劉 芳 (南京林業(yè)大學森林資源與環(huán)境學院,江蘇 南京210037; 宿州職業(yè)技術(shù)學院博士工作站,安徽 宿州234101)
陳衛(wèi)連 (江蘇山水建設(shè)集團有限公司,江蘇 句容212400)
沈永寶 (南京林業(yè)大學森林資源與環(huán)境學院,江蘇 南京210037)
芫花 (Daphne genkwa)是我國的特有灌木,許多學者對其進行了多方面的研究[1-6]。然而關(guān)于芫花的發(fā)育學研究尚是空白。作者在觀察芫花果實和種子發(fā)育的基礎(chǔ)上[7],利用透射電鏡觀察了芫花種子胚根細胞的超微結(jié)構(gòu),以為進一步研究芫花種子及胚提供參考。
芫花3月底4月初開花,其種子發(fā)育期約為7周,第4周時,種胚呈現(xiàn)固態(tài)[7];研究材料采自江蘇省南京市江寧區(qū)的野生芫花,從花后第4周起,采用4%戊二醛固定種胚,1周取1次種胚。
樣品經(jīng)4%戊二醛 (0.2mol/L磷酸緩沖液配制,pH7.2)固定,0.1mol/L磷酸緩沖液清洗,1%鋨酸 (0.2mol/L磷酸緩沖液配制,pH7.2)固定,0.1mol/L磷酸緩沖液清洗,丙酮系列脫水 (30%、50%、70%、90%各1次,純丙酮2次);丙酮與Epon812包埋劑 (1∶1,1∶2)滲透各1次,純Epon812包埋劑滲透過夜 (30℃24h、40℃24h、60℃48h),烘箱內(nèi)聚合,修塊,LKB-Ⅴ型超薄切片機半薄切片定位,超薄切片,醋酸鈾、檸檬酸鉛雙染色,用日立牌HITACHI H-600透射電子顯微鏡觀察、拍片。
第1周時,芫花種子內(nèi)部呈膠狀,乳白色,無胚;第2周時,芫花種子內(nèi)部開始固化,內(nèi)種胚呈鐵銹色,出現(xiàn)胚的雛形;第3周時,種胚進一步伸長,呈半固態(tài);種皮呈紫褐色[7]。
第4周時,芫花種子胚根具有明顯的細胞核、含有少量脂肪體和大量質(zhì)體 (圖1A);可見線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng),但是數(shù)量不多;有少量、小的高電子致密塊狀物質(zhì)[8](圖1B)。
第5周時,芫花種子胚根細胞核依然明顯 (圖1C);同時線粒體數(shù)量大增,并且出現(xiàn)了淀粉粒;高電子致密塊狀物質(zhì)明顯增多、增大;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)清晰可見 (圖1D)。
第6周時,芫花種子胚根核仁清晰可見,體積變小 (圖1E);脂肪體和高電子致密塊狀物質(zhì)增多,而線粒體數(shù)量大幅下降;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)清晰可見 (圖1F)。
第7周時,核仁清晰可見,體積變小;高電子致密塊狀物質(zhì)變大;淀粉粒數(shù)量增多、體積變大;脂肪粒變小,但是數(shù)量增多 (圖1G);線粒體很少,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)清晰可見 (圖1H)。
圖1 4~7周芫花種子的胚根細胞超微結(jié)構(gòu)
發(fā)育成熟的芫花種子很小,似芝麻粒大小,呈黑色,由胚、子葉和種皮組成,無胚乳;胚小,子葉大。芫花種子胚根細胞呈不規(guī)則長方形至多邊形;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)數(shù)量無明顯變化;高電子致密物質(zhì)在細胞質(zhì)內(nèi)呈不均勻分布,而陳淑芬等[8]所研究的七葉樹種子胚根細胞的高電子致密物質(zhì)則多附著在內(nèi)染色質(zhì)、細胞核膜及細胞質(zhì)的質(zhì)膜上,二者的分布差異很大,這可能是不同物種間的差異。在胚根的發(fā)育過程中,核質(zhì)比由大變小,核仁變??;淀粉粒由無到有、逐漸增多;脂肪粒由少逐漸增多,幾乎充滿整個細胞,這與汪矛等[9]對蓮幼苗胚根的研究一致。線粒體先增加,說明胚根處于快速發(fā)育期,新陳代謝旺盛,到第6周時,快速下降,說明胚根已近發(fā)育成熟,新陳代謝變慢,本結(jié)果符合胚根發(fā)育過程中生理生化變化特點。從整個過程看,胚根組織逐漸發(fā)育成具有貯藏功能的成熟組織。
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