美人蕉科花器官发育和花部维管束系统解剖学研究

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唇瓣的属性是姜目植物系统发育与进化生物学研究的热点之一。本文利用扫描电镜术和石蜡切片术研究了美人蕉(Canna indica L.)和粉美人蕉(Cannaglauca‘Erebus’)花器官发育和花部维管束系统解剖学,基本弄清了美人蕉和粉美人蕉花器官发育过程和花部维管束走向,确定了雄蕊的构成和维管束来源,为进一步揭示姜目植物在系统演化过程中,花部器官结构的变化式样提供了重要的研究资料。  美人蕉和粉美人蕉的维管束系统走向主要是近轴面左侧心皮背束的外方分支进入近轴面外轮退化雄蕊,内方分支进入功能雄蕊和花柱:近轴面右侧心皮背束的外方分支进入外轮侧生退化雄蕊,内方分支进入花柱;远轴面心皮背束的外方分支进入远轴面外轮退化雄蕊后迅速消失,内方分支分别进入唇瓣和花柱;3束隔膜束的外方分支分别进入相对的花瓣,近轴面隔膜束的内方分支进入功能雄蕊的瓣状附属物,远轴面右侧隔膜束的内方分支进入唇瓣,另一束隔膜束的内方分支进入内轮退化雄蕊。  美人蕉和粉美人蕉的花器官分化与发育过程大致为:萼片原基最先形成,接着功能雄蕊与花瓣共同原基、唇瓣与花瓣共同原基、内轮退化雄蕊与花瓣共同原基按顺时针顺序出现,然后功能雄蕊原基与近轴面的花瓣原基从它们的共同原基中分离,随后唇瓣原基与远轴面的一枚花瓣原基也从共同原基中分离出来,最后内轮退化雄蕊原基与远轴面另一枚花瓣原基从它们的共同原基中分离出来,形成独立的原基。当三枚花瓣原基完全从共同原基分离后,外轮退化雄蕊的原基从远轴面、近轴面到侧面,按顺时针顺序起始。雌蕊原基最后形成,从花原基中央的凹陷处起始,先形成三枚分离的心皮原基,随着原基的生长,心皮原基边缘逐渐靠拢、愈合,形成子房室。靠近雄蕊花瓣状附属物侧的心皮原基逐渐隆起,形成花柱原基。综上所述,美人蕉和粉美人蕉花部各轮器官发育顺序是萼片-花瓣-内轮雄蕊-外轮雄蕊-雌蕊。  结合花部维管束系统和花器官发育的观察结果,我们认为美人蕉唇瓣的维管束来自一枚外轮雄蕊心皮背束分支和一枚内轮雄蕊成员隔膜束分支,代表了一枚外轮雄蕊成员和一枚内轮雄蕊成员,而不是以前形态学和分类学认为的代表三枚或一枚雄蕊成员;美人蕉功能雄蕊接受一枚外轮雄蕊成员心皮背束分支,而其花瓣状附属体接受一枚内轮雄蕊成员隔膜束分支,代表了两枚雄蕊成员。此外,本文还比较和讨论了姜目雄蕊维管束来源及其系统学意义。
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