观察“心皮是变态叶”的好材料——日本晚樱

在讲授花的概念和结构时,我们说花是适应于生殖的变态短枝．花的各个组成部分是叶的变态。花萼、花冠是叶的变态,学生较易理解接受,而雄蕊和雌蕊是叶的变态,学生难以理解。而“心皮”是我们学习植物学必须掌握的一个名词。它是构成雌蕊的基本单位,是具有生殖作用的变态叶。究竟为什么说“心皮是变态叶”．很多学生更是无法理解。笔者通过认真地观察,发现了一种观察“心皮是变态叶”的好材料——日本晚樱。     

“花的形态”一节教学初探

中等师范学校《生物学》中,“花的形态”一节,包括花的种类、花萼、花冠、雄蕊、雌蕊、花托、花序等内容,概念较多,学生理解、记忆有困难,而这些知识是学习植物分类学的基础,是     

樱胚珠发育调控基因PrseSTK在单瓣与重瓣花中的表达比较

用同源克隆方法,从日本晚樱（Prunus lannesiana）花芽中克隆出了PrseSTK基因的cDNA全长,GenBank登录号为GU332504。其包括1个共669 bp的完整开放阅读框,编码222个氨基酸和1个终止密码子。同源序列比对和分子系统进化分析表明,PrseSTK是拟南芥的STK同源基因,其编码蛋白的C末端拥有2个高度保守模体：AG motif Ⅰ和Ⅱ,属D类MADS-box转录因子。其在花器官中表达的组织特异性分析表明,在单瓣‘大岛樱’中,PrseSTK主要在雄蕊和雌蕊中表达;但在重瓣品种‘普贤像’中,其在萼片、雄蕊和叶化雌蕊中均有表达。其在2个品种4轮花器官中的表达呈现明显的差异,并与拟南芥STK基因表达的组织特异性也有一定的差别;其在花萼中的异位表达可能与重瓣品种萼筒异位子房的发育调控相关。     

越南拟单性木兰属一新组合

粗壮光叶拟单性木兰（Magnolia nitida var. robusta）被转移到拟单性木兰属,升级为种的等级。它与光叶拟单性木兰不同,特征是：长叶片,长叶柄,雌蕊短于雄蕊（相反,雌蕊长于雄蕊）,花两性或雄性（花两性）,被片乳白色（黄色）,附属物尖（3.-3.5mm）。     

桃花器和开花特性研究

对国家果树种质资源南京桃圃保存的507份桃种质资源进行了花期、花型、花径、雌蕊高度(与雄蕊比)、花粉育性的调查,结果表明,需冷量少的品种花期早于其他大部分种质资源,始花期以及花期持续的时间与当年的气候和花期天气尤其是温度有关.84.4%的种质资源具蔷薇形花,78.5%的铃形花种质资源为黄桃;66.1%的种质资源花径在3.7～4.7cm,花径最大的是观赏鲜食兼用的重瓣花种质资源花玉露;90. 5%的种质资源雌蕊高于或近等于雄蕊,蟠桃88.2%的种质资源雌蕊低于雄蕊;花粉可育种质资源443份,占种质资源总数的87.4%.     

连翘花的结构与繁育系统研究

通过定株观察、解剖和人工套袋交叉授粉试验对连翘花的生长发育和繁殖系统进行研究.结果表明:(1)连翘具有2种避免自交的方式,雌雄异位和雌雄异熟.其雌雄异位表现为长雄蕊短雌蕊花型和短雄蕊长雌蕊花型;雌雄异熟表现为长雄蕊短雌蕊花型为雄蕊先于雌蕊成熟,短雄蕊长雌蕊花型表现为雌蕊先于雄蕊成熟.(2)连翘花P/O值测定和户外套袋交叉授粉试验显示,P/O值为2 000±300;不同类型花的异花授粉结果率在50.64%~80.32%,其中短型花的花粉授到长型花柱头的结果率最高,达80.32%,而长型花和短型花的同型花授粉结果率分别为2.92%和34.15%,表明连翘的异花授粉结果率高于自花授粉,以异交为主,其繁育系统属兼性异交.研究结果认为,连翘雌雄异位和雌雄异熟是其自然结果率低下的主要原因,为进一步探讨连翘在木犀科中的系统进化提供了生殖生态学的依据.     

商陆属2种植物花器官发生过程观察

该研究采用扫描电镜观察红蕊商陆(Phytolacca esculenta)和浙江商陆(Phytolacca zhejiangensis)的花器官发生过程,以明确商陆属植物花的基数,以及雄蕊和雌蕊是否具有叶性器官发生的特点,阐明商陆属植物花发生的模式。观察结果显示:(1)红蕊商陆和浙江商陆在花原基发生后,小苞片以2/5圆周相继发生,花被片的发生紧接小苞片的发生进行,花被与小苞片的发生均有顺时针和逆时针方向,且二者的发生方向始终一致。(2)花被发生结束后,雄蕊在花顶端分生组织的环状分生组织上发生,没有明显的发生顺序,近似同时发生;2轮雄蕊时内轮雄蕊先发生;外轮雄蕊有少数有时偶然与花被互生,但因外轮雄蕊数多于花被数,雄蕊与花被常不互生,也没有规律性。(3)红蕊商陆和浙江商陆的心皮都在雄蕊发生后,紧接着开始发生,且雌蕊与雄蕊(或内轮雄蕊)互生发生;心皮没有发生的先后次序,且每个心皮在基部连成一个整体形成雌蕊基部并发育成为子房。(4)红蕊商陆和浙江商陆的花基数为5,雄蕊和雌蕊的发生及数目不符合5基数的特点。研究认为,红蕊商陆和浙江商陆为5基数花,该研究结果不支持商陆属植物为3基数花的发生模式。     

日本晚樱PrseSHP基因的克隆与功能分析

采用同源克隆方法结合RACE技术,从日本晚樱(Prunus lannesiana)品种‘大岛樱’中克隆到花发育调控相关的PrseSHP基因(GenBank登录号为GU362645)。PrseSHP基因序列全长1 223bp,包含1个长741bp的完整开放阅读框,编码246个氨基酸和1个终止密码子。分子系统发生分析表明,PrseSHP属MADS-box转录因子的PLE/SHP进化系,并与蔷薇科植物的SHP同源蛋白聚于同一进化分支;蛋白序列比对显示,该转录因子拥有M、I、K和C共4个结构域,且其C末端结构域中包含高度保守的AGⅠ和Ⅱ基序。基因表达分析表明,PrseSHP基因主要在‘大岛樱’的花瓣、雄蕊、雌蕊和幼果等器官中表达,在花萼中仅能检测到微弱的转录信号,在幼叶中不表达,与其他植物SHP同源基因的表达模式有一定的差别。功能分析显示,转PrseSHP基因拟南芥植株明显比野生型拟南芥弱小,转基因拟南芥在6~8片莲座叶后即抽薹开花,时间较野生型拟南芥(14~17片莲座叶后抽薹开花)明显提前,证明异位表达的PrseSHP基因能促进拟南芥早花,其在花发育过程中可能参与调控植物开花。     

大叶相思花部形态与开花生物学研究

对大叶相思(Acacia auriculiformis)栽培植株进行观察,用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对其花部形态和开花生物学特征进行研究。结果表明,大叶相思开花期为8～12月,穗状花序由114.9±11.9朵花组成,每朵花含124.1±16.5枚雄蕊,每雄蕊含有8粒16合花粉,单花花粉量为15885粒;雌蕊1枚,具14.4±1.8个胚珠,柱头凹陷,属于湿柱头类型。P/O值为1103.1;大叶相思花在夜间开放,开花可分为5个阶段。开花期间观察到雌蕊先于雄蕊伸出花冠和雄蕊先于雌蕊伸出花冠并存的现象,推测雌雄基本同熟。SEM观察花药在开花的第2阶段形成开裂线,第4阶段完全开裂并开始散粉。雄蕊于开花第1天的9: 00～12: 00大量散粉;雌蕊柱头在开花第1天上午出现分泌物,随后逐渐减少。开花后3~4 d柱头开始凋零,柱头可授期约为3 d,以开花第1天10: 00之后的可授性最佳。     

重花瓣油菜的发现及其生产意义

在十字花科植物中,除了紫罗兰属（Matthiola）具有不育的重花瓣现象以外,其它各属植物均为十字对称四花瓣的能育单瓣花。十字花科植物花器官的这一重要特征,是该物种长期以来进化过程中所形成和固定下来的,具有稳定的遗传特性。以往,人们在自然界的突变体中,虽也发现了能稳定遗传的油菜（Brassi－cacampestris）无花瓣的类型,但据研究,此属于花瓣的退化现象。为什么在花器官中花瓣的数目有多有少？根据花是变态短枝的观点,花的各部分均具有一般叶片的性质,其中雄蕊和雌蕊都可发生变态形成花瓣。因此,从理论上讲,油菜的花部除具…     

如何判别雌蕊的心皮数

植物花程式是将组成花的各部分,用符号和数字列成的公式。如何准确地写出各种植物的花程式,是学生学习植物分类学必须掌握的基本技能之一。有关花萼、花冠和雄蕊的组成特点,均可通过肉眼观察便能基本掌握,而惟独雌蕊的组成特点,特别是组成雌蕊的基本单位——心皮的数目,则需     

新教材“花的结构”一节的教学设计

这一节是本章的重点,学生理解、掌握的程度不仅反映本节的教学效果,而且影响后面3节内容的进行。为此将本节的教学进行如下安排,力求取得较好的教学效果。首先,教师要认真研究教学目的,把握好各知识点要求达到的目标和层次,做到有的放矢。本节教材的教学目的是掌握花的结构,明确认识花的主要部分是花蕊,学会解剖和观察花的基本结构的方法。中心问题是为什么说花蕊是花的主要部分。教学重点是雄蕊和雌蕊的组成和作用。教学难点是实验材料鲜花的准备。按教材内容的编排,本节内容应放在第IO周讲解,时值IO月底,当地一般植物的花已…     

平基槭花性别分化的细胞形态学观察

平基槭为杂性花,雄花与两性花同株,本文对其花性别分化过程进行了细胞形态学观察。结果发现,在花性别分化的早期,雄花和两性花的花芽中雌、雄蕊原基均具备,只是在花芽发育到一定时期,雄花的雌蕊原基发生选择性败育,败育发生在大孢子母细胞减数分裂为4个大孢子时期。两性花的雌蕊可以正常膨大结实,雄蕊花药虽然可以形成二核花粉,但不能正常开裂,属于不育雄蕊。初步分析认为,两性花雄蕊花药不能正常开裂与花粉囊壁纤维层木质化程度低有关。     

太行花性器官发育的研究——两性花中雌雄性器官发育对温度的不同要求

用太行花（Ｔａｉｈａｎｇｉａ ｒｕｐｅｓｔｒｉｓ Ｙ汃ｅｔＬｉ）试管花进行雌雄蕊发育的温度试验表明：１． 雄蕊和雌蕊的发育对温度的要求是不同的,雄蕊发育的最适温度范围偏低,接近于１～６ ℃,高于１８ ℃雄蕊全部败育。雌蕊发育的最适温度范围偏高,约６～２６ ℃,低于３ ℃,大部分雌蕊在分化早期停止发育。２． 由高温引起的雄蕊败育过程始于雄蕊原基时期,这个过程一旦启动,雄蕊败育将不会因重新将它转入低温而逆转。通过控制实验温度获得了单性雄花（１～３ ℃）、单性雌花（６～２６ ℃）和两性花（６～１２ ℃）。实验结果将为性别控制和雄性不育研究开拓新思路     

臭椿花器官分化的初步研究

利用扫描电镜(SEM)和光镜(LM)对臭椿花序及花器官的分化和发育进行了初步研究,表明:1)臭椿花器官分化于当年的4月初,为圆锥花序;2)分化顺序为花萼原基、花冠原基、雄蕊原基和雌蕊原基。5个萼片原基的发生不同步,并且呈螺旋状发生;5个花瓣原基几乎同步发生且其生长要比雄蕊原基缓慢;雄蕊10枚,两轮排列,每轮5个原基的分化基本是同步的;雌蕊5,其分化速度较快;3)在两性花植株中,5个心皮顶端粘合形成柱头和花柱,而在雄株中,5个心皮退化,只有雄蕊原基分化出花药和花丝。本研究着重观察了臭椿中雄花及两性花发育的过程中两性花向单性花的转变。结果表明,臭椿两性花及单性花的形成在花器官的各原基上是一致的(尽管时间上有差异),雌雄蕊原基同时出现在每一个花器官分化过程中,但是,可育性结构部分的形成取决于其原基是否分化成所应有的结构:雄蕊原基分化形成花药与花丝,雌蕊原基分化形成花柱、柱头和子房。臭椿单性花的形成是由于两性花中雌蕊原基的退化所造成,其机理有待于进一步研究。     

不同海拔圆叶天女花的传粉生物学研究

对国家Ⅱ级重点保护野生植物、准四川省特有植物和优先拯救保护的极小种群植物圆叶天女花[Oyama sinensis(Rehder et E.H.Wilson)N.H.Xia et C.Y.Wu]在不同海拔居群[P1(海拔1 758 m)、P2(海拔1 988 m)、P3(海拔2 181 m)和P4(海拔2 397 m)居群]的花部特征、花粉活力和柱头可授性进行了研究,并对其访花昆虫的种类和访花行为进行了观察。结果表明:P2和P3居群圆叶天女花的花朵直径、花被片长和花被片宽总体上显著(P0.05)大于P1和P4居群,而4个居群间花朵长的差异不显著(P0.05)。随着海拔升高,圆叶天女花在雄蕊和雌蕊投入上逐渐减少,其雄蕊、雌蕊、花粉和胚珠的数量以及花粉/胚珠比(P/O)总体上呈逐渐减小的趋势。高海拔居群(P3和P4居群)圆叶天女花的花粉活力和柱头可授性明显高于低海拔居群(P1和P2居群),雄蕊和雌蕊的寿命更长。熊蜂(Bombus ningpoensis)、花蚊子(Aedes albopictus)、中华蜜蜂(Apis cerana)、食蚜蝇(Syrphus sp.)和白粉蝶(Pieris rapae)为圆叶天女花的有效传粉昆虫,其中,主要访花昆虫熊蜂的访问高峰期为10:00—14:00。P2和P3居群圆叶天女花花朵的展示效果较好,访花昆虫种类较多(10~11种)。随着海拔升高,圆叶天女花访花昆虫的访问次数逐渐减少。研究结果显示:随着海拔升高,延长花粉和柱头的寿命为圆叶天女花提高传粉效率和增强适应性的有效策略。     

敦煌‘李光杏’花芽发育过程中雌蕊败育观察及生物学特性调查

为克服杏生产中雌蕊败育现象、提高坐果率,该研究以甘肃省敦煌市的‘李光杏’盛果期不同树势(强势树、中庸树和弱势树)和不同类型结果枝(花束状果枝、短果枝、中果枝、长果枝)的花芽为试材,对其开花物候期及生物学特性进行调查,采用石蜡切片观察易发生败育时期(花芽分化初期、雌蕊分化期、花粉细胞期和花蕾膨大期)的花芽内部组织结构形态,同时测定各主要败育时期叶片可溶性糖、淀粉含量及矿质元素的变化。结果表明:(1)弱树花芽的平均败育率最高(91.26%),中庸树最低(71.08%);不同类型结果枝中,花束状果枝花芽的败育率最低,长果枝的败育率最高。(2)不同结果枝类型的花粉生活力表现为花束状果枝>短果枝>中果枝>长果枝,花粉发芽率表现为短果枝>花束状果枝>中果枝>长果枝。各花型花粉生活力表现为雌蕊高于雄蕊>雌雄等长>雌蕊低于雄蕊>无雌蕊,发芽率的表现为雌雄等长>雌蕊高于雄蕊>雌蕊低于雄蕊>无雌蕊。(3)各树势花芽雌蕊分化期叶片可溶性糖与淀粉含量显著低于其他时期;叶片P、K、Ca含量在分化前期较高,但是雌蕊、雄蕊分化期显著下降。(4)与正常花相比,败育花主要表现为子房发育异常,多数生长点不均匀,子房萎缩,胚珠原基发育停滞;雌蕊的花柱低于花丝,且花粉粒急剧减少。研究发现,‘李光杏’树势的强弱会造成败育花比例和坐果率的差异,并以中庸树果实坐果率最高,且花败育率最低;雌蕊发育是否正常直接关系到‘李光杏’正常开花,雌蕊的发育受阻,最终成为整个花芽退化的主要形式;叶片碳水化合物和矿质元素等营养物质参与并保证了花器官的正常发育。     

基部被子植物雪香兰（金粟兰科）单性花的形态发生和发育

基部被子植物金粟兰科（Chloranthaceae）的单性花或两性花结构十分简单,雪香兰（Hedyosmum orientale）花单性、雌雄异株,花的形态及结构与其它属物种具有显著的差异,对于研究被子植物花特别是花被的起源和系统进化具有重要意义。该研究采用电子显微镜和光学显微镜观察了雪香兰单性花的器官发生及发育过程。结果表明,雌、雄花均为顶生和腋生,多个小花呈聚伞圆锥状排列。雄花外侧是苞片,每朵雄花上着生150–200个雄蕊,花轴基部着生少数退化的叶原体。苞片原基及其腋生的花原基最初呈圆丘状,随后伸长。在雄花发育过程中,苞片原基比雄蕊原基生长快,雄花原基纵向伸长,叶原体原基在基部发生,雄蕊原基自下而上发生。每2朵雌花底部合生形成小聚伞花序,每朵雌花被一苞叶包裹,由单心皮和三棱型子房构成,外覆三裂叶状花被。在雌花发育过程中,雌花原基比苞片原基生长快,花被原基首先于花顶端发生,随后花顶端中心凹陷,进一步发育成具有单心皮的子房原基。雪香兰的单性花发育不经过两性同体阶段,花分生组织只起始雄蕊器官或雌蕊器官的发育。研究结果支持雪香兰单性花是原始性状的观点,雄花叶原体与雌花三裂叶状花被同源,可能是花被（萼片与花瓣）的起源。     

莲花(Nelumbo nucifera)雌性器官变态的初步观察

莲花雄蕊的瓣化致使产生了很多重瓣或半重瓣的品种,而雌蕊的变态则使花朵呈“台阁”状花态。这些性器官的变态,不仅在育种上有实用的价值,可以选育各种特异花型的品种;而且在遗传性变异的基础研究方面也有意义。本文根据在美国加州Modesto市中国文化中心莲园夏播莲花实生苗当年开花植株的观察,初次报道莲花雌性器官的变态现象。雌性器官变态,系指心皮的变态和花托的不同程度退化或消失。作者根据心皮与花托的形态发育状况将其分为六个等级。有关这些性状变异的细胞学基础,尚待进一步研究。     

无花瓣油菜雄蕊心皮化突变体细胞学观察及基因表达分析

油菜是我国重要的油料作物,油菜花器官具有典型的十字花科特点,无花瓣油菜在花期不存在花冠层,这种特点有助于提高油菜产量,预防茵核病的传播。雄蕊心皮化是指花器官的雄蕊结构被具有类似于雌蕊结构的器官代替,这不仅造成了花器官结构的变化也导致了雄性不育。本文通过对无花瓣油菜雄蕊心皮化突变不育分离群体中的雄性可育株和不育株的比较研究,发现心皮化现象是由遗传因素引起的。细胞学观察发现,雄蕊心皮化在花器官发育的早期就已经产生,心皮化的雄蕊中着生类似于胚珠的结构,其顶端细胞的形态和排列方式也与雌蕊柱头相似。花发育相关基因的表达分析表明,B组基因彳丹在不育株3轮花器中的表达都比可育株低,特别是在第二轮花器官中这种差异最为突出。而A组基因AP1在不育株第二轮花器官中的表达量较可育株高。c组基因AGL8、SHPI、SHP2、NAP在不育株心皮化的第二轮花器官中表达都较可育株中高。