銀杏與葉籽銀杏胚珠發(fā)育的組織化學比較

摘 要：銀杏樹是世界上十分珍貴的樹種，有重要的研究價值。本文采用組織化學技術與樹脂半薄切片，分別對銀杏、葉籽銀杏胚珠發(fā)育的組織化學進行比較分析研究，得出相關結(jié)論。

關鍵詞：銀杏；葉籽銀杏；胚珠發(fā)育；組織化學

中圖分類號：S66 文獻標識碼：A

1概述

銀杏樹具有欣賞，經(jīng)濟，藥用價值，全身是“寶”，是第四紀冰川運動后遺留下來的最古老的裸子植物，世界上十分珍貴的樹種之一，因此被當作植物界中的“活化石”，有觀賞價值。葉籽銀杏同屬于銀杏家族，是其中的一個特異種質(zhì)。銀杏正常胚珠與葉籽銀杏野生誒住的發(fā)育有著非常相像的過程，但也有一定的差異。當前關于這兩者發(fā)育過程中的組織化學變化分析的研究都比較少，并且研究的內(nèi)容相對很片面。本文旨在能為葉籽銀杏發(fā)育過程的組織化學研究提供一定的參考價值。

2研究樹木與方法

2.1樹木來源

本研究中的銀杏樹為一顆千年生古樹，樹高18.2m，胸徑155cm，樹木結(jié)實量多，種實大；葉籽銀杏樹胚珠也采自一顆千年葉籽銀杏樹，樹高21.5m，胸徑215cm，每年都有葉生胚珠形成。

2.2方法

對葉籽銀杏正常胚珠和銀杏胚珠及葉生胚珠的形態(tài)變化和生長情況進行動態(tài)觀察；通過組織化學技術與樹脂半薄切片方法分別對銀杏、葉籽銀杏胚珠發(fā)育的組織化學進行分析比較，同時進行密集采樣，旨在研究銀杏和葉籽銀杏胚珠生長形態(tài)，并進行細致的描述分析、圖像記錄和解剖觀察。

3銀杏與葉籽銀杏胚珠發(fā)育形態(tài)觀察

2013年觀察結(jié)果如下：銀杏在3月末開始萌動，葉盛期在4月中下旬，這個階段可以觀察到明顯的“葉突起”；5月中下旬葉籽銀杏正常胚珠的體積不斷迅速增大，葉生胚珠體積則是慢慢的逐漸變大；6月上旬葉生胚珠體積快速變大，處于雌配子體游離核時期；7月初月生胚珠細胞化開始，8月中旬葉籽銀杏葉生胚中中的中珠被開始木質(zhì)化，10月中旬，葉生種子發(fā)育成熟。

4結(jié)果分析

銀杏胚珠和葉籽銀杏胚珠的發(fā)育過程有許多類似的地方，但也存在一些不同。具體如下：

4.1發(fā)端期

正常胚珠于葉腋中著生，并被幼葉覆蓋，這個階段的幼胚珠基本上沒有什么組織的分化，細胞中有非常豐富的淀粉粒。發(fā)端期的葉生胚珠在葉片上呈“突起”狀，這個“突起”的組成主要有分泌腔、維管束和薄壁細胞，其中分泌腔中有脂滴，其四周細胞有小而少的淀粉粒分布。

4.2雌配子體發(fā)育期

葉生胚珠與正常胚珠雌配子體發(fā)育都分為游離核和細胞化兩個階段，且兩者發(fā)育形態(tài)非常相近：游離核階段都是一種液體形態(tài)，外珠被細胞中有豐富的淀粉粒，其他部分如雌配子體四周的側(cè)生周壁和絨氈層、中珠被等中的淀粉粒分布相對不多。雌配子體的細胞化過程是按照從外向內(nèi)的順序進行的，且同時期其呈凝膠狀，由相對較大的薄壁細胞構(gòu)成，其內(nèi)部細胞壁上分布有少量的小淀粉粒。

4.3胚乳發(fā)育期

正常和葉生胚珠的胚乳發(fā)育過程基本上是一致的：初期積累大量的淀粉粒，且短期內(nèi)不斷變大，然后開始積累類似球形的蛋白體，后期脂肪不斷變多。其中營養(yǎng)物質(zhì)在胚乳中呈“中間密集、邊緣較少”的狀態(tài)進行分部。

4.4“錐狀”結(jié)構(gòu)比較

正常和葉生胚珠的雌配子體上方和珠被內(nèi)都有“錐狀”結(jié)構(gòu)分部，但是在兩者中各自占有的比例不太一樣。其中“錐狀”結(jié)構(gòu)在正常胚珠中的體積相對比較小，大概是整個體積的1/12，而葉生胚珠中“錐狀”結(jié)構(gòu)大概是整個體積的1/8，基本上占據(jù)了珠被內(nèi)的整個上方空間，所占體積比正常胚珠的大很多，并且其所占位置和正常胚珠相比更接近珠孔端。

4.5珠被發(fā)育

正常和葉生胚珠的珠被發(fā)育形式大體上也是一致的，只是在發(fā)端期組織的形態(tài)上不太相同。正常胚珠發(fā)端期的組織比較勻稱，沒有珠心和珠被的分化，這個時期的胚珠基本上都是由珠被組成的，且珠被細胞中有非常豐富的淀粉粒；而葉生胚珠發(fā)端期的“突起”主要有分泌腔、維管束和薄壁細胞，淀粉粒多分布在維管束密集處和“突起”與葉片結(jié)合處。在隨后的階段正常胚珠中開始有珠被和珠心的分化，珠被中淀粉粒比較豐富，而珠心中基本上沒有淀粉粒；而葉生胚珠中沒有珠心和珠被的分化。直到雌配子體游離核使其，正常和葉生胚珠中都出現(xiàn)了中珠被與外珠被的分化，兩種胚珠都具有“錐狀”結(jié)構(gòu)，并且與中珠被和外珠被呈現(xiàn)出明顯的三個不同層次。雌配子體細胞化時期，兩種胚珠的內(nèi)珠被均會出現(xiàn)。

5結(jié)論

5.1銀杏胚珠發(fā)育過程組織化學

胚珠發(fā)育初期銀杏幼胚珠細胞中布滿淀粉粒，沒有組織分化變化，之后漸漸有了珠被和珠心的分化，珠心細胞中沒有淀粉粒的分布，而珠被中有一定數(shù)量的淀粉粒。接下來，大概有十多天的時間，胚珠內(nèi)開始出現(xiàn)圓形珠孔，珠心組織上部出現(xiàn)一個開口朝上的貯粉室。這個時期珠被細胞中已經(jīng)分布有非常豐富的淀粉粒，但是珠心中依然沒有發(fā)現(xiàn)有營養(yǎng)物質(zhì)的存在。傳粉時期，貯粉室里有豐富的花粉粒，靠近珠孔端方位的珠心細胞開始液泡化，并逐漸死亡，而靠近合點端的珠心組織開始分化形成游離核，然后進一步形成雌配子體。

銀杏雌配子體發(fā)育分為游離核和細胞化兩個階段，前者是一種液體形態(tài)，在組織切片上只能查看到海綿組織及其上面附著的一些游離核。此時外珠被細胞中有豐富的淀粉粒，其他部分如雌配子體四周的側(cè)生周壁和絨氈層、中珠被等中的淀粉粒分布相對不多。雌配子體的細胞化過程是按照從外向內(nèi)的順序進行的，且同時期其呈凝膠狀，由相對較大的薄壁細胞構(gòu)成，其內(nèi)部細胞壁上分布有少量的小淀粉粒。在細胞化后期，其中的淀粉粒逐漸變大且數(shù)量也不斷增多，但是依然沒有脂肪、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。

在胚乳期，細胞中會積累大量的淀粉粒，然后開始出現(xiàn)蛋白質(zhì)，在發(fā)育后期脂肪數(shù)量也慢慢上升。此階段，胚中形成許多類似橢圓形的區(qū)域，而且里面分布有豐富的脂滴；胚中的淀粉粒數(shù)量也逐漸增多，但是比胚乳中的相對小一些，蛋白質(zhì)數(shù)量依然比較少。

5.2葉生胚珠發(fā)育過程組織化學

三月中到下旬左右，葉籽銀杏雌花芽就會萌動，四月中旬左右，葉籽銀杏開始長葉子，并進入長葉的繁盛時期，這時，在某些葉子上看到葉生胚珠最原始形態(tài)“葉突起”。它在葉子上的數(shù)量一般不會超過十個，平均分布在在葉片的遠軸面和近軸面上，并卻葉子邊緣分布最多。四月下旬左右，葉突起會發(fā)育成胚珠狀態(tài)。五月中旬左右，胚珠開始迅速增大，與其他胚珠比，它的成長速度相對較慢。六月中旬左右，葉生胚珠開始緩慢增長。七月初，葉生胚珠的雌配子體全部細胞化，葉子銀杏點端的中珠以及正常胚珠開始木質(zhì)化。七月中旬，這時，基本上葉生胚珠的珠體達到最大，外珠被上的中線比較明顯，這時，葉籽銀杏正常胚珠孔端的“錐狀”結(jié)構(gòu)變窄，呈條狀。八月初，葉生胚珠的中珠全部都被木質(zhì)化，其中的“錐狀”結(jié)構(gòu)已全部退化。八月中旬，有些葉生胚珠的珠體沒有成長，還顯得比較小，這種情況下的胚珠多數(shù)是敗育的。葉生胚珠最終發(fā)育成為葉生種子，種子的表面會覆蓋比較密的白色粉末，體積相對比正常種子小。

結(jié)語

一般來看，同年銀杏比葉籽銀杏的生長早半月左右，正常胚珠又比葉籽銀杏葉生胚珠發(fā)育早大概半月左右，而且，葉生胚珠發(fā)育存在很大的異時性。氣候?qū)τ谌~籽銀杏和銀杏胚珠發(fā)育有較大的影響。

參考文獻

[1]陳鵬，何鳳仁，錢伯林，等.中國銀杏的種核類型及其特征[J].林業(yè)科學，2004，40（03）：66-70.

[2]郭紅彥.銀杏營養(yǎng)貯藏蛋白質(zhì)的分離鑒定及特性研究[D].南京：南京林業(yè)大學，2007.

[3]董雷雷，邢世巖，李際紅，等.葉籽銀杏trnS-trnG序列測定與分析[J].中國農(nóng)學通報，2008，24（12）：168-172.

[4]傅秀紅，李峰，韋霄，等.銀杏種實發(fā)育過程中營養(yǎng)成分的動態(tài)變化研究[J].廣西植物，2008，20（03）：239-246.

[5]吉成均，安尼瓦爾·買買提，方精云.銀杏套細胞發(fā)育的解剖學研究[J].西北植物學報，2002，22（04）：780-785.

[6]王莉，金飚，林明明，等.銀杏雌性生殖器官發(fā)育過程的顯微觀察[J].植物學報，2009，44（06）673-681.