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。     

珍稀濒危植物大花万代兰的花粉团发育及其分类学意义

万代兰属的属间界限划定及其亲缘关系重建是兰科分类系统中的难解之谜。该研究采用常规石蜡切片技术观察了珍稀濒危植物大花万代兰的一对深裂花粉团的形成机制、花药壁发育模式、小孢子发生及雄配子体发育等的胚胎学特征。结果表明：(1)大花万代兰早期的花药原基分化出一对侧生药室,每个药室的小孢子囊中央分化出一条在花药成熟时会降解的不育隔膜组织,形成两个不等深裂的花粉团。(2)发育完整的花药壁有5~9层,包括2~6层药室内壁,符合多层型花药壁发育类型;绒毡层细胞为单核,腺质型,在花药成熟时,表皮、中层和绒毡层皆降解,仅留下2~6层纤维性加厚的药室内壁。(3)小孢子母细胞经过连续型胞质分裂形成正四面体和左右对称的小孢子四分体,小孢子四分体继续保持在同一个胼胝质内,完成有丝分裂形成了2 细胞型的四合花粉;四合花粉两两紧密排列,且由于隔膜组织的降解,最终发育为一对深裂的花粉团。根据现有兰花花药发育资料,分析了大花万代兰花粉团发育的胚胎学特征的分类学意义,为万代兰属错综复杂的系统分类提供了新资料。     

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.     

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。     

短柄五加大,小孢子发生和雌,雄配子体发育的研究

短柄五加花药５枚,每个花药四个花粉囊。小孢子母细胞减数分裂时,胞质分裂为同时型,产生正四面体形的四分体。花药壁由表皮、药室内壁、中层和绒毡层四层细胞组成,其发育类型为双子叶型。腺质绒毡层,其细胞为二核。三细胞型花粉。子房５室,每室两个胚珠,上胚珠败育,下胚珠可育。下胚珠倒生,具单珠被,厚珠心。大孢子母细胞减数分裂形成线性排列的四个大孢子,雌配子体发育属蓼型。开花当天,花粉散开,雌配子体尚未成熟,处     

革苞菊胚胎学研究：Ⅰ.大,小孢子发生和雌,雄配子体发育

革苞菊为雌划株。在雄花中,花药４室,药壁发育为双子叶型,由表皮、药室内壁,一层中层和绒毡层组成。绒毡层于小孢子四分体时期开始变形,其细胞原生质体向药室中移动,为变形绒毡层,小孢子孢原为多细胞,小孢子母细胞减数分裂产生四面体型的小孢子四分体,四分体胞质分裂为同时型。成熟花粉３－细胞型。单核期的小孢子出现壁发育不良和巨大及空花粉现象。在雌花中,胚珠是一的,单珠被,薄珠心,珠被于孢原期已发育完整。大孢子     

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。     

山麦冬大小孢子发生及雌雄配子体发育研究

采用石蜡切片技术对百合科植物山麦冬大小孢子发生及雌雄配子体发育进行了观察研究。结果表明:(1)山麦冬花药具有4个花粉囊,花药壁的发育方式为基本型,花药壁完全分化时由表皮、药室内壁、中层及绒毡层组成。(2)绒毡层发育类型为分泌型,到四分体孢子彼此分离形成单细胞花粉阶段,绒毡层细胞开始解体退化,花粉成熟时绒毡层细胞完全消失;花粉母细胞减数分裂为连续型,四分体为左右对称形排列,成熟花粉为3-细胞花粉,单萌发沟。(3)子房3室,每室2枚胚珠,胚珠倒生型,双珠被,薄珠心,雌性孢原细胞不经过平周分裂而直接发育而成大孢子母细胞。(4)减数分裂后四分体大孢子呈线型或T型排列,合点端大孢子分化为功能大孢子,胚囊发育为蓼型;花粉母细胞减数分裂过程中,二分体、四分体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。该研究结果丰富了百合科植物生殖生物学研究的内容,也为探讨百合科植物的系统学研究提供了参考。     

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。     

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。     

苞叶姜大小孢子发生和雌雄配子体发育

对苞叶姜(Pyrgophyllum yunnanense)大小孢子发生和雌雄配子体发育进行了显微观察, 研究结果表明: 苞叶姜花药2室, 药壁发育属基本型, 绒毡层为分泌型。小孢子母细胞经减数分裂形成左右对称型四分体, 胞质分裂为连续型, 成熟花粉粒为2-细胞型; 子房下位, 3室, 胚珠多数, 倒生, 具双珠被、厚珠心, 中轴胎座。大孢子母细胞经减数分裂形成线型(或T形)四分体, 珠孔端3个大孢子退化, 合点端的1个发育成功能大孢子, 胚囊发育为蓼型。比较苞叶姜、黄花大苞姜(Caulokaempferia coenobialis)和海南三七(Kaempferia rotunda)的早期胚胎学特征, 表明苞叶姜与黄花大苞姜系统学关系较近, 与海南三七系统学关系较远。在分类等级上, 胚胎学证据支持苞叶姜独立成属。     

苞叶姜大小孢子发生和雌雄配子体发育

对苞叶姜（Pyrgophyllum yunnanense）大小孢子发生和雌雄配子体发育进行了显微观察,研究结果表明：苞叶姜花药2室,药壁发育属基本型,绒毡层为分泌型。小孢子母细胞经减数分裂形成左右对称型四分体,胞质分裂为连续型,成熟花粉粒为2-细胞型;子房下位,3室,胚珠多数,倒生,具双珠被、厚珠心,中轴胎座。大孢子母细胞经减数分裂形成线型（或T形）四分体,珠孔端3个大孢子退化,合点端的1个发育成功能大孢子,胚囊发育为蓼型。比较苞叶姜、黄花大苞姜（Caulokaempferia coenobialis）和海南三七（Kaem pferia rotunda）的早期胚胎学特征,表明苞叶姜与黄花大苞姜系统学关系较近,与海南三七系统学关系较远。在分类等级上,胚胎学证据支持苞叶姜独立成属。     

羽叶薰衣草雄性不育的细胞学研究

用光镜和电镜观察羽叶薰衣草(Lavandula pinnata L.)雄性不育小孢子发育过程的细胞形态学特征.结果表明:羽叶薰衣草花药4枚,每枚花药通常具4个小孢子囊.花药壁发育为双子叶型,从外向内分为表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞.减数分裂形成的四分体为四面体及十字交叉型.小孢子的发育过程可分为造孢细胞期、减数分裂时期、小孢子发育早期、小孢子发育晚期.未观察到二胞花粉期和成熟花粉期.羽叶薰衣草花粉败育主要发生在单核花粉时期,细胞内物质解体并逐渐消失变成空壳花粉或花粉皱缩变形成为各种畸形的败育花粉.在此之前小孢子的发育正常.羽叶薰衣草小孢子不育机制体现在绒毡层过早解体、四分体时期以后各细胞中线粒体结构不正常、胼胝质壁与小孢子母细胞脱离、花药壁细胞中淀粉出现时间异常等. 壁发育为双子叶型,从外向内分为表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞.减数分裂形成的四分体为四面体及十字交叉型.小孢子的发育过程可分为造孢细胞期、减数分裂时期、小孢子发育早期、小孢子发育晚期.未观察到二胞花粉期和成熟花粉期.羽叶薰衣草花粉败育主要发生在单核花粉时期,细胞内物质解体并逐渐消失变成空壳花粉或花粉皱缩变形成为各种畸形的败育花粉.在此 前小孢子的发育正常.羽叶薰衣草小孢子不育机制体现在绒毡层过早解体、四分体时期以后各细胞中线粒体结构不正常、胼胝质壁与小孢子母细胞脱离、花药壁细胞中淀粉出现时间异常等. 壁发育为双子叶型,从外向内分为表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞.减数分裂形成的四分体为四     

Development of the gametophytes, flower, and floral vasculature in Dichorisandra thyrsiflora (Commelinaceae)

The flowers of Dichorisandra thyrsiflora (Commelinaceae) are monosymmetric and composed of three sepals, three petals, six stamens, and three connate carpels. The anthers are poricidal and possess a wall of five cell layers (tapetum included). This type of anther wall, not previously observed in the Commelinaceae, is developmentally derived from the monocotyledonous type via an additional periclinal division and the persistence of the middle layers through anther dehiscence. Secondary endothecial thickenings develop in the cells of the two middle layers only. The tapetum is periplasmodial and contains raphides. Microsporogenesis is successive and yields both decussate and isobilateral tetrads. Pollen is shed as single binucleate grains. The gynoecium is differentiated into a globose ovary, hollow elongate style, and trilobed papillate stigma. Each locule contains six to eight hemianatropous to slightly campylotropous crassinucellar ovules with axile (submarginal) placentation. The ovules are bitegmic with a slightly zig-zag micropyle. Megagametophyte development is of the Polygonum type. The mature megagametophyte consists of an egg apparatus and fusion nucleus; the antipodals having degenerated. The floral vasculature is organized into an outer and inner system of bundles in the pedicel. The outer system becomes ventral carpellary bundles. All other floral vascular traces originate from the inner system.     

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.     

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.