全 文 ：植物生理学通讯 第42卷 第6期，2006年12月1086
银杏种实发育过程中中种皮的解剖与超微结构观察
王永平 王莉 陈鹏* 于维华 乐多
扬州大学农学院园艺系，江苏扬州225009
提要 观测银杏品种 ‘ 佛指 ’ 种实中种皮的解剖和超微结构变化的结果表明，银杏种实的单粒重、纵径和横径的增长都呈单
S 形生长曲线，纵径和横径增长高峰早于单粒重；银杏种实单粒重主要的增长时期与中种皮的木质化进程基本上一致；银
杏种实中种皮发育过程中，细胞发生核浓缩、染色质趋边化以及核最终解体等形态学上的变化，呈现细胞编程性死亡特征。
关键词 银杏；中种皮；解剖结构；超微结构
Observation on Anatomical Structure and Ultra-structure of Mesocoat during
Development of Ginkgo biloba L.
WANG Yong-Ping, WANG Li, CHEN Peng*, YU Wei-Hua, Abdon Ledoux BOBOTO
Department of Horticulture, College of Agriculture, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu 225009, China
Abstract The results of observation on anatomical structure and ultra-structure of mesocoat during develop-
ment of Ginkgo biloba L. cv. ‘Fo-zhi’ indicated that, the increment course of grain weight and diameter could
be expressed as a single-sigmoid curve, the diameter increase of the seed was earlier than grain weight. The
main growth period of grain weight was similar to the process of lignifications of mesocoat. Nuclei condensation,
chromatin margination and nucleus degeneration occurred, it showed a character of programmed cell death
(PCD).
Key words Ginkgo biloba L.; mesocoat; anatomical structure; ultra-structure
收稿 2006-09-03 修定 　2006-09-29
资助 银杏国家标准制定项目(国家林业局林科发02359)和江
苏省科技攻关项目(苏科技 02467)。
*通讯作者(E-mail: will_yp@eyou.com, Tel: 0514-7972072)。
银杏(Ginkgo biloba L.)种实分为外种皮、中
种皮、内种皮、胚乳、子叶、胚、胚根和珠
孔。外种皮较厚，肉质，橙黄色，成熟后表面
有白色蜡粉，最外一层是表皮细胞。中种皮是骨
质的，乳白色，有光泽，一般具 2 条纵脊。内
种皮是膜质的，有光泽，上部灰白色，下部棕
褐色。有研究报道，银杏的中种皮由珠心壁发育
而成(Foster和Gifford 1974)。在种子生长发育过
程中，珠心细胞随着胚乳的生长而变薄，最终死
亡形成中种皮。中种皮既是输导组织和种仁的保
护组织，也是限制种仁生长的种壳。近年来，银
杏种实日益受到人们的重视，从外部形态、植物
系统学、植物分类学到胚胎学的研究都有报道(陈
鹏等 1997，2004；Chen 等 1999)，但对中种皮
的解剖结构尚少研究。为此，本文对银杏种实生
长发育过程中中种皮的解剖与超微结构变化进行了
观察。
材料与方法
银杏(Ginkgo biloba L.)品种‘佛指’取自
银杏主产区之一的江苏省姜堰市林果场。试材为
树势、栽植管理一致和结果正常的 3 株成年银杏
树。从 2005 年 4 月 15 日胚珠的珠孔“吐水”盛
期后 15 d 至 9 月份种实成熟，每隔 15 d，从树
冠各部随机采集种实30粒。每次采样后随即称重
并测量其纵径和横径，重复 3 次，求平均值。
半薄切片观察盛花后15、30、45 和 60 d 种
实的中种皮部位。样品用2.5%戊二醛前固定，再
经 1% 锇酸后固定，乙醇系列脱水，环氧丙烷置
换，Spurr树脂浸透与包埋，用Leica半薄切片机
切成厚 1 mm 的切片，1 % 甲苯胺蓝染色，在
Olympus BH-2显微镜(Olympus 公司)下观察和拍
照。每个视野用测微尺随机测量 30 个细胞，以
长和宽及其比值比较细胞形状和大小。
超薄切片观察盛花后55、60 和 65 d 种实的
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中种皮结构。样品用 2% 焦锑酸钾溶液配成的 3%
戊二醛前固定后，用 1% 锇酸后固定，经丙酮系
列脱水，再用 Epon 812 环氧树脂浸透、包埋、
聚合。用超薄切片机切成厚 70 nm 的切片，并经
醋酸双氧铀染色，在Tecnail 12-TWIN (TEM)型
透射电镜(FEI公司)下观察和拍照。
实验结果
1 银杏种实的增长进程
图1 显示，种实的纵径、横径和单粒重的增
长都呈单 S 形曲线。从表 1 可看出，种实的纵径
和横径的生长始盛期、旺盛期与主要生长天数基
本上一致，花后迅速增加，生长旺盛期在花后
15~50 d，55 d 后基本上趋缓。种实生长前期的
纵径增长量略大于横径，随着种实的迅速生长，
两者的增长量之差逐渐增大。50 d左右，纵径的
增长量逐渐减少，横径的增长量相应增大。种实
的外形多为卵圆形，成熟时为长卵圆形。单粒重
的增长始盛期比纵径和横径大致晚 8 d 左右，旺
盛期在50~100 d，再持续约2个月进入生长盛末
期，以后直至采收均无明显变化。
2 银杏种实的解剖学结构
如表 2 和图 2，盛花后 15、30、45 和 60 d
分别观察半薄切片的结果表明，在银杏种实发育
过程中，胚珠中外种皮、中种皮和内种皮细胞的
差异越来越大，中种皮的呈现也愈来愈明显。银
杏种实表面有突起的油胞，各个时期都可观察到
外种皮和内种皮中明显的油脂分泌腔，中种皮中
则未观察到(图2-a~f)。盛花后15 d的中种皮细胞
与周围细胞区别不大(图 2-c)。盛花后30 d，相
同视野中的细胞个数减少 26 个，盛花后 45 d 则
减少 229个，第 60天减少 336个，细胞迅速增大
(图2-d~f)。细胞生长中细胞分裂与细胞增长按序
进行，这与前人结果(钱伯林和程水源 1995)吻
合。盛花后 45 d 的中种皮出现分化，中种皮与
内种皮和外种皮的细胞差别明显：中种皮细胞基
本上呈近圆形，小而细密，细胞核也表现出趋边
表 1 银杏种实生长的Probit分析
Table 1 Probit analysis on growth of G. biloba seed
测定项目 Probit方程 相关系数(r) 生长始盛期(x1)/d 生长旺盛期(x2)/d 生长盛末期(x3)/d 生长时间/d
单粒重(P) ^P =-0.07665+2.976434lgx 0.9930** 23 51 110 87
纵径(P) ^P = 0.000385+3.447942lgx 0.9999** 15 28 55 40
横径(P) ^P = 0.014019+3.450934lgx 0.9997** 13 28 55 42
　　P ：概率单位；x ：盛花后天数。* * 差异极显著。
图1 银杏种实单粒重、纵径和横径的增长进程
Fig.1 Increment course of grain weight and
diameter of G.biloba seed
表2 银杏种实发育过程中中种皮的解剖结构变化
Table 2 Changes in anatomical structure of mesocoat during development of G. biloba seed
盛花后时间/d 细胞数/个·µm-2 中种皮细胞核位置 中种皮发育情况 中种皮细胞长和宽之比值
15 605 居中 不明显 1.631
30 579 居中 不明显 1.534
45 376 部分趋边化 可观察 1.259
60 269 明显趋边化，部分核消失 可进行纤维素染色 2.594
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化；外种皮细胞明显增大，亦为近圆形；而内
种皮细胞向长条形发展(图2-g)。盛花后60 d的中
种皮特征更加明显，胞壁逐渐木质化，加 1% 甲
苯胺蓝可明显着色，即呈现出深蓝色条带。此
时，中种皮细胞也逐渐向长条形发展，细胞核明
显趋边，部分已不可见(图 2-h)。
3 中种皮的超微结构
从图3可见，盛花后55 d的细胞核逐渐开始
趋边化，细胞核呈纺锤形、哑铃形和肾形等多种
形态，细胞核内核仁明显。细胞内的线粒体、高
尔基体和内质网等细胞器基本上完整，部分开始
发生解体。其中可看到长形和圆形2种线粒体(图
3-a~f)，可能为线粒体的纵切和横切2个切面(王
雅清和崔克明1998)。盛花后60 d，细胞核明显
趋边化，细胞核有月牙形、长条形等形状，细
胞核内核仁已基本消失。细胞内线粒体等细胞器
大部分发生解体(图3-g~j)。盛花后65 d的核膜已
完全断裂消失，核崩解成核碎片。细胞内线粒体
等细胞器也严重解体(图 3-k、l)。
讨　　论
银杏种实的纵径与横径的增长基本上是同步
的，始盛期的单粒重增长比纵径和横径晚 8 d 左
右。花后 50 d 左右，种实纵径、横径已是盛末
期后期，而种实的单粒重刚刚进入生长旺盛期，
图2 银杏种实半薄切片图
Fig.2 Semithin-sectioning figure of seed of G. biloba
　　a：盛花后 1 d，胚珠整体结构( ×40 )；b：盛花后 10 d，珠心组织顶部细胞解体，中种皮逐渐形成( ×40 )；c：盛花后 15
d，种皮分化雏形，中种皮内无分泌腔( ×40 )；d：盛花后 30 d，种皮进一步分化( ×60 )；e：盛花后 45 d，中种皮已具雏形，
外种皮细胞呈圆形，明显增大，内种皮细胞呈长条形( ×40 )；f：盛花后 60 d，中种皮更加明显，逐渐木质化，其中的纤维素
被 1% 甲苯胺蓝染成深蓝色条带(×40)；g、h：图 e 和 f 的中种皮部分放大(×200)。
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持续约 2 个月。半薄切片观察的结果显示，45~
60 d的银杏种实可以明显观察到中种皮分化与形
成，并逐渐开始木质化。扫描电镜观察显示，盛
花 80 d 后，中种皮已明显木质化。因此，可以
认为，中种皮的发育情况对银杏种实生长有较大
的制约作用。中种皮木质化初期，维管束输导作
用增强，此时表现为种实单粒重进入旺盛生长
期，中种皮明显木质化，此时维管束的输导功能
已基本消失，种实单粒重增长趋缓。银杏种实单
粒重的主要生长时期与中种皮的木质化进程基本上
一致。因此，有人认为盛花后 80 d 前是银杏栽
培管理中协调器官数量和质量、光合养分积累与
分配的关键时期(陈鹏等1996)。通过调控中种皮
的发育进程，推迟其木质化，有望增加单粒重，
从而提高银杏种实的产量。
细胞编程性死亡(programmed cell death，
PCD)是生物体生长发育一定阶段的特定组织器官
中发生的一种主动的、按照一定程序的细胞生理
性死亡过程(于慧敏1998)。植物体内一些特化细
胞分化的最后阶段就是PCD (崔克明1997)。它们
执行特定的生理功能，是植物体生命活动所必需
的。管状分子分化更是一个典型的例子(Taiz 和
图3 银杏种实超薄切片图
Fig.3 Ultra-structure figure of seed of G. biloba
　　Kar：细胞核；Mi：线粒体；Go：高尔基体；En：内质网。a~f：盛花后 55 d。a：细胞内核趋边化，核仁明显(×2 00 0)；
b：细胞核呈纺锤形(×8 000)；c：细胞核呈哑铃形(×6 000)；d：细胞核呈肾形(×2 500)；e：细胞内线粒体、高尔基体和内质
网等细胞器基本上完整(×45 000)；f：部分细胞器开始解体(×45 000)。g~j：盛花后 60 d。g：细胞内核明显趋边化，核仁已
消失(×4 500)；h：细胞核呈长条形(×6 000)；i：细胞核呈月牙形(×5 000)；j：细胞内线粒体等细胞器大部分发生解体(×50 000)。
k、l：盛花后 65 d。k：核膜断裂消失，核崩解成核碎片(×12 000)；l：细胞内线粒体等细胞器严重解体(×30 000)。
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Zeiger 1991)。本文中超薄切片观察结果表明，在
中种皮发育时期，细胞发生核浓缩、趋边化以至
核最终解体这一形态学上的变化与 P C D 现象相
符，值得进一步研究，这对中种皮发育的调控，
实现种实增产是有意义的。
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