全 文 ：河北科技师范学院学报　第 24卷第 3期 , 2010年 9月
JournalofHebeiNormalUniversityofScience＆TechnologyVol.24No.3 September2010
榆叶梅种内花粉的扫描电镜观察
郭学民 ,徐兴友 ,孟宪东 ,龙　茹
(河北科技师范学院生命科技学院 , 河北 秦皇岛 , 066600)
摘要:对 11株榆叶梅花粉进行了扫描电镜观察。结果表明 , 11株榆叶梅花粉的形态 、大小与外壁纹饰存在一
定的差异 , 表明榆叶梅花粉的形态出现了分化。
关键词:榆叶梅;花粉;纹饰;扫描电镜
中图分类号:Q949.751.804　　　文献标志码:A　　　文章编号:1672-7983(2010)03-0044-06
榆叶梅(AmygdalustrilobaLindl.)为蔷薇科 、梅亚科 、李属落叶灌木。它花形和花色美观 ,枝叶茂
密 ,是早春优良的观花植物 ,亦可作盆栽 、桩景 、切花材料 ,是我国北方园林绿化中使用较多的园林树木 ,
在园林绿化建设中具有重要地位[ 1] 。榆叶梅品种极为丰富 ,播种繁殖常发生变异 。从形态学或表型性
状来检测遗传变异是最直接也是最简便易行的方法 。由于表型和基因型之间存在着基因表达 、调控 、个
体发育等复杂的中间环节 ,如何根据表型上的差异来反映基因型上的差异就成为用形态学方法检测遗
传变异的关键所在[ 2] 。前人已在作物 、花卉 、牧草 、中草药 、蔬菜 、果树等植物形态学性状的遗传变异上
进行了较为广泛的研究 [ 3 ～ 8] 。国内主要在榆叶梅花粉生活力 、贮藏 、形态[ 9 ～ 11] 及光合与水分生
理 [ 12 ～ 14] 、组织培养 [ 15] 、繁殖[ 16]和色素 [ 17]等方面开展了许多工作。对于花粉形态的研究主要集中在榆
叶梅花粉与蔷薇科其他植物的比较方面 [ 9 ～ 11] 。经多年调查 ,发现不同株榆叶梅花器官各组分形态差异
显著[ 18] ,其花粉形态学上是否有差异尚未见报道。笔者对榆叶梅花粉进行了扫描电镜观察 ,以期为榆
叶梅遗传育种和园林应用提供基础资料。
1　材料与方法
1.1　材料
试验材料选自河北科技师范学院校园 。经过多年观察 ,选取花器官有一定差异的 11株植物 ,分别
标记为 1 , 2, 3, …, 11 ,均为实生苗栽植 ,其中 1 ～ 6号来自秦皇岛苗圃 , 7号和 8号来自河北科技师范学
院园艺科技学院 , 9号来自昌黎新优绿化苗圃 , 10 ～ 12号来自唐山苗圃基地。在盛花期收集花粉。
1.2　方法
　将新鲜花粉均匀撒在样品台的导电胶带上 ,在 SBC-12型溅射仪上溅射 ,移入 KYKY-2800型扫描
电镜观察 、拍照 ,以 20粒花粉为标准 ,测量花粉长度 、宽度 、条纹宽度 、条纹间距 、穿孔直径 、孔频 ,并求出
各项参数的变异系数(CV=标准差 /平均值)。
1.3　统计方法
应用 DPSv3.01软件对 11株榆叶梅花粉各项数据进行新复极差分析 。
2　结果与分析
2.1　花粉的形态与大小
在扫描电镜下 ,榆叶梅花粉呈矩球形 ,三孔沟 ,萌发沟在极面不汇合 ,它们将花粉分为 3个明显的沟
间区和沟界区 ,沟间距近相等 ,沟间区有 3种形状:近矩形(图 1-1,图 1-2,图 1-4,图 1-10 ,图 1-11)、梭形
(图 1-3,图 1-5 ,图 1-7 ～图 1-9)和长三角形(图 1-6)。
方差分析表明 ,不同株榆叶梅花粉长度和宽度的差异均达到极显著的差异(表 1)。花粉长度变化
范围为 59.8 ～ 66.5 μm,其中 5号植株花粉长度(最小)极显著地小于 6号(最大)10.08%(表 2);花粉
收稿日期:2010-09-01
宽度变化范围为 28.8 ～ 34.1 μm,其中 5号植株花粉宽度(最小)比 4号(最大)极显著地小 15.54%。
说明 11株榆叶梅花粉的长度和宽度存在差异。
表 1　榆叶梅花粉长度和宽度方差分析
花粉尺寸 变异来源 平方和 自由度 均方 F值
长度 处理间 539.598 10 53.959 8 2.843＊＊
处理内 2 087.441 110 18.976 7
总变异 2 627.039 120
宽度 处理间 296.522 10 29.652 2 5.232＊＊
处理内 623.419 110 5.667 4
总变异 919.941 120
　　　　　　　　　注:＊＊表示在 1%水平差异显著。
图 1　榆叶梅花粉扫描电镜图(bar=10 μm)
2.2　花粉表面纹饰
11株榆叶梅花粉中 ,除 9号外壁纹饰为条纹型以外 ,其余均为条纹加穿孔型(图 2)。除 7号花粉外
壁条纹偶尔沿花粉横轴伸长(图 2-7)外 ,总体上看 ,其他 10株植物花粉条纹走向沿花粉长轴 ,且不同植
株条纹间交叉和突出程度不同 。 1号 、5号 、6号和 8号花粉的外壁条纹交叉较多 , 2号 、6号 、7号 、10号
和 11号花粉的外壁条纹突出程度明显;3号花粉的外壁条纹不显著。花粉外壁穿孔不规则 ,分近圆形
和椭圆形(图 2-4,图 2-10),在扫描电镜下 7号和 8号花粉的外壁穿孔边缘呈白色(图 2-7,图 2-8), 3号
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花粉的外壁穿孔均被白色物质所填充(图 2-3), 9号花粉的外壁未见穿孔(图 2-9)。
表 2　榆叶梅花粉长度和宽度差异显著性 μm　
编号 花粉长度 花粉宽度
1 62.2±6.0 bcAB 32.9±3.2 abABC
2 64.9±4.3 abAB 30.6±2.2 cdeBCD
3 65.2±4.5 abAB 31.5±2.5 bcdABCD
4 65.3±3.7 abAB 34.1±1.0 aA
5 59.8±4.8 cB 28.8±2.3 eD
6 66.5±4.3 aA 33.6±3.1 abA
7 62.9±5.3 abcAB 29.9±3.2 deCD
8 64.8±3.3 abAB 33.4±1.5 abAB
9 62.9±4.3 abcAB 31.6±2.6 bcdABCD
10 60.0±3.8 cB 31.4±1.8 bcdABCD
11 62.0±2.6 bcAB 32.3±1.7 abcABC
　　注:小写英文字母表示在 5%水平差异显著 ,大写英文字
母表示在 1%水平差异显著。
　　方差分析表明 , 11株榆叶梅花粉的条纹宽
度 、条纹间距 、穿孔直径与孔频的差异均达到极显
著水平 (表 3)。花粉外壁条纹宽度变化范围为
0.258 ～ 0.408 μm(表 4),其中 9号花粉的外壁条
纹宽度(最小)比 11号的极显著地小 36.77%;花
粉外壁条纹间距变化范围为 0.143 ～ 0.557 μm,
其中 9号花粉的外壁条纹间距(最小)比 3号的
极显著地小 74.33%;除 9号花粉的外壁未见穿
孔外 ,其余花粉的外壁穿孔直径变化范围为 0.140
～ 0.249 μm,其中 5号花粉的外壁穿孔直径(最
小)比 10号的极显著地小 43.78%;除 9号花粉
外壁的孔频为 0外 ,其余花粉外壁的孔频变化范
围为 0.099 ～ 0.796个 /μm2 ,其中 3号花粉外壁
的孔频(最小)比 10号的极显著地小 87.56%。
说明 11株榆叶梅花粉外壁纹饰存在差异 。
表 3　榆叶梅花粉纹饰方差分析
花粉纹饰形态 变异来源 平方和 自由度 均方 F值
条纹宽度 处理间 0.304 4 10 0.030 4 12.217＊＊
处理内 0.246 7 99 0.002 5
总变异 0.551 1 109
条纹间距 处理间 1.212 6 10 0.121 3 49.617＊＊
处理内 0.241 9 99 0.002 4
总变异 1.454 5 109
穿孔直径 处理间 0.652 5 10 0.065 2 48.087＊＊
处理内 0.134 3 99 0.001 4
总变异 0.786 8 109
孔频　　 处理间 7.228 8 10 0.722 9 183.937＊＊
处理内 0.389 1 99 0.003 9
总变异 7.617 9 109
　　　　　　　　　 注:＊＊表示在 1%水平差异显著。
表 4　榆叶梅花粉纹饰比较 μm　　　　　
编号 条纹宽度 条纹间距 穿孔直径 孔频 /(个· μm-2)
1 0.316±0.034 bBC 0.225±0.028 deDE 0.159±0.018 efD 0.419±0.065dD
2 0.302±0.058 bcC 0.335±0.086 bB 0.161±0.031 efD 0.294±0.065eE
3 0.398±0.056 aA 0.557±0.069 aA 0.183±0.030 deCD 0.099±0.016gG
4 0.385±0.057 aA 0.222±0.031 deDE 0.319±0.069 aA 0.258±0.048efEF
5 0.367±0.047 aA 0.363±0.059 bB 0.140±0.032 fD 0.207±0.031fF
6 0.302±0.036 bcC 0.261±0.043 cdCDE 0.214±0.032 cdBC 0.652±0.064bcBC
7 0.397±0.037 aA 0.242±0.051 cdeDE 0.144±0.014 fD 0.597±0.072cC
8 0.267±0.053 bcC 0.201±0.031 eE 0.153±0.024 eFD 0.696±0.062bB
9 0.258±0.032 cC 0.143±0.019 fF 0.000±0.000 gE 0.000±0.000hH
10 0.309±0.053 bBC 0.273±0.046 cCD 0.249±0.053 bB 0.796±0.087aA
11 0.408±0.072 aA 0.321±0.042 bBC 0.237±0.048 bcB 0.653±0.064bcBC
　　　　　　注:小写英文字母表示在 5%水平差异显著 ,大写英文字母表示在 1%水平差异显著。
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图 2　榆叶梅花粉赤道面扫描电镜放大图(bar=10 μm)
2.3　变异系数
除 5号 、8号和 10号花粉外 ,花粉宽度的变异系数均大于长度的变异系数(图 3),这说明在榆叶梅
长期进化中 ,花粉宽度变异一般大于其长度变异;花粉条纹宽度 、条纹间距 、穿孔直径和孔频的变异系数
大小没有明显规律 ,这说明榆叶梅花粉纹饰变异的无定向性(图 4)。
图 3　榆叶梅花粉长度与宽度的变异系数
47　3期　　　　　　　　　　　　　郭学民等　榆叶梅种内花粉的扫描电镜观察
2.4　聚类分析
以花粉长度 、花粉宽度 、条纹宽度 、条纹间距 、穿孔直径和孔频为指标 ,应用欧氏距离 、最短距离法对
11株榆叶梅进行聚类分析。结果表明 ,可将 11株榆叶梅分为 4类:1号 、2号 、4号 、6号和 8号花粉为一
类;3号和 9号花粉各为一类;5号 、7号 、10号和 11号为一类。
图 4　榆叶梅花粉条纹宽度 、条纹间距 、穿孔直径和孔频的变异系数
图 5　11株榆叶梅花粉形态特征聚类图
3　讨　　论
花粉的形态特征是受基因控制的 ,不受外界条件的影响 ,是反映遗传性状的表现型之一[ 19, 20] 。从
观察结果可看出 ,榆叶梅不同植株之间花粉形态大小和纹饰既具有种的相似性又具有株的特异性 ,例如
11株榆叶梅花粉均为矩圆形 ,但沟间区形态不同;从纹饰看 ,除 9号花粉的外壁为条纹型以外 ,其余均
为条纹加穿孔型 。
花粉形态上的细微差异 ,用光学显微镜很难区分 ,用扫描电镜研究花粉的亚显微水平的形态特征 ,
不仅能弥补光镜观察信息丢失过多 ,透射电镜只能观察内部结构的不足 ,而且为花粉形态学的深入研究
提供了立体感强 、细节丰富和具有真实感的图像资料。
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作者简介:郭学民(1965-),男 ,博士 ,教授。主要研究方向:植物解剖生理学 。
(责任编辑:朱宝昌)
ObservationofIntraspecificPolenofAmygdalustrilobaLindl.bySEM
GUOXue-min, XUXing-you, MENGXian-dong, LONGRu
(Colegeoflifescienceandtechnology, HebeiNormalUniversityofScience＆Technology,
QinhuangdaoHebei, 066600, China)
Abstract:Polenmorphologyof11 AmygdalustrilobaLindl.wasobservedbySEM.Theresultsshowedthat
thereweresomediferencesofpolensizeandexineornamentationamong11 plants, whichindicatedthatthe
shapeandsizeofpolenchangedin11 plantsofA.triloba.
Keywords:AmygdalustrilobaLindl;polen;ornamentation;SEM
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