車桑子小孢子發(fā)生與雄配子體發(fā)育

盧雪佳, 劉方炎, 高成杰, 李昆

?

車桑子小孢子發(fā)生與雄配子體發(fā)育

盧雪佳, 劉方炎, 高成杰, 李昆*

(中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲研究所，昆明 650224)

為了解干熱河谷區(qū)車桑子()胚胎學(xué)特征及其結(jié)籽率低的原因，采用常規(guī)石蠟切片法和電鏡掃描技術(shù)對車桑子小孢子發(fā)生、雄配子體發(fā)育和花粉的形態(tài)特征進行了觀察。結(jié)果表明，車桑子花藥具有4個花粉囊。完整的花藥壁從外到內(nèi)依次為表皮、藥室內(nèi)壁、2~3層中層細胞和絨氈層; 絨氈層類型是腺質(zhì)絨氈層。花藥成熟期，中層、絨氈層均退化消失。小孢子母細胞進行同時型胞質(zhì)分裂;四分體為四面體型結(jié)構(gòu)。成熟的花粉為二細胞型。花粉近球形，外壁密布顆粒狀紋飾，具有3條不構(gòu)成合溝的萌發(fā)溝。雄性生殖發(fā)育過程出現(xiàn)的異常現(xiàn)象可能是干熱河谷地區(qū)車桑子結(jié)籽率低的原因之一。

車桑子；小孢子；雄配子體；花粉；形態(tài)特征

車桑子()是無患子科(Sapin- daceae)車桑子屬的灌木或小喬木，廣泛分布于世界的熱帶和亞熱帶地區(qū)，我國主要分布于西南部、南部至東南部。以其為優(yōu)勢種組成的稀樹灌叢、灌叢或灌草叢是干熱河谷地區(qū)幾種重要的優(yōu)勢鄉(xiāng)土植被[1]。車桑子具有耐干旱、萌生能力強、根系發(fā)達和叢生性等生長習(xí)性，常生長于沙土、干旱山坡、曠地等處，是一種良好的保水固土植物[2]，常被用作我國西南干熱河谷地區(qū)造林的先鋒樹種，在困難立地植被恢復(fù)方面發(fā)揮著重要作用，具有較高的生態(tài)價值。

目前，對車桑子的研究主要集中在造林樹種的篩選[3]、光合特性及光合水分生理特性[4]、干旱脅迫下種子和幼苗生理指標的變化[5]、種子的萌發(fā)特性和影響幼苗生長發(fā)育的生態(tài)因子[6–7]、旱生結(jié)構(gòu)特征[8]等。然而，有關(guān)車桑子繁殖特征和繁殖生物學(xué)的研究報道較少。本試驗采用常規(guī)石蠟切片和電鏡掃描技術(shù)對車桑子的小孢子發(fā)生和雄配子體的發(fā)育，以及花粉粒的形態(tài)特征進行了觀察，為車桑子的生殖生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)研究提供基礎(chǔ)資料,并試圖從生殖生物學(xué)方面分析其結(jié)籽率低的原因,為車桑子的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

車桑子()采自云南省楚雄自治州元謀縣國家林業(yè)局元謀荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位研究站附近干熱河谷區(qū)域。選取植株中不同發(fā)育階段的雄花花蕾和花朵，保存于FAA固定液(50%酒精90 mL∶甲醛5 mL∶冰醋酸5 mL)中，4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩{證標本可見于中國科學(xué)院昆明植物研究所標本館(KUN)的蠟葉標本，采集人為滇西金沙江隊，采集號為6507。

1.2 方法

石蠟切片 從固定液中取出花蕾，經(jīng)系列脫水、二甲苯透明、浸蠟、包埋。用切片機進行連續(xù)切片，切片厚度為6~8m，番紅-固綠進行對染, 蔡司光學(xué)顯微鏡下觀察并拍照。

電鏡掃描 取即將開放的花蕾，剝離出成熟花藥，輕輕劃破花藥表皮，擠壓出花粉粘于雙面導(dǎo)電膠布上，置于金屬樣品臺進行噴金，在掃描電鏡下觀察并進行拍照。

2 結(jié)果和分析

2.1 花藥壁的發(fā)育

車桑子的花藥具有4個花粉囊，分為左、右兩半，中間由藥隔相連，花藥中4個花粉囊孢原細胞的出現(xiàn)具有不同步性(圖1: A)。在花藥4個角隅處表皮下均有較大體積、細胞核明顯的孢原細胞(圖1: B)。然后，孢原細胞經(jīng)過1次平周分裂，形成兩層細胞，即外層的初生壁細胞和內(nèi)層的造孢細胞(圖1: C)。初生壁細胞繼續(xù)進行數(shù)次平周分裂形成4~5層細胞，最外層緊貼表皮的一層細胞為藥室內(nèi)壁, 中間為2~3層中層，最內(nèi)層為絨氈層。由此可見, 完整的花藥壁由外向內(nèi)依次為表皮細胞(1層)、藥室內(nèi)壁細胞(1層)、中層細胞(2~3層)和絨氈層細胞(1層), 共5~6層細胞組成(圖1: D, E)。根據(jù)Davis的分類[9], 車桑子的花藥壁發(fā)育屬于基本型。

在花藥逐漸成熟時，中層細胞受到擠壓變形, 絨氈層細胞出現(xiàn)退化解體的現(xiàn)象(圖1: J)。根據(jù)胡適宜的劃分，車桑子的絨氈層細胞是原位解體，屬于腺質(zhì)絨氈層[10]。當花藥成熟時，同側(cè)兩個花粉囊之間的花粉囊壁破裂，兩個花粉囊相互溝通(圖1: K)。成熟的車桑子花藥開裂方式為縱裂，裂口位于兩花粉囊交界處(圖1: L)。散粉時，花粉囊壁僅剩下表皮細胞殘余物和一層加厚伸長的纖維層(圖1: M)。

2.2 小孢子發(fā)生

孢原細胞進行平周分裂產(chǎn)生的內(nèi)層造孢細胞進行多次分裂，形成次生造孢細胞。次生造孢細胞的細胞核較大、核仁明顯，細胞形狀呈多邊形，排列非常緊密(圖1: D)。次生造孢細胞發(fā)育形成小孢子母細胞，此時小孢子母細胞體積變大，逐漸趨于圓形，細胞質(zhì)較濃、細胞核較大、核仁明顯，為進入減數(shù)分裂期做準備，此時絨氈層細胞正常(圖1: E)。當小孢子母細胞連續(xù)進行兩次細胞分裂后，形成了4個排列緊密的子細胞且被包圍在胼胝質(zhì)內(nèi),即四分體(圖1: F)，4個子細胞的排列方式為四面體，同時中層細胞受到擠壓逐漸退化解體，絨氈層細胞開始部分出現(xiàn)解體現(xiàn)象。小孢子母細胞的整個減數(shù)分裂過程均被包圍在胼胝質(zhì)壁中。

2.3 雄配子體的發(fā)育

四分體后期，在胼胝質(zhì)酶的作用下，胼胝質(zhì)壁逐漸被溶解，四分體中的細胞彼此分離，形成了4個單核的花粉粒細胞。剛分離的單核花粉粒細胞的細胞核居中且明顯，此時絨氈層解體(圖1: G)。隨著單核花粉粒細胞逐漸擴大，液泡的擠壓，細胞核開始逐漸靠邊(圖1: H)。此時，花粉粒細胞進行1次不均等的分裂, 形成1個較大的營養(yǎng)細胞和1個較小的生殖細胞(圖1: I)。二核花粉粒完全成熟時,絨氈層和中層細胞全部解體。成熟花粉粒上可見萌發(fā)溝(圖1: I)。掃描電鏡下車桑子的花粉粒為近球形, 一般有3條萌發(fā)溝，極少見4和2條萌發(fā)溝。車桑子花粉粒的3條萌發(fā)溝不構(gòu)成合溝，花粉外壁密布顆粒狀的紋飾(圖1: P, Q)。極軸直徑為(24.91±2.03)m, 赤道軸直徑為(23.70±1.64)m。在車桑子雄配子體的發(fā)育過程中，觀察到部分敗育花粉，主要表現(xiàn)出形狀各異、花粉粒干癟、皺縮、無核內(nèi)物質(zhì)，但這種花粉只少量出現(xiàn)。另外也觀察到部分花粉囊內(nèi)為空室(圖1: N, O)。

圖1 花藥發(fā)育過程。A: 花藥含有4個花粉囊; B: 孢原細胞(箭頭); C: 初生壁細胞和造孢細胞(箭頭); D: 初生造孢時期; E: 小孢子母細胞時期; F: 四分體; G: 小孢子單核居中期; H: 小孢子單核靠邊期; I: 成熟的花粉粒; J: 退化的絨氈層; K: 同側(cè)2個花粉囊相互連通; L: 花藥成熟時縱裂，裂口在2個藥室的連接處; M: 表皮和纖維層; M: 敗育花粉粒; O: 空的花粉囊; P: 成熟花粉粒(極面); Q: 成熟花粉粒(赤道面)。Ac: 孢原細胞; PP: 初生壁細胞; Ss:造孢細胞; Ta: 絨氈層; ML: 中層; MMC: 小孢子母細胞; En: 藥室內(nèi)壁; Ep: 表皮細胞; Tr: 四分體; FL: 纖維層。

3 討論

本試驗觀察了車桑子的小孢子發(fā)生、雄配子體發(fā)育過程和花粉形態(tài)，車桑子具有4個花粉囊，橫切面呈蝶形，花藥壁由5~6層細胞構(gòu)成，從外至內(nèi)依次為1層表皮、1層藥室內(nèi)壁、2~3層中層和1層絨氈層，為腺性絨氈層，花藥壁的發(fā)育類型為基本型。小孢子四分體為四面體型。成熟花粉粒為二核型。部分胚胎學(xué)特征與同科植物類似，文冠果()、倒地鈴()和茶條木()的小孢子四分體均為四面體型、成熟花粉粒為兩核型[11–13]。車桑子花粉粒近球形，多具有3條萌發(fā)溝，稀2或4條萌發(fā)溝，表面密布顆粒狀紋飾，極軸為(24.91± 2.03)m，赤道軸為(23.70±1.64)m。而夏麗敏等[14]的研究表明，廣州龍洞地區(qū)的車桑子花粉極軸為(26.5±2.1)m、赤道軸為(25.0±1.86)m，本研究中車桑子采于元謀干熱河谷地區(qū)，其極軸和赤道軸均較小，表明車桑子的花粉大小可能存在區(qū)域差異, 且干熱河谷區(qū)花粉相對較小。本研究所獲得的車桑子的胚胎學(xué)特征，充實了無患子科胚胎學(xué)研究資料。此外，車桑子同一花序中雄蕊發(fā)育程度不同步，同一朵雄花中不同花藥發(fā)育程度不同，同一花藥的不同花粉囊發(fā)育程度不同步。這種現(xiàn)象在‘早籽銀桂’(‘Zao Zi Yin’)、‘晚銀桂’(‘Wan Yin’)中也有出現(xiàn)[15–16]，可能是為了延長散粉時間，進而增加授粉機會的一種適應(yīng)性機制。

在花藥的發(fā)育過程中，絨氈層位于花藥壁最內(nèi)層，直接與小孢子發(fā)育相關(guān)。絨氈層具有分泌功能，一方面能提供小孢子發(fā)育所需營養(yǎng)物質(zhì)；另一方面能釋放胼胝質(zhì)酶溶解胼胝質(zhì)壁[17]。絨氈層在花粉發(fā)育過程中具有重要作用，絨氈層細胞提前或延遲降解或出現(xiàn)任何異常都有可能導(dǎo)致雄性不育及花粉敗育[18–19]。在‘晚銀桂’的花藥發(fā)育過程中出現(xiàn)了絨氈層提前退化現(xiàn)象，導(dǎo)致了花粉敗育[16]；鵝掌楸()也發(fā)生絨氈層細胞異常現(xiàn)象而導(dǎo)致的雄性不育[20]。同科植物倒地鈴的絨氈層異常可能導(dǎo)致雌花雄性不育[13]，呂雪芹等[21]認為文冠果絨氈層延遲解體或退化不徹底導(dǎo)致可孕花的花藥敗育。本試驗觀察到部分絨氈層細胞在四分體時期已經(jīng)解體，由此推測，車桑子花藥發(fā)育過程中出現(xiàn)的敗育現(xiàn)象，可能與絨氈層提前退化有關(guān)。通常，特殊的外界環(huán)境條件和遺傳特性的原因會引起絨氈層以及雄配子體的異常發(fā)育，從而導(dǎo)致花粉敗育現(xiàn)象。環(huán)境因素導(dǎo)致了連翹()雄配子體不能正常發(fā)育進而引起花粉敗育[22]；毛白楊()的花粉敗育則是異質(zhì)性遺傳與環(huán)境互作的結(jié)果[23]。本研究中，車桑子生長于干濕季分明的干熱河谷地區(qū)，氣候特殊，旱季高溫干旱且漫長(當年11月至次年5月)，雨季易出現(xiàn)間歇性干旱[24]，因此，我們推測車桑子花藥壁的絨氈層和雄配子體的異常發(fā)育可能與惡劣的環(huán)境因素有關(guān)，這還有待于進一步研究。

植物的有性生殖是一個復(fù)雜的過程，且受內(nèi)因和外因的共同影響，植物生活史周期的任何一個環(huán)節(jié)都影響著生殖成功與否[25]。根據(jù)調(diào)查，車桑子的結(jié)籽率較低，僅為(22.5±2.5)%。初步判斷，花藥發(fā)育過程中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象可能是導(dǎo)致車桑子結(jié)籽率低的原因之一。為進一步確定干熱河谷地區(qū)車桑子結(jié)籽率低、天然更新能力差[24]的原因，本研究將繼續(xù)從其他生殖生態(tài)方面，如花粉量和花粉萌發(fā)率、大孢子發(fā)生與雌配子體發(fā)育是否存在異常、受精過程是否有效、胚的發(fā)育是否正常、種子活力高低、種子萌發(fā)的狀況、環(huán)境對種子萌發(fā)及幼苗生長的影響等進一步研究。這將為干熱河谷區(qū)車桑子的進一步開發(fā)利用提供一定的理論依據(jù)。

致謝 國家林業(yè)局元謀荒漠生態(tài)系統(tǒng)研究站劉昆友同志幫助采集了部分試驗材料，資源昆蟲研究所郭曉娟同學(xué)及西南林業(yè)大學(xué)嚴冬同學(xué)在試驗過程提供了幫助。

[1] JIN Z Z, OU X K. Vegetation in Yuanjiang, Nujiang, Jinshajiang, Lancangjiang Dry-hot Valley [M]. Kunming: Yunnan University Press, Yunnan Science and Technology Press, 2000: 141–180.金振洲, 歐曉昆. 元江、怒江、金沙江、瀾滄江干熱河谷植被 [M]. 昆明: 云南大學(xué)出版社, 云南科技出版社, 2000: 141–180.

[2] Wang X M, Yan B G, Liu G C, et al. Spatial variation in seed dormancy and germination ofin Yuanmou Dry-hot Valley, China [J]. J Trop Subtrop Bot, 2016, 24(4): 375–380. doi: 10. 11926/j.issn.1005-3395.2016.04.003.王雪梅, 閆幫國, 劉剛才, 等. 元謀干熱河谷車桑子種子休眠與萌芽的空間變異特征研究 [J]. 熱帶亞熱帶植物學(xué)報, 2016, 24(4): 375–380. doi: 10.11926/j.issn.1005-3395.2016.04.003.

[3] LI K, ZHANG C H, CUI Y Z, et al. A study on the fitting afforestation tree species during coverting the land for forestry in hot and arid valley of Jinsha-river [J]. For Res, 2004, 17(5): 555–563. doi: 10.3321/j.issn: 1001-1498.2004.05.002.李昆, 張春華, 崔永忠, 等. 金沙江干熱河谷區(qū)退耕還林適宜造林樹種篩選研究 [J]. 林業(yè)科學(xué)研究, 2004, 17(5): 555–563. doi: 10. 3321/j.issn:1001-1498.2004.05.002.

[4] LI J Y, JIA L Q, LANG N J, et al. Characteristics of photosynthesis ofin the dry-hot valley of Jinsha River [J]. J Beijing For Univ, 2004, 25(5): 20–24. doi: 10.3321/j.issn:1000-1522.2003.05. 005.李吉躍, 賈利強, 郎南軍, 等. 金沙江干熱河谷坡柳的光合特性 [J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2003, 25(5): 20–24. doi: 10.3321/j.issn:1000- 1522.2003.05.005.

[5] CHEN S Y, LANG N J, LI J Y, et al. Changes of cytomembrane permeability and proline content in leaves of,andunder drought stress [J]. Guihaia, 2006, 26(1): 80–84. doi: 10.3969/j.issn.1000-3142.2006.01. 019.陳少瑜, 郎南軍, 李吉躍, 等. 干旱脅迫下坡柳等幼苗質(zhì)膜相對透性和脯氨酸含量的變化 [J]. 廣西植物, 2006, 26(1): 80–84. doi: 10. 3969/j.issn.1000-3142.2006.01.019.

[6] ZHANG Q Y, SUN H L, LI S C, et al. Different environmental conditions on germination characteristics of(L.) Jacq [J]. Seed, 2013, 32(1): 12–14,19. doi: 10.3969/j.issn.1001-4705. 2013.01.004.張瓊瑛, 孫海龍, 李紹才, 等. 不同環(huán)境條件對車桑子萌發(fā)的影響 [J]. 種子, 2013, 32(1): 12–14,19. doi: 10.3969/j.issn.1001-4705.2013. 01.004.

[7] Wang C H, Zeng C H, Shen D S, et al. Climatic effects of the artificial reservoir of China’s dry-hot valleys on the growth and physio- logical traits ofseedlings [J]. Acta Ecol Sin, 2016, 36(17): 5343–5352. doi: 10.5846/stxb201502110335.王傳華, 曾春函, 沈德嵩, 等. 云南干熱河谷水庫氣候效應(yīng)對車桑子幼苗生長發(fā)育的影響及其作用機制 [J]. 生態(tài)學(xué)報, 2016, 36(17): 5343–5352. doi: 10.5846/stxb201502110335.

[8] GE L, HUANG D, MA H C, et al. Comparison of leaves anatomical structures and related drought resistance among different populations ofin Yunnan hot-dry valley [J]. J Arid Land Resour Environ, 2015, 29(5): 138–143. doi: 10.13448/j.cnki.jalre.2015.166.葛孌, 黃冬, 馬煥成, 等. 云南干熱河谷不同居群坡柳葉片的旱生結(jié)構(gòu)比較 [J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2015, 29(5): 138–143. doi: 10. 13448/j.cnki.jalre.2015.166.

[9] Davis G L. Systematic Embryology of the Angiosperms [M]. New York: John Wiley & Sons, 1966: 6–17.

[10] HU S Y. Reproductive Biology of Angiosperms [M]. Beijing: Higher Education Press, 2005: 29–69.胡適宜. 被子植物生殖生物學(xué) [M]. 北京: 高等教育出版社, 2005: 29–69.

[11] CAO L M, CAO M, LIU J H, et al. Sporogenesis and gametogenesis of(Sapindaceae) and their systematic implications [J]. J Syst Evol, 2014, 52(4): 533–539. doi: 10.1111/jse.12083.

[12] FENG X K. A preliminary study on the formation of megaspores, microspores, embryos and endosperm ofBunge [J]. For Sci Technol, 1984(2): 15–18. doi: 10.13456/j.cnki.lykt.1984. 02.006.馮顯逵. 文冠果大、小孢子及胚和胚乳形成過程的初步研究 [J]. 林業(yè)科技通訊, 1984(2): 15–18. doi: 10.13456/j.cnki.lykt.1984.02.006.

[13] TONG P P, WANG L L, LIU W Z. Study on the morphodifferentiation and anther structure in flowers ofLinn [J]. Plant Sci J, 2016, 34(2): 165–174. doi: 10.11913/PSJ.2095-0837. 2016.20165.仝盼盼, 王玲麗, 劉文哲. 倒地鈴花的形態(tài)分化與花藥結(jié)構(gòu)研究[J].植物科學(xué)學(xué)報, 2016, 34(2): 165–174. doi: 10.11913/PSJ.2095-0837. 2016.20165.

[14] CAO L M, XIA N H, CAO M, et al. Pollen morphology and its syste- matic significance in Sapindaceae from China [J]. Plant Sci J, 2016, 34(6): 821–833. doi: 10.11913/PSJ.2095-0837.2016.60821.曹麗敏, 夏念和, 曹明, 等. 中國無患子科的花粉形態(tài)及其系統(tǒng)學(xué)意義 [J]. 植物科學(xué)學(xué)報, 2016, 34(6): 821–833. doi: 10.11913/PSJ. 2095-0837.2016.60821.

[15] DONG L G, DING Y L. Development of micro- and mega-spores and morphology of floral organ in‘Zao Zi Yin’ [J]. J Trop Subtrop Bot, 2017, 25(3): 299–308. doi: 10.11926/jtsb.3655.董立格, 丁雨龍. ‘早籽銀桂’大小孢子發(fā)育與花器形態(tài)變化 [J]. 熱帶亞熱帶植物學(xué)報, 2017, 25(3): 299–308. doi: 10.11926/jtsb.3655.

[16] DONG L G, DING Y L, WANG X R, et al. The microsporogenesis and the development of male gametophyte in‘Wanyin- gui’ [J]. J Nanjing For Univ (Nat Sci), 2015, 39(4): 44–50. doi: 10. 3969/j.issn.1000-2006.2015.04.008.董立格, 丁雨龍, 王賢榮, 等. ‘晚銀桂’的小孢子發(fā)生和雄配子體發(fā)育 [J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2015, 39(4): 44–50. doi: 10. 3969/j.issn.1000-2006.2015.04.008.

[17] LI Y X, LI L, CHEN G H. Advances in tapetum development of anthers in higher plants [J]. Crop Res, 2009, 23(5): 287–289. doi: 10. 3969/j.issn.1001-5280.2009.z1.001.李懿星, 李莉, 陳光輝. 高等植物花藥絨氈層發(fā)育研究進展 [J]. 作物研究, 2009, 23(5): 287–289. doi: 10.3969/j.issn.1001-5280.2009.z1. 001.

[18] ZHANG H, LIANG W Q, ZHANG D B. Research progress on tapetum programmed cell death [J]. J Shanghai Jiaotong Univ (Agric Sci), 2008, 26(1): 86–90. doi: 10.3969/j.issn.1671-9964.2008.01.021.張虹, 梁婉琪, 張大兵. 花藥絨氈層細胞程序性死亡研究進展 [J]. 上海交通大學(xué)學(xué)報(農(nóng)業(yè)科學(xué)版), 2008, 26(1): 86–90. doi: 10.3969/ j.issn.1671-9964.2008.01.021.

[19] LUO H S, MENG D X, CHEN X Y, et al. Advances in mechanism of pollen abortion caused by abnormal tapetum in plant [J]. Crop Res, 2012, 26(6): 725–729. doi: 10.3969/j.issn.1001-5280.2012.06.28.羅海山, 孟德璇, 陳曉陽, 等. 植物絨氈層異常導(dǎo)致花粉敗育的機理研究進展 [J]. 作物研究, 2012, 26(6): 725–729. doi: 10.3969/j.issn. 1001-5280.2012.06.28.

[20] YIN Z F, FAN R W. The ultrastructure observation on the abortion ofpollen [J]. J Plant Resour Environ, 1997, 6(2): 1–7.尹增芳, 樊汝汶. 鵝掌楸花粉敗育過程的超微結(jié)構(gòu)觀察 [J]. 植物資源與環(huán)境, 1997, 6(2): 1–7.

[21] Lü X Q, ZHANG M, WANG D, et al. Comparative study on the bisexual flower and unisexual male flower ofBunge [J]. Bull Bot Res, 2014, 34(1): 85–94. doi: 10.7525/j.issn.1673- 5102.2014.01.012.呂雪芹, 張敏, 王頔, 等. 文冠果可孕花與不孕花發(fā)育過程的比較研究 [J]. 植物研究, 2014, 34(1): 85–94. doi: 10.7525/j.issn.1673- 5102.2014.01.012.

[22] CHEN X H, JIANG S, XU K, et al. Microsporogenesis and the forma- tion of male gametophytes in(Thunb.) Vahl. [J]. Acta Sci Nat Univ Nankai, 2007, 40(2): 79–82,104.陳旭輝, 江莎, 許珂, 等. 連翹的小孢子發(fā)生與雄配子體形成 [J]. 南開大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2007, 40(2): 79–82,104.

[23] KANG X Y. Study on mechanism of pollen abortion in Chinese white poplar (Carr.) [J]. Sci Silv Sin, 2001, 37(3): 35–39. doi: 10.11707/j.1001-7488.20010307.康向陽. 毛白楊花粉敗育機制的研究 [J]. 林業(yè)科學(xué), 2001, 37(3): 35–39. doi: 10.11707/j.1001-7488.20010307.

[24] ZHANG C H, TANG G Y, SUN Y Y, et al. Physiological characteristics of(L.) Jacq. seeds stress-resistance and influences on nature regeneration [J]. SW China J Agric Sci, 2010, 23(5): 1471– 1476. doi: 10.3969/j.issn.1001-4829.2010.05.019.張春華, 唐國勇, 孫永玉, 等. 車桑子種子抗逆生理學(xué)特性及其對天然更新的影響 [J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2010, 23(5): 1471–1476. doi: 10.3969/j.issn.1001-4829.2010.05.019.

[25] LIANG C L, LIU M J, ZHAO J. Research progress on plant seeds abortion [J]. Mol Plant Breed, 2005, 3(1): 117–122. doi: 10.3969/j.issn. 1672-416X.2005.01.020.梁春莉, 劉孟軍, 趙錦. 植物種子敗育研究進展 [J]. 分子植物育種, 2005, 3(1): 117–122. doi: 10.3969/j.issn.1672-416X.2005.01.020.

Microsporogenesis and Male Gametophyte Development of

LU Xue-jia, LIU Fang-yan, GAO Cheng-jie, LI Kun*

(Research Institute of Resource Insects, Chinese Academy of Forestry,Kunming 650224, China)

To understand the embryological characteristics ofin the dry and hot valley and the reasons for its low seed setting rate, microsporogenesis, male gametophyte development and pollen morphological characteristics ofwere studied with traditional paraffin sections and scanning electron microscopy. The results showed that the anther ofhad four pollen sac. The anther wall was composed of the epidermis, the endothecium, 2-3 middle layers, and tapetum (glandular tapetum) from the outside to the inside; at anther mature stage, the middle layer and tapetum denegerated and disappeared. The cytokinesis occurred simultaneously in a microspore mother cell; the tetrad was tetrahedral. The mature pollen was two-celled type. The mature pollen grain was nearly spherical with granular ornamentation on exine and 3 germ furrows which did not form syncolpate. Our researches showed that some abnormal phenomenon in male reproductive development might be one of the reasons of low seed setting rate.

; Microsporogenesis; Male gametophyte; Pollen; Morphological characteristics

10.11926/jtsb.3939

2018-05-04

2018-07-15

“十二五”國家科技計劃課題(2015BAD07B0404)；國家重點研發(fā)計劃項目(2017YFC0505101)資助

This work was supported by the National Science and Technology Plan in the Twelfth Five-Year Period (Grant No. 2015BAD07B0404), and the National Key Research and Development Planning Program of China (Grant No. 2017YFC0505101).

盧雪佳(1993~ )，女，碩士研究生。研究方向為防護林。E-mail: 1771836520@qq.com

E-mail: caflikun@163.com