全 文 ：福 建 农 学 院 学 报 , 6 ( 、 ) : 3。一 4 4 , 1 。s于
Jo u r n a l o f F u ji
a皿 A g r i e ul t u r a l C o ll e ` 。
茶树无性系品种福建水仙的细胞学及其不孕机制
詹梓全 柯南进 陈炳坤
( 福建农学院园艺系 )
摘 要
通过茶树无性系品种福建水仙的细胞学观察 , 从花粉母细胞减数分裂过程染色
体行为和核相变化特征 , 分析其只花不实的内在原 因 。 并对有关分裂相的染色体计
数 , 证实本品种是 自然三倍体 , Z n 一 3 X = 4 6 。
关键词 : 茶树 ; 福建水仙 ; 细胞学 ; 不孕机制
茶树 尼收获芽叶的作物 , 人们对其育性与经济利益 的 关系 , 不象对收获果实作物那样 关
住 。 实践 西眨明 , 一与升 {,LJ . }I:t 种的育性 与育种 、 栽培和茶叶的产量 、 .甘,质有若密 切关系 。 蔚建是我
国贡点茶区之一 , 不仅 )户“ 茶历史悠久 , 月一具茶类多 、 特种名茶多 、 优质茶叶多的特点 , 丰富
的 , }班;种资源乃 址重要 韭础 。 特别有许多无性系良种 , 在茶树品种中是出类拔萃的 。 福建水仙
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11;种 是蜚声 中外 的 “ 武夷岩茶 ” 的主要生产原料 , 囚品质优异 !陌直按以 品种名称 命 一名成 品
茶 , 其原因 i工是 山于它具有只花不实的特性 。 此品 刊`的不结实原因 , 过 去以 为是长期的无性
滓叭 、 {色粉 )LJ’] 发率低或发芽慢 、 减数分裂过程二倍性染 色体配对不 」l三常所致 ; 多从现象或局
部 _!: 的现察进 行解释 , 弃
茶树 l’勺细胞学研究 ,
之少从细胞学角度探明其究竟 。
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、 苏 、 印等国的报导较多 , 我国的学者亦重视这 一领域的研究 ,
主要从起源与分类 、 遗传与进化方面进行
减 故分裂过程的染色体 行为及核相变化 ,
。 为此 , 作 昔现察了福建水仙 、 铁砚音花粉母细胞
二少卜对其育性迸行探讨 。
材 料 与 方 法
福建水仙和铁 观 音的花和花蕾采自本院三明分部园艺场品种园 。 选取含苞欲放的花苞在
室内贮放一夜 , 翌 日上午收集花粉在显微镜下观察形态特征 。 并用相同材料在 5 % 的 糖 液
中 , 常温条件小’ 经 6 个小时 , 镜检花粉的萌发率及花粉管形态与仲长状况 。
在 9 、 1 月选择晴朗温暖的天气 , .上午 8 、 1 时摘取花药乳自色带淡黄的花蕾 , 在 95 %
酒精 、 氯仿和丙酸以 6 , 3 , l 的配比溶液中固定 12 、 24 小 }!寸, 用梯度酒精退洗 , 然后保存
在了O%酒精 中 , 置于冰箱备用 。
制片用压片法 , 从固定处理 的花蕾中剥 取花药 2 、 3 枚 , 放在载玻片`上整体压碎 , 去除
残渣后 , 用铁矶苏习: 精染色液 染色 , 盖上玻片在 x 16 0 、 X 640 或汕镜下观察并记录减数分裂
. )
过程染色休行为和核相动态 。
19 8 6年 4 月 1。日收到 。
福 建 .象淤以 院 孚 报 16卷
现 察 结 果
(一 ) 花粉形态特征与生活力
福建水仙 的花粉粒形态有圆形 、 近圆 形 、 三角形及不规则形 ` ( 图版 I一 l )
为基本圆形或近圆形 。 水仙的花粉粒粒径 40 ~ 5 协 m为 64 . 2% , 5 件m 以 上 8 . 3% ;
9。林m , 铁观音 的粒径 2 6 、 4 0 卜1 的占 80 % , 没有见到巨大花粉粒 ( 图 1 ) 。
铁观音 的
最大的达
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图 l 福建水仙 , 铁观音花粉粒大小及其比率
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’ 铁观音的花粉萌发率达了9 . 6% , 日.花粉营的伸长迅速 , 多数为 5 。、 了5 0拼m ; 水仙仅 6 . 4% ,
伸长很缓慢 , 长度为铁观音的 1 / 3 , 其中先端膨大 , 形 状扭 曲的畸形花粉管 (图版 I 一 2 )
占一半以上 。
( 二 ) 花粉母细胞减数分裂的观察
终变期和第一 分裂中期的观察表明 , 铁 现音染色休多数为15 , 个别 也有 16 、 1 8的 。 水仙
终变期的染色体数为 2 0~ 2 7 , 其 L卜2 3 ~ 2 4的占 6 0% ; 第一 分裂 . {J功{为 2 3~ 2 5 , 其叮、 2 9 、 5 0 、1厂J
达 4 % ( 表 l , 图版 I 一 3 、 4 ) 。 终变期里除二价体外 , 现察到较多的三价体和其他形式
的多价体 , 有呈链状 、 环状或纠结成团的现象 。 但它们能提前解离形成单 价体 , 故在第一 分裂
中期里 , 相对出现较多的染色体数 · 此期在一个细胞 中能观察到 l 、 10 个单价体 , 但多数为
1 ~ 3 个 。 在后期 1的早期阶段 , 只有二价体有规则地分别朝两极方向移动 。 而单价体 由于
移动不规 则 , 在后期 I 往往抵达不到极区被遗弃在细胞质 甲 ( 拒 2 , 图版 I 一 5 、 6 ) 。 j应
种 落后 染色体有的自然消失 , 有的继续存在 l ` 去 , 成为后期 I 中落后 染色体的成 员 。 这干羊,
势必造成两极区染色体数目的不平衡 , 出现的 顷度为 20 、 25 ( 图 2 ) , 其巾 2 3 / 2 2 的占一半
多 。 铁观音 1 5 / 1 5的达 9 0% 以上 。
在第二分裂后期 , 水仙出现更多的落后 染色体 , 3 ~ 5 个的达“ % 〔表 2 , 图版 I 一 了
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, 几乎 比后期 I 高出一倍 。 此期中各被区 的染色体数为 15 、 26 不 等 , 较 常见 的是 20
、 2 2。 极区染色体数 日的进 一步减少 , 意味着最 后未能抵 i玉饭区的落后 染色体增加 。 从图 2
看到后期 I 的 }}! l线 “{争}}住高而变幅窄 ; 后期 I 厂自峰介` L低 , 下卜t 一变幅宽 , l jJ了者形 j戈 }Uj 乏鼠又寸比 。
现察水仙花粉母细 胞的末期 I , 有颇多的微核形成 ( 图版 I 一 1 1 ) , 其大小与落后 染色
1 41期 詹梓金等: 茶树无性系品种福建水仙的细胞学及其不孕机制
表 1减 数分裂不同时期染色体数的变化
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品 种 各期染色体数的分布范围
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n U六D2 1占铁观音
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水 仙
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}分裂 时 期
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{终变期 D ia k in e s is
中 期 1 M et p a ha s el
终变期 D ia k i” e s i”
中 期 I M et ap ha s el
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6 6 5 1 5 1 1 12 2 2 2
表 2
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减数分裂后期 I、 后期 I落后染色休的出现率
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品 种
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分裂 时期
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染后染色体数 N o. of b a c k二 ar d e hr o m o s o m e观察细胞数
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水 仙
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表 3减数分裂后形成不同类型抱子的百分率
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品 种
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沐就近随机染结的程度有关 。 其
后即发 {J’ 为形态不 一 的三分体 、
l性I分体 f} !了; }分体 ( 砂之3 , 图版 I
一 1 2 ) 。
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图 2 减数分裂后期 I 、 后期 I 极区
染色休数目的变动情况
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极区染色休数 目 ( 个 )
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李42 福 建 农 ’ 学 院 学 报 一 加卷
讨 论
观测福建水仙花粉的粒径 , 4 0 、 4 6 林m 的占 64 . 2 % , 最大的达 9 0 件m , 发芽率仅 6 . 4 % ,
与铁观音形成明显对照 。 花粉的巨型与形态 上的悬殊差异 是水仙品种育性低的原因 。 前人的
大量研究证实 , 多倍性最普遍的效应 是细胞的增大 〔“ , 。 tS eb ib 刀 ; 认 为花粉和表 皮细胞特别
是气孔的保卫细胞 已成为区分二倍体与多倍休细胞型的经典方法 〔“几 一个品种花 粉发 芽 率
的高低和花粉管的介};长速度 , 可 以直按反 映雄配子生活力的强弱 , 当然高的结实率还取决于
雌雄配子的亲和程变及它们的遗传配合力 。 一般来讲 , 雌雄配子的形成和发育往往具有相同
的经过 伊〕。 根据王融 初的研究 , 不同况.种 佗粉发芽率的高低与常年结实情况相一致 。 〕 。 福
建水仙花粉发芽率低 , 花粉管短且多畸形 , 难于进入胚囊完成受精作用 , 是其不孕的生物学
机制 。
至于水仙品种的细胞学观察 , 我国早 已有过报过 , 认 为在第一 分裂中期有较多的单价沐
形成沙 , 但未涉及是 否多倍性的讨论 。 作 昔观察到减数分裂过程的染色体行为与 B e ` b ar o a h
的研究结果相仿 〔勺 , 发现染色体的联会较不规则 , 终变期有二价体 、 三价体和多价 体 。 第
一分裂中期 , !白于三价休和多价体的提前解离 , 故出现较多的单价体染色体 。 }寸己们 呈单独
移动 , 便 随机移向任何一 汲 。 从理论 仁讲 , 可 )tJ 数学的方法来计算它们在末期 I 核 中 的 分
布 。 但随着单价体染 色体数的增 多 , 得到染 色体均 听的配 子·的概率就减少 , 〕。 实际 上 , 有
些单价体山于种种原 囚而落后 , 使其在后期 I 往往抵 返不 了极区 , 被遗弃在细胞质中 。 此期
两吸区的染色体分布 常汤 2 3 / 2 , 也有 2 5 / 2 0 的 , 两者之和正是 n ~ 15 的三 倍数 , 乃为水仙
足三倍体的佐 一证 ,
在 第二分裂期 , 山于第 一分裂期两极染色体数 口分布的不均等 , 导致 组介戍 分 的 不 平
衡 , 毖响了它们 的相对稳定性 。 故在后期 I 的早期阶段继续出现部分染 色体的行 为 不 规 则
( 图版 I 一 7 、 8 、 9 ) , 形成新的落后染 色体。 这 l从与 B e 2 b ar ua h 观察相悖 , 可能与研究
材料的不同有关 。 未达极区的落后染色体 , 往往由几个随机就 .近集合形成 微核 , 以至发育为
后 来的微抱子 。
总之 , 福建水仙不孕的细胞学原囚是因为在减数分裂过程中 , 一个抱母细胞内同时出现
单价体及多价体的联 会 , }白于单价休的不规则移动和多价体的复杂行为 , 导致配子内染色体
数目和组合成分的不平衡 , 使之很难得到 n 一场 的整倍数 , 产生花粉形态大小不一 ; 生活力
降低 , 故丧现 出不育的特性 , ,玲从减数分裂过程若干分裂相的染色体计数 , 亦证实福建水仙
品种是自然三倍体 , Z n 一 3 X 二45 。
主要参考文献
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社。
1期 詹梓金等: 茶树无性系品种福建水仙的细胞学及其不孕机制 4 3
图版 IP l at el
图版 I说明
福建水仙茶的花粉形态及减数分裂
1
、 花粉形态 、 大小粒与饱满程度的差异 。 2 、 花粉营 , 比别衫( 白然扭曲和先端膨大 ) .
3
、 中期 , 出现单价染色体 . 4 、 后期 I , 染色体数 45 . 5 、 后期 I , 染色沐的落后现象 .
6
、 后期 I , 染色沐桥 . 了 . 后期 I , 继续出现落后染色沐 . 8 、 , 、 后期 I , 形成三极 ,
仍有染色休的落后 i了为 。 1 。 、 末期 l , 七核 . 1 1 、 12 、 末期 I , 带微核的七分体、
五分付之、 {` Ll石介不卞不11二分体 。
福 建 农 学 院 学 报 6 1卷4
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f a e t o r s e x i s t e d
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M o r e o v e r
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