黄花油点草生殖生物学研究
黄花油点草(Tricyrtis maculata (D.Don) Machride)为百合科(Liliaceae)油点草属(Tricyrtis Wall.)多年生草本植物.百合科是被子植物中较大的一个分类类群,在植物系统进化过程中具有重要的地位.在已有的植物有性生殖研究文献中,对百合科植物的生殖生物学研究报道较多.而有关黄花油点草的研究工作比较少,相关报道主要集中在其作为园林植物的应用、基础的细胞学分析以及药用价值方面.有关黄花油点草生殖生物学研究很少,尤其是有关黄花油点草的胚胎学系统研究,尚属空白.
本研究利用常规石蜡切片技术,对百合科植物黄花油点草大小孢子发生、雌雄配子体发育、双受精、胚、胚乳及种子的发育进行了详细的研究.探讨其胚胎发育的特征以及影响黄花油点草胚胎发育的因素,为黄花油点草植物的系统研究积累基础的研究资料.此外,利用荧光显微技术,观察了花药发育过程中胼胝体以及花粉壁物质积累动态;应用扫描电镜技术,观察了成熟花粉的形态结构.研究结果丰富了对百合科植物的研究内容,也为百合科植物的系统研究提供生殖生物学方面的依据.
研究结果表明:(1)黄花油点草花药具有4个药室,花药壁的发育方式为单子叶型,由表皮、药室内壁、中层及绒毡层组成.绒毡层发育类型为分泌型,到四分体花药阶段绒毡层细胞开始解体退化,花药成熟时完全消失.(2)花粉母细胞减数分裂为连续型,依次形成二分体、四分体.四分体有四面体形和对称形两种类型;成熟花粉为2-细胞型.(3)子房3室,胚珠多数,每室2列,倒生型胚珠,双珠被,薄珠心,雌性孢原细胞不经过平周分裂而直接发育成大孢子母细胞.减数分裂后四分体大孢子呈线型或T型排列,合点端大孢子分化为功能大孢子,蓼型胚囊.(4)黄花油点草为珠孔受精.进入胚囊的两枚精子分别与卵细胞和中央细胞进行正常的双受精,其受精作用属有丝分裂前型.(5)受精后的初生胚乳核立即分裂,其发育方式为核型胚乳.早期的游离胚乳核沿胚囊的边缘分布,胚囊中央部位主要为胚乳细胞质,随着游离胚乳核的数量增加,胚乳核慢慢充满整个胚囊.当发育至球形胚早期阶段,在各胚乳核周围产生胚乳细胞壁,形成完整的胚乳细胞.(6)合子有较长的休眠时间,胚的发育方式为茄型.合子第一次有丝分裂为横裂,分裂后形成基细胞和顶细胞.基细胞经过3次横裂,形成一列胚柄细胞;顶细胞经过分裂形成胚体,依次形成球形胚、棒状胚和盾形胚.种子成熟时胚无器官分化.成熟种子由种皮、胚和胚乳三部分组成.(7)在花药发育过程的不同阶段均出现发育异常现象,导致花粉败育.在胚珠发育过程中,成熟胚囊阶段之前,每一子房室内均有2列胚珠,每列胚珠可多达20个.当受精后胚乳开始发育阶段,在子房横切面上,每个子房室中只能观察到1枚胚珠,而另一枚胚珠退化,即胚珠数目减少1/2.最终,每一子房室内只剩下1列胚珠继续发育,形成种子.(8)黄花油点草成熟种子由种皮、胚和胚乳三部分组成.成熟种子呈扁平状,外形呈阔卵圆形,种皮革质,呈棕褐色,表面有网纹雕饰.在种子切面上观察,可见种皮有4层细胞结构,分别由内、外珠被发育而成,其中外种皮的外层细胞壁加厚明显.种子成熟时胚无器官分化,经半年时间沙藏后,种子中胚仍无器官分化.因此种子的休眠时间特别长.(9)在小孢子母细胞减数分裂过程中,经水溶性苯胺蓝染色,在荧光显微镜浅蓝色荧光激发下观察,小孢子母细胞壁上无蓝色荧光,即无胼胝质存在.但在二分体和四分体的整个外壁及细胞间隔壁发出蓝色荧光,即在二分体和四分体细胞有胼胝质壁产生.在减数分裂结束、小孢子形成后,胼胝质壁逐渐解体消失.(10)在电镜下观察,成熟花粉呈卵圆形,具单萌发沟,花粉表面较为平滑,无明显的网纹雕饰,可见不规则的突起.(11)黄花油点草具有双雌性孢原现象,但在后期胚珠发育过程中并没有观察到两个胚囊同时发育的现象,说明双孢原的出现是黄花油点草胚珠发育过程中的一种偶然现象.
- 作者：
- 张娜
- 学位授予单位：
- 陕西理工学院
- 专业名称：
- 植物学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2014年
- 导师姓名：
- 赵桦
- 中图分类号：
- Q944.4
- 关键词：
- 黄花油点草；大小孢子发生；雌雄配子体发育；双受精；胚；胚乳；种子
- Tricyrtis maculata (D.Don) Machride； Megasporogenesis； Microsporogenesis； Development of female and male gametophyte； Embryonic development； Double fertilization； Embryo； Endosperm； Seed