云南火焰兰的花形态和花药发育的胚胎学特征

关于珍稀濒危植物火焰兰属的研究资料较少。该文以云南火焰兰为研究对象,通过显微镜和石蜡切片技术观察了云南火焰兰的花形态和花药发育胚胎学特征,并结合现有资料探讨了其分类学意义。结果表明：(1)具有分类学意义的花形态特征为唇瓣三裂且花距不明显,合蕊柱圆柱形,花药帽紫色具黄条纹,花粉团一对且由粘盘及粘盘柄连接。(2)花药原基分化出一对侧生花药室,每个花药室的小孢子囊中央分化出一条偏离中轴的不育隔膜组织,发育为一对不等大的次生小孢子囊;花药成熟时,因不育隔膜组织降解而形成2个深裂花粉团。(3)发育完整的花药壁有5～6层,为“多层型”花药壁,包括表皮、2～3层药室内壁、中层和绒毡层;绒毡层细胞为单核、腺质型。花药成熟时,药室内壁发生纤维状加厚,花药室在远轴端开裂散粉。(4)小孢子母细胞经同时型胞质分裂,形成正四面体和左右对称排列的小孢子四分体,小孢子保持在四分体内,经有丝分裂发育为2-细胞型的四合花粉,排列紧密,形成坚固的花粉团;在花药发育过程中未观察到花粉败育现象。该研究结果为火焰兰属的分类学和保护生物学提供了新资料。     

传统傣药竹叶兰的花粉团发育及分类学意义

该研究利用石蜡切片技术观察并描述了兰科单型属竹叶兰属的花粉团发育过程,包括花形态解剖特征、8个花粉团的形成机制、花药壁发育模式、小孢子发生及雄配子体发育等特征,为该属复杂的系统亲缘关系提供胚胎学证据。结果表明:(1)成熟花药有两个药室,每个药室有4个一簇金色的花粉团,被白色花药帽;早期花药原基分化出的一对并列侧生药室,每个药室中央的小孢子囊在极面观方向分化出两条十字交叉的纵向不育隔膜组织,将其沿花药室纵轴方向深切为4个不等大的棒状次生孢子囊,最后发育为4个花粉团。(2)花药成熟时,靠花药开裂处的隔膜组织比近药隔膜组织的降解速度快且彻底,因此每个药室内的4个花粉团在花药开裂处粘合成一簇。(3)发育完好的花药壁共有6～7层,由外到内为表皮、3～4层药室内壁、中层和双核绒毡层,符合多层型花药壁的发育模式;花药成熟时,表皮退化,纤维性加厚发生在3～4层药室内壁,中层和绒毡层彻底降解。(4)小孢子母细胞通过同时型胞质分裂产生了正四面体型、左右对称、十字交叉型排列的小孢子四分体;小孢子四分体继续保持在同一胼胝质内完成了雄配子体发育,形成了2-细胞型的四合花粉;四合花粉两两或松散或紧密排列,构成了粉质花粉团。在前人的研究基础上,本文证实、补充并分析了竹叶兰属的花粉团发育特征,为该属的亲缘关系提供了胚胎学证据。     

兰科新种巾唇兰的花粉团发育及分类学意义

巾唇兰属是我国新记录属,近十余年来先后在我国南方发现了两种,包括在云南发现的新种——巾唇兰（Pennilabium yunnanense）。利用解剖镜和石蜡切片技术观察了巾唇兰具有分类学意义的花形态特征和花粉团发育的胚胎学特征,结果如下。成熟花的合蕊柱短,无蕊柱足;花粉块由2个球形花粉团、粘盘和粘盘柄组成。在花药发育早期,花药原基分化出一对侧生并列药室;在小孢子母细胞时期,每个小孢子囊在两个药室相邻的内花药壁处分化出一段不贯穿药室的不育隔膜组织。在花药发育过程中,该隔膜组织逐渐被吸收降解,到花粉成熟时形成2个开口朝内的孔裂花粉团。发育成熟的花药壁共有4层,发育类型为单子叶型,绒毡层为单核、腺质型。在小孢子母细胞进入减数分裂阶段,表皮细胞变窄出现了降解,中层和绒毡层细胞也逐渐被吸收和降解;花药成熟时,花药壁仅剩下残缺的表皮和纤维状加厚明显的药室内壁。小孢子母细胞通过同时型胞质减数分裂形成小孢子四分体,其排列方式主要为正四面体形和左右对称,成熟花粉为2细胞型。本文从形态发育角度澄清了巾唇兰花粉团特征的描述,讨论了其花粉团发育特征的分类学意义,为兰科花药发育多样性提供了新资料。     

一品红雄配子体发育研究

一品红花药来源于雄蕊原基,花药由表皮(1层)、药室内壁(1层)、中层(1层)、绒毡层(1层)及造胞细胞组成,花药四室,药壁发育为双子叶型。小孢子发生和雄配子体发育是经由小孢子母细胞减数分裂形成四分体,该四分体胞质分裂为同时型,四分体排列为四面体型,小孢子再经有丝分裂形成2-核花粉。花药壁层的变化是表皮在花药成熟期消失,中层在四分体时消失,药室内壁在花药成熟期形成柱状纤维层。绒毡层在单核小孢子期径向伸长,有双核或多核,另外有的绒毡层细胞形成横隔或类胎座;进入2-核花粉期,绒毡层细胞分泌颗粒物进入药室,为非典型腺质绒毡层;进入成熟期绒毡层消失。同时观察到花药发育异常现象。     

七叶树小孢子发生及雄配子体发育研究

用石蜡切片法观察了七叶树花药的发育过程.结果表明:(1)雄蕊花药四室,花药壁完全分化时,从外到内依次是表皮、药室内壁、中层和绒毡层,花药壁发育为基本型.表皮细胞1层,发育过程中始终存在;药室内壁在花药成熟时形成带状纤维层加厚;幼小花药壁的中层3~4层细胞,在花药发育成熟时退化消失;绒毡层1层细胞,发育类型为分泌型,小孢子母细胞减数分裂时绒毡层开始退化解体,花药成熟完全消失,仅剩1层绒毡层膜.每一花药中有多列雄性孢原细胞,发生于幼小花药表皮下方;(2)小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体多呈正四面体排列;减数分裂过程中,小孢子母细胞外方被胼胝质壁所包被,小孢子形成后胼胝质壁逐渐消失.成熟花粉二细胞型,外形呈圆三角状,具三孔沟.     

垂花悬铃花雌雄配子体发育研究

对垂花悬铃花雄配子体发育观察表明,其花药由表皮(1层)、药室内层(1层)、中层(2层)、绒毡层(1层)及造孢细胞组成,花药四室,药壁发育为双子叶型。雄配子体发育经由花粉母细胞减数分裂形成四分体,该四分体胞质分裂为同时型,四分体排列方式为四面体型,十字交叉型及左右对称型;小孢子再经有丝分裂形成营养核和生殖核,生殖核再经有丝分裂形成3-核花粉。花药壁层的变化,在单核小孢子期,表皮细胞解体,仅留下痕迹;中层在花粉母细胞期逐渐消失;药室内壁在单核小孢子期开始纤维化;绒毡层在单核小孢子期消失,属变形绒毡层。雌配子体发育观察表明,其子房上位,5室,每室1个胚珠,胚珠弯生,中轴胎座,大多数胚珠发育停留在珠心形成阶段,极少数珠心形成一群孢原细胞及单核、双核胚囊。     

中国特有种苦绳(广义夹竹桃科)的大小孢子发生和雌雄配子体发育及其分类学意义

近年来的分子系统学把狭义萝藦科和狭义夹竹桃科合并为广义夹竹桃科,包括5个亚科和25个族,但亚科和族间的亲缘关系较为复杂,亟待多学科证据澄清。本文利用常规石蜡切片技术观察了马利筋亚科南山藤属中的中国特有植物苦绳(Dregea sinensis var. sinensis)的孢子发生和配子体发育,结合已有资料比较了5个亚科的胚胎学特征。结果表明:(1)苦绳的花药由一对侧生并列药室组成,各有一个花粉团。(2)花药壁有6层,由外至内分别为表皮、2层药室内壁、中层和2层绒毡层,花药壁发育模式属于多层型。(3)绒毡层细胞单核,排成2列,为腺质型; 在小孢子四分体形成时期,药室内壁发生明显纤维状加厚; 花药成熟时,位于药室远轴最外侧处的花药壁发生断裂,准备散粉。(4)小孢子母细胞减数分裂中,胞质分裂方式为连续型,小孢子四分体排列方式为左右对称; 成熟花粉粒为3-细胞型,排列紧密,形成花粉团。(5)雌蕊含有两枚离生心皮,具边缘胎座,胚珠倒生,单珠被,薄珠心,蓼型胚囊。本文观察到的这些胚胎学特征为牛奶菜族提供了新资料。同时,胚胎学特征在5个亚科间的区别和联系,支持广义夹竹桃科的成立。     

锦绣杜鹃花药发育及散粉孔形成的形态与解剖学研究

被子植物中部分类群的花药开裂方式为孔裂,人们对此类花药的发育与散粉孔的形成及散粉机制了解甚少。杜鹃属(Rhododendron)植物的花药普遍为顶孔开裂,为探究其花药的发育和散粉孔的形成及散粉机制,该研究对锦绣杜鹃(Rhododendron×pulchrum)进行了解剖观察和石蜡切片。结果表明：(1)锦绣杜鹃花药顶端成孔区与花药主体具有不同的组织构成,成孔区由薄壁组织构成,起源于雄蕊原基顶端的分生组织,花粉成熟时薄壁细胞分解成为散粉孔;花药的主体由孢原细胞发育而来,孢原细胞经多次分裂分化成为具多层花药壁的花粉囊。(2)锦绣杜鹃的花药壁在小孢子母细胞至小孢子四分体时期发育完全,有6～7层细胞,包括1层表皮、2～3层药室内壁、1～2层中层和1层绒毡层,中层在小孢子四分体形成后即分解,绒毡层在花粉完全成熟前分解消失,花药壁在花粉成熟时有表皮和2～3层药室内壁。(3)与纵裂型花药不同,锦绣杜鹃的药室内壁在花粉成熟时不发生纤维化,但因积累多糖而增厚,具有韧性和弹性。(4)锦绣杜鹃花粉发育过程中小孢子母细胞产生的4个小孢子不分离,成熟花粉为四合花粉,花粉间具有粘丝。推测锦绣杜鹃具多层药室内壁且加厚...     

雄性不育与可育楸树花发育的细胞学比较研究

楸树（Catalpa bungei C.A.Meyer.）属紫葳科(Bignoniaceae)梓树属(Catalpa),落叶乔木,是我国特有的珍贵优质用材树种。本文用石蜡切片法对可育株和雄性不育株楸树的大、小孢子发生及雌、雄配子体发育过程进行了详细地比较观察。结果表明：可育株和不育株楸树雌蕊的发育基本相同,胚珠倒生,薄珠心,单珠被,胚囊发育为蓼型。可育株雄蕊花药四室,药隔薄壁组织发达;异型绒粘层,由药壁绒粘层和药隔绒粘层组成;花药壁表皮细胞在小孢子母细胞减数分裂前后开始径向伸长加厚,直到花药开裂并不降解,这可能与花药开裂有关;成熟花粉为四合花粉。雄性不育株花药的早期发育到次生造胞细胞时期与可育雄蕊的相同,小孢子母细胞减数分裂前绒毡层发育不充分;四分体时期,绒毡层细胞高度液泡化,细胞质稀薄,已提前降解,小孢子四分体因绒毡层结构和功能异常而不能正常发育,因此楸树雄性不育为结构型雄性不育。     

铁皮石斛花粉块结构及发育过程的解剖学特征研究北大核心CSCD

兰科植物的有性生殖特殊,每朵花只有1个花药,且花粉有聚集成块发育的特征。为了揭示铁皮石斛花粉块的发育特征,该研究以野生铁皮石斛不同时期的花药为材料,采用半薄切片和植物组织化学方法对其发育过程进行解剖学观察分析,并对成熟花粉块进行离体培养,观察花粉管的萌发状况。结果表明:(1)铁皮石斛花药壁由1层表皮细胞,2层药室内壁细胞,1层中层细胞和1层绒毡层细胞组成。开花时,绒毡层细胞退化,中层细胞没有退化,药室内壁细胞则形成纤维状细胞壁;药室中的小孢子母细胞没有明显的胼胝质壁结构。(2)小孢子发生属同时型,减数分裂后四分体小孢子不分散,以四合花粉状态发育,并进一步连接形成花粉块。(3)在小孢子发育中,孢粉素覆盖在整个花粉块表面形成花粉外壁,但花粉块内部的花粉没有花粉外壁结构;在花粉块表面的花粉外壁上未见花粉萌发孔。(4)在花粉离体萌发实验中,具有花粉外壁的花粉块表面花粉未见萌发,仅由花粉块内部的花粉萌发出花粉管。     

Embryology and systematic position ofLiparis (Orchidaceae)

The embryology ofLiparis paradoxa andL. rostrata has been studied. The young anther wall consists of an epidermis, endothecium, three middle layers and secretory tapetum with uninucleate cells. In the mature anther, two or three sub-epidermal layers develop fibrous thickenings. The anther wall development corresponds to the massive type. Simultaneous cytokinesis results in decussate, isobilateral, linear, T-shaped and tetrahedral pollen tetrads. The pollinia are compact and at anthesis the pollen grains are 2-celled. Ovules are anatropous, bitegmic and tenuinucellate. Both the integuments are dermal in origin and 2-layered. Development of female gametophyte is of the monosporic, 8-nucleate type. Double fertilization occurs. The primary endosperm nucleus degenerates. The mature embryo is organized from the derivatives of tiers 1, 1, m, and n. Its development conforms to a variation of the Onagrad type. The seed coat is formed entirely by the outer layer of the outer integument. There are three sterile and three fertile valves in the ovary. In the prefertilization stages valves consist of parenchymatous cells. After fertilization, the sterile valves become sclerenchymatous whereas the fertile valves remain parenchymatous. The embryological characters support the disputed systematic position ofLiparis within subtribeLiparidinae ofEpidendreae.     

兰科雄蕊发育多样性研究进展

兰科是被子植物中多样性最丰富的家族,其雄蕊形态和功能分化在亚科间变化明显,是该物种多样性形成及适应性传粉生物学的研究重点。基于现有研究资料,该文初步归纳了兰科雄蕊发育多样性的主要研究内容及现状,为野生兰花资源的保护与利用提供科学依据。结果如下:(1)可育雄蕊数目的减少和花粉愈合程度的增加在兰科分子系统树上呈明显的平行演化趋势。(2)兰科雄蕊数目的减少和功能分化与早期花器官发生中存在大量的滞后和缺失、次生融合与分裂现象等密切相关。(3)花药开裂时的4类散粉单元的花粉超微形态特征在亚科、族、亚族、属和种间差异明显。(4)兰科花药散粉单元可以为单花粉粒,也可以通过花药发育过程中源自绒毡层的三类黏性物质而聚合成不同的散粉单元,包括花粉鞘、弹性黏素和其他黏性物质。(5)花药发育揭示了兰亚科的花粉小块结构主要有三类(红门兰型、树兰型和过渡型),树兰亚科的不同数目(2、4、8)和形态(全缘、浅裂、深裂、孔裂)的花粉团是由于花药原基分化出的不育隔膜组织的数目、朝向和位置而形成的。(6)兰科花药发育中,花药室数目、花药壁发育类型、绒毡层细胞核数目、不育隔膜组织分化、胞质分裂类型、小孢子四分体排列形式、花粉细胞核数目等在亚科和属间差异明显。然而,由于种类繁多,现有研究资料难以为理解兰科雄蕊发育提供清晰的线索,包括雄蕊的发育模式、散粉单元的形成机制、花药发育的胚胎学特征等。因此,有必要重视兰科雄蕊发育研究,包括扩大取样范围和利用多学科技术方法和修订兰科花形态常用术语等。     

凤仙花花药发育中多糖和脂滴组织化学研究

以不同发育时期的凤仙花花药为实验材料,采用组织化学方法,对花药发育中的结构变化及多糖和脂滴物质分布进行观察。结果表明:(1)凤仙花的花药壁由6层细胞组成,包括1层表皮细胞,2层药室内壁细胞,2层中层细胞和1层绒毡层细胞。其中绒毡层细胞的形态不明显,很难与造孢细胞区分,且在小孢子母细胞时期退化。(2)在小孢子母细胞中出现了一些淀粉粒,但减数分裂后,早期小孢子中的淀粉粒消失,又出现了一些小的脂滴;随着花粉的发育,小孢子形成大液泡,晚期小孢子中的脂滴也消失;小孢子分裂形成二胞花粉后,营养细胞中的大液泡降解、消失,二胞花粉中又开始积累淀粉;接近开花时,成熟花粉中充满细胞质,其中包含了较多的淀粉粒和脂滴。(3)在凤仙花的花药发育中,绒毡层细胞很早退化,为小孢子母细胞和四分体小孢子提供了营养物质;其后的中层细胞退化则为后期花粉发育提供了营养物质。     

中国特有属藤山柳属(猕猴桃科)的花药和胚珠发育及其分类学意义

首次报道了刚毛藤山柳（Clematoclethra scandens subsp.scandens）的花药和早期胚珠发育的胚胎学特征：花药4室;发育完整的花药壁6层,为基本型花药壁,由外至内分别为表皮、药室内壁、两层中层和两层绒毡层;腺质型绒毡层为2核或3核,纤维性加厚发生于药室内壁;小孢子母细胞减数分裂为同时型胞质分裂,小孢子四分体多为四面体型;成熟花粉粒为2-细胞型,3孔沟或稀4孔沟。早期胚珠为近倒生,单珠被,薄珠心,珠孔由单珠被构成。比较胚胎学研究认为藤山柳属和猕猴桃科的其它两个属都具有单珠被胚珠及其他相似的花药发育特征,这些特征和形态分类系统范畴的第伦桃科和山茶科有明显区别。因此,本文支持花粉形态学、细胞学和分子系统学的观点,认为藤山柳属与水东哥属和猕猴桃属构成一个较好的单系,一并放在猕猴桃科。     

Embryology ofMalaxis saprophyta,with comments on the systematic position ofMalaxis (Orchidaceae)

InMalaxis saprophyta, anther wall development corresponds to the Monocotyledonous type. The uninucleate tapetum is of secretory type and the endothecium develops U- and V-shaped thickenings on the inner tangential and radial walls. Cytokinesis is simultaneous; tetrahedral, isobilateral and T-shaped tetrads are formed which are compactly aggregated in pollinia. At anthesis the microspore tetrads are 2-celled. The ovule is anatropous, bitegmic and both integuments are dermal in origin. A single hypodermal cell develops directly into a megaspore mother cell. Embryo sac development is predominantly monosporic and less often bisporic. Irrespective of the type of development, the mature embryo sac is 6-nucleate. Although double fertilization occurs, the primary endosperm nucleus degenerates. Embryogeny is of the Onagrad type. The mature embryo lacks differentiation into cotyledon, plumule and radicle. The reticulate seed coat is formed entirely by the outer layer of outer integument. There are three sterile and three fertile valves in the ovary. Although initially parenchymatous, the entire three sterile valves in the ovary and the upper half of the three fertile valves become sclerified after fertilization. The embryological characters support the disputed systematic position ofMalaxis within subtribeMalaxidinae ofEpidendreae.     

甜荞pin型花与thrum型花雌雄蕊发育的比较研究

为从形态上研究甜荞(Fagopyrum esculentum)二型花发育的差异性,该文运用石蜡切片技术对甜荞pin型花和thrum型花大、小孢子发生和雌、雄配子体的发育过程进行观察比较.结果表明:(1)甜荞2种花的雌蕊、雄蕊发育的细胞学特征有很高的相似性,具直生胚珠、双珠被、厚珠心;大孢子四分体直线型排列,合点端为功能...     

Anther development, microsporogenesis and microgametogenesis in Heliconia (Heliconiaceae, Zingiberales)

Anther development, microsporogenesis and microgametogenesis in several species of Heliconia were investigated as part of a complementary embryological study of the Heliconiaceae. All studied Heliconia species present bithecate and tetrasporangiate anthers with fertile pollen grains; only H. rivularis, a natural hybrid, presented sterile pollen grains of variable size and no content. The anther wall has an uniseriate epidermis and endothecium, the latter with helicoidal thickenings, although some cells of the middle layers also showed thickenings; the biseriate tapetum is of amoeboid non-syncytial type, since the tapetum cells did not fuse together forming a true plasmodium. The microsporogenesis is successive leading to isobilateral tetrads. The inaperturate pollen grains had a very reduced exine consisting of a thin, more or less continuous layer with small spines upon; the pollen grain shape is variable among the species, all of them presenting heteropolar pollen, except H. angusta with isopolar ones. Most of these characteristics were shared with other studied Zingiberales, although more studies need to be done.