中國(guó)特有種苦繩(廣義夾竹桃科)的大小孢子發(fā)生和雌雄配子體發(fā)育及其分類(lèi)學(xué)意義

艾靜 李璐 王艷萍 郭輝軍

摘 要：? 近年來(lái)的分子系統(tǒng)學(xué)把狹義蘿藦科和狹義夾竹桃科合并為廣義夾竹桃科，包括5個(gè)亞科和25個(gè)族，但亞科和族間的親緣關(guān)系較為復(fù)雜，亟待多學(xué)科證據(jù)澄清。本文利用常規(guī)石蠟切片技術(shù)觀察了馬利筋亞科南山藤屬中的中國(guó)特有植物苦繩（Dregea sinensis var. sinensis）的孢子發(fā)生和配子體發(fā)育，結(jié)合已有資料比較了5個(gè)亞科的胚胎學(xué)特征。結(jié)果表明：（1）苦繩的花藥由一對(duì)側(cè)生并列藥室組成，各有一個(gè)花粉團(tuán)。（2）花藥壁有6層，由外至內(nèi)分別為表皮、2層藥室內(nèi)壁、中層和2層絨氈層，花藥壁發(fā)育模式屬于多層型。（3）絨氈層細(xì)胞單核，排成2列，為腺質(zhì)型;在小孢子四分體形成時(shí)期，藥室內(nèi)壁發(fā)生明顯纖維狀加厚;花藥成熟時(shí)，位于藥室遠(yuǎn)軸最外側(cè)處的花藥壁發(fā)生斷裂，準(zhǔn)備散粉。（4）小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂中，胞質(zhì)分裂方式為連續(xù)型，小孢子四分體排列方式為左右對(duì)稱;成熟花粉粒為3-細(xì)胞型，排列緊密，形成花粉團(tuán)。（5）雌蕊含有兩枚離生心皮，具邊緣胎座，胚珠倒生，單珠被，薄珠心，蓼型胚囊。本文觀察到的這些胚胎學(xué)特征為牛奶菜族提供了新資料。同時(shí)，胚胎學(xué)特征在5個(gè)亞科間的區(qū)別和聯(lián)系，支持廣義夾竹桃科的成立。

關(guān)鍵詞： 廣義夾竹桃科， 苦繩， 大小孢子發(fā)生， 雌雄配子體發(fā)育， 分類(lèi)學(xué)意義

中圖分類(lèi)號(hào)：? Q949

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? A

文章編號(hào)：? 1000-3142（2021）12-2014-10

收稿日期：? 2020-09-10

基金項(xiàng)目：? 國(guó)家中醫(yī)藥管理局全國(guó)中藥資源普查項(xiàng)目（GZY-KJS-2018-004）? [Supported by the Fourth National Survey on Chinese Material Medical Resources （GZY-KJS-2018-004 ）]。

作者簡(jiǎn)介： 艾靜（1995-），碩士研究生，研究方向?yàn)樗参?，（E-mail）aijing95@foxmail.com。

通信作者：? 李璐，博士，副研究員，研究方向?yàn)橹参锵到y(tǒng)與進(jìn)化，（E-mail）lilusaraca@foxmail.com。

Sporogenesis and gametogenesis in Chinese endemic plant of Dregea sinensis var. sinensis（Apocynaceae sensu lato） and their taxonomic insights

AI Jing1，2， LI Lu1*， WANG Yanping1，2， GUO Huijun2

（ 1. Department of Biodiversity Conservation， Southwest Forestry University， Kunming 650224， China; 2. Department of Life Science， Southwest Forestry University， Kunming 650224， China ）

Abstract：? Asclepiadaceae s. str. and Apocynaceae s. str. have been combined as a monotypic family of Apocynaceae s. l. based on molecular data， including 5 subfamilies and 25 tribes. However， the relationships between subfamilies and tribes are complicated and needed to be further clarified. Sporogenesis and gametogenesis in Chinese endemic plant of Dregea sinensis var. sinensis（trib. Marsdenieae， subfam. Asclepiadoideae）were investigated using paraffin sectioning， and then the observed embryological characters were compared with those of five subfamilies for taxonomic insights. The results were as follows： （1） The anther was comprised of two lateral thecae containing a pair of pollinia. （2） The developed anther wall consisted of six layers， including an epidermis， two layers of endothecium， a middle layer， and 2-layered tapetum. So， the anther wall development was of Massive type. （3） The tapetum was uni-nucleated，2-layered， and of glandular type. Endothecium developed fibrous thickenings heavily and a slit occurred at abaxial position of each theca when anther was ripened. （4） The microspore mother cells underwent meiosis with a successive cytokinesis and produced microspore tetrads with isobilateral arrangement. The microspores retained in tetrads developed into 3-celled pollens by mitosis twice， which formed a compact pollinium. （5） The pistil was composed of two separate carpels containing many anatropous， tenuinucellar， and unitegmic ovules with marginal parietal placentations. The development of embryo sac conformed to the Polygonum type. These embryological features observed added new data to the tribe Marsdenieae. It was confirmed that the recognition of a monophyletic Apocynaceae s. l. was supported by some distinguished and related embryological characters among five subfamilies.

Key words： Apocynaceae sensu lato， Dregea sinensis var. sinensis， sporogenesis， gametogenesis，? taxonomic significance

長(zhǎng)期以來(lái)，蘿藦科（Asclepiadaceae）和夾竹桃科（Apocynaceae） 的分類(lèi)系統(tǒng)備受人們關(guān)注，面臨著獨(dú)立或合并的分類(lèi)學(xué)爭(zhēng)論。早在1810年，Robert Brown把夾竹桃亞目（Apocineae）中包含的蘿藦類(lèi)成員（asclepidads）分離出來(lái)，創(chuàng)建了蘿藦科。在此后的200多年里，植物系統(tǒng)學(xué)家根據(jù)形態(tài)學(xué)接受了夾竹桃科和蘿藦科的分類(lèi)概念，認(rèn)為兩個(gè)科的親緣關(guān)系較近（蔣英和李秉濤，1977;Cronquist， 1981; Li et al.， 1995）。不過(guò)，近20多年來(lái)，分子系統(tǒng)學(xué)研究（Sennblad & Bremer， 1996; Endress et al.，1996; Endress & Bruyns， 2000; Potgieter & Albert， 2001， 2014）認(rèn)為，這兩個(gè)科都不是單系，但合并在一起就構(gòu)成穩(wěn)定的單系，可以處理為包含5個(gè)亞科、25個(gè)族和366屬的廣義夾竹桃科（Apocynaceae sensu lato） （Endress et al.， 2014）。其中，有3個(gè)亞科來(lái)自狹義蘿藦科（Asclepidaceae sensu stricto），包括馬利筋亞科（Asclepiadoideae）、鯽魚(yú)藤亞科（Secamonoideae）、杠柳亞科（Periplocoideae）;另外2個(gè)亞科來(lái)自狹義夾竹桃科（Apocynaceae s. str.），即夾竹桃亞科（Apocynoideae）和蘿芙木亞科（Rauvolfioideae ）（表1）。

然而，由于分子系統(tǒng)研究中涉及到的取樣范圍的覆蓋面和代表性問(wèn)題（Endress et al.， 2014），廣義夾竹桃科內(nèi)亞科、族、亞族和屬級(jí)的親緣關(guān)系尚不明確，需要更多學(xué)科證據(jù)來(lái)澄清（Liede et al.， 2000; Simes et al.， 2004; Goyder et al.， 2007; Lahaye et al.， 2007; Livshultz， 2010; Nazar et al.， 2019）。重建一個(gè)合理的植物分類(lèi)系統(tǒng)的最好方法是把形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)證據(jù)緊密結(jié)合起來(lái)（Endress et al.， 2014）。近年來(lái)的形態(tài)學(xué)研究為廣義夾竹桃科內(nèi)尚未解決的屬級(jí)分類(lèi)學(xué)問(wèn)題提供了新證據(jù)，包括木材形態(tài)解剖學(xué) （Lens et al.， 2008， 2009）、花部結(jié)構(gòu)（Liede & Kunze， 1993; Kunze， 1996， 2005; Wanntorp & Kunze， 2009; Nam & Chung， 2019; El-Fiki et al.， 2019）和花粉形態(tài) （Venter & Verhoeven， 2001; Güven et al.， 2015）?，F(xiàn)有資料表明，狹義夾竹桃科和狹義蘿藦科的胚胎學(xué)特征在亞科、族和屬間變化多樣，具有明顯的分類(lèi)學(xué)意義（Maheshwari， 1964; Mulay et al.， 1965; Davis， 1966;Lakshminariayana， 1989; Jhori et al.， 1992; 王定康等，2011;劉鵬等， 2016）。

南山藤屬（Dregea Mey. ）是狹義蘿藦科馬利筋亞科牛奶菜族（trib. Marsdenieae）中一類(lèi)多年生攀援藤本，包括12種，分布于亞洲和非洲，我國(guó)有4種及4變種，集中分布在南部（蔣英和李秉濤，1977;Li et al.， 1995）。除南山藤（D. volubilis）外，其余3種及4變種都為中國(guó)特有種，包括生長(zhǎng)在我國(guó)南方亞熱帶山地的苦繩（D. sinensis）。苦繩富含多種活性成分（金岐端和木全章，1989;Wei et al.， 2020），全株藥用，幼嫩花蕾在我國(guó)滇中地區(qū)可食。它有2個(gè)變種：原變種苦繩（D. sinensis var. sinensis）和變種貫筋藤（D. sinensis? var. corrugata）。本研究利用常規(guī)石蠟切片技術(shù)觀察了苦繩的大小孢子發(fā)生和雌雄配子體發(fā)育，為廣義夾竹桃科的系統(tǒng)分類(lèi)補(bǔ)充胚胎學(xué)資料，也為進(jìn)一步合理開(kāi)發(fā)利用苦繩野生資源提供繁殖生物學(xué)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

研究材料取自云南省澄江市（103°01′43.03″ E、24°42′21.15″ N;澄江市中藥資源普查采集的憑證標(biāo)本號(hào)：5304220329，存于西南林業(yè)大學(xué)標(biāo)本館）。在2019年3—4月，采集不同發(fā)育時(shí)期的花蕾和已開(kāi)放的花，固定并保存于FAA固定液（甲醛∶冰醋酸∶50% 酒精=4∶6∶90）。常規(guī)石蠟切片（厚度為7～12 μm），鐵礬-蘇木精染色，樹(shù)脂封片，Nikon E600顯微鏡下觀察拍照，Photoshop CS 6.0制作圖版。

2 結(jié)果與分析

2.1 苦繩的花藥壁發(fā)育

苦繩花具5枚雄蕊，每個(gè)花藥具一對(duì)側(cè)生并列花藥室（圖版Ⅰ： 1）。小孢子母細(xì)胞時(shí)期，花藥壁發(fā)育完全，由外到內(nèi)共有6層，分別為表皮、2層藥室內(nèi)壁、中層和2層絨氈層（圖版Ⅰ： 2），花藥壁發(fā)育類(lèi)型為多層型（Massive type）（Sood， 1989）。此時(shí)，表皮細(xì)胞不發(fā)達(dá)，細(xì)窄;2層藥室內(nèi)壁細(xì)胞分化不成熟，排列不整齊;中層細(xì)胞長(zhǎng)條形，2層絨氈層細(xì)胞較發(fā)達(dá)（圖版Ⅰ： 2）。小孢子母細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)期，表皮細(xì)胞保持細(xì)長(zhǎng)形輪廓;2層藥室內(nèi)壁細(xì)胞體積增大，呈闊方形;中層細(xì)胞核明顯，繼而變窄開(kāi)始降解;絨氈層細(xì)胞最發(fā)達(dá)，呈圓球形，細(xì)胞核明顯，為單核（圖版Ⅰ： 3，4）。小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)期，表皮細(xì)胞輪廓明顯;2層藥室內(nèi)壁細(xì)胞進(jìn)一步分化為長(zhǎng)方形，且外層比內(nèi)層細(xì)胞較大，均出現(xiàn)了不同程度的纖維狀加厚;中層和絨氈層細(xì)胞進(jìn)一步降解（圖版Ⅰ： 5-6）。小孢子四分體形成時(shí)期，表皮細(xì)胞開(kāi)始齒狀退化，藥室內(nèi)壁細(xì)胞徑向纖維狀加厚加劇;中層和絨氈層逐步退化，僅留殘跡（圖版Ⅰ： 7-10）。雄配子體發(fā)育過(guò)程中，花藥壁在花藥室遠(yuǎn)軸端一側(cè)逐步降解變細(xì)（圖版Ⅰ： 11，12）;到3-細(xì)胞型花粉時(shí)期，花藥壁發(fā)生斷裂，形成花粉裂口，露出排列緊密的花粉團(tuán)，準(zhǔn)備散粉（圖版Ⅰ： 13，14）。

2.2 苦繩的小孢子發(fā)生及雄配子體發(fā)育

早期花藥發(fā)育階段，花藥縱切面上，小孢子母細(xì)胞排列緊密，呈不規(guī)則長(zhǎng)矩形（圖版Ⅱ：1），小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅰ后期，形成兩個(gè)子核（圖版Ⅱ： 2），接著出現(xiàn)明顯的子細(xì)胞壁，產(chǎn)生了小孢子二分體（圖版Ⅱ： 3）。小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)期，二分體細(xì)胞繼續(xù)分裂，各自形成2個(gè)子核（圖版Ⅰ： 4），逐漸移向兩極，同時(shí)子細(xì)胞壁分化明顯，發(fā)育為小孢子四分體（圖版Ⅱ：5，6），在花藥橫切面上呈左右對(duì)稱，排列緊密（圖版Ⅱ： 6，7）。因此，小孢子發(fā)生的胞質(zhì)分裂方式為連續(xù)型。接著，小孢子繼續(xù)保持在四分體內(nèi)完成第一次有絲分裂，產(chǎn)生了兩個(gè)子細(xì)胞（圖版Ⅱ： 8）。其中，一個(gè)子細(xì)胞分化為營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，另一個(gè)子細(xì)胞繼續(xù)分裂形成兩個(gè)精細(xì)胞，發(fā)育為3-細(xì)胞型花粉（圖版Ⅱ： 9，10）。3-細(xì)胞型花粉繼續(xù)保持在四分體內(nèi)，形成四合花粉。四合花粉緊密排列，發(fā)育為一長(zhǎng)棒狀花粉團(tuán)，其橫切面為短橢圓形（圖版Ⅱ： 11），縱切面為長(zhǎng)橢圓形（圖版Ⅱ： 12）。

2.3 苦繩的大孢子發(fā)生和雌配子體發(fā)育

通過(guò)子房橫切面，可以觀察到苦繩的雌蕊有兩枚離生心皮，每個(gè)心皮的邊緣胎座著生著數(shù)枚倒生胚珠（圖版Ⅲ：1）。發(fā)育早期，緊密排列的胚珠原基呈直立生長(zhǎng)，珠心表皮細(xì)胞下的一個(gè)孢原細(xì)胞直接發(fā)育為大孢子母細(xì)胞，其細(xì)胞輪廓明顯增大，液泡化顯著，準(zhǔn)備進(jìn)入減數(shù)分裂（圖版Ⅲ：2），因此，苦繩的胚珠為薄珠心。大孢子母細(xì)胞通過(guò)減數(shù)分裂I形成了大孢子二分體（圖版Ⅲ：3），通過(guò)減數(shù)分裂Ⅱ，產(chǎn)生了排成一條直線的大孢子四分體（圖版Ⅲ：4）。發(fā)育過(guò)程中，靠珠孔端的3個(gè)大孢子退化，近合點(diǎn)端的一個(gè)大孢子分化為功能大孢子母細(xì)胞（圖版Ⅲ：5）。此時(shí)，胚珠的生長(zhǎng)方向由早期的直立生長(zhǎng)發(fā)生了倒轉(zhuǎn)，導(dǎo)致珠孔方向和珠柄端非常接近（圖版Ⅲ：6，8，11），形成倒生胚珠。接著，功能大孢子母細(xì)胞（圖版Ⅲ：6），通過(guò)三次有絲分裂，相繼發(fā)育為2核-（圖版Ⅲ：7）、4核-（圖版Ⅲ：9，10）和8核-雌配子體（圖版Ⅲ：11-13）。8核-雌配子體中，中央的兩個(gè)極核靠攏形成2核-中央細(xì)胞，珠孔端的2個(gè)助細(xì)胞和一個(gè)卵細(xì)胞構(gòu)成卵器，合點(diǎn)端的3個(gè)反足細(xì)胞排成一條線并退化成殘跡（圖版Ⅲ：14-16），完成了成熟雌配子體的發(fā)育，其發(fā)育過(guò)程符合蓼型（Polygonum type）。

3 討論與結(jié)論

本文首次揭示了苦繩的大小孢子發(fā)生和雌雄配子體發(fā)育過(guò)程，具有以下10個(gè)顯著的分類(lèi)學(xué)特征：（1）花藥2室，各有一枚花粉團(tuán);（2）花藥壁有6層，發(fā)育模式符合多層型;（3）表皮和中層細(xì)胞不發(fā)達(dá)，早退;（4）藥室內(nèi)壁細(xì)胞發(fā)達(dá)，有2層，徑向延伸增大且發(fā)生明顯的纖維狀加厚;（5）絨氈層單核， 排成2列，腺質(zhì)型;（6）花藥成熟時(shí)，花藥壁靠藥室遠(yuǎn)軸端開(kāi)裂，釋放花粉團(tuán);（7）小孢子母細(xì)胞經(jīng)連續(xù)型胞質(zhì)分裂形成左右對(duì)稱形排列方式;（8）成熟花粉為3-細(xì)胞型;（9）3-細(xì)胞型花粉兩兩緊密排列，構(gòu)成花粉團(tuán);（10）雌蕊由兩枚離生心皮組成，具邊緣胎座、倒生胚珠、薄珠心、單珠被和蓼型胚囊。

為更好地理解苦繩的胚胎發(fā)育特征的分類(lèi)學(xué)意義， 本文把觀察到的胚胎學(xué)特征和廣義夾竹桃科5個(gè)亞科現(xiàn)有的胚胎學(xué)資料 （Mulay et al.， 1965; Davis， 1966; Maheshwari， 1971; Maheshwari & Lakshminariayana， 1977; Lakshminariayana， 1989; Jhori et al.， 1992; 王定康等，2011;劉鵬等，2016）進(jìn)行了比較胚胎學(xué)研究（表1），探討了它們的分類(lèi)學(xué)意義，結(jié)果如下。

3.1 花藥室結(jié)構(gòu)特征

苦繩的每枚雄蕊具2個(gè)花藥室，每個(gè)花藥室產(chǎn)生1個(gè)花粉團(tuán)，這與馬利筋亞科其他成員一致（Johri et al.， 1992）。雄蕊的花藥室數(shù)目和散粉單元類(lèi)型在5個(gè)亞科的分類(lèi)系統(tǒng)中具有重要作用。傳統(tǒng)分類(lèi)學(xué)認(rèn)為，狹義蘿藦科和狹義夾竹桃科的區(qū)別在于，前者具有2室花藥和花粉團(tuán)，后者為4室花藥和單花粉粒（Johri et al.， 1992; Li et al.，1995）。然而，在狹義蘿藦科的3個(gè)亞科中，花藥室數(shù)目和散粉單元特征既相互區(qū)別，又各有聯(lián)系。例如，馬利筋亞科有2個(gè)藥室，具花粉團(tuán);但鯽魚(yú)藤亞科和杠柳亞科都具4個(gè)藥室，但前者有花粉團(tuán)，后者為四合花粉。因此，根據(jù)花藥室數(shù)目和散粉單元類(lèi)型在3個(gè)亞科間的相互聯(lián)系，支持狹義蘿藦科并非單系的觀點(diǎn)（Sennblad & Bremer， 1996; Endress & Bruyns， 2000）。此外，由于杠柳亞科和狹義夾竹桃科的2個(gè)亞科皆具4個(gè)藥室和花粉粒的共同特征，因此支持它們具有較近的親緣關(guān)系（Sennblad & Bremer， 1996; Endress et al.， 1996， 2014）。

3.2 花藥壁發(fā)育類(lèi)型

苦繩的花藥壁由6層細(xì)胞組成，包括表皮、2層藥室內(nèi)壁、中層和2層絨氈層，其發(fā)育過(guò)程與被子植物現(xiàn)有記載的4種花藥壁發(fā)育類(lèi)型（Davis，1966; Johri et al.， 1992）不相符合，但與部分蘭科所報(bào)道的多層型花藥壁特征一致（Sood， 1989; 胡適宜等， 1992;Kant， 2011; Kant et al.， 2013; 張錦等，2019）。多層型花藥壁是指由于藥室內(nèi)壁、或中層、或絨氈層的細(xì)胞層數(shù)分別增至2 ～ 3層以上，構(gòu)成了6 ～ 7層以上的新擬花藥壁類(lèi)型，其正式描述和命名出現(xiàn)在蘭科的羊耳蒜屬（Liparis Rich） （Sood， 1989）。一方面，6層以上的花藥壁在狹義蘿藦科和狹義夾竹桃科均有記載，但尚未有研究將其歸納為多層型（Johri et al.， 1992）。例如，狹義蘿藦科的3個(gè)亞科中，花藥壁普遍為6 ～ 7層。另一方面，狹義夾竹桃科2個(gè)亞科的花藥壁常被描述為5層，屬于基本型（Johri et al.，1992），但蘿芙木亞科馬嶺果屬（Voacanga）的花藥壁多為8 ～ 9層，在V. foetida可多達(dá)12 ～ 16層 （Maheshwari， 1971），顯然應(yīng)該屬于多層型。因此，廣義夾竹桃科的花藥壁發(fā)育類(lèi)型既有基本型，也有多層型。此外，多層花藥壁特征在其他被子植物中也有記錄，例如小檗科的南方山荷葉（Diphylleia sinensis）由于具有2層中層和2層絨氈層，花藥壁多達(dá)7層，也符合多層型的范疇，但被判斷為基本型（黃衡宇等，2010），值得進(jìn)一步研究。

苦繩的藥室內(nèi)壁纖維性加厚明顯，與馬利筋亞科的相同。研究表明，廣義夾竹桃科的5個(gè)亞科普遍具有藥室內(nèi)壁細(xì)胞發(fā)達(dá)，纖維性加厚明顯的特征（Davis， 1966;Johri et al.， 1992），但部分成員的藥室內(nèi)壁纖維狀加厚不明顯或缺乏。例如：馬利筋亞科的牛角瓜屬（Calotropis） （Maheshwari，1964）和尖槐藤屬（Oxystelma） （Maheshwari， 1964; Mulay et al.，1965），蘿芙木亞科的海芒果屬的Cerbera odollam 和夾竹桃亞科的紐子花屬的Vallaris solanacea（Anantaswamy， 1940）。由于藥室內(nèi)壁纖維性加厚有助于花藥開(kāi)裂散粉（Johri et al.， 1992），所以，花藥壁缺乏纖維性加厚的類(lèi)群，其花藥開(kāi)裂的方式有待于繼續(xù)研究。

苦繩的絨氈層細(xì)胞具有單核雙列的特征，與馬利筋亞科的部分成員相符，但與其他4個(gè)亞科的單核單列截然不同，后者在被子植物中比較普遍（Johri et al.， 1992）。相比較而言，馬利筋亞科的絨氈層細(xì)胞特征變化較大，有3種類(lèi)型：?jiǎn)魏硕嗔小⒍嗪藛瘟泻投嗪硕嗔小魏硕嗔幸?jiàn)于青羊參（Cynanchum callialatum）、Pergularia daemia以及Tylophora indica（Maheshwari，1964），苦繩的單核雙列也屬于該類(lèi)型。多核單列見(jiàn)于Leptadenia reticulata和Pentatropis sprialis （Mulay et al.，1965）。多核多列見(jiàn)于尖槐藤屬（Maheshwari， 1977）。因此，絨氈層細(xì)胞特征在馬利筋亞科中變化較大，在族級(jí)水平具有一定的分類(lèi)學(xué)意義。

3.3 小孢子發(fā)生和雄配子體發(fā)育

苦繩的小孢子發(fā)生的胞質(zhì)分裂方式為連續(xù)型。在被子植物中，小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂的胞質(zhì)分裂方式既有同時(shí)型，又有連續(xù)型，前者主要見(jiàn)于雙子葉植物，后者普遍出現(xiàn)在單子葉植物，兩種類(lèi)型出現(xiàn)在同一個(gè)科的不同屬也有報(bào)道，但屬罕見(jiàn)（Johri et al.， 1992）。有意思的是，這些現(xiàn)象在5個(gè)亞科中均集中出現(xiàn)。5個(gè)亞科普遍具有同時(shí)型胞質(zhì)分裂， 但在部分亞科中還存在著連續(xù)型。例如：馬利筋亞科的青羊參屬（Maheshwari， 1964;王定康，2011;）、牛角瓜屬（劉鵬等，2016）、翅槐藤屬（Oxystelma）（Maheshwari， 1964）以及本文觀察到的苦繩。此外，連續(xù)型還見(jiàn)于蘿芙木亞科的羅布麻屬的Apocynum androsaefolium、止瀉木屬的Holarrhena antidysenterica （Latto， 1974）和雞蛋花屬（Plumeria）（Chauhan， 1979）。值得注意的是，蘿芙木亞科的一些物種存在兩種類(lèi)型兼有的罕見(jiàn)現(xiàn)象，如長(zhǎng)春花屬的Catharanthus pusillus （Bhasin， 1971）和蘿芙木屬的Rauvolfia canescens（Meyer， 1938）。狹義蘿藦科和狹義夾竹桃科均同時(shí)存在兩種胞質(zhì)分裂方式，為廣義夾竹桃科的確定提供了胚胎學(xué)證據(jù)。此外，蘿芙木亞科存在同一個(gè)物種兼具兩種胞質(zhì)分裂方式在被子植物中較為少見(jiàn)，值得深入研究。

苦繩的小孢子四分體的排列形式多為左右對(duì)稱，與5個(gè)亞科的大部分成員相似。同時(shí)，在夾竹桃亞科的止瀉木 （Holarrhena pubescens）中，除上述3種四分體外，還觀察到線型和T-型排列（Latto，1974）。現(xiàn)有研究表明（Nadot et al.， 2008），被子植物的基部類(lèi)群和單子葉植物中小孢子發(fā)生的胞質(zhì)分裂方式和小孢子四分體的排列形式有一定聯(lián)系，表現(xiàn)為連續(xù)型胞質(zhì)分裂產(chǎn)生的小孢子四分體只有四邊形（或十字交叉型，T型，線型），但同時(shí)型的小孢子四分體的排列形式更多樣化，既有四邊形，也有正四面體型和菱形。因此，廣義夾竹桃科的小孢子四分體的多樣化的排列及其發(fā)育方式，值得重視。

苦繩的小孢子經(jīng)過(guò)兩次有絲分裂，發(fā)育為3-細(xì)胞型花粉，準(zhǔn)備散粉，這和狹義蘿藦科的3個(gè)亞科一致（Johri et al.，1992）。然而，在狹義夾竹桃科的2個(gè)亞科中，除3-細(xì)胞型花粉外，還有2-細(xì)胞型花粉。例如：蘿芙木亞科的長(zhǎng)春花屬 （Bhasin， 1971）和夾竹桃亞科的止瀉木屬（Latto， 1974）與雞蛋花屬 （Chauhan， 1979）。一方面，早期研究表明（Brewbaker et al.， 1967; Webster et al.，1982），70%的被子植物具有2-細(xì)胞型花粉，在進(jìn)化上比較原始;其余少數(shù)類(lèi)群表現(xiàn)為3-細(xì)胞型花粉，演化程度較高，見(jiàn)于水生植物、禾本科和部分草本植物，且被認(rèn)為是短命植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性演化。另一方面，近期研究表明，在部分被子植物基部類(lèi)群和木本植物中，同科、同屬，甚至同一個(gè)種的類(lèi)群里，曾出現(xiàn)了2-細(xì)胞型和3-細(xì)胞型花粉的共存現(xiàn)象，如大戟科（Euphorbiaceae）（Webster et al.1982）、番荔枝科（Annonaceae） （Lora et al.，2009， 2012;Gan & Xu， 2018）、木蘭科（Magnoliaceae）、臘梅科（Calycanthaecae）以及Monimiaceae （Johri et al.，1992）。因此，5個(gè)亞科具有2-細(xì)胞型和3-細(xì)胞型花粉的共存現(xiàn)象為廣義夾竹桃科的確立提供了佐證。

3.4 胚珠和雌配子體發(fā)育

苦繩的雌蕊由2枚離生心皮組成，具邊緣胎座、倒生胚珠、薄珠心、單珠被和蓼型胚囊等特征，與5個(gè)亞科的大部分胚胎學(xué)特征一致（Johri et al.， 1992）。在部分夾竹桃亞科和蘿芙木亞科中，也存在著合生心皮（蔣英和李秉濤，1977; Li et al.， 1995）、半倒生和直立胚珠等特征（Johri et al.，1992）。

綜上所述，苦繩的大小孢子發(fā)生和雌雄配子體發(fā)育過(guò)程補(bǔ)充了牛奶菜族的胚胎學(xué)資料。同時(shí)，比較胚胎學(xué)表明5個(gè)亞科的花藥發(fā)育特征既相互區(qū)別又相互聯(lián)系，不僅支持廣義夾竹桃科的確立，也反映出該科花藥發(fā)育特征的多樣性。

致謝 論文撰寫(xiě)得到魯東大學(xué)孔冬瑞博士和中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所彭華研究員的幫助，西南林業(yè)大學(xué)大型儀器共享平臺(tái)提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

ANANTASWAMYRAU， 1940. Studies in the Apocynaceae? [J]. J Inidian Bot Soc， 19： 33-44.

BHASIN RK ，1971. Studies in Apocynaceae 2. A contribution to the embryology of Catharanthus pusillus （Murr.） G. Don? [J]. Botanique （Bagpur， India）， 2： 11-121.

BREWBAKER JL， 1967. Distribution and phylogenetic significance of binucleate and trinucleate pollen grains in angiosperms? [J]. Am J Bot， 54： 1069-1083.

CHAUHAN TS， 1979. Morphological studies in Apocynaceae 2. Embyrology of Plumeria? [J]. J Indian Bot Soc， 58： 363-368.

CRONQUIST A， 1981. An integrated system of classification of flowering plants? [M]. New York： Columbia University Press.

DAVIS GL， 1966. Systematic embryology of the angiosperms [M]. New York： John Wiley & Sons.

EL-FIKI MA， EL-TAHER AM， EL-GEND AG， et al.， 2019. Morphological and anatomical studies on some taxa of family Apocynaceae? [J]. Al-Azhar J Agric Res， 44（1）： 136-147.

ENDRESS ME， SENNBLAD B， NILSSON S， et al.，1996. A phylogenetic analysis of Apocynaceae s. str. and some related taxa in Gentianales： a multidisciplinary approach? [J]. Annales De Médecine Interne， 137 （6）： 449-550.

ENDRESS ME， BRUYNS PV， 2000. A revised classification of the Apocynaceae? [J]. Bot Rev， 66： 1-56.

ENDRESSME， LIEDE-SCHUMANN S， MEVE U， 2007. Advances in Apocynaceae： the enlightenment， an introduction? [J]. Ann Miss Bot Gard， 94（2）： 259-267.

ENDRESS ME， LIEDE-SCHUMANN S， MEVE U， 2014. An updated classification for Apocynaceae? [J]. Phytotaxa， 159（3）： 175-194.

GAN YY， XU FX， 2018. The coexistence of binucleate and trinucleate pollen in Mitrephora macclurei Weerasooriya & R.M. K （Annonaceae）? [J]. Grana， 96： 58（2）：1-4.

GOYDERDJ， NICHOLAS A， LIEDE-SCHUMANN S， 2007. Phylogenetic relationships in subtribe Asclepiadinae （Apocynaceae： Asclepiadoideae）? [J]. Ann Miss Bot Gard， 94（2）： 423-434.

GVEN S， MAKBUL S， COSKUNCELEBI K， et al.， 2015. Pollinarium morphology of Vincetoxicum （Apocynaceae： Asclepiadoideae） in Turkey? [J]. Phytotaxa， 230 （1）： 22-38.

HUANG HY， LONG H， LI L， 2010. Genesis of microspore， megaspore and the development of male gametophyte， female gametophyte in Diphylleia sinensis? [J].Guihaia， 30（1）： 36-44. [黃衡宇， 龍華， 李鸝，2010.南方山荷葉大、小孢子發(fā)生與雌、雄配子體發(fā)育 [J].廣西植物， 30（1）： 36-44.].

HU SY， 2005. Reproductive biology of angiosperms? [M]. Beijing： Higher Education Press.? [胡適宜， 2005. 被子植物生殖生物學(xué) [M]. 北京： 高等教育出版社. ]

HU SY， MA CY， 1992. Anther wall of Cymbidium goeringll with speclal reference to the tapetum [J]. Acta Bot Sin， 34（8）： 581-587.? [胡適宜， 馬純燕， 1992.春蘭花藥壁及其絨氈層特性 [J]. 植物學(xué)報(bào)， 34（8）： 581-587.]

JIN QD， MU QZ， 1989. Theconstituents of C21-Steroids from Dregea sinensis VAR.Corrugata [J].Acta Pharm Sin， 24 （8）： 587-592. [金歧端， 木全章， 1989. 滇產(chǎn)苦繩甾體成分的研究 [J]. 藥學(xué)學(xué)報(bào)， 24（8）： 587-592.]

JOHRI BM， AMBEGAOKAR KB， SRIWASTAVA PS， 1992. Comparative embryology of angiosperms? [M]. Springer Berlin Heidelberg.

KANT R， HOSSAIN MM， 2010. Development of pollinium in Malaxis muscifera （Lindl.） Kuntze ?[J]. Bangladesh J Bot， 39 （2）： 193-198.

KANT R， 2011. Development of monads and associated changes in anther in Cypripedium cordigerum D. Don.： A rare orchid? [J]. Vegetos， 24（1）： 103-110.

KUNZEH， 1996. Morphology of the stamen in the Asclepiadaceae and its systematic relevance? [J]. Bot Jahrb Syst， 118： 547-579.

KUNZEH， 2005. Morphology and evolution of the corolla and corona in the Apocynaceaes? [J]. Bot Jahrb Syst， 126（3）： 347-383.

LAHAYE R， KLACKENBERG J， KALLERSJO M， et al.， 2007. Phylogenetic relationships between derived Apocynaceae sensu lato and within Secamonoideae based on chloroplast sequences? [J]. Ann Miss Bot Gard， 94（2）： 376-391.

LAKSHMINARIAYANAK， 1989. Embryological studies in a few taxa of Ascelpidaceae? [J]. J Ind Bot Soc， 68： 29-34.

LATTO CS， 1974. Morphology and embryology of Holarrhena andidysenterica Wall  [J]. Bot Gaz， 135： 173-180.

LENS F， ENDRESS ME， BAAS P， et al.， 2008. Wood anatomy of Rauvolfioideae （Apocynaceae）： A search for meaningful non-DNA characters at the tribal level? [J]. AM J Bot， 95（10）： 1199 -1215.

LENS F， ENDRESS ME， BASS P， et al.， 2009. Vessel grouping patterns in subfamilies Apocynoideae and Periplocoideae confirm phylogenetic value of wood structure within Apocynaceae? [M]. AM J Bot， 96： 2168-2183.

LI PT， LEEUWENBERG AJM， MIDDLETON DJ， 1995. Apocynaceae [M]//WU ZY， RAVEN PH， HONG DY （Eds）. Flora of China （Vol. 16）. Beijing： Science Press; St. Louis： Missouri Botanical Garden Press： 143-188.

LIEDES， KUNZE H， 1993. A descriptive system for corona analysis in the Asclepiadaceae? [J]. Plant Syst Evol， 185： 99-284.

LIEDES， TAVBER A， 2000. Sarcostemma R.Br. （Apocynaceae-Asclepiadoideae）—A controversial generic circumscription reconsidered： Evidence from trnL-trnF spacers? [J]. Plant Syst Evol， 225（8）： 133-140.

LIU P， ZHANG TK， LI L， et al.， 2016. Study on the megasporogenesis， microsporogenesis and development of female and male gametophytes of Calotropis gigantea L.? [J]. Acta Bot Boreal-Occident Sin， 36（1）： 48-58. [劉鵬， 張?zhí)?李璐， 等， 2016. 牛角瓜大小孢子發(fā)生及雌雄配子體發(fā)育研究 [J]. 西北植物學(xué)報(bào)， 36（1）： 48-58.]

LIVSHULTZ T， 2010. The phylogenetic position of milk weeds （Apocynaceae subfamilies Secamonoideae and Asclepiadoideae）： Evidence from the nucleus and chloroplast? [J]. Taxon， 59（4）： 1016-1030.

LORA J， HERRERO M， HORMAZA JI， 2009. The coexistence of bicellular and tricellular pollen in Annona cherimola （Annonaceae）： Implications for pollen evolution? [J]. AM J Bot， 96（4）： 802-808.

LORA J， HERRERO M， HORMAZA JI， 2012. Pollen performance， cell number， and physiological state in the early-divergent angiosperm Annona cherimola Mill. （Annonaceae） are related to environmental conditions during the final stages of pollen development? [J]. Sex Plant Reprod， 25（3）： 157-167.

MAHESHWARI DH， 1964. Embryology studies in Asclepidaceae? [J]. Pro Ind Acad Sci B， 60： 53-65.

MAHESHWARI DH， 1971. Embryology of Apocynaceae I. Plumiereae? [J]. J Ind Bot Soc， 50： 74-85.

MAHESHWARI DH， LAKSHMINARIAYANA K， 1977. Embryology of Oxystelma esculentum? [J]. Phytomorpholoy， 27（1）： 59-67.

MEYER S， 1938. Studies in the family Apocynaceae? [J]. J Dep Sci Univ， 1： 131-158.

MULAY BN， DESHAPANDE BD， TOLANI U， 1965. Studies in Asclepiadaceae 2. Flora morphology and gametogenesis in certain members of Asclepiadaceae? [J]. J Ind Bot Soc， 44： 95-104.

NAZAR NJ， CLARKSON J， GOYDER D， et al.， 2019. Phylogenetic relationships in Apocynaceae based on nuclear PHYA and plastid trnL-F sequences， with a focus on tribal relationships? [J]. Caryologia， 72（1）： 55-81.

NADOT S， FURNESS CA， SANNIER J， et al.， 2008. Phylogenetic comparative analysis of microsporogenesis in angiosperms with a focus on monocots? [J]. Am J Bot， 95（11）： 1426-1436.

NAM BM， CHUNG GY， 2019. Taxonomic implications of floral morphology in the subfamily Asclepiadoideae （Apocynaceae s. l.） in Korea? [J]. Bangl J Plant Taxon ， 48（3）： 172-184.

POTGIETERK， ALBERT VA， 2001. Phylogenetic relationships within Apocynaceae sensu lato based on trnL intron and trnL-F spacer sequences and propagule characters? [J]. Ann Miss Bot Gard， 88（2）： 523-549.

SENNBLADB， BREMER B， 1996. The familial and subfamilial relationships of Apocynaceae and Asclepiadaceae evaluated with rbcL data? [J]. Plant Syst Evol， 202： 153-175.

SIMES AO， ENDRESS ME， VAN DER NIET T， et al.， 2004. Tribal and intergeneric relationships of Mesechiteae （Apocynaceae， Apocynoideae）： evidence from three non-coding plastid DNA regions and morphology? [J]. Am J Bot， 91（8）： 1409-1418.

SOODSK， 1989. Embryology and systematic position of Liparis （Orchidaceae）? [J]. Plant Sys Evol， 166： 1-9.

TSIANG Y， LI PT，1977. Apocynaceae [M]//Flora Reipublicae Popularis Sinicae. Beijing： Science Press， 6： 31-249.? [蔣英， 李秉濤， 1977. 夾竹桃科 [M]//中國(guó)植物志. 北京： 科學(xué)出版社， 6： 31-249. ]

VENTER HJT， VERHOEVEN RL， 2001. Diversity and relationships within the Periplocoideae （Apocynaceae）? [J]. Ann Missouri Bot Gard， 88（4）： 550-568.

WANG DK， SUN GF， ZHAI SH， et al.， 2011. Microsporogenesis and male gametophyte development of Cynanchum otophyllum Schneid? [J]. Bull Bot Res 31（4）： 392-396. [王定康， 孫桂芳， 翟書(shū)華， 等， 2011. 青陽(yáng)參小孢子發(fā)生和雄配子體發(fā)育 [J]. 植物研究， 31（4）： 392-396.]

WANNTORP L， KUNZE H， 2009. Identifying synapomorphies in the flowers of Hoya and Dischidia-towards phylogenetic understanding? [J]. Int J Plant Sci， 170（3）： 331-342.

WEBSTER GL， RUPERT EA， KOUTNIK D， 1982. Systematic significance of pollen nuclear number in Euphorbiaceae， tribe Euphorbieae? [J]. Am J Bot， 69（1）： 407-415.

WEI H， TIAN YG， GUO HW， et al.， 2020. Two new polyoxy steroidal glycosides from the roots of Dregea sinensis Hemsl? [J]. J Asian Nat Prod Res， 22（7）： 810-816.

ZHANG J， ZHANG H， LI L， et al.， 2019. Pollinia development in rare orchid of Vanda coerulea with its taxonomic implications [J]. Acta Bot Boreal-Occident Sin， 39 （7）： 1143-1153. [張錦， 張輝， 李璐， 等， 2019. 珍稀瀕危植物大花萬(wàn)代蘭的花粉團(tuán)發(fā)育及其分類(lèi)學(xué)意義 [J]. 西北植物學(xué)報(bào)， 39 （7）： 1143-1153.]

（責(zé)任編輯 李 莉）