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水金凤的花部特征和繁育特性
何 淼，张 蕊，吕明月，陈士惠，马翠青，孙 颖
(东北林业大学园林学院，黑龙江哈尔滨 150040)
摘要:对东北林业大学老山试验站野生水金凤的花期、花部形态、花的开放动态等进行观察，同时对其花粉活力、
柱头可授性、花粉 －胚珠比(P /O)、杂交指数及繁育系统进行检测。结果显示:水金凤花期为 7 月末至 9 月初，开花后
1 ～ 2 d花粉活力和柱头可授性均较强，杂交指数 OCI 为 3，P /O为 2 540，由此可知，水金凤繁育系统属于兼性异交，自
交亲和，部分进行闭花授粉，部分需要传粉者。
关键词:水金凤;繁育系统;杂交指数;花粉 －胚珠比
中图分类号:S681． 101 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2013)10 － 0130 － 03
收稿日期:2013 － 05 － 14
基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(编号:12513019) ;中
央高校基本科研业务费专项(编号:DL12CA11)。
作者简介:何 淼(1975—)，女，满族，辽宁本溪人，博士，副教授，从事园
林植物的栽培和抗性育种等研究。E －mail:hemiao_xu@126． com。
通信作者:孙 颖，博士，副教授，从事园林植物及其开花生物学的相
关研究工作。E － mail:littlesuning@ 126． com。
水金凤(Impatiens noli － tangere)是凤仙花科凤仙花属
(Impatiens)植物，主要分布在我国大兴安岭、燕山北部、阴山
等地，另在我国西北及华中地区、日本、朝鲜、蒙古、苏联及欧
洲等均有分布，主要生于海拔 900 ～ 1 400 m 的山坡林下、林
缘草地或沟边。目前对凤仙花属植物的研究较多，主要集中
在系统分类学、花部形态、传粉生物学以及分子生物学等方
面［1 － 4］，而水金凤资源基本处于野生状态，国外对其生境、综
合形态进行了相关研究［5 － 6］，而我国对其栽培和育种等方面
的研究相对较少，本试验以东北林业大学老山试验站野生水
金凤为研究对象，从花部形态、花粉活力、柱头可授性、繁育系
统等方面开展繁殖生物学的初步研究。
1 材料与方法
1． 1 材料
本试验以东北林业大学老山试验站的野生水金凤植株作
为研究对象。
1． 2 方法
1． 2． 1 花部综合特征及开放动态观察 随机选取水金凤 30
朵花蕾标记，连续数天定位观察并记录其单花和单株的开放
进程，直至花瓣脱落。开花当天每隔 2 h 观察 1 次，记录花
瓣、花萼、柱头、花药等部位的形态变化［7］。此后，每天观察 1
次，直至花朵脱落或坐果。每次观测均注意记录花朵开放、花
朵萎蔫、花粉散出、柱头伸长等状态的出现时间和持续
时间［8 － 9］。
1． 2． 2 花粉活力、柱头可授性与有性繁育的测定
1． 2． 2． 1 花粉活力的测定 采用 KI － I2 染色法，取少量的
花粉振播到洁净的载玻片上，加 1 滴清水，使花粉散开，再加
1 滴 KI － I2 溶液，盖上盖玻片，置于 20 ℃恒温箱中 30 min，置
于光学显微镜下观察［10 － 11］。
1． 2． 2． 2 柱头可授性的检测 采用联苯胺 －过氧化氢法，自
开花前 1 d起，每天于 09:00 开始，每隔 2 h 检测 1 次，直至
17:00，分别剖取雌蕊花柱上部，用联苯胺 －过氧化氢反应液
(V1%联苯胺 ∶ V3%过氧化氢 ∶ V水 = 4 ∶ 11 ∶ 22)测定柱头的可授性。
当柱头周围呈现深蓝色并伴有大量气泡出现时，柱头进入最
佳可授期。每次测定 30 个柱头，共测定 3 个周期［12］。
1． 2． 2． 3 杂交指数的估算 按照 Dafni 等的标准［13］测定花
朵直径、花朵大小及开花行为，由 OCI评判繁育系统类型。
1． 2． 2． 4 花粉 －胚珠比的估算 采用血球计数器法，用单花
花粉量除以单花总胚珠数，即为 P /O［14 － 15］。
—031— 江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 10 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2013.10.125
2 结果与分析
2． 1 花部综合特征
水金凤为一年生草本，株高 20 ～ 80 cm，叶互生，卵形或
椭圆形，长 5 ～ 8 cm，宽 2 ～ 3 cm，先端钝或稍渐尖，缘有粗锯
齿，质薄而软。花 3 ～ 6 朵同生于叶腋，花梗纤细下垂，花黄色
带有褐色或红色斑点，花未开时就有花粉散出，部分进行闭花
受精［5 － 6］。花朵倒置，180°扭曲，萼片 3 枚，花瓣 5 枚。其中
较低的萼片漏斗状，长 ＞宽，逐渐收缩成 1 个倾斜的盛装花蜜
的尖角。2 个相对的外部萼片平展并倾斜，绿色。旗瓣分离，
2 对翼瓣倾斜有不规则浅裂，其背侧在雄蕊上方形成 1 个独
具特点的帽兜，旗瓣突出形成 1 个唇，方便昆虫的停落。翼瓣
长 16． 10 ～ 22． 38 mm，宽 10． 58 ～ 14． 58 mm。旗瓣长 5． 58 ～
8. 82，宽 2． 34 ～ 3． 52 mm。唇瓣长 4． 82 ～ 7． 80 mm，宽 6． 98 ～
12． 74 mm。花柱高 2． 72 ～ 3． 68 mm，柱头成熟时分泌黏液。
花药长 1． 54 ～ 2． 80 mm。雄蕊 5 个，紧紧围绕子房融合在一
起，生于花瓣之间，花丝通常很短，倒楔形。雌蕊心皮 5 个，每
个子房中胚珠 2 个及以上(表 1)。
表 1 水金凤花部器官数量特征统计
参数 平均值及标准差 取样量
翼瓣长度(mm) 19． 33 ± 1． 66 30 朵
翼瓣宽度(mm) 12． 28 ± 1． 08 30 朵
旗瓣长度(mm) 7． 53 ± 0． 70 30 朵
旗瓣宽度(mm) 3． 03 ± 0． 37 30 朵
唇瓣长度(mm) 6． 65 ± 0． 70 30 朵
唇瓣宽度(mm) 9． 84 ± 1． 26 30 朵
花柱长度(mm) 3． 24 ± 0． 24 30 朵
花药长度(mm) 2． 11 ± 0． 37 30 个
大型花萼长(mm) 21． 65 ± 1． 66 30 朵
大型花萼宽(mm) 12． 45 ± 1． 47 30 朵
花朵直径(mm) 13． 56 ± 1． 16 30 朵
2． 2 开放动态观察
连续 2 年对水金凤植株进行观察，结果如图 1 所示。花
蕾的颜色从浅绿色到黄色约 2 ～ 3 d，从黄色花苞到花朵微绽
放约 1 ～ 2 d，再到花朵全部展开约 1 ～ 2 d，花朵展开到花瓣脱
落约 1 ～ 2 d。所以，水金凤从花蕾的颜色浅绿到花朵完全绽
放直至花瓣脱落约持续 6 ～ 7 d，且水金凤的花朵开放后，夜间
也不会闭合。花瓣脱落到结种约1个月，种子膨大变为褐色
约 7 ～ 8 d。
2． 3 花粉活力的测定
采用 KI － I2 染色法染色效果较好，且以 2 滴为佳。由表
2可知，开花的前 1 d，花粉已经具备较高的活力，且与开花后
0、1 d活力差异不显著;花后 2 d，花粉活力明显下降;到花后
3 d，花粉活力降至更低，逐渐失去活力。
表 2 花后时间对水金凤花粉生活力的影响
开花时间(d) 花粉生活力(%)
－ 1 90． 58 ± 1． 43a
0 89． 09 ± 2． 67a
1 87． 65 ± 1． 95a
2 53． 66 ± 2． 10b
3 31． 24 ± 1． 85c
注:数据后标有不同字母者表示在 0． 05 水平差异显著。
—131—江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 10 期
2． 4 联苯胺 －过氧化氢法测定柱头可授性
由表 3 可以看出，水金凤的花在开花前 1 d，就已经有花
粉散出，此时已有闭花授粉发生，柱头已经具有可授性;开花
后 0 d，部分花朵柱头开始分泌黏液，柱头具有可授性;至开花
后 1 ～ 2 d，柱头开始分泌大量黏液，进入较强可授期;开花后
3 ～ 4 d，柱头可授性变弱，只有部分具有可授性;开花后 5 d已
经有部分花朵脱落，柱头失去可授性。
表 3 水金凤柱头可授性
开花后时间(d) 柱头可授性
－ 1 +
0 +
1 ++
2 ++
3 － / +
4 － / +
5 －
注:－表示柱头不具有可授性;－ / +表示部分柱头具有可授性;
+表示柱头具有可授性;++表示柱头的可授性比较强。
2． 5 杂交指数的估算
按照 Dafni的标准［13］对水金凤花的杂交指数进行测量，
结果显示，水金凤花朵的直径在 11． 62 ～ 16． 84 mm 之间，平
均值为 13． 56 mm ＞6 mm，结果记为 3;水金凤的柱头在开花
前 1 d就具有可授性，而此时花粉也已经散出，即为同时;花
药紧紧围绕子房融合在一起，生于花瓣之间，接触进行授粉;
综合以上结果 OCI为 3，水金凤的繁育系统为兼性异交。
2． 6 花粉 －胚珠比的估算
由表 4 可知，水金凤花的 P /O约为 2 540，参考 Cruden的
划分标准［14］可知，水金凤花的繁育系统为兼性异交，自交
亲和。
表 4 水金凤花的花粉 －胚珠比
观测项目 结果
单花花粉量 ≈14 478
单花胚珠数目 5． 7 ± 0． 72
花粉 －胚珠比 2 540
繁育系统类型 自交亲和，需要传粉者
3 结论与讨论
植物的花部特征主要包括花部构成和花开放式样。花部
构成主要由花的结构、颜色、气味等特征组成，而开放式样通
常指花朵在某一特定时间的开花数量及其在花序上的空间位
置［15］，还包括花朵的开放速率、寿命长短等几个方面的内容。
水金凤的花为蝶形花冠，花黄色，具有旗瓣和翼瓣，旗瓣
分离，2 对翼瓣倾斜有不规则浅裂，其背侧在雄蕊上方形成 1
个独具特点的帽兜，旗瓣突出形成 1 个唇，方便昆虫的停落。
此外，水金凤的花具有 1 个大型的花萼，较低的萼片漏斗状，
长大于宽，逐渐收缩成 1 个倾斜的盛装花蜜的尖角，雄蕊紧紧
围绕子房融合在一起，有利于传粉。而花的气味、颜色等均可
能是植物吸引昆虫进行传粉的主要因素，昆虫会得到花粉和
花蜜作为访花的一种报酬。周蕴薇等在此方面有过相关研
究，结果表明，吸引昆虫访花的主要原因是其花朵颜色鲜艳醒
目［7］。每种花的花部形态特征、结构都是与其功能相适应
的，水金凤花朵结构不但起到很好的保护作用，而且利于传粉
的进行。
对植物的花部形态和繁育系统的了解是认识植物的基
础。目前用来检测繁育系统的手段主要有 P /O、OCI 和结实
率［16］。本研究中，水金凤的 P /O、OCI 均表明水金凤的繁育
系统为兼性异交型，部分自交，进行闭花授粉，部分需要传粉。
异交率与花的大小、开放形式、传粉行为，以及个体间雌雄性
特征一致、雌雄异位或雌雄异熟的程度有关［17］。水金凤繁育
系统的研究为进一步研究提供了良好的基础。
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