黃花油點草生殖生物學研究.pdf

1、黃花油點草(Tricyrtis maculata(D.Don) Machride)為百合科(Liliaceae)油點草屬(Tricyrtis Wall.)多年生草本植物。百合科是被子植物中較大的一個分類類群,在植物系統(tǒng)進化過程中具有重要的地位。在已有的植物有性生殖研究文獻中,對百合科植物的生殖生物學研究報道較多。而有關(guān)黃花油點草的研究工作比較少,相關(guān)報道主要集中在其作為園林植物的應用、基礎(chǔ)的細胞學分析以及藥用價值方面。有關(guān)黃花油點草生殖

2、生物學研究很少,尤其是有關(guān)黃花油點草的胚胎學系統(tǒng)研究,尚屬空白。
　　本研究利用常規(guī)石蠟切片技術(shù),對百合科植物黃花油點草大小孢子發(fā)生、雌雄配子體發(fā)育、雙受精、胚、胚乳及種子的發(fā)育進行了詳細的研究。探討其胚胎發(fā)育的特征以及影響黃花油點草胚胎發(fā)育的因素,為黃花油點草植物的系統(tǒng)研究積累基礎(chǔ)的研究資料。此外,利用熒光顯微技術(shù),觀察了花藥發(fā)育過程中胼胝體以及花粉壁物質(zhì)積累動態(tài);應用掃描電鏡技術(shù),觀察了成熟花粉的形態(tài)結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果豐富了對百合

3、科植物的研究內(nèi)容,也為百合科植物的系統(tǒng)研究提供生殖生物學方面的依據(jù)。
　　研究結(jié)果表明:(1)黃花油點草花藥具有4個藥室,花藥壁的發(fā)育方式為單子葉型,由表皮、藥室內(nèi)壁、中層及絨氈層組成。絨氈層發(fā)育類型為分泌型,到四分體花藥階段絨氈層細胞開始解體退化,花藥成熟時完全消失。(2)花粉母細胞減數(shù)分裂為連續(xù)型,依次形成二分體、四分體。四分體有四面體形和對稱形兩種類型;成熟花粉為2-細胞型。(3)子房3室,胚珠多數(shù),每室2列,倒生型胚珠,雙

4、珠被,薄珠心,雌性孢原細胞不經(jīng)過平周分裂而直接發(fā)育成大孢子母細胞。減數(shù)分裂后四分體大孢子呈線型或T型排列,合點端大孢子分化為功能大孢子,蓼型胚囊。(4)黃花油點草為珠孔受精。進入胚囊的兩枚精子分別與卵細胞和中央細胞進行正常的雙受精,其受精作用屬有絲分裂前型。(5)受精后的初生胚乳核立即分裂,其發(fā)育方式為核型胚乳。早期的游離胚乳核沿胚囊的邊緣分布,胚囊中央部位主要為胚乳細胞質(zhì),隨著游離胚乳核的數(shù)量增加,胚乳核慢慢充滿整個胚囊。當發(fā)育至球形

5、胚早期階段,在各胚乳核周圍產(chǎn)生胚乳細胞壁,形成完整的胚乳細胞。(6)合子有較長的休眠時間,胚的發(fā)育方式為茄型。合子第一次有絲分裂為橫裂,分裂后形成基細胞和頂細胞。基細胞經(jīng)過3次橫裂,形成一列胚柄細胞;頂細胞經(jīng)過分裂形成胚體,依次形成球形胚、棒狀胚和盾形胚。種子成熟時胚無器官分化。成熟種子由種皮、胚和胚乳三部分組成。(7)在花藥發(fā)育過程的不同階段均出現(xiàn)發(fā)育異?，F(xiàn)象,導致花粉敗育。在胚珠發(fā)育過程中,成熟胚囊階段之前,每一子房室內(nèi)均有2列胚珠

6、,每列胚珠可多達20個。當受精后胚乳開始發(fā)育階段,在子房橫切面上,每個子房室中只能觀察到1枚胚珠,而另一枚胚珠退化,即胚珠數(shù)目減少1/2。最終,每一子房室內(nèi)只剩下1列胚珠繼續(xù)發(fā)育,形成種子。(8)黃花油點草成熟種子由種皮、胚和胚乳三部分組成。成熟種子呈扁平狀,外形呈闊卵圓形,種皮革質(zhì),呈棕褐色,表面有網(wǎng)紋雕飾。在種子切面上觀察,可見種皮有4層細胞結(jié)構(gòu),分別由內(nèi)、外珠被發(fā)育而成,其中外種皮的外層細胞壁加厚明顯。種子成熟時胚無器官分化,經(jīng)半

7、年時間沙藏后,種子中胚仍無器官分化。因此種子的休眠時間特別長。(9)在小孢子母細胞減數(shù)分裂過程中,經(jīng)水溶性苯胺藍染色,在熒光顯微鏡淺藍色熒光激發(fā)下觀察,小孢子母細胞壁上無藍色熒光,即無胼胝質(zhì)存在。但在二分體和四分體的整個外壁及細胞間隔壁發(fā)出藍色熒光,即在二分體和四分體細胞有胼胝質(zhì)壁產(chǎn)生。在減數(shù)分裂結(jié)束、小孢子形成后,胼胝質(zhì)壁逐漸解體消失。(10)在電鏡下觀察,成熟花粉呈卵圓形,具單萌發(fā)溝,花粉表面較為平滑,無明顯的網(wǎng)紋雕飾,可見不規(guī)則的