全 文 : 第 33卷 ﹒18﹒
收稿日期:2004-01-07
基金项目:浙江省自然科学基金项目(399277)资助
作者简介:章月琴(1982-),女,浙江上虞人,浙江师范大学生物科学系在读学士。
七 子 花 减 数 分 裂 及 小 孢 子 形 成
章月琴,徐冬青,蔡洁洁
(浙江师范大学 生物科学系, 浙江 金华 321004)
摘 要:本文研究七子花的减数分裂及小孢子形成过程。七子花小孢子母细胞减数分裂为同时型,从小孢子
母细胞后期到游离四分体产生为止,其周围均包围着一层胼胝质体,七子花的四分体主要为四面体型,单核
小孢子呈三角形,花药壁的发育为双子叶型。
关键词:七子花;减数分裂;小孢子
中图分类号:Q943; Q949.781.2 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2004)02-0018-03
The process of meiosis and genesis of microspore in Heptacodium miconioides
ZHANG Yue-qin, XU Dong-qing, CAI Jie-jie
(Department of Biological Science, Zhejiang Nomal University, Jinhua 321004, Zhejiang China)
Abstract: The meiosis and the formation of microsporogenesis of Heptacodium miconioides was
studied. The meiosis of microspore mother cells is of simultaneous type. The arrangement of
microspores in tetrad is tetrahedral and sometimes decussate or isobilateral. The development of
anther walls belongs to dicotyledonous type.
Key word: Heptacodium miconioides; meiosis; microspore
七子花(Heptacodium miconioides)为忍冬科落叶小乔木,是我国的特有单型属,国家二级重点保
护植物。其分布非常狭窄,仅间断分布于安徽泾县、宣城和浙江天台、金华等少数地区,其群落只在
天台山和金华北山有小片残留[1]。关于七子花的分布及解剖学研究已见不少报道[2-4],但关于其减数分
裂研究尚未见报道。本文首次报道七子花的减数分裂及小孢子发育过程。
1 材料和方法
供试材料七子花均采自浙江金华北山。
从七子花群内选取从花芽分化至开花各阶段大小不同的花蕾和花药,用 FAA(乙醇﹕冰乙酸﹕甲
醛 = 90﹕5﹕5)固定,次日转至 70%酒精中,4℃冰箱保存。用醋酸洋红染色 10~20min后压片,在
Nikon ECLIPSE E600显微镜下观察,Nikon ACT-1 2.20拍照。
2 结果和分析
七子花在 7月下旬至 8月中旬开花。花具 5~6枚雄蕊,每一花药具 4个花粉囊。花药壁发育类型
属双子叶型。
2.1 造孢细胞时期
由雄蕊原基分化的幼小花药四个角隅形成四个裂瓣状小孢子囊雏形,在每一瓣的表皮下分化出孢
原细胞,经平周分裂后形成初生壁细胞和初生造孢细胞,前者分裂形成花药壁,后者经有丝分裂产生
次生造孢细胞。造孢细胞近圆形,排列紧密,质浓,核大,圆形。
2004,33(2):18-20.
Subtropical Plant Science
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2.2 小孢子母细胞时期
次生造孢细胞经多次有丝分裂形成更多的细胞,即小孢子母细胞(图版 I-1,见第 18页。下同),
其特点是细胞质浓,细胞壁薄,无明显的液泡,细胞核大且多位于细胞中央。小孢子母细胞与周围壁
细胞显著不同,形状近圆形,大且排列紧密、规则。
2.3 减数分裂期
小孢子母细胞由原先的紧密排列逐渐变得松散,各自分离;同时,细胞周围形成胼胝质壁,此时,
小孢子母细胞进入减数分裂期,细胞核变大,形成染色体,并逐渐移向两极(图版 I-2~5)。在减数分
裂 I 时,细胞核的分裂并不伴随着新细胞壁的形成,所形成的两个子核分别位于细胞两极且具共同的
细胞质(图版 I-6)。减数分裂 I完成后,两个子核分别移至细胞两极,紧接着进行减数分裂 II(图版 I-7~
10)。在减数分裂 II末期四个子核形成时,随着新细胞壁的形成,细胞质亦发生分裂,形成四个子细胞
(图版 I-11)。故七子花小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型。
2.4 四分体时期
由减数分裂形成的四个单倍体核,通过胞质分裂,产生各自的壁,形成四个小孢子,但它们仍处
在共同的胼胝质壁中,此时为四分体时期。四分体的排列方式多为四面体型,少数为左右对称型(版
图 I-12,13)。由于四分体以不同的排列方式挤在共同的胼胝质壁中,因此,四分体的形状也不同(版图
I-12,13),有三角形、梭形、扇形等。
2.5 单核小孢子时期
随着胼胝质壁的溶解,小孢子逐渐散出(版图 I-14)。刚散出的小孢子体积较小,呈三角形,具有
浓厚的细胞质和位于中央的核(版图 I-15)。小孢子进一步发育形成明显的壁。同时,体积也逐渐增大。
七子花花药中同一药室的小孢子母细胞减数分裂基本上是同步的,但不同药室之间其分裂有所差
异,但彼此之间分裂时期相差不大。
3 讨 论
七子花植物小孢子母细胞的减数分裂过程与一般被子植物相同,属于一般规律[5]。小孢子母细胞减
数分裂过程中的胞质分裂属同时型,四分体呈四面体型,少数为十字交叉型。同一花粉囊中的小孢子
母细胞减数分裂基本上是同步的,但不同花药或同一花药不同花粉囊中的分裂不同步,尤其是不同花
药间减数分裂时期相差较大。小孢子母细胞被胼胝质壁包被是所有高等植物的共同特征[6],七子花也
不例外。在七子花中,从小孢子母细胞到四分体,其外均有胼胝质壁包围着,这在一定时期内和一定
条件下给小孢子母细胞的减数分裂和四分体形成提供了一个微环境,有利于各种生化反应的进行,调
整减数分裂的步骤。忍冬科花药壁的发育类型为双子叶型,七子花也属于这一类型。
七子花是我国的二级重点保护植物,已处于严重的濒危状态,但造成其濒危的机制尚不清楚。本
文研究了七子花的小孢子形成过程,从所得的结果来看,此过程的各个阶段均无明显的异常现象,小
孢子母细胞能进行正常的减数分裂,形成四分体,产生结构正常的单核小孢子。由此可见,小孢子发
育过程尚不是造成其濒危的因素。因此,需进一步研究其花粉萌发、受精等过程以及不利的生存条件
对其发育所产生的影响,才能进一步阐明其濒危机制。
致 谢:本文得到徐根娣高级实验师和刘鹏教授指导,在此深表谢意。
参考文献:
[1] 刘鹏,等. 七子花分布限制因子初探[J]. 世界元素医学, 2000,7(1): 106-108.
[2] 金则新. 浙江天台山七子花群落结构与分布格局研究[J]. 生态学杂志, 1997,(4): .
[3] 徐根娣,等. 七子花的解剖学研究[J]. 亚热带植物科学, 2002,(2): 25-29.
[4] 张朝阳,等. 七子花的细胞学研究[J]. 云南植物研究, 2000,(4): .
[5] 胡适宜. 被子植物胚胎学[M]. 北京: 人民教育出版社, 1988.
[6] 陈祖铿. 植物小孢子母细胞在减数分裂过程中的细胞质重组[J]. 植物杂志, 1990,(2): 6-8.