全雪麗，具紅光，嚴(yán)一字，吳松權(quán)

（延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133000）

毛茛屬植物在系統(tǒng)分類上屬較為原始的一類植物。毛茛屬植物中藥用植物所占比例較高，在我國資源豐富且民間作為藥用的種類極多，開發(fā)利用毛茛屬藥用植物前景廣闊[1]。毛茛（Ranunculus japonicus Thunb.）為毛茛科（Ranunculaceae）毛茛屬（Ranunculus）多年生草本植物[2-3]。野生于田野、濕地、河岸、溝邊及陰濕的草叢中，除西藏外在我國各省區(qū)均有分布[3]。有關(guān)毛茛屬植物的臨床應(yīng)用報道，主要集中在毛茛（全草）和貓爪草（毛茛科植物小毛茛Ranunculus ternatus Thunb.的塊根）。新鮮毛茛全草加食鹽少許搗成糊狀外用治療傳染性肝炎[4]，或捏成藥團(tuán)外用治療栗疹狀眼病[5]；毛茛注射液痛點注射可治療骨質(zhì)增生性疼痛[6]；毛茛搗泥治療牙痛[6]；還有毛茛外用治療慢性血吸蟲、支氣管炎、哮喘、風(fēng)濕病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、銀屑病的報道[7]。目前有關(guān)毛茛研究集中在成分分析、藥理方面，對該種的小孢子發(fā)生與雄配子體發(fā)生問題還未見報道。

本文對毛茛的小孢子發(fā)生和雄配子體發(fā)育過程進(jìn)行觀察研究，揭示毛茛植物的胚胎學(xué)特征，為毛茛科毛茛屬胚胎學(xué)研究積累資料。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為吉林省龍井碧巖山上的野生毛茛。

1.2 方法

2011年6月22日，晴天上午9:00～10:00，用手術(shù)刀切掉花梗后，把不同大小的花蕾立即固定在固定液中（FAA固定液），并帶回實驗室。對試材進(jìn)行逐級酒精脫水，二甲苯置換，石蠟包埋。常規(guī)石蠟切片法制片（采用萊卡石蠟切片機），切片厚度為15μm左右，番紅-固綠雙重染色，加拿大樹膠封片，顯微鏡觀察并拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 花藥壁的發(fā)育

毛茛成熟的花內(nèi)有數(shù)枚雄蕊（見圖版Ⅰ-1），每一花藥具有4個花粉囊（見圖版Ⅰ-2），接近成熟時變成2個花粉囊（兩個相鄰藥室之間的藥隔消失，兩個藥室連通），最后囊開裂散粉(見圖版Ⅰ-3)。幼嫩花藥橫切面呈蝶形（見圖版Ⅰ-4)，是由于4個角隅處的細(xì)胞分裂較快，從而使花藥變成4個裂瓣的形狀。成熟花藥橫切面呈倒“V”形（見圖版Ⅰ-1～2）?；ㄋ幈诘膸讓蛹?xì)胞在分化初期形態(tài)上差別不大，都是扁平狀（見圖版Ⅰ-4）。隨著小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂及花粉粒形成，藥壁各層細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生一系列變化。分化完全的花藥壁自外向內(nèi)由表皮層1層、藥室內(nèi)壁1層、中層1層及絨氈層1層，共4個部分構(gòu)成（見圖4）。小孢子母細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂時，絨氈層細(xì)胞發(fā)育達(dá)到頂點（體積達(dá)到最大值），絨氈層細(xì)胞內(nèi)核進(jìn)行分裂，但不形成細(xì)胞板，因此出現(xiàn)多核化現(xiàn)象（見圖版Ⅰ-4～5）。四分體時期，絨氈層細(xì)胞開始出現(xiàn)解體跡象（見圖版Ⅰ-6）。絨氈層細(xì)胞在整個發(fā)育過程中，始終維持在原來的位置上，通過細(xì)胞的表面分泌各種物質(zhì)提供給小孢子發(fā)育的需要，直至花粉成熟后，絨氈層細(xì)胞完全自溶（見圖版Ⅰ-4～10）。因此，毛茛花藥的絨氈層發(fā)育屬于分泌型[8]。單核期開始藥室內(nèi)壁細(xì)胞迅速變寬，呈徑向伸長。當(dāng)花藥發(fā)育至成熟時，藥室內(nèi)壁達(dá)到最高程度的發(fā)育，即在細(xì)胞壁上有明顯的纖維加厚，類似“馬蹄形”（見圖版Ⅰ-10～12）。有些植物的藥室內(nèi)壁在加厚時，常在兩個花粉囊交接處的外側(cè)，留下一條狹條狀區(qū)域，這個區(qū)域的細(xì)胞不發(fā)生次生加厚[9]。囊開裂時也就在此開裂，花粉囊從裂縫處散出。而毛茛藥室內(nèi)壁，幾乎所有細(xì)胞都出現(xiàn)加厚現(xiàn)象，只不過在兩個花粉囊交界處的細(xì)胞壁沒有比其他區(qū)域細(xì)胞壁厚?；ㄋ幊墒扉_裂時，表皮及藥室內(nèi)壁細(xì)胞失水收縮，花藥開裂散粉。花藥完全成熟后花藥壁中的絨氈層和中層細(xì)胞完全解體，只剩下表皮與藥室內(nèi)壁細(xì)胞（見圖版Ⅰ-10～12）（此圖彩版見封三）。

2.2 小孢子各發(fā)育階段的細(xì)胞學(xué)特征

2.2.1 花粉母細(xì)胞時期

花粉母細(xì)胞由造孢細(xì)胞多次進(jìn)行分裂后發(fā)育形成，其形態(tài)與周圍的藥壁細(xì)胞顯著不同。剛形成的花粉母細(xì)胞群呈圓形排列，細(xì)胞體積大，每個細(xì)胞呈多邊形，細(xì)胞核大，細(xì)胞質(zhì)濃，核仁明顯，染色質(zhì)分散，無明顯液泡（見圖版Ⅰ-4）。最初花粉母細(xì)胞排列緊密，隨著進(jìn)入減數(shù)分裂期排列變得疏松，而且逐漸積累胼胝質(zhì)的壁。

2.2.2 四分體時期

在花粉母細(xì)胞第一次減數(shù)分裂后沒有形成細(xì)胞壁，因此雙核細(xì)胞沒有二分體時期，在第二次分裂中，2個核同時進(jìn)行分裂，分裂完成時，在4個核之間產(chǎn)生壁，同時分隔成4個細(xì)胞（見圖版Ⅰ-5～6）。因此，其胞質(zhì)分裂屬同時型[10]?；ǚ勰讣?xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂后形成的4個小孢子，它們被一層厚的胼胝質(zhì)包圍成四分體，其排列方式屬于四面體型（見圖版Ⅰ-7）。同一花藥中不同藥室之間小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂幾乎是同步的。

2.2.3 單核期與雙核期

四分體的小孢子之間被胼胝質(zhì)壁所分隔，后來由于胼胝質(zhì)壁的溶解，多個小孢子彼此分開，釋放到藥室中（見圖版Ⅰ-8）。這時小孢子細(xì)胞體積很小,后期細(xì)胞體積逐漸增大（見圖版Ⅰ-7～9），由小圓形變大圓形。此時，典型的花粉壁和萌發(fā)溝已形成（見圖版Ⅰ-9）。隨著小孢子的進(jìn)一步發(fā)育，細(xì)胞核偏向一側(cè)，經(jīng)不均等的有絲分裂，形成大小懸殊的兩個細(xì)胞即營養(yǎng)細(xì)胞和生殖細(xì)胞（見圖版Ⅰ-10），營養(yǎng)細(xì)胞體積較大，繼承了原來小孢子的大部分細(xì)胞質(zhì)及液泡；生殖細(xì)胞體積較小，只含有少量的細(xì)胞質(zhì)。剛形成的生殖細(xì)胞呈凸透鏡狀，緊貼花粉壁。隨著花粉發(fā)育過程的進(jìn)行，生殖細(xì)胞逐漸脫離花粉內(nèi)壁。當(dāng)生殖細(xì)胞開始游離在營養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中時，生殖細(xì)胞球形，為2-細(xì)胞花粉粒型（見圖版Ⅰ-11）。成熟時的二胞花粉，生殖細(xì)胞變成彎月形，生殖細(xì)胞與營養(yǎng)核靠在一起組成雄性生殖單位（Malegermunit，MGU）（見圖版Ⅰ-12）。

圖版Ⅰ 毛茛小孢子發(fā)生及雄配子體的形成過程PlateⅠ Morphological study on anther development of Ranunculus japonicus Thunb.

3 討論與結(jié)論

毛茛花藥發(fā)育過程中花粉母細(xì)胞呈圓形排列，小孢子四分體屬四面體型，絨氈層屬分泌型，成熟花粉粒屬2-細(xì)胞花粉，圓形。

毛茛花中的數(shù)枚雄蕊發(fā)育時期是不同步的，外圍雄蕊先成熟，內(nèi)部雄蕊后成熟，即外輪向內(nèi)輪逐漸成熟。這與毛茛科植物尖萼耬斗菜特征是正相反的[11]，尖萼耬斗菜的雄蕊是內(nèi)輪向外輪逐漸成熟。

毛茛成熟花粉中生殖細(xì)胞和營養(yǎng)核緊密相連，構(gòu)成“雄性生殖單位”（MGU）?，F(xiàn)有研究中許多植物的成熟花粉或花粉管中都有雄性生殖單位存在[13-16]。孔蘭靜等研究表明，用光鏡觀察顯示營養(yǎng)核和生殖細(xì)胞很貼近，可以推斷它們構(gòu)成雄性生殖單位[17]?！靶坌陨硢挝弧边@個概念是由Dumas等在研究油菜的兩精子與營養(yǎng)核特殊關(guān)系時提出的。認(rèn)為兩個精細(xì)胞和一個營養(yǎng)核在發(fā)育過程中作為一個單獨的遺傳單位存在。近年來，這個概念被推廣到2-細(xì)胞花粉植物中[18]。胡適宜等認(rèn)為形成雄性生殖單位是被子植物雄配子發(fā)育過程中的一個普遍特性。需要說明的是，有些植物在花粉粒中并不形成聯(lián)合體，而是后來花粉粒萌發(fā)后，在花粉管中形成的。雄性生殖單位的最主要特征是有利于它們隨花粉管的生長同步移動到管的末端，同時被釋放至胚囊中[18]。

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