深山含笑和黄心夜合花发育的形态学比较

发布时间：2020-06-07 23:18

【摘要】：木兰科(Magnoliaceae)含笑属(Michelia)植物多为常绿乔木或灌木,其花期长、花芳香,部分种兼具春秋两季开花等优点,是优良的园林绿化和空气净化树种,被广泛应用于南方园林景观营造及生态环境建设中。园林植物配置中应用的含笑属植物多为野生驯化植株的实生苗或嫁接苗后代,近年国内外也选育出了一些适应性强、抗逆性好的杂交品种。深山含笑(Michelia maudiae Dunn)和黄心夜合(M.martinii(Levl.)Levl.)是含笑属植物地理分布较北,自然分布区大部分重叠、在我国长江流域园林绿化中较为常用的小乔木,各地栽培种生长势差异明显,同一栽培区域两个种生长势不均衡。系统研究深山含笑和黄心夜合花发育过程中的形态特征、大小孢子发生和雌雄配子体发育的过程,弄清这两种自然分布区大部分重叠的含笑属植物生殖发育过程与生长规律的异同,不仅能为开展深山含笑、黄心夜合种间乃至属间有性杂交、创制优良观赏花木新种质积累资料,同时可以从品种改良角度改善生长状态、扩大适生范围,对种质资源的保育、遗传改良与种质创新具有重要的意义。主要结果如下:1.深山含笑和黄心夜合花器官形态和开花习性深山含笑花单生,多生于叶腋,偶生于枝顶,花开时花香浓郁,花被片白色,9-12枚,外轮花被片散开,内轮花被片闭合,雌雄蕊并不直接外露,雄蕊53-78枚,雌蕊群具柄,雌蕊21-32枚,开花时雄蕊群长10-15mm,螺旋状包裹于雌蕊群外,雌配子发育成熟时雌蕊群长约30-35mm,春季花期2月下旬到4月上旬;秋季开花的深山含笑开花时花被片边缘开始枯萎,至开花时雄蕊长约4-11.5mm,雌蕊群长约3.5-5mm,开花后随即脱落,不再进一步发育,秋季花期8月下旬到9月中旬。黄心夜合花单生于叶腋,开花时馥郁飘香,花被片淡黄色,6-9枚,外轮倒卵状长圆形,内轮倒披针形,外轮较内轮较宽较长,雄蕊71-82枚,雌蕊群具柄,雌蕊46-52枚,开花时雄蕊群长15-20mm,螺旋状包裹于雌蕊群外,雌配子发育成熟时雌蕊群长约40-60mm,春季花期2月底到3月下旬;秋季从7月下旬开始到12月中旬黄心夜合不断零星开花,其花被片及雌雄蕊数目及形态与春季花并无明显差异。2.深山含笑和黄心夜合大小孢子发生和雌雄配子体发育比较深山含笑和黄心夜合花药4室,腺质绒毡层,小孢子四分体有四面体型、对称型,偶有交叉型,花粉成熟时为2细胞型。雌蕊成熟时胚珠倒生、双珠被、厚珠心,大孢子四分体呈直线型排列,雌配子体发育方式为蓼型,深山含笑和黄心夜合雌雄配子体发育均表现出严重不同步现象。春季开花的深山含笑大小孢子发生和雌雄配子体发育过程正常,雄配子体发育成熟比雌配子体早约一个半月;黄心夜合春季花小孢子四分体发育至单核花粉时期出现花粉囊空腔,大孢子发生及雌配子体发育正常,雄配子体要比雌配子体早约两个月成熟。而秋季开花的深山含笑,花药中小孢子在孢原细胞或初生造孢细胞期停止发育,花粉败育;大孢子还在胚珠原基时期时雌蕊就连同雄蕊和花被片一起脱落,不再继续发育。7-12月零星开花的黄心夜合花朵小孢子发生及雄配子体发育正常,大孢子发生及雌配子体发育出现异常,不能最终形成成熟的雌配子体。3.深山含笑和黄心夜合花粉萌发力比较将深山含笑和黄心夜合的新鲜花粉,置于不同蔗糖浓度(5%、10%、20%、30%),不同温度(10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)条件下培养发现,深山含笑春季花花粉在5%蔗糖浓度,15℃条件下平均花粉萌发率为61.14%,黄心夜合春季花花粉在10%蔗糖浓度,25℃条件下平均花粉萌发率为15.94%,部分花粉形态异常,深山含笑秋季花花粉量少,形态异常,花粉不萌发。黄心夜合秋季花花粉在蔗糖浓度10%,25℃条件下平均萌发率为17.11%,部分花粉形态异常。
【图文】：

花芽,花被片,深山含笑,雌雄蕊

部分花芽长度可达 40mm，直径约 9mm，由于南方高温，花芽开始休眠，此时雄蕊花药中出现孢原细胞或初生造孢细胞。随 8 月中旬初秋夜间气温的回落，部分花芽苞片脱落即将开花（图 2-2：B），花芽打破短暂的休眠继续发育，雄蕊花药出现次生造孢细胞或小孢子母细胞时开花，但与休眠前相比，花芽长度及直径并未显著增加，花期持续到 9 月中旬。开花后花被片边缘开始枯萎（图 2-2：C、D），至开花时雄蕊长约 4mm-11.5mm，雌蕊群长约 3.5-5mm（图 2-2：E）,秋季开花的深山含笑花粉败育，雌蕊胚珠珠心中未见大孢子发育，开花后花瓣雄蕊连同雌蕊一起迅速枯萎，不能正常结实（图 2-2：F）。随机采取 30 朵花对花被片及雌雄蕊进行计数发现，深山含笑春秋季花花被片及雌雄蕊数目并没有显著差异。

深山含笑,雄配子体发育,小孢子发生,败育

Plate2-3 Microsporogenesis and development of male gametophytes of spring flowers inMichelia maudiae Dunn注：A.形成突起 B.次生造孢细胞 C.6 层花粉囊壁 D.小孢子母细胞 E.中层细胞开始解体 F-H.四分体 I.单核花粉 J.二细胞花粉 K.成熟花粉粒 L.散粉Note: A. Protuberance; B. The secondary sporogenous cell。 C. The anther wall is 6 layers.D. Microsporocyte; E. The middle layer cells begin to disintegrate.F-H. Tetrad. I. singlenucleic pollen J. Two-celled pollen grain K. The mature pollen grains L. The pollen dispersal.2.4.2.2 深山含笑秋季花小孢子发生和雄配子体发育秋季开花的深山含笑在 6 月下旬开始花芽分化，，雄蕊花药中靠近中心位置一侧的细胞分裂迅速，向内弯曲，小孢子初期发育正常（图版 2-4：A），从花芽分化开始至 7 月下旬，花芽长度及直径增长迅速，但小孢子仅发育至孢原细胞或初生造孢时期（图版 2-3：B），随后小孢子停止发育，至 8 月中旬开花，表现出明显的花粉败育（图版 2-3：C-D）。
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S685.99;TU986

【参考文献】