濒危植物珊瑚菜花药发育及其组织化学研究

• 作 者: 刘玉函
• 机 构: 青岛农业大学
• 出 处: 青岛农业大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 珊瑚菜 小孢子发生 雄配子体 组织化学 花粉生活力 濒危植物

珊瑚菜(GlehnialittoralisFr.SchmidtexMiq.)为伞形科(Umbelliferae)珊瑚菜属(GlehniaFr.Schmidt)的多年生草本植物，为国家珍稀濒危保护植物，其根俗称北沙参，是一种传统的中药材。本文以多年生的珊瑚菜为实验材料，利用扫描电子显微镜对珊瑚菜花芽分化的过程和花粉的形态进行了研究;利用石蜡制片技术和薄切片技术对珊瑚菜花药壁、小孢子发生及雄配子体发育进行了研究;利用半薄切片和组织化学技术，对珊瑚菜花药发育过程中各部分细胞内部贮藏物质的动态变化进行了研究;采用花粉离体萌发法对珊瑚菜花粉生活力进行了测定。结果表明:　　
珊瑚菜为复伞形花序，从外向内进行各伞形花序的分化，每朵小花中，依次分化出花萼原基、花瓣原基、雄蕊原基和雌蕊原基。珊瑚菜的子房下位，其花柱基部膨大成花柱基。珊瑚菜的花粉为长椭圆型，三孔沟，表面有网状纹饰，赤道面上网眼较大，有的网眼被填充，极面上网眼较小，网隔侧面呈波浪状。　　
珊瑚菜花药壁发育为双子叶型，绒毡层为腺质绒毡层，小孢子母细胞减数分裂胞质分裂为同时型，小孢子四分体为正四面体型，成熟花粉粒为3-细胞型。在小孢子发育过程中，细胞质发生了显著而有规律的变化，主要涉及质体、线粒体及核糖体的变化。小孢子母细胞时期，细胞质中核糖体致密，质体和线粒体表现正常的形态和结构;进入减数分裂期，随着细胞质中核糖体密度的显著降低，质体和线粒体表现出明显的衰退状态;小孢子早期，细胞质中核糖体密度恢复时，质体和线粒体又恢复了正常的形态和结构。　　
珊瑚菜花药发育过程中存在着营养物质积累现象，营养物质的积累在花药中有一定的规律:在造孢细胞时期，表皮和药隔薄壁细胞中开始积累淀粉粒;到小孢子母细胞时期，药隔薄壁细胞中的淀粉粒明显增多，绒毡层中多糖物质较多;四分体时期，表皮和药隔中的淀粉粒减少，绒毡层中多糖物质减少，药室内壁中开始出现淀粉粒。小孢子时期，表皮、药隔及绒毡层中的淀粉粒的数量减少，表皮和小孢子内开始积累脂滴;在二胞花粉时期，花粉内开始积累淀粉粒，绒毡层细胞降解，细胞残留物中出现较多脂滴;在成熟花粉中则积累了大量的脂滴和少量的淀粉粒，因此，珊瑚菜的花粉为脂肪型。　　
珊瑚菜花药发育过程中蛋白质的积累与淀粉粒相反，在含淀粉粒较多的细胞中蛋白质的含量较少，孢原细胞、造孢细胞、花粉母细胞以及绒毡层细胞中蛋白质含量一直维持在较高的水平。药室内壁及中层在小孢子形成中期具有较多的蛋白质，随着花粉的成熟，蛋白质的含量逐渐减少。　　
在适宜的条件下，珊瑚菜初花期花粉的萌发率可达89.7％，这对于珊瑚菜的育种工作是较为有利的。珊瑚菜的花粉在室温自然条件下保存时，其丧失活力很快，至第4d，花粉已基本丧失萌发能力。而4℃低温冷藏时，到第8d，珊瑚菜花粉的萌发率仍可达到将近60％，因而，低温可以适当延长珊瑚菜花粉的寿命，有利于其贮藏。