全 文 ：一九九 O 年
第七卷第二期
绵 阳 农 专 学 报
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锦橙 ( e i t r u s S i n e n s i s o s b e e k )胚胎学研究
王丹 庄宝仁 (西南农业大学园艺系〕
【摘要】 本文对锦橙胚胎发育过程包括大 、 小抱子的发生 、 雌雄配子体的发育、 胚及胚乳的
发育 , 进行了观察 。 结果表明 : 正常锦橙花药四室 、 初生造抱细胞分裂形成花粉母细胞 , 四分
体为四面体型 , 花药开裂时散发的花粉为二核花粉 , 胚珠倒生型 , 双珠被 , 厚珠心 , 胚谨发育
为葬型 , 开花时以四核胚囊为主 ; 也发现有异常重迭和并列双生胚珠 , 胚乳属核型 ; 合子休
眠约 7~ 8周开始分裂 . 花后 4~ 5周开始发现珠心胚原始细胞 , 一至多个 , 主要在珠孔端 , 导
致种子多胚 , 成熟种子内成热胚仅为 1~ 2个 , 其余胚的分化不完全 . 本文还对异常胚珠及珠
心胜原始细胞在同一胚囊中多次发生现象进行了讨论 .
关艘词 大抱子 , 小袍子 , 雌配子体 ; 雄配子体 . 胚珠 , 多胚 . 胚乳
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绵阳农专学报 第七卷
、 K e y w o心 : “ J in s” o ran se ; m e sa s脚r e , m i e r佣 p o r e ; 介 m a一e 、 m a 一e sa m e t o hP y et ;
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芸香科柑桔属的许多种普遍具有多胚现象 , 胚胎学方面的工作也做得较多 , 从花芽分化
到胚和胚乳的发育都进行过观察〔 ,五 7、 即 . 锦橙是我国特别是四川最重要的优 良柑桔栽培 品种
之一 , 在我省栽培的甜橙中 , 面积 、 产量均名列第一 , 以产量高 、 品质好而享誉全国 。 迄今为止
未见对锦橙胚胎发育的研究报道 , 本文就锦橙胚胎发育过程的观察研究予以报导 , 为锦橙的
栽培 、育种工作奠定基础 。
1 材料和方法
本试验进行时间为 1 9 8 7 年 3 月至 l p8 8 年 5 月 , 材料取 自西南农大柑桔园内 , 定点采样
锦橙树二株 , 树龄为 3」年 , 取样时在树体四周随机进行 , 取样时间为 : 3 月 9 日至 3 月 30 日
每隔 2 天 , 凌月 l 日至 4 月 2 7 日每隔 l 天 , 5 月 3 日至 6 月 一9 日每隔 5 天 , 6 月 3 0 日至 9 月
20 日每隔 10 天 , 以后每隔 20 天采样一次 , 直至 1 月 10 日。 花蕾 、 花 、 幼果及种子取样数量
均为 5~ 10 个 。
用石蜡切片法制片 , 取样材料分割或不分割固定在 F A A 液中 , 经各级浓度的酒精 、 二 甲 .
苯系列脱水透明 , 石蜡包埋 , 切片厚度 8一 12 微米 , 花药横切 , 胚珠 (或种子 )纵切 , 铁矾苏木
精液染色 , 制成永久片观察并作显微摄影 。 部分也用 E hr lihc ’ s 苏木精整体染色法 。
2 试验结果
2
.
1 小抱子发生及雄配子体的发育
在造抱组织时期 , 一个花药分化成四个药室 (图 I , 1 ) , 中间有药隔相连 , 每一药室中央是
数个造袍细胞 , 外面有 5~ 6 层药壁细胞 , 细胞大致 为扁长方形 , 从外到里依次分别是表皮 、
药室 内壁 、 中层和绒毡层 , 这几层细胞进行分裂以扩张花药的体积 。 造抱细胞可进行有丝分
裂 , 通常最后达到 10 ~ 12 个细胞 (图 I , 2 ) , 以后转变为小抱子母细胞 (花粉母细胞 ) , 它们彼
此排列紧密 , 每个小抱子母细胞的形状较小 , 呈多角形 , 具有浓厚的细胞质及明显的细胞核 ,
在囊壁内层发育着显著的绒毡层 (图 l , 3 ) , 随后小抱子母细胞形状逐渐变园而分离 , 发生减
数分裂 , 小抱子母细胞经过连续两次分裂后形成四个细胞结合在 一起 , 由一层拼服质所包围
着的四分体 , 排列为四面体形 (图 I , 4 ) , 当小抱子从四分体释放后进一步形成 明显的壁 , 同时
体积迅速增大 , 随之小抱子的细胞质发生液泡化 , 逐渐形成一个中央大液泡 ( 图 I , 5 ) ,细胞质
成一薄层贴着细胞壁 , 核随着从中央移到细胞的一侧 , 小抱子核在贴近细胞壁的位置进行有
丝分裂 , 形成两个子核 , 一个贴近花粉的壁 、 即生殖核 , 另一个向着大液泡 、 即营养核 , 接着
发生胞质分裂 , 在两核间出现一个弧形的细胞板 , 分隔成为两个细胞 。 锦橙花药开裂时散发
的花粉为二核花粉 。
2
.
2 大抱子发生及雌配子体的发育
2
.
:
.
1 胚珠的发育与结构 锦橙胚珠是倒生型 , 也有斜生 、 横生等类型 , 分化完全的胚珠 ,
具 内外双层珠被 , 内珠被通常由 2~ 3 层细胞构成 , 外珠被具多层细胞 , 两内珠被相接构成珠
孔 , 珠被下有 4 ~ 5 层细胞将胚囊隔开 , 即所谓周缘珠心组织 , 故胚珠划属厚珠心类型 。
第二期 王 丹等 棉橙胚胎学研究
图版 I 锦橙雌雄配子体的发育
1
. 四个药室的花药 ,中间为药隔 x 10 2 . 小抱子母细胞及四层药壁 x 20
3
. 分离的小抱子母细胞及多核的绒毡层细胞 x 40 o 刁. 正常的四分体 , 四面体型
x 峨0 5 . 单核花粉 ,核居中 x 1 0 00 6 . 并列双生胚珠 x 20 7 . 重迭双生胚珠
x 20 0 8
. 珠孔端三 个大抱子退化 ,合点端一个大抱子发育为胚囊母细胞 x 5 0
9
. 单核胚囊 K 50 1 0 , 二核胚囊 x 50 1 . 八核胚皿
与上述正常胚珠不同 , 切片中还观察到二种类 型胚珠异常的状况 , 一种是两胚珠并列
(图 l , 6 ) , 也为倒生 , 各具有自己的厚珠心和内珠被 , 但共有外珠被 , 具有各自的珠孔 , 此时
在同一切片中的胚珠 已为单核胚囊期 , 而该双生胚珠的两个珠心内正常形成胚囊的区域均未
见有胚囊的发育 。 另一种也为双生胚珠 , 但二胚珠为重生 , 一个胚珠位于另一个胚珠之上 (图
绵阳农专学报 第七卷
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图版 1 锦橙胚及胚乳的发育
1
. 初生胚乳核分裂 x 80 2 . 胚乳游离核 x 40 0 3 . 胚乳细胞 ,胚乳游离核向
心形成胚乳细胞 x 10 月. 胚乳细胞被吸收后成窒腔 x 4 0 5 . 休眠的合子 x
80 0 6
. 合子第一次横分裂形成一个基细胞和一个顶细胞 x 70 7 . 三细胞原胚
x 70 0 8
. 球形胚 , 明显可见胚体胚柄 x 70 9 . 珠心胚原始细胞 x 50 10 . 珠
孔端簇拥着多胚 ,不能区分出合子胚与珠心胚 ;珠心多胚达原胚阶段 . 又有珠心胚
原始细胞发生 x 10 1 . 不同发育时期的多胚 x 10 12 . 多胚向子叶分化 X 50
I
,
7 )
, 其下层胚珠也由内外两层珠被组成 , 但由于内珠被异常而形成两个珠孔 , 连续切片中
未见胚囊大抱子母细胞的分化 , 上层胚珠的合点端着生于下层胚珠连续的一侧的外珠被上 ,
其内 、 外珠被均只有一侧发育 , 不能形成珠孔 , 其珠心中可观察到大抱子母细胞 、但紧挨珠心
第二期 王 丹等 棉橙胚胎学研究
表皮 。
种子成熟时 , 内珠被形成一层薄羽状内种皮 , 外珠被则形成坚硬的外种皮 。
2
.
2
.
2 大抱子母细胞及雌配子体的发育 随着珠心的发育 , 在两侧珠被形成珠孔 以前 , 造抱
细胞经多次分裂产生大 抱子母细胞 , 其体积较大 , 细胞质浓厚 , 明显区别于其它珠心细胞 ,
大袍子母细胞行两次减数分裂形成直线排列的四个大抱子 , 随后四个大抱子中的珠孔端三个
大袍子逐渐失去细胞结构而退化 , 合点端的一个则发育成为功能大抱子 , 其细胞体积大 、 核
明显 、 胞质浓厚 (图 I , 8 ) , 它纵向生长 , 占据退 化大抱子所留下的位置 , 进一步发育形成为单
核胚囊 (图 I , 9 ) , 单核胚囊中的一个核分裂成为两个子核 , 它们分别移向胚囊的两端形成二
核胚囊 (图 l , ! 0) , 二核胚囊的核分别各行一次分裂而形成四核胚囊 , 其胚囊中的两端各有二
核 , 四核胚囊进一步发育 , 分别分裂一次而形成八核胚囊 、进一步发育为成熟的八核胚囊 (图
I
,
1 )
, 其中卵器位于珠孔端 , 由一个卵细胞及二个助细胞组成 , 两个助细胞 紧紧靠着 , 其中
间为卵细胞 ; 合点端 由三个反足细胞组成 , 它 们寿命很短 , 只能见其痕迹 ; 中央为一个具极
核的中央细胞 , 它是高度液泡化的 , 两极核偏向珠孔端 , 属典型的寥型胚囊 。 开花期的胚囊一
般在四核阶段 , 也有一核 、 二核 、 八核阶段的 。
.2 3 受精及胚乳的发育
本试验未对受精过程进行详细观察 , 但观察到受精后胚囊体积迅速扩大 , 胚囊的中央细
胞中两极核与一个精子结合后形成初生胚乳核 , 随后初生胚乳核不断分裂 (图 n , l ) , 每一次
分裂都不伴随形成细胞壁 , 这样 , 在胚囊的中央细胞 中形成的核呈游离状态分布在细胞质中
( 图 兀 , 2 ) , 随着游离核的增加和液泡的扩大 , 核常被挤到边缘 , 中央被一个大液泡所占据 ( 图
卫 , 3 ) , 至胚发育一定时期后 , 在游离核之间发生细胞壁 , 变为细胞的胚乳 , 随后在胚周围的
胚乳细胞许多被吸收而成空腔 (图 兀 , 花) , 原来胚乳细胞的位置逐步 由成长中的胚所代替 , 只
在胚之间的空隙残留有胚乳细胞 , 种子发育成熟后 , 胚乳细胞被吸收殆尽 , 形成无胚乳种子 。
.2 4 胚的发育及成熟
卵细胞受精后形成受精卵 ( 合子 ) , 助细胞及三个反足细胞 已渐消失 , 随后受精卵进入休
眠 (图 l , 5 ) , 其休眠时间约为 7一 8 周 , 至胚乳游 离核发展到几十个时才见到其第一次分裂 ,
它的分裂为横分裂 , 形成与胚囊相平行的两个细胞 (图 兀 , 6 ) , 即上部的顶细胞与下部的基细
胞 , 随后顶细胞分裂形成三个细胞的原胚 ( 图 兀 , 7 ) , 随着原胚细胞的继续分裂而形成许多细
胞组成的球形胚 , 明显地看到胚沐与胚柄部分 ( 图 皿 , 8 ) , 由于珠心多胚的影响未能观察到其
后续发育过程 。
在花后 」一 5 周 , 合子胚尚未分裂 , 而胚乳游离核发育较多时 , 在其珠孔端临近胚囊的几
层珠心细胞中开始见到珠心胚原始细胞 , 它们与其余珠心细胞相比具有体积大 、 细胞近园形 、
细胞质浓厚 、 细胞核大 、 染色深 , 具有分生细胞的特征 (图 l , 9 ) , 它们与合子同时分裂或在其
分裂之后再分裂 , 逐渐形成多细胞的原胚而伸入到胚囊腔中 , 使合子胚与珠心胚难 以从形态
上区别 (图 l , 1 0) , 在珠孔端珠心胚发育为原胚后 , 也观察到胚囊腔长度的中部临近胚囊的
最里层珠心细胞也分 化出珠心胚原始细胞 (图 n , 1 0 ) , 此后 , 各个部位的珠心胚 , 均继续分裂
发育 , 但由于珠心胚原始细胞起源的时间不同 , 而它们同样也是经过球形胚期 、 鱼雷胚期 、 心
形胚期 (图 l , 1 1) 及子叶形胚期 (图 l , 1 2) 而发育至种子成熟 , 在成熟种子中发育成熟的胚仅
为 1~ 2 个 , 其余胚的分化不完全 。
成熟种子的内种皮为紧附在胚上的柔软薄膜 , 胚珠的内珠被构成内种皮的主要部分 , 但
内种皮也含有珠心和胚乳的残迹 。 外种皮为淡灰白色 , 质地粗糙 , 木质 , 非常皱折或多脊 , 常
绵阳农专学报 第七卷
在一端或二端延伸出种子的其余部分之外 (尤其是珠孔端 )形成园锥形的嚎 , 由于多胚的发育
不均衡种皮表面有皱折形成 , 外种皮表面有枯液 , 新鲜种子有滑腻之感 。
2
,
5 发育过程
取样时对材料的外部形态作了观察 , 在切片中观察到大小抱子发生及雌雄配子体的发育
及受精 、胚和胚乳的发育过程不很整齐 , 详见表 : “ 花果形态发育与内部发育过程 ”
花果形态发育与内部发育过程表 ( 1 98 7 . 西农 )
取样时间
3
。
9~ 1 5
花果发育
花芽萌动
花药发育 胚珠及种子发育
3
。
1 8~ 3
0 花蓄生长 抱原组织 , 胚囊母细胞
4
。
1~ 5
4
。
7~ 1 4
4
.
1 6~ 2 2
4
.
2 4~ 2 7
初花
盛花
末花
谢花
雄性抱原组织
花粉母细胞减数分裂
四分体 、单核花粉
单核花粉 , 成熟花粉
花粉囊开裂
脱离子房
四分体 , 单核胚囊
一 、二 、 四胚囊
四核 、 八核胚囊
八核 、 受精
3~ 6
.
8~ 7
.
3 0
8
.
1 0~ 1 0
.
1 3
1 0
,
1 3 ~
幼果形成
果实生长
前期
果实生长
后期
果实成熟期
受精 、极核分裂 、胚乳游离核 、 合子休眠 , 多
胚占满囊腔 ,珠心胚原始细胞
合子胚原胚 、珠心胚原努细胞 , 胚
乳游离核 , 胚乳细胞多胚
幼胚鱼雷期 、 心形期 、 胚长大 , 胚
乳渐消耗 , 子叶肥大 、胚乳消失殆尽
各类型种子并存
3 讨论与总结
3
.
1 本试验发现了锦橙有并列横生及纵列重迭双胚珠类型 , 这种现象在柑桔植物上还未见
有报道 。 而 aB e e h i ( 19 4 3 ) 〔4〕和 aB n e r ji ( 1 9 5 4 ) 〔 , , 、 C a J l l er o n ( 19 6 8 ) 〔` ,等在抽中所观察到的同一胚珠
中有两个胚囊则在锦橙中未观察到 。 笔者认为胚珠合生是一种退化现象 , 大量成熟果实的种
子从未发现过并列或重迭种子也证明了这一点 。
3
.
2 锦橙的小抱子母细胞减数分裂时期较早 , 在 3 月中下旬的花蕾生长期 , 花粉囊内就开始
, 见到减数分裂现象 , 从雌雄性细胞发育过程来看 , 雄性抱原组织的出现比雌性抱原组织出现
早 g 天 , 小抱子母细胞的减数分裂比大抱子母细胞的减数分裂早 4 ~ 5天 , 花粉粒成熟期比胚
囊成熟期早半个月左右 , 属雄先熟类型 。
3
.
3 对柑桔多胚现象目前已有了较多的研究 , 多数研究结果证明柑桔多胚主要是珠心胚起
源的 , 也有报道多胚起源于一个胚珠具有两个以上的正常胚囊 〔“ 、幻或受精卵的多次分裂产
生 〔5 、 幻或合子胚基部或胚柄发芽而来` , , 。 珠心胚原始细胞主要发生在胚囊的珠孔端或距胚囊珠
孔端约一半的珠心组织最内层 , 即与胚囊相接的 1~ 3 层细胞中 , 有时靠合点端也偶然发生 ,
但极少 , 这一点与大家的报道 比较一致〔 , 、匀 。 但在珠心胚原始细胞发生的时间上各个研究者得
到的结论各不相同 , 笔者以为是因为采用试验材料不同之故 , 本试验研究结果发现锦橙的正
常种子在首次发现珠 心胚 原始细胞是在花后 4 ~ 万周 、 受精卵尚未分裂时 , 这与钱南芬
( 1 9 8 3 )
〔 , , 、
aB
e c h i ( 19 谁3 ) 〔 ` , 、 Y a n g ( 19 6 8 ) ` , , 、 《、 a w a ( 1 9 12 ) 〔 , ,等的研究结果相同 。 珠心胚原始细胞
第二期 王 丹等 棉橙胚胎学研究
的发生时间具延续性 , 即在种子的以后发育中 , 已出现的珠心胚原始细胞与合子一起继续分
裂 、增殖 , 并不时又有珠心胚原始细胞产生 , 它们又进行分裂增殖 , 这种现象未见有资料报
道 , 笔者认为这也是同一种子不同胚的发育时期不同的原因之一 。 此外 , 从一系列发育过程
看来 , 锦橙胚珠为厚珠心 , 胚囊属萝型 , 胚属一般胚型 , 胚乳属核型 。
参 考 文 献
付文吾 、 姚秀绪 · 柑桔的胚胎发育与果实生长的形态解剖观察 , 华中农学院学报 19 81 ,
( l )
: 35一 4 8
郑国昌 · 生物显微技术北京 : 人民教育出版社 1 9 79
钱南芬 . 杂文柑枯胚胎的发育 植物学集刊 198 3 · ( 1 ) 9 7~ 102
B ac ih
,
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.
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