лежит, как и у фертильной пыльцы, в центре пыльцевого зерна, генеративная клетка всегда находится в состоянии дегенерации.
Цитоплазма фертильных и стерильных пыльцевых зерен лука значительно различается по содержанию РНК. В профазе мейоза цитоплазма микроспороцитов стерильного лука беднее РНК, чем цитоплазма фертильного (более слабая окраска пиронином). В микроспороцитах фертильных форм лука РНК накапливается в ходе 1-го митоза. Резкий скачок в накоплении РНК в цитоплазме наблюдается в период образования клеточной стенки, отделяющей генеративную клетку. Самые значительные различия в содержании РНК У стерильной и фертильной пыльцы наблюдались в момент созревания пыльцевого зерна. В пыльце стерильного лука РНК отсутствует, в пыльце фертильного ее содержится большое количество. Это соответствует данным, полученным Волховских для пяти видов лилий, у которых формирование мужского гаметофита также проходило на фоне высокого содержания РНК. У кукурузы с цитоплазматической мужской стерильностью Алимова и Симоненко отметили уменьшение содержания РНК в пыльцевых зернах.
При исследовании хода мейоза у стерильного лука нами было замечено изменение направления волны мейотических делений по сравнению с направлением этой волны в пыльниках фертильного лука. В центре пыльцевого гнезда у стерильного лука оказывались более поздние фазы деления мейоза, а у фертильного — более ранние. Это явление — изменение направления волн мейотических делений — можно объяснить тем, что в стерильных луках, вероятно, имеется более слабое соприкосновение пыльников с другими элементами цветка, например с завязью. Нойман придает этому фактору большое значение, полагая, что через находящиеся в контакте элементы цветка могут передвигаться вещества, индуцирующие деления.
Отсутствием плотного смыкания пыльников с другими элементами цветка и можно объяснить возникновение волны делений в пыльцевом гнезде стерильного лука в месте прикрепления тычиночной нити. В этом случае для поступления веществ, индуцирующих деления мейоза, остается только один путь — через проводящий пучок. По данным наблюдения возникновения волны делений в верхнем и нижнем концах пыльцевых гнезд фертильного лука можно предположить, что вещества, индуцирующие деление, поступают в пыльцевое гнездо не только через проводящий пучок, но еще в большей степени — из других частей цветка, с которыми соприкасаются пыльники.
Вакуолизация микроспор и пыльцевых зерен. Сначала был прослежен ход вакуолизации при формировании пыльцевого зерна у фертильного лука. Вакуолизация микроспор начинается еще в тетрадах, где вакуоли обычно очень мелкие. Нейтральным красным они окрашиваются в оранжевый цвет. После распадения тетрад по мере роста микроспоры вакуоли увеличиваются в числе и объеме, окрашиваются уже в малиновый цвет. Нарастание объема вакуолей происходит вплоть до 1-го митоза.
В момент возникновения генеративной клетки, когда она имеет еще линзовидную форму, в ней появляются вакуоли. По мере округления генеративной клетки значительно увеличивается объем ядра, вакуоли также растут. После отделения от стенки пыльцевого зерна генеративная клетка приобретает вытянутую форму, и крупные вакуоли исчезают. Цитоплазма этой клетки оказывается пронизанной мелкими пузырьками, хорошо окрашивающимися нейтральным красным и, вероятно, являющимися мелкими раздробленными вакуолями. Цвет мелких вакуолей оранжевый, в то время как крупные вакуоли генеративной клетки были окрашены в малиновый цвет. С ростом пыльцевого зерна все мелкие вакуоли вегетативной клетки сливаются в 2 крупные вакуоли.
Иным был ход вакуолизации в микроспорах стерильного лука. Некоторые микроспороциты его не делятся, и в них начинается сильная вакуолизация цитоплазмы. В дальнейшем они дегенерируют.
У тетрад стерильного лука обнаружены более крупные вакуоли, чем у фертильного. К моменту распадения тетрад вакуоли микроспор значительно увеличиваются. Одновременно с чрезмерным для данной фазы увеличением объема вакуолей наблюдалась дегенерация цитоплазмы, остаток который имел вид тяжа, расположенного около ядра.
Вакуоли в живых пыльцевых зернах хорошо видны без окраски, но у фертильных форм лука они сразу же окрашиваются нейтральным красным, у дегенерирующих, стерильных микроспор не окрашиваются совсем. Окрашиваемость вакуолей связана с проницаемостью оболочек и с наличием в протоплазме определенных веществ, поэтому потеря такой способности подчеркивает особенности вакуолизации микроспор стерильных форм лука.