全 文 ：植物学通报 2005, 22 (1): 35~38
Chinese Bulletin of Botany
①江苏省自然科学基金(No.BK2004139)和南京林业大学基金项目。
②通讯作者。Author for correspondence. E-mail: xujinhsh@163.com
收稿日期：2003-12-01 接受日期：2004-03-15 责任编辑：崔郁英,白羽红
实 验 简 报
鹅掌楸属种间杂种与亲本花粉壁的
超微结构的比较观察①
徐 进② 王章荣
(南京林业大学森林资源与环境学院 南京 210037)
摘要 以杂种鹅掌楸及其亲本中国鹅掌楸(Liriodendron chinense)和北美鹅掌楸(L. tulipifera)为材
料，研究花粉形状及花粉壁的超微结构。结果表明，杂种与亲本间花粉壁超微结构具有明显的差异，
它们可作为种间及杂种与亲本的识别与区分的依据。从杂种鹅掌楸与双亲的花粉壁的纹饰的遗传关
系来看，前者花粉壁表面皱疣状隆起的纹饰表明，北美鹅掌楸花粉壁纹饰特征在杂种鹅掌楸中得到
充分表现。
关键词 鹅掌楸属, 种间杂种, 花粉形态, 超微结构
Comparison Survey of the Morphology and Ultrastructure of
Pollens from Liriodendron Hybrids and their Parents
XU Jin② WANG Zhang-Rong
(College of Forest Resources & Enviroment, Nanjing Foresty University, Nanjing 210037)
Abstract The pollen morphology and wall ultrastructure of Liriodendron chinense and L. tulipifera
and their hybrids are investigated. The pollen ultrastructure differs between parents, and between
hybrids and parents. From genetic analysis of the pollen structure of Liriodendron hybrids and
parents, the structure changes gradually from smooth foveolate reticulate to rugulate verrucate in L.
chinense→ L. tupilifera, original cross F1, and reciprocal cross F1. The pollen structure characters
show patroclinal transgressive inheritance.
Key words Liriodendron, Interspecific hybrid, Pollen morphology, Ultrastructure
鹅掌楸属(Liriodendron L.)是木兰科中的
一个属，仅有 2个种，一种为中国鹅掌楸(俗
称中国马褂木)(L. chinense), 分布在我国长江以
南的广大山区，另一种为北美鹅掌楸 ( L .
tulipifera), 分布在北美东部和东南部，二者为
典型的间断型分布，两种树种均为高大乔木，
干形通直，叶形特异(吴征镒，1991)。它们的
杂种(L. chinense×L. tulipifera)是南京林业大
学著名林木遗传育种学家叶培忠教授于1963年
通过杂交选育而成的，该杂种在生长速度、
抗性及观赏价值等方面均表现出强劲的杂种优
势(南京林产工业学院林学系育种组，1973)。
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对于鹅掌楸属的微形态有较多的研究，如
以营养器官(叶、茎等)(周守标等，1999；蔡
霞和胡正海，2000)及繁殖器官(花、花粉)(韦
仲新和吴征镒，1993；Guzzo et al.，1994；
王伏雄等，1995; 徐进和王章荣，2001)为材料
进行比较和分析，但它们大多是从分类学的角
度来探讨鹅掌楸属的两个种与木兰科其他属种
之间的差异。而有关花粉微形态的研究仅涉
及鹅掌楸属两个种，没有对其杂种进行比较。
本文以鹅掌楸属的两个种及其杂种为对象，运
用扫描电镜(SEM)技术，对它们花粉外壁结构
进行详细观察，分析杂种与亲本的花粉微形态
的遗传变异规律，并为杂种鹅掌楸的鉴别提供
科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
选取生长于南京林业大学校园的杂种鹅掌
楸 F 1及其亲本中国鹅掌楸( L i r i o d e n d r o n
chinense)和北美鹅掌楸(L. tulipifera)各 4株，
树龄均在 20年以上。
1.2 方法
1.2.1 花粉粒大小测量 醋酸酐分解法处理
花粉后，每个标本选取 20粒花粉，分别测量
其极轴和长赤道轴两数值，取其平均值及其变
化幅度。
1.2.2 花粉外壁超微结构观察 已分解处理
过的花粉经水洗和酒精脱水，然后把 100%酒
精处理过的花粉滴于样品台上，喷膜，在
SEM-505飞利浦扫描电镜下观察并摄片。
2 观察结果与分析
2.1 杂种鹅掌楸及亲本的花粉粒大小的变
异
在光学显微镜下鹅掌楸属花粉粒呈异极，
两侧对称，极面观为圆形或椭圆形，赤道
面为舟形或肾形，花粉粒形态观察见表 1。
从表 1可知，杂种鹅掌楸(正交和反交)与
亲本花粉在外部形态特征上差异不很大，但从
花粉粒大小来看，中国鹅掌楸的花粉粒相对小
些，北美鹅掌楸的花粉粒和杂种鹅掌楸的花粉
粒大小相近。这一观察结果与杂种鹅掌楸花
朵外部形态特征(花瓣长、花瓣宽、花药管
长、花药长和柱头长等)相一致，都偏向北美
鹅掌楸(李周歧和王章荣, 2000; 徐进和王章荣,
2001)。对正交和反交杂种鹅掌楸花粉粒比较
发现，它们均比中国鹅掌楸的花粉粒大，但
正交的杂种鹅掌楸的花粉粒为最大，具超亲遗
传的特性。
2.2 杂种鹅掌楸及其亲本的花粉粒外壁的
超微结构
2.2.1 中国鹅掌楸 花粉粒外壁为穴 -网状
纹饰，表面比较平滑，网眼分布大小不均
匀，与木兰科其他类群的花粉纹饰相类似
表 1 杂种鹅掌楸与亲本花粉粒形态特征及大小
Table 1 The pollen morphology of Liriodendron hybrids and their parents
Shape of pollen Size of pollen (P × E) (mm)
Species Polar Equatorial Polar axis Equatorial axis
P 1 Similar round Boat shape 25.72(21.62～31.90) 31.76(26.83～37.84)
P 2 Similar round Boat shape 29.53(25.00～35.02) 35.85(32.50～43.04)
Plus crossing F1 Round or similar round Boat shape 31.32(25.32～35.11) 35.95(36.17～44.21)
Minus crossing F1 Round or similar round Boat shape 29.12(25.00～33.68) 34.20(28.69～40.00)
P1. 中国鹅掌楸; P2. 北美鹅掌楸; F1正交. 杂种鹅掌楸(中国鹅掌楸×北美鹅掌楸); F1反交. 杂种鹅掌楸(北美鹅掌
楸×中国鹅掌楸)
P1. Liriodendron chinense; P2. L. tulipifera; Plus crossing F1. L. chinense × L. tulipifera; Minus crossing F1. L.
tulipifera× L.chinense
372005 徐 进等: 鹅掌楸属种间杂种与亲本花粉壁的超微结构的比较观察
图 1 花粉粒外壁纹饰
A, B. 中国鹅掌楸花粉外壁纹饰；C, D. 北美鹅掌楸外壁纹饰；E, F. 正交 F1外壁纹饰；G, H. 反交 F1外壁纹饰
Fig. 1 The exine ornamentation of pollen
A, B. Liriodendron chinense exine ornamentation；C, D. L.tulipifera exine ornamentation； E, F. L.chinense ×
L. tulipifera exine ornamentation； G, H. L. tulipifera × L.chinense exine ornamentation
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(韦仲新和吴征镒，1993；王伏雄等，1995)
(图 1 A，B )。
2.2.2 北美鹅掌楸 花粉粒外壁具明显皱疣
状纹饰，表面凹凸不平，网眼大小不一，与
中国鹅掌楸及其他木兰科类群的花粉粒外壁纹
饰有明显的差异(韦仲新和吴征镒，1993；王
伏雄等，1995)(图 1C，D)。
2.2.3 杂种鹅掌楸 (1) 中国鹅掌楸×北美鹅
掌楸(正交)F1杂种，其花粉粒外壁具有疣 -穴
状纹饰，疣状突起部分比北美鹅掌楸明显(图
1E，F)。 (2) 北美鹅掌楸×中国鹅掌楸(反交)F1
杂种的花粉粒外壁具有皱疣状纹饰，疣状突起
部分比北美鹅掌楸明显(图 1G，H)。
2.3 杂种鹅掌楸花粉壁超微结构观察结果
分析
用扫描电镜观察杂种鹅掌楸及双亲的花粉
壁的超微结构，发现杂种与亲本和父本与母本
间花粉壁具有明显的差异。以此可作为种间
及杂种与亲本的分类依据，这对杂种的鉴别以
及新品种知识产权的保护都有重要意义。
杂种鹅掌楸(正交、反交)与双亲花粉形态
上差异不大，但从花粉粒大小来看，中国鹅
掌楸的花粉粒相对小些，北美鹅掌楸的花粉粒
和杂种鹅掌楸的花粉粒大小相近，均比中国鹅
掌楸花粉粒大些。
由杂种鹅掌楸的花粉壁的表面纹饰来看，
杂种鹅掌楸花粉壁皱疣状纹饰明显。花粉壁
表面从平坦的穴-网状纹饰到皱疣状隆起的纹
饰逐渐增大的顺序为：中国鹅掌楸→北美鹅
掌楸→F1杂种(正交)→F1杂种(反交)。从此排
列次序可以得出杂种鹅掌楸及双亲的花粉壁的
纹饰具有超亲遗传规律。
有关中国鹅掌楸与北美鹅掌楸的花粉壁的
超微结构与韦仲新和吴征镒(1993)所得结论基
本一致，尤其在花粉壁的纹饰方面，只是在
花粉形态上不十分吻合。
致谢 承蒙南京林业大学电镜室的徐柏森
副研究员和甘习华工程师帮助进行电子照
片的拍摄，在此深表谢忱。
参 考 文 献
蔡霞, 胡正海 (2000) 木兰科 14种植物叶片中油细胞的
比较研究. 武汉植物学研究, 18: 10-14
李周歧, 王章荣 (2000) 鹅掌楸属杂种 F1与亲本花果数
量性状的遗传变异分析. 林业科学研究, 13: 290-294
南京林产工业学院林学系育种组 (1973) 亚美杂种鹅掌
楸的育成. 林业科技通讯, (12): 10-11
王伏雄, 钱南芬, 张玉龙, 杨惠秋 (1995) 中国植物花粉
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韦仲新, 吴征镒 (1993) 鹅掌楸属花粉的超微结构研究
及系统学意义. 云南植物研究, 15: 163-166
吴征镒 (1991) 中国种子植物属的分布区类型. 云南植
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徐进, 王章荣 (2001) 杂种鹅掌楸及其亲本花部形态和
花粉活力的遗传变异. 植物资源与环境学报, 10: 31-
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周守标, 陈能德, 康木水 (1999) 六属木兰科植物茎次生
结构的比较研究. 安徽师范大学学报, 22(1): 32-35
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