燈盞花小孢子發(fā)育及其與花器形態(tài)變化特征的相關(guān)性研究

1、燈盞花小孢子發(fā)育及其與花器形態(tài)變化特征的相關(guān)性研究【摘要】目的燈盞花兩性小花中雄核發(fā)育呈現(xiàn)出高度的不同步化，給單核花粉時(shí)期的準(zhǔn)確斷定帶來不便。而準(zhǔn)確斷定燈盞花單核花粉時(shí)期的小花形態(tài)，可為下一步進(jìn)展燈盞花繁殖生物學(xué)及花藥培育奠定基矗方法實(shí)驗(yàn)結(jié)合兩性小花頂端的色澤、苞片的形態(tài)、小花的長度與小孢子發(fā)育過程的觀察，對(duì)燈盞花小孢子發(fā)育及其花器形態(tài)學(xué)特征的相關(guān)性進(jìn)展了研究。結(jié)果當(dāng)燈盞花兩性小花頂端色澤為嫩綠，苞片開放度為D，小花長度在0.10.17時(shí)，單核花粉的比例可達(dá)50%左右。結(jié)論以小花頂端的色澤、苞片的形態(tài)、小花的長度為標(biāo)準(zhǔn)可有效斷定燈盞花小孢子發(fā)育階段?！娟P(guān)鍵詞】燈盞花；小孢子發(fā)育；花器形態(tài)Abs

2、trat：bjetiveTinvestigatetherelatinshipbeteenthestagefandrgenesisandflerharaterfthestagefuninuleatepllenfrfurtherstudyinEisisandantherultureinErigernbrevisapus(Vant.)Hand-azz.ethdsTherelatinshipbeteenthestagefandrgenesisandflerharaterasdeterinedbyflerharaterinvestigatinanddevelpentursefirspreinflerle

3、t.Resultshenthetplrffleraslittlegreen,thependegreeasD,theflerletlengthreahed0.10.17,50%ellinantherasuninuleatepllen,andtherespnsibleantheruldreah65%inantherulture.nlusinTheruleanbeeffetivefrdeteriningthestagefainstageduringandrgensisinErigernbrevisapus(Vant.)Hand-azz.Keyrds：Erigernbrevisapus(Vant.)H

4、and-azz;Andrgenesis;Flerharater燈盞花又名燈盞細(xì)辛，為菊科飛蓬屬短葶飛蓬Erigernbrevisapus(Vant.)Hand-azz.植物，主要分布于云南、湖南、廣西、四川、貴州和西藏等省區(qū)，其中95以上的資源分布于云南1。2022年對(duì)云南燈盞花主要分布區(qū)的種質(zhì)資源調(diào)查的結(jié)果說明除滇西北的資源分布還生長繁茂外，其余地區(qū)資源多處于枯竭狀態(tài)2，結(jié)果與2002年的結(jié)論根本一致3。開展燈盞花野生變家種成為解決燈盞花資源短缺的重要手段。燈盞花栽培中一直缺乏優(yōu)良的栽培品種，栽培種源大多是從野生資源中挑選出的有效成分含量較高的植株，通過組培快繁后，再以組培后代的小群體繁殖后

5、代種子為栽培種源?；ㄋ?、花粉培養(yǎng)作為快速獲得純合二倍體的技術(shù)手段，不僅可得到遺傳背景豐富的育種資源，同時(shí)也可用于雄核發(fā)育及基因表達(dá)形式的研究4，5，目前在小麥、玉米、水稻、辣椒等作物上都獲得了很大的進(jìn)展5。作為菊科的燈盞花，兩性小花中的雄核發(fā)育呈現(xiàn)出高度的不同步性，給單核花粉時(shí)期的準(zhǔn)確定位帶來極大的困難6。本實(shí)驗(yàn)結(jié)合兩性小花頂端的色澤、苞片的形態(tài)及小花的長度與小孢子發(fā)育過程的觀察，對(duì)燈盞花小孢子發(fā)育及其花器形態(tài)學(xué)特征的相關(guān)性研究，為下一步進(jìn)展燈盞花花藥培養(yǎng)奠定了基矗1材料與方法2結(jié)果2.1燈盞花的花器特征短葶飛蓬的頭狀花序單生于莖或分枝的頂端，直徑23?；ㄐ蛴赏鈬纳酄罨ê椭醒氲墓軤罨?gòu)成，舌

6、狀花花數(shù)為90220，管狀花花數(shù)為130350。舌狀花舌片長11.3，寬0.1左右，近管部1/4處被稀疏毛，舌片基部連合成短管，管部長0.20.25，被毛，僅具雌蕊，單性花，可結(jié)實(shí)。舌狀花的柱頭長，顏色呈紫紅色、黃色或白色等，表現(xiàn)出豐富的多態(tài)現(xiàn)象。萼片特化為冠毛。管狀花黃色，長0.350.4，花冠管基部具環(huán)形蜜腺，兩性花。聚藥雄蕊由5枚雄蕊形成，花絲互相別離而花藥邊緣互相連合形成空筒形。結(jié)果與李鸝等7的觀察一致。通過初期的實(shí)驗(yàn)觀察，發(fā)現(xiàn)燈盞花的莖高及基部葉片數(shù)、莖葉片數(shù)等與小孢子發(fā)育進(jìn)程都沒有明顯的相關(guān)性，對(duì)花序徑長及其高度也同樣如此。雌花與兩性花的相對(duì)高度及兩性小花徑粗雖與小孢子發(fā)育有一定的

7、關(guān)聯(lián)，但不易觀察測量，且有不少例外。經(jīng)反復(fù)比擬，確定以兩性小花頂端顏色、苞片開度及小花長度三者作為相關(guān)的形態(tài)學(xué)指標(biāo)。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.2.2兩性小花頂端顏色在小孢子發(fā)育過程中，孢母細(xì)胞依次經(jīng)歷了減數(shù)分裂期、四分體期、單核期、成熟花粉期見圖1，與此同時(shí)小花頂部的顏色依次按：白、白綠、嫩綠、綠、黃綠、黃發(fā)生變化見圖2。隨機(jī)取各種顏色的小花，對(duì)其雄性發(fā)育過程進(jìn)展顯微觀察。結(jié)果見表1。表1燈盞花中兩性小花頂端色澤與雄核發(fā)育過程的相關(guān)性略從表1可以看出，小花頂端由綠開場，雄核發(fā)育成為成熟花粉粒的比例已很大，而白、白綠時(shí)開場減數(shù)分裂的小孢子母細(xì)胞還較少，所以減數(shù)分裂活潑期及單核花粉期均主要處在兩性小花

8、頂端顏色為嫩綠時(shí)。但嫩綠時(shí)包含的發(fā)育階段過多，且對(duì)各期顏色的界定多具主觀性，所以僅憑小花頂部顏色無法對(duì)小孢子發(fā)育階段作出準(zhǔn)確的斷定。同時(shí)在燈盞花的減數(shù)分裂過程中沒有發(fā)現(xiàn)異常的多價(jià)體、染色體橋及落后染色體，說明燈盞花的雄核發(fā)育是正常的。2.3苞片開度在燈盞花的小孢子發(fā)育過程中，苞片逐步開放。經(jīng)鏡檢發(fā)現(xiàn)，苞片開度與小孢子發(fā)育進(jìn)程具有較好的相關(guān)性。同時(shí)還觀察到，在每一個(gè)花序中，外層兩性小花較中部、中部小花較內(nèi)部發(fā)育早，但相差不多。如外層為剛形成的成熟花粉階段時(shí)，中層常為單核期，而內(nèi)層多在四分體期，在同層內(nèi)發(fā)育程度那么近似。同一枚小花的花藥發(fā)育具有一定的同步性，即以某個(gè)發(fā)育期為主導(dǎo)，而未見到在一枚小花

9、內(nèi)有多個(gè)發(fā)育期且各期數(shù)目都均等的情況。據(jù)苞片的開度，我們將其分成假設(shè)干類見圖3，對(duì)每類隨機(jī)采30朵花，從每朵花的外層、中層及內(nèi)層各取1枚兩性小花顯微觀察，以確定苞片開度與小孢子發(fā)育的關(guān)系。由于本實(shí)驗(yàn)的主要的目的是斷定減數(shù)分裂活潑期和單核花粉期，為此在表2中僅列出與二者所對(duì)應(yīng)的苞片開度。由表2可知，苞片開度B、D分別是減數(shù)分裂活潑期和單核期的較好形態(tài)學(xué)標(biāo)志，當(dāng)開度小于B時(shí)小孢子母細(xì)胞大局部還未開場分裂，當(dāng)開度大于D時(shí)那么單核花粉逐漸向內(nèi)層轉(zhuǎn)移，隨著開度的進(jìn)一步增大，整個(gè)花序均將處于成熟花粉粒期。表2苞片開放度與雄核發(fā)育的相關(guān)性略2.4兩性小花長度隨著小孢子的發(fā)育，兩性小花逐步變長，二者的相關(guān)性見

10、表3。從表3中可以看出：兩性小花長在0.05以下時(shí)，只觀察到間期和分裂期，二者出現(xiàn)的比例分別是60%，40%。當(dāng)小花長在0.050.10時(shí)，以分裂期為主，為77.1%。小花長在0.100.15時(shí)，四分體期最多占43.4%，但分裂期及單核期也不少。在0.150.2范圍內(nèi)，成熟花粉最多占50%，而四分體及單核期也較多。0.2及以上根本均在成熟花粉期。為此，如以觀察燈盞花減數(shù)分裂各時(shí)期染色體變化為目的，可以0.050.1的小花為材料；如以花藥、花粉培養(yǎng)為目的，可以0.100.20的小花為實(shí)驗(yàn)材料，此時(shí)單核花粉的比例為30%左右。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)說明，如選擇在0.130.17，單核花粉的比例可高達(dá)65。表

11、3小花長度與各發(fā)育時(shí)期的相關(guān)性略3結(jié)論從以上的討論中，我們發(fā)現(xiàn)上述三類形態(tài)學(xué)指標(biāo)雖均與小孢子發(fā)育進(jìn)程相關(guān)，但每一類都有一些例外的情況，因此可以把三者綜合起來，以得到更為準(zhǔn)確的結(jié)果。由于苞片開度便于觀察，也較準(zhǔn)確，可以其為主。如尋找單核花粉時(shí)期的花藥，可首先尋找苞片開度為D時(shí)的花序，然后看小花頂端顏色，如為黃色、黃綠及褐變的可排除，再看小花長度，內(nèi)部在0.20左右，外部在0.10左右的也可排除。根據(jù)此方法，以小花頂端色澤為嫩綠，苞片開放度為D，小花長度在0.100.17為標(biāo)準(zhǔn)選取，單核花粉的比例可達(dá)50左右。以上工作為燈盞花繁殖生物學(xué)研究及花藥培養(yǎng)奠定了基?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1中國科學(xué)院植物研究所.中

12、國高等植物圖鑒(第4冊).北京:科學(xué)出版社，1975：444.2王平理，楊生超，楊建文等.云南燈盞花種質(zhì)資源的考察與采集J.現(xiàn)代中藥研究與理論，2022，22(2):25.3俞宏淵，陳宗蓮.燈盞細(xì)辛的家化栽培J.云南植物研究，2002，24(3)：115.4TuraevA，Pfsser，Heberle-BrsE.Theirspre:ahaplidultipurpseellJ.AdvanesinBtanialResearh，2001，35，53.5ThasTB，F(xiàn)rsterBP，GertssnB.2022.Dubledhaplidsinbreeding.In:aluszynski，KashaKJ，F(xiàn)rsterBP，SzarejkI，eds.Dubledhaplidprdutininrpplants.Aanual.Drdreht，TheNetherlands:KluerAadeiPublishers，3