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。     

广西及其邻近地区柳属植物分类的研究

<正>1.垂柳 Salix babylonica L.Sp.Pl.1017.1753. 原产我国,现国内外普遍栽植。 侯宽昭教授(<<广州植物志>> 378,1956)     

大麦小穗结构与开花特性研究──雄蕊在开闭花过程中的生长动态和结构变化

开花前,雄蕊花丝细胞中的淀粉等物质水解,细胞水势下降而吸胀,花丝伸长。随着＂小花轴＂中物质的输入,细胞进一步吸水膨大,花丝迅速伸长,花丝维管束中的导管被拉断,薄壁细胞内膜系统崩解,细胞自溶,降解物质＂撤回＂,＂小花轴＂被重新分配利用。开花后,花药表面大量失水,药壁开裂传粉。不育系雄蕊花药药隔小、发育不良,绒毡层发育和行为异常,其花药通常为空药室或花粉败育。用可育系花粉对不育系小花授粉,其小花能逐渐关闭。     

温度对离体培养中风信子再生雄蕊的诱导,小孢子发生和花粉发育的影响

风信子(Hyacinthus orientalis)雄蕊再生的最适温度是25℃。小孢子发生和花粉发育是在温度不断下降的过程中完成的。母细胞分化的最适温度是20—25℃;减数分裂的最适温度是20℃;花粉第一次有丝分裂的最适温度是10℃。按这样的温度条件能够将再生雄蕊培养成熟,并且成熟雄蕊的花粉具有较高的萌发率。不合适的温度将导致小孢子发生和花粉发育停止在某个阶段,最终花粉败育。     

两性花的雄蕊运动:多样性和适应意义

雄蕊运动指雄蕊在自身能量支持下发生的主动运动,不包括雄蕊在访花者触碰下造成的被动位移。该文总结了雄蕊的应激运动、快速猛烈弹射、缓慢运动以及级联运动等4种主要类型,分析了这些运动类型的系统分布及繁殖适应意义等方面的研究进展。雄蕊的应激运动由访花者或其他外力诱发,可能起到促进散粉和实现繁殖保障的作用;雄蕊快速猛烈的弹射运动可将花粉猛然撒向空中或访花者身上,促进了花粉的风媒或虫媒散布;缓慢运动的雄蕊可能通过在不同花期改变雄蕊的空间位置和雌雄异位程度来调节繁殖策略,或主动将雄蕊花药移至特定部位(如柱头表面)实现自交;雄蕊逐一、依次发生的级联运动较为复杂,主要分布在刺莲花科、梅花草科、旱金莲科和芸香科中,目前还缺乏实验研究;但根据"花粉呈现理论"以及其他类型的雄蕊运动研究结果,雄蕊的级联运动可以将花粉分批呈现给不同的传粉者,通过不同传粉者的分别传粉来提高花粉的输出;而且可避免已散粉雄蕊对即将散粉雄蕊的干扰,同时可能也降低了雌雄功能干扰和(或)花内自交。在芸香(Ruta graveolens)中,级联运动之后的雄蕊还会在花末期再同时向花中央运动;这种多向、多次运动方式是目前发现的最复杂的雄蕊运动类型。雄蕊运动领域值得今后开展进一步实验研究的方向主要有:1)雄蕊运动尤其是级联运动对雌雄功能干扰(性别间干扰)、雄蕊与雄蕊的"性别内干扰"等植物繁殖格局的影响;2)雄蕊运动与雌雄异熟、雌雄异位等花部特征的相互作用;3)雄蕊运动复杂类型的生理与发育机制。     

番红花雄蕊柱头状物的离体再生

以番红花（Crocus sativus L.)雄蕊为材料诱导培养出花柱柱状结构,诱导率可达30％,起源于花丝基部。影响雄蕊柱头状物诱导的主要因素为外植体的发育期和生长素NAA的使用浓度。幼嫩浅黄色雄蕊适于诱导柱头状物。温度和光照在不同激素水平下对雄蕊柱头状物诱导的影响不同。紫外检测表明,由雄蕊诱导出的柱头状物含有番红花甙、番红花醛和番红花苦甙。其含量明显高于由药柱诱导出的柱头状结构。在诱导花魔王、子房、花瓣的柱头状物的过程中,观察到成药逆转现象。     

栝楼不同性别花芽分化形态解剖特征观察

采用体视显微镜、石蜡切片和树脂切片技术对栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)不同性别花芽分化发育时期的外部形态和内部解剖结构进行了观察。结果显示,栝楼花为雌雄异株,仅有雌花、雄花两种性别分化,且雄花的发育速度明显快于雌花的发育速度。栝楼雌雄花芽长0.2 mm左右已完成性别分化;栝楼雄花为单性花,分化过程可分为6个时期,整个发育过程仅见雄蕊原基的分化及生长。栝楼雌花为"两性花",分化过程可分为7个时期,存在雌蕊和雄蕊共同发育阶段,后期雄蕊发育败退。本研究明确了不同性别栝楼花芽发育发生的各个阶段、形态变化特点、外部形态变化特征以及雌雄花芽的分化差异,建立了雌雄花芽内部结构分化与外部形态之间相关性,为栝楼早期幼苗鉴定及性别分化研究提供了一定的参考。     

Wrinkled petals and stamens 1, is required for the morphogenesis of petals and stamens in Lotus japonicus

Although much progress has been made in understanding how floral organ identity is determined during the floral development, less is known about how floral organ is elaborated in the late floral developmental stages. Here we describe a novel floral mutant, wrinkled petals and stamens1 （wps1）, which shows defects in the development of petals and stamens. Genetic analysis indicates that wpsl mutant is corresponding to a single recessive locus at the long arm of chromosome 3. The early development of floral organs in wpsl mutant is similar to that in wild type, and the malfunction of the mutant commences in late developmental stages, displaying a defect on the appearance of petals and stamens. In the mature flower, petals and stamen filaments in the mutant are wrinkled or folded, and the cellular morphology under L1 layer of petals and stamen filaments is abnormal. It is found that the expression patterns of floral organ identity genes are not affected in wpsl mutants compared with that of wild type, consistent with the unaltered development of all floral organs. Furthermore, the identities of epidermal cells in different type of petals are maintained. The histological analysis shows that in wpsl flowers all petals are irregularly folded, and there are knotted structures in the petals, while the shape and arrangement of inner cells are malformed and unorganized. Based on these results, we propose that Wpsl acts downstream to the class B floral organ identity genes, and functions to modulate the cellular differentiation during the late flower developmental stages.     

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。     

蓝翠雀花退化雄蕊上的黄色髯毛对其繁殖成功的影响

蜜导是一类对传粉者具有特殊吸引和指示作用的花图案或花结构,在被子植物尤其是虫媒花中普遍存在,但目前有关蜜导对植物繁殖成功影响的研究相对较少.在野外条件下,我们以毛茛科翠雀属的蓝翠雀花(Delphinium caeruleum)为研究对象,通过人工授粉和去除髯毛实验对其交配系统和退化雄蕊上黄色髯毛的作用进行了初步研究,以探讨蜜导对于蓝翠雀花雌雄繁殖适合度的影响.结果发现,蓝翠雀花自交亲和,但其雌雄异熟和雌雄异位相结合的花特征完全避免了自动自交,因此该物种是专性异交植物,其传粉过程需要传粉者协助才能完成.与对照相比,去除髯毛处理显著降低了花粉的输出总量,但坐果率和结籽数并没有显著降低.我们的研究结果表明,蓝翠雀花退化雄蕊上的髯毛确实起到了蜜导的作用,但蜜导的存在主要提高了该植物的雄性繁殖适合度,表明雄性适合度的繁殖成功在蓝翠雀花的花进化过程中具有重要的作用,但这一结果仍有待在更多的居群中做进一步的验证.