漫谈植物的心皮

在显花植物中,花内着生胚珠的器官叫做心皮.心皮又称为大孢子叶,它是构成雌蕊群的基本单位,是一原始的伸长的变态叶.心皮在茎上的着生位置、排列,维管束的联系、解剖和个体发育均同叶与茎的关系一样.组成雌蕊群的心皮数目,因植物种类不同而异,有的雌蕊群由一个心皮组成,如大豆等;有的由二个或二个以上的心皮组成,如油菜、柑橘等.如果一朵花中有两个或两个以上的心皮,它们可以是彼此分离的,形成离生心皮雌蕊,如毛茛、八角茴香等;也可以是相互连合的,形成合生心皮雌蕊,如梨、苹果等.     

心皮的辨别

心皮相当于大孢子叶,由原始叶变化而来,包被胚珠,之后变成果皮,包被种子,起保护或传播种子的作用。有一些愈合不完全的畸变的心皮,可以清楚地看到这种原始叶的叶形、叶脉、叶缘及卷曲状态。心皮缝合处称之为腹缝线,这里是胚珠着生的地方,主脉部分称之为背缝线。心皮是构成雌蕊的单位,由一个心皮构成的称为单雌蕊,由2个以上心皮构成的称为复雌蕊。单雌蕊(图C)在发育过程中,当愈合正常时,它的柱头、花柱一般都是不分裂的,由     

香石竹雌蕊特征新发现

对于香石竹雌蕊心皮数目,不同植物志说法略有不同,目前尚无定论。本文对不同花色的香石竹雌蕊心皮数目及形态特征进行观察,发现香石竹的心皮数目随品种变化而异。在两种基本的花形态中,心皮数目存在不同的变异程度。文章讨论了其可能的形成机理,为进一步深入了解提供参考。     

一种新型无花瓣油菜突变不育系花器官的形态解剖研究

在自育的甘蓝型油菜(Brassica napus)无花瓣品系AP197中, 发现并育成由4对隐性核基因控制的无花瓣油菜突变不育系AMS971。AMS是一种雄蕊心皮化为不结实的假性雌蕊而引起的新的雄性不育类型, 不育性非常彻底, 其植株形态特征与AP197相同。比较花器官发现, AMS971除一个正常的雌蕊外,还有6个梭形的心皮化假性雌蕊。假心皮化雌蕊上部变成近似倒U形的柱头结构区, 下部是完全突变的半开裂心皮, 其上着生4~14个不等的裸露的幼小胚珠; 蜜腺比正常油菜小, 数目为0~4个, 这与AP197没有差异。AMS971的四轮花器官由于突变造成了大小和重量的重新分配。推断AMS为类似拟南芥属B功能缺失的突变体。     

一种新型无花瓣油菜突变不育系花器官的形态解剖研究

在自育的甘蓝型油菜(Brassica napus)无花瓣品系AP197中,发现并育成由4对隐性核基因控制的无花瓣油菜突变不育系AMS971.AMS是一种雄蕊心皮化为不结实的假性雌蕊而引起的新的雄性不育类型,不育性非常彻底,其植株形态特征与AP197相同.比较花器官发现,AMS971除一个正常的雌蕊外,还有6个梭形的心皮化假性雌蕊.假心皮化雌蕊上部变成近似倒U形的柱头结构区,下部是完全突变的半开裂心皮,其上着生4～14个不等的裸露的幼小胚珠;蜜腺比正常油菜小,数目为0～4个,这与AP197没有差异.AMS971的四轮花器官由于突变造成了大小和重量的重新分配.推断AMS为类似拟南芥属B功能缺失的突变体.     

商陆科植物的子房结构观察

商陆科植物几种雌蕊类型的发育和结构进行了观察,结果表明,商陆科植物的心皮发生后,首先形成一个开放的心皮,开口在心皮的腹侧,开口的封闭都是由心皮边缘的：表皮细胞及表皮下的几层细胞的分裂和生长完成。单心皮雌蕊在子房封闭后不留任何痕迹,而多心皮雌蕊的心皮封闭后留下明显的封闭线。封闭线由栅栏组织状组织构成。栅栏组织状组织一直延伸到珠柄,在珠柄基部形成毛刷状结构。离生心皮的隔在子房的生长过程中生长很少,心皮的大部分是分离的;合生心皮的隔在心皮的生长过程中与心皮同步生长,心皮始终是合生的。成熟子房的结构基本相同,子房壁为薄壁细胞,除表皮以外其他细胞均无太：大区别。在子房外侧壁中均匀地分布有3～5个维管束,隔中有一个维管束。胚珠生于子房的基部腹侧。     

商陆属植物的花器官发生

为进一步研究商陆科的系统位置提供花器官发生和发育的证据,在扫描电子显微镜下观察了商陆Phytolacca acinosa、多雄蕊商陆P. polyandra和垂序商陆P. americana的花器官发生.结果表明: 商陆属植物花被的发生均为2/5型螺旋发生.在同一个种不同的花蕾中,花被的发生有两种顺序:逆时针方向和顺时针方向.远轴侧非正中位的1枚先发生.雄蕊发生于环状分生组织.在单轮雄蕊的种中8-10枚雄蕊为近同时发生;两轮雄蕊的种8枚内轮雄蕊先发生,6-8枚外轮雄蕊随后发生,内轮雄蕊为同时发生,外轮雄蕊发生次序不规则.心皮原基也发生于环状分生组织,8-10枚心皮原基为同时发生.在后来的发育过程中,商陆的心皮发育成近离生心皮雌蕊;其他2种心皮侧壁联合发育成合生心皮雌蕊.对商陆属植物花器官发生的类型及发育形态学做了分析,结果支持商陆科在石竹目系统发育中处于原始地位的观点.     

商陆属植物的花器官发

为进一步研究商陆科的系统位置提供花器官发生和发育的证据,在扫描电子显微镜下观察了商陆Phytolacca acinosa、多雄蕊商陆P. polyandra和垂序商陆P. americana的花器官发生。结果表明： 商陆属植物花被的发生均为2/5型螺旋发生。在同一个种不同的花蕾中,花被的发生有两种顺序：逆时针方向和顺时针方向。远轴侧非正中位的1枚先发生。雄蕊发生于环状分生组织。在单轮雄蕊的种中8-10枚雄蕊为近同时发生;两轮雄蕊的种8枚内轮雄蕊先发生,6-8枚外轮雄蕊随后发生,内轮雄蕊为同时发生,外轮雄蕊发生次序不规则。心皮原基也发生于环状分生组织,8-10枚心皮原基为同时发生。在后来的发育过程中,商陆的心皮发育成近离生心皮雌蕊;其他2种心皮侧壁联合发育成合生心皮雌蕊。对商陆属植物花器官发生的类型及发育形态学做了分析,结果支持商陆科在石竹目系统发育中处于原始地位的观点。     

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     

一种新型矮牵牛花发育突变体的研究

报道了新发现的一种矮牵牛(Petunia hybrida L.)花发育突变体,命名为efficient(eff),并对这一突变体进行了形态学和遗传学分析。eff突变体主要表现为雌蕊心皮数目的增加和雄蕊上长出花瓣状结构,同时,雄蕊、花瓣和萼片数亦有增多,但营养器官无变化。心皮数目的增加导致雌蕊柱头和子房体积的显著增大,并形成较大的果实。雄蕊上花瓣的形成对花粉的产生无明显影响。扫描电镜观察发现,eff突变体在花器官原基形成时发生了相应数目的增加及特征的变化。遗传学分析表明,突变的表现型符合孟德尔单基因遗传规律。     

番荔枝科研究35.Guatteria类群和有关属的系统发育

Guatteria类群由4个新热带的属组成,即Guatteria,Guatteriopsis,Guatteriella和Heteropetalum。不同的作者基于不同的证据得出的它在番荔枝中的地位各不相同。基于宏观和微观的形态特征,对该类群进行了表型和分支分析。分支分析表明,所研究属的系统发育分支方式仅由极少数共同衍征支持,同型现象非常明显,所获得的唯一的最简约分支图可分为两个基本部分,即一个(假)合生心皮分支和一个离生心皮grade。在表征聚类图和主成分分析的三维构象图中同样可以区分出离生心皮和(假)合生心皮两个表征群,表征分析表明Guatteria类群处在其它离生心皮类和(假)合生心皮类的中间位置。然而分支分析表明Guatteria类群与番荔枝科中最进化的(假)合生心皮类有姊妹群关系。Guatteria类群是离生心皮类中最进化的一类。番荔枝科中离生心皮类和(假)合生心皮类在漫长的进化过程中经历了强烈的形态分化而显示出极大的形态差异,然而在系统发育上它们可以通过Guatteria类群作为纽带而联系起来。     

一种观察慈姑属植物花粉管"再分配"现象的优化方法

在被子植物双受精时 ,花粉管输送两个精核入胚囊 ,一个精子与卵结合发育成胚 ,另一个与中央极核结合发育成胚乳。 1根以上的花粉管到达 1个胚珠的现象并不少见 ,但最终只有 1根花粉管能进入胚囊。与其他许多有性生物一样 ,植物中也存在着防止多精入卵的机制。被阻止进入胚珠的花粉管可能短暂地继续生长 ,随即卷曲、死亡。但是也有一些例外 ,Wang等 (2 0 0 2 )对小慈姑的传粉和花粉管生长过程进行了详细的研究。小慈姑 (Sagittaria potamogetifolia)为单性花 ,雌蕊群由多枚离生心皮组成。自然群体中雌花柱头受粉率常为 80 %～ 85 % ,而结实…     

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。     

铁木属(桦木科)花序及花的形态发生

在扫描电镜下观察了桦木科(Betulaceae)铁木属花序和花的形态发生过程。结果显示, 铁木雌花序由多个小聚伞花序螺旋状排列组成。每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织, 由小花序原基分生组织分化形成1对次级苞片和2个花原基, 每个花原基分化出2个或3个心皮原基, 形成二心皮或三心皮雌蕊, 雌蕊基部有1层环状花被原基。雄花序为柔荑状, 由多个小聚伞花序螺旋状排列组成。每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织, 由小花序原基分生组织分化出3个花原基分区, 位于中央的花原基分区, 分化形成5-6枚雄蕊原基, 两侧的花原基分区, 分别分化形成3-4枚雄蕊原基, 雄蕊原基分化形成四药囊雄蕊。雄蕊原基纵裂, 但花丝纵裂没有达到基部。     

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。     

南天竹属的花部器官发生及其系统学意义

报道了南天竹（ＮａｎｄｉｎａｄｏｍｅｓｔｉｃａＴｈｕｎｂ．）（小檗科）的花部器官发生。发现该属植物萼片、花瓣和雄蕊的发生式样为三数轮生;雄蕊与花瓣是经它们所具有的共同原基进行侧向分裂而形成的;花瓣发育早期存在迟滞发育的阶段;心皮发生属于瓶状发生类型。讨论了花器官的三基数性质,小檗科花瓣的来源,雄蕊对瓣着生及单心皮雌蕊的形成等问题。对本属的花部个体发育性状同小檗科中已有报道的红毛七属（Ｃａｕｌｏｐｈｙｌｕｍ）、足叶草属（Ｐｏｄｏｐｈｙｌｕｍ）进行了比较,萼片多数轮列与心皮发生的多态现象是南天竹属的独特性状。     

北五味子的果实解剖研究

采用不同花期的子房与花谢后的果实解剖制片为材料,综合研究结果,明确北五味子的雌花,其离生心皮雌蕊群呈螺旋状着生在圆顶状的花托上。每一个单雌蕊均由鸡冠状柱头与下面膨大的子房构成。花柱缺如。子房有自背缝线上发生的假隔膜隔开,致将子房形成假二室;胚珠倒生乃至弯生,亚边缘胎座(submarginal placenta),受精后发育成旋生聚合浆果(spiral-baccacetum),内含种子1-3(2)枚。种子属双子叶有胚乳种子,胚甚小,约为种子的1/50。     

关于瘦果与坚果概念的商榷

在一般植物学书刊上,瘦果与坚果的概念较为混乱,除了在二者均为单种子、单室发育、不开裂的干果等方面无异议外,在由几个心皮形成、果皮质地及果体大小等方面,说法很不一致。关于瘦果的定义,有由单心皮、1一3心皮或2心皮雌蕊子房发育而来的等不同说法。有的植物学著作中,根本没有指出瘦果由几个心皮形成,在所举例子中既有单心皮的毛蓖、委陵菜和泽泻,又有3心皮的荞麦等果实。对于瘦果果皮质地,也有不同的描述     

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。     

中国木兰亚科植物的主要分类性状观察

对木兰亚科植物花的着生式样、心皮中的胚珠数目和花的性别等主要分类性状进行了研究。在毛果含笑、云南含笑等含笑属植物中观察到了顶生花。含笑属的聚伞花序不是一个花序,而是一个具有多花的枝条,其“总花梗”实质上是一个枝条,其节上的花顶生于次级侧枝上,属于顶生花式样。山玉兰和盖裂木每心皮中的胚珠数目为2～7个,而不是2个。在山玉兰、黄兰、合果木等植物上观察到了单性雄花,而在云南拟单性木兰的雄株上观察到了少数具有1～8个心皮的两性花。根据观察结果,本文讨论了这3个主要分类性状在木兰亚科分类系统中的意义,并对现有分类系统进行了分析,在此基础上对中国木兰亚科的分类系统做了修订,依据分枝式样、花药的开裂方式,将中国木兰亚科植物归并为木兰属和含笑属。