許世磊 宋春花 侯祥云 王豐妍 郭先鋒

摘要：運(yùn)用常規(guī)石蠟切片技術(shù)觀察了川赤芍小孢子的發(fā)生和雄配子體的形成過程，結(jié)果表明：4月上中旬為小孢子及雄配子體發(fā)育時(shí)期；小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)，胞質(zhì)分裂為同時(shí)型，呈四面體型排列，少左右對(duì)稱型；成熟花粉為2－細(xì)胞型。

關(guān)鍵詞：川赤芍；小孢子；雄配子體

中圖分類號(hào)：S682.1⁺2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942(2012)01-0029-03

芍藥為我國傳統(tǒng)名花，但栽培芍藥花期較短。川赤芍(Paeonia veitchii Lynch)為芍藥科芍藥屬多年生草本植物，其葉片深裂，花紫紅色、單瓣，抗性強(qiáng)、耐陰，觀賞性高?；ㄆ谧?月中下旬到5月中旬，較同屬其他芍藥早一個(gè)月左右。為提高芍藥品質(zhì)，延長芍藥花期，早花且觀賞品質(zhì)高的川赤芍就成為優(yōu)良的雜交親本，因其花期較早故常作雜交父本，因此開展定向雜交前對(duì)其父本育性的研究尤為重要，尤其是對(duì)雄蕊發(fā)育過程的細(xì)胞學(xué)研究。近年來關(guān)于植物花粉的研究多集中在測(cè)定花粉活力或電鏡觀察花粉粒形態(tài)，生物學(xué)研究多集中在對(duì)花粉進(jìn)行輻射處理育種上；芍藥屬細(xì)胞學(xué)的研究重點(diǎn)集中在對(duì)芍藥屬牡丹組的研究上，對(duì)芍藥的研究較少，且主要集中在對(duì)栽培品種的研究上。本試驗(yàn)運(yùn)用常規(guī)石蠟切片技術(shù)，觀察了川赤芍小孢子的發(fā)生和雄配子體的形成過程，現(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告如下：

1.材料與方法

試驗(yàn)于2010年進(jìn)行，供試材料為芍藥野生種川赤芍，材料取自山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)基地。取樣方法參照王雁等(2010)的方法并稍作改進(jìn)，根據(jù)花營直徑大小分級(jí)，每增加0.1cm分為一級(jí)。自花蕾剛萌芽約0.1cm開始取樣至花朵即將綻放、花蕾直徑不再增大。FAA固定液固定，愛氏蘇木精整染后常規(guī)石蠟切片法切片，厚度為6～10μm，利用OLYMPUS顯微鏡觀察并拍照。

2.結(jié)果與分析

2.1小孢子的發(fā)生

花粉粒的發(fā)育包括小孢子的發(fā)生和雄配子體的形成兩個(gè)階段，試驗(yàn)觀察表明，4月上中旬小孢子及雄配子體即開始發(fā)育。

4月初，為花藥壁發(fā)育時(shí)期，在花粉囊壁的中層和絨氈層逐漸消失解體的過程中，花粉母細(xì)胞逐漸進(jìn)入減數(shù)分裂階段。減數(shù)分裂開始時(shí)，花粉母細(xì)胞逐漸積累胼胝質(zhì)，在初生壁和細(xì)胞膜之間形成胼胝質(zhì)壁(圖版1)。芍藥花粉母細(xì)胞的減數(shù)分裂為同時(shí)型，即第一次核分裂時(shí)不伴隨胞質(zhì)分裂，形成一個(gè)二核細(xì)胞，不出現(xiàn)二分體階段(圖版2)；當(dāng)?shù)诙畏至研纬伤暮撕?，才同時(shí)發(fā)生胞質(zhì)分裂而形成四分體(圖版3)。四分體多為四面體型，少左右對(duì)稱型，花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂后形成4個(gè)染色體數(shù)目減半的單核花粉粒又稱小孢子，它們?nèi)员话鼑诠餐碾蓦毡谥?圖版4)。

2.2雄配子體的形成

幼期單核花粉粒從四分體中釋放出來(圖版5)，此時(shí)單核花粉粒的核位于細(xì)胞中央(單核居中期)，具有濃厚的細(xì)胞質(zhì)(圖版6)。不久，細(xì)胞內(nèi)逐漸形成中央大液泡，細(xì)胞核隨之移到一側(cè)，為單核靠邊期。單核在貼近細(xì)胞壁的邊緣進(jìn)行有絲分裂，先形成兩個(gè)細(xì)胞核(圖版7)，貼近花粉壁的為生殖核，向著大液泡的為營養(yǎng)核。以后發(fā)生不均等的胞質(zhì)分裂，形成生殖細(xì)胞和營養(yǎng)細(xì)胞。在四分體到晚期花粉過程中，花粉壁也相應(yīng)地經(jīng)歷了一系列的建造過程。

在幼期單核花粉存在于四分體中時(shí)，在胼胝質(zhì)壁內(nèi)側(cè)和質(zhì)膜之間首先發(fā)生纖維素的初生外壁?；ǚ塾坞x時(shí)，初生外壁發(fā)育為花粉外壁，花粉外壁并非均勻產(chǎn)生，未形成外壁的孔隙發(fā)育為萌發(fā)孔或萌發(fā)溝(圖版8)?；ǚ哿５陌l(fā)育常先在萌發(fā)孔區(qū)開始。

2.3雄蕊發(fā)育過程與花蕾大小的關(guān)系

從表1可以看出，雄蕊發(fā)育過程與花蕾直徑大小存在較明顯的正向性關(guān)系。花蕾直徑較小(0.1～0.4cm)時(shí)主要是孢原細(xì)胞和造孢細(xì)胞的分化；直徑大小為0.6～1.2cm時(shí)，為花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂為四分體時(shí)期；花蕾直徑較大至開花時(shí)(1.4cm～開花)，為小孢子發(fā)育為成熟花粉粒時(shí)期。

3討論

雄蕊發(fā)育過程與花蕾直徑大小表現(xiàn)出一定的相關(guān)性，雄蕊發(fā)育過程表現(xiàn)出一定的時(shí)序性，4月初為花藥壁的發(fā)育時(shí)期，4月上中旬為小孢子和雄配子體發(fā)育期，這與桂明珠等(1994)的研究結(jié)果較為一致。王雁等(2010)曾研究發(fā)現(xiàn)，雄蕊發(fā)育過程與花蕾長短存在一定相關(guān)性，與本試驗(yàn)結(jié)果存在相同之處。本試驗(yàn)表明，雄蕊發(fā)育細(xì)胞學(xué)研究試驗(yàn)中可根據(jù)雄蕊發(fā)育階段有針對(duì)性的取樣，為雄蕊發(fā)育過程的細(xì)胞學(xué)研究提供重要的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王玉霞，王穎，李芳東，等.不同種仁率山楂品種花粉量及花粉活力的測(cè)定[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，2：8-10.

[2]孫洪美，焦傳兵，李永勝，等.山東省紫薇品種觀賞價(jià)值的灰色評(píng)價(jià)[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，4：17-20.

[3]蘇學(xué)合，高國強(qiáng)，時(shí)香玉，等.利用花粉輻照技術(shù)進(jìn)行棉花種間遠(yuǎn)緣雜交研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000，2：8-10.

[4]成仿云.紫斑牡丹花粉發(fā)育的細(xì)胞形態(tài)學(xué)研究[J].園藝學(xué)報(bào)，1998，25(4)：367-373.

[5]潘開玉，溫潔，羅毅波，等.矮牡丹小孢子發(fā)生和雄配子體發(fā)育及其與該種瀕危的關(guān)系[J].植物分類學(xué)報(bào)，1999，37(3)：244-252.

[6]于玲，何麗霞.紫斑牡丹小孢子形成過程的細(xì)胞遺傳學(xué)研究[J].西北植物學(xué)報(bào)，2000，20(3)：467-471.

[7]郝捷，劉勝.紫斑牡丹栽培品種小孢子發(fā)育過程的細(xì)胞遺傳學(xué)研究[J].生物學(xué)雜志，2000，17(3)：16-18.

[8]魏樂，張懷剛.3種牡丹雄配子體發(fā)育的比較研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36(2)：509-511.

[9]孔蘭靜，韓莉，孔博.芍藥雄配子體發(fā)育的超微結(jié)構(gòu)研究[J].西北植物學(xué)報(bào)，2002，22(5)：1225一1230，[10]孔蘭靜，崔宏，王宗正，等，芍藥小孢子發(fā)生與雄配子體發(fā)育的光鏡研究[J]，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004，35(4)：547-552.

[11]王雁，李艷華，彭鎮(zhèn)華.黃牡丹的大小孢子發(fā)生及雌雄配子體發(fā)育[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，38(5)：62-65.

[12]桂明珠，李桂琴，李燕華.李的大小孢子及雌雄配子體發(fā)育研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1994，25(1)：89-96.