東興金花茶花芽分化和發育的初步研究

唐健民，鄒 蓉，柴勝豐，史艷財，陳宗游，韋 霄

(中國科學院廣西植物研究所，廣西 桂林 541000)

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東興金花茶花芽分化和發育的初步研究

唐健民，鄒 蓉，柴勝豐，史艷財，陳宗游，韋 霄

(中國科學院廣西植物研究所，廣西 桂林 541000)

摘要：采用常規的石蠟切片法，對東興金花茶花芽分化的整個發育過程進行了觀察研究。結果表明：東興金花茶的花芽分化始于12月下旬，整個分化時期約持續一個多月；東興金花茶花芽分化的順序是由外至內進行，分為花芽未分化期、花芽分化始期、花萼分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期6個時期，各時期依次發生，花芽的每個分化期之間有重疊現象。

關鍵詞：東興金花茶；石蠟切片法；花芽分化

1引言

東興金花茶，又名小葉金花茶，屬山茶科山茶屬金花茶組，是常綠灌木或者小喬木，花色淡黃，枝繁花密，樹型美觀，具有較高的欣賞價值；東興金花茶分布范圍非常狹窄，野生資源稀少，目前僅見于防城國家級金花茶保護區內，已被列為我國二級瀕危保護植物。隨著金花茶市場領域的快速發展，濫挖盜采現象日趨嚴重，其野生資源瀕臨滅絕，亟待人類的保護。東興金花茶目前的研究主要集中在分類[1]、群落[2]、扦插繁殖[3，4]、遺傳多樣性[5]等方面。采用石蠟切片法，從顯微和亞顯微結構水平上，對東興金花茶花芽分化的整個發育過程進行觀察研究，較為完整的描繪了東興金花茶花芽分化的先后時間順序，以及發育過程中的組織學和細胞學變化，為東興金花茶的傳粉育種、花期調控和栽培保護提供科學的理論依據。

2材料與方法

2.1試驗材料

供試材料來源于桂林雁山廣西植物研究所，取陽光充足，生長正常的東興金花茶植株。

2.2試驗方法

從2013年12月開始至2014年3月結束，每隔7d，采集樹冠外圍生長良好，無病蟲害的花芽，每次采集10～15個花芽，測量花芽的長和寬，取其平均值，用長寬比表示花芽大小，花芽經FAA固定液進行固定。試驗采用常規石蠟切片法[6]：樣品用FAA溶液固定→洗滌→依次經30%-50%-70%-85%-95%-100%各級乙醇溶液脫水→脫乙醇→浸蠟→包埋→切片→脫蠟→1%番紅水溶液染色→固綠→透明→封藏，最后在德國卡爾蔡司顯微鏡下進行切片觀察東興金花茶花芽分化形態進程及特征，并拍照保存。

3結果與分析

3.1花芽分化的進程和特點

試驗采用常規石蠟切片法對東興金花茶花芽分化發育的不同階段特征進行觀察研究[7，8]，結果表明東興金花茶的形態分化始于12月下旬，整個分化時期約持續一個多月；東興金花茶花芽分化的順序是由外至內進行的，隨著萼片原基、花瓣原基、雄蕊原基、雌蕊原基各部分依次發生，依次形成花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊。花芽的每個分化期之間有重疊現象，此后一直到開花前都在進行雄蕊原基和雌蕊原基的發育。

3.1.1花芽未分化期

該階段是植物葉芽從營養生長進入花芽生殖生長的轉變過程，此時生長錐扁平，尚未伸長，頂端分生組織的細胞排列整齊而緊密；細胞較大，細胞內的高爾基體、線粒體、核糖體數量增加，表明細胞呼吸強度增大，核酸合成速度加快，從而提高細胞分裂的頻率，促使花部原基逐漸依次形成。

3.1.2花芽分化初期

隨著不斷生長和分化，生長錐的表面有一層或數層細胞加速分裂，生長錐的基部加寬，且生長錐出現伸長，生長點逐漸向上突起，變得肥大圓厚，生長錐兩側的細胞分裂快，中部分裂慢，葉原基是由頂端生長錐基部兩側的表層細胞分裂產生；此階段生長錐下方的初生髓部，細胞變得大而圓，出現大液泡，排列疏松無規則。從生長錐正中縱切面上結果可看出，生長錐的基部加寬，變得大而肥，其寬度明顯大于高度，這是花芽開始進入分化的標志[9，10](見圖1)。

3.1.3花萼分化期

頂端原基的兩側出現小顆粒突起時，花芽即進入花萼分化期；生長錐兩側突起部分就是萼片原基，隨著萼片原基經過細胞平周和垂周的分裂，增加萼片的長度和寬度，使得圓潤的花芽兩側出現明顯的2個隆起的萼片，此時的生長錐變得寬而平坦。隨著不斷生長，萼片向上并彎曲形成弧形狀，生長錐向上凸起(見圖2)。

3.1.4花瓣分化期

由于萼片原基較短，其生長很快就停止了，在萼片兩側內部會出現突起點，這就是花瓣原基。隨著花蕾不斷分化和生長，花瓣原基逐漸伸長(見圖3、4)。

圖1花芽分化初期圖2花萼分化期圖3花瓣分化期

3.1.5雄蕊分化期

雄蕊原基是花瓣原基形成后，在花瓣原基兩側內部出現，其在花瓣原基兩側內部逐漸凸起，與花原基中央向下凹陷形成一個凹字形。雄蕊原基的不斷分化和生長，使雄蕊基部寬大且頂端圓肥，隨著花蕾的不斷生長，雄蕊的基部以后生長伸長為花絲，頂端肥大部分發育為花藥(見圖5、6)。

圖4花瓣分化期圖5雄蕊分化期圖6雄蕊分化期

3.1.6雌蕊分化期

在雄蕊原基產生和生長錐向下凹陷形成凹字形以后，隨著雄蕊原基的發育的同時，雄蕊原基內側基部的生長錐向上突起，突起部分即雌蕊原基(見圖7、8)。雌蕊原基以后經心皮原基發育成花器官的子房部分。在花芽切片試驗中，在翌年的春天，大致1月底便可觀察到東興金花茶的花器官子房、花藥的切片(見圖9)。

圖7雌蕊分化初期圖8雌蕊分化期圖9花蕾橫切片

3.2花芽分化期外部形態特征

根據花芽長寬比(圖10)可知，在12月15日前花芽處在未分化時期，其芽體扁平矮小，芽寬大于芽長，隨著花芽頂端分生細胞不斷的伸長，芽體的生長錐不斷變大，一周以后其長寬比表明，花芽的長度已經超過了花芽的寬度，說明花芽在不斷的生長；到了第二周花芽分化到達峰值，花芽的長度差不多是花芽寬度的2倍。

4結論與討論

植物的花芽分化是植物有性繁殖器官形成的一個重要過程，是一個復雜的形態建成，是植物由生理生長狀態轉向生理生殖狀態，形成花器官的關鍵時期[11，12]。

圖10　東興金花茶花芽各時間段的長寬比

花芽分化分為三個階段：生理生化階段、形態分化階段和性細胞形成階段，三個階段在整個分化發育過程中順序不可改變，而且缺一不可。東興金花茶花芽分化分為花芽未分化期、花芽分化始期、花萼分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期六個時期，各時期依次發生，各個時期均有重疊現象，整個細胞分化過程大概持續一個多月；花芽外部形態也隨著花芽的不斷分化，芽長從小于芽寬變為將近是芽寬的2倍。本試驗較為完整地描繪了東興金花茶花芽整個分化過程中組織學和細胞學的變化，掌握了東興金花茶花芽分化的先后時間順序和每個分化階段的細胞組織變化，可以保證花芽陽光充足，為花芽的分化提供優越的條件，以保證花的質量和數量，從而達到對東興金花茶的花期可以進行人工調控，為東興金花茶傳粉繁育及引種栽培提供科學的理論依據。

參考文獻：

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收稿日期：2016-04-15

基金項目：國家自然科學基金項目(編號：31160137)；廣西自然科學基金項目(編號：2015GXNSFBA139089)

作者簡介：唐健民(1988—)，男，碩士，研究實習員，主要從事藥用和保護植物學研究工作。

通訊作者：韋霄(1967—)，男，博士，研究員，主要從事經濟植物引種馴化和瀕危植物保護生物學研究。

中圖分類號：S794

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)11-0015-03