全 文 ：园 艺 学 报 2010，37（11）：1818–1828
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期：2010–04–06；修回日期：2010–10–08
基金项目：国家自然科学基金项目（30770134）
﹡ E-mail：hsdshenjiaheng@yahoo.com.cn

大车前胚乳与胚发育的细胞胚胎学研究
申家恒*，李 伟，于春光，李冉俐，房 宇，樊庆颖，孔艳辉
（哈尔滨师范大学生命科学与技术学院，哈尔滨 150025）
摘 要：应用石蜡制片技术研究了大车前胚乳与胚发育过程的细胞胚胎学特征，为车前科胚胎学及
分类地位的确立提供相关资料。结果表明：大车前成熟雌配子体为七细胞七核的蓼型。经双受精后形成
合子与初生胚乳核。胚乳发育类型为细胞型，初生胚乳核第 1 次横分裂产生珠孔室与合点室胚乳细胞。
珠孔室胚乳细胞经 1 次纵分裂或 2 次连续相交的纵分裂形成 2 个或 4 个胚乳细胞；进而同步进行横分裂
形成 2 排，即 4 个或 8 个胚乳细胞；靠近珠孔的 2 个或 4 个胚乳细胞分化并发育成为单核的管状胚乳珠
孔吸器；靠近合点室胚乳细胞的 2 个或 4 个细胞进行各个方向的分裂形成胚乳本体，并将合子分裂所形
成的胚包围其中；与此同时，合点室胚乳细胞的细胞核进行 1 次核分裂但不伴随胞质分裂，在合子期便
形成具有两个细胞核的胚乳合点吸器；胚乳吸器为胚乳本体的发育从珠被与合点吸收并转送营养物质。
胚胎发生属于柳叶菜型，经原胚期、心胚期、鱼雷胚、子叶胚形成成熟种子。珠被绒毡层发达。对胚乳
本体以及球胚的流式细胞仪细胞核 DNA 分析表明，胚的 DNA 含量为二倍体，而胚乳为三倍体。
关键词：大车前；胚；胚乳；胚乳吸器；流式细胞仪；DNA 倍性；珠被绒毡层
中图分类号：S 567.23 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2010）11-1818-11

Cytoembryological Studies in the Development of Endosperm and Embryo
in Plantago major L.
SHEN Jia-heng*，LI Wei，YU Chun-guang，LI Ran-li，FANG Yu，FAN Qing-ying，and KONG Yan-hui
（College of Life Sciences and Technology，Harbin Normal University，Harbin 150025，China）
Abstract：The experiment was conducted by means of routine paraffin-embedded sectioning
technique to offer some information for embryology and taxonomy of Plantaginaceae. The results were as
follows：Mature megagametophyte was of Polygonum-type with 7 cells and 7 nuclei. Fertilization resulted
in zygote and primary endosperm nucleus. Development of endosperm was of Cellular-type，as the first
division of primary endosperm nucleus separated a micropylar and chalazal chamber. The micropylar
chamber turned into 2- or 4-celled by one or two vertical division at right angle to each other，then a
transverse division in each cell formed 4 or 8 cells arranged in two tiers. Each cell of the micropylar tier
（2 or 4 cells） developed into a one-nucleated micropylar haustorium，and the other 2 or 4 cells of the
lower tier gave rise to a endosperm proper surrounding embryo. Meanwhile the chalazal chamber
developed into a binucleate haustorium by mitosis without division of cytoplasm. Haustorium absorbed
and transformed nutrition from integument and chalaza to endosperm proper. The embryogeny conformed

11 期 申家恒等：大车前胚乳与胚发育的细胞胚胎学研究 1819

to Onagrad type，and mature seed developed from proembryo-heart–torpedo-cotyledon stage. Integument
tapetum was well-developed. Relative nuclear DNA content of nuclei was measured by flow cytometry
which showed that embryo was diploid and endosperm was triploid.
Key words：Plantago major L.；embryo；endosperm；endosperm haustorium；flow cytometry；
DNA ploidy；integument tapetum

车前科（Plantaginaceae）双子叶植物，3 属，约 200 种，广布于全世界。我国有车前属（Plantago）
1 属 20 种，全国均产之（中国科学院中国植物志编委会，2002）。
车前是我国传统中医用药之一，全草及种子入药，有利水通淋、清肝明目、清热解毒的功效，
用于治疗小便不利、水肿、尿路感染、暑热泄泻、痰多咳嗽、热毒痛肿等症（郑太坤 等，1993）。
目前，对于车前的研究除了药用成分分析、药理、药化、临床应用等方面（Oshio & Inouye，1982；
Toda et al.，1985；Rav et al.，1990；Miyase et al.，1991；Tomoda et al.，1991；Nishibe et al.，1995；
Samuelsen et al.，1995）以外，马成亮和刘慧莲（1999）对山东车前属的形态学特征进行了研究，
谭萍等（2005）对车前属 3 个种的随机扩增多态性 DNA（RAPD）的亲缘关系进行了分析，刘君哲
等（1992）对中国车前属种子形态特征及其分类学意义，马德英等（1997）对新疆车前属杂草果实
及种子分类特征进行了研究。超微结构研究方面，只见胚的蛋白体、卵器和成熟胚囊以及胚囊珠孔
端等的超微结构的报道（Vannereau，1978，1980；Shoar-Ghafari & Vintejoux，2003）。国内只有谭
敦炎等（1996）报道了条叶车前小孢子发生与雄配子发育的研究。这些研究都为明确车前属各植物
间的亲缘关系以及对车前鉴别提供了依据。车前科车前属胚胎学研究只在 Johri 等（1992）的《被
子植物比较胚胎学》一书中做了较为简略的总结，然而车前科的系统分类位置至今仍没确定，有人
将其归至管花目，有人归至报春花目，还有人将其归至车前目。胚胎学特征通常为系统分类地位的
确立提供强有力的证据。
近年来，作者以大车前（Plantago major L.）为试材，对其胚与胚乳的发育进行了光学显微镜水
平的细胞学研究，为车前生殖生物学以及车前科系统分类地位的研究提供更为详尽的信息。
1 材料与方法
大车前（Plantago major L.）取材于哈尔滨师范大学校园内。
2003—2008 年，每年 6 月下旬至 7 月中旬，取开花前、开花时以及开花后的花蕾或小花。卡诺
固定液（纯酒精︰冰醋酸 = 3︰1）固定 2 h，转至 70%酒精中，于冰箱冷藏保存。爱氏苏木精整体染
色，常规石蜡法制片，切片厚度 8 μm，Olympus HB-2 型显微镜观察并摄影。
细胞倍性分析工作在河北农林科学院昌黎果树研究所进行。所用机型为美国 B-C（Beckman-
Coulter）公司生产的 Epics Altra 流式细胞仪。以剥离的子叶胚为对照，以开花后发育的球形胚与胚
乳为试材，其细胞核的 DNA 含量是以对照为标准的相对值。共剥离试材 1 800 个，分 3 次检测，每
次至少收集 10 000 个细胞核。具体操作及计算参见 Tatum 等（2005）和吴雅琴等（2006）方法。
2 结果与分析
大车前为穗状花序，两性花，雌雄异熟，开花时，柱头先行伸出花冠，1 d 左右花药伸出并散
粉，异花风媒传粉。
子房上位，二室，中轴胎座，10 个左右胚珠，胚珠倒生，单株被，薄珠心，雌配子体发育为单
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孢子蓼型。成熟雌配子体的卵器为一长梨形的卵细胞与两个楔形助细胞构成；由胞质包围的卵细胞
核位于大液泡的下方（图版Ⅰ，1）；助细胞的极性与卵细胞相反，细胞核位于中部，液泡位于合点
端，珠孔端为不明显的丝状器所占据（图版Ⅰ，2）；中央细胞的两个极核已融合为次生核，位于卵
器下方（图版Ⅰ，1）；雌配子体合点端的 3 个反足细胞业已退化（图版Ⅰ，1）。
柱头为细棒状，其上有众多的柱状乳突细胞，柱头伸出花冠后，乳突细胞分泌粘液。乳突细胞
极易粘附花粉，花粉随即萌发，众多花粉管长入花柱。大约在花药开裂 1 h 左右，可以看到花粉管
进入珠孔（图版Ⅰ，3）。花粉管长入 1 个助细胞后，破坏助细胞并释放 2 个精子，大约在 1 h 内，
两个精子迅速分别与卵细胞以及次生核融合，完成双受精，形成合子与初生胚乳核，此时可见宿存
的助细胞（图版Ⅰ，4）。
2.1 胚乳的发育
开花 2 h 左右，宿存助细胞很快退化，胚囊里只看到合子与初生胚乳核（图版Ⅰ，5）。不久，
初生胚乳核分裂，经有丝分裂的前期（图版Ⅰ，6）、中期（图版Ⅰ，7）、后期（图版Ⅰ，8）、末期
（图版Ⅰ，9），形成二细胞胚乳。车前胚乳发育属细胞型。第 1 次分裂的胞质分裂为横分裂，产生
珠孔室胚乳细胞与合点室胚乳细胞，珠孔室胚乳细胞比合点室胚乳细胞稍小（图版Ⅰ，9）。它们进
一步发育，珠孔室细胞发育成为胚乳珠孔吸器与胚乳本体；合点室胚乳细胞发育成为胚乳合点吸器。
开花后 2 ~ 5 h 左右，胚乳珠孔室细胞经过一次纵分裂，历经前期（图版Ⅰ，10）、中期（图版
Ⅰ，11）、后期（图版Ⅰ，12）、末期（图版Ⅱ，1），产生两个细胞（图版Ⅱ，2），其细胞形态为楔
形，类似于助细胞，细胞质浓厚，无明显液泡，细胞核大并位于细胞的合点端。卵细胞受精后形成
的合子恰好位于胚乳珠孔室细胞纵分裂形成的两个细胞之间（图版Ⅱ，2）。5%左右的胚珠，胚囊里
由胚乳珠孔室纵分裂产生的两个细胞不再分裂；95%左右的胚珠，胚囊里由胚乳珠孔室纵分裂产生
的两个细胞又经过一次相交的纵分裂形成 4 个彼此重叠的细胞。图版Ⅱ，7 中的珠孔端的两个胚乳
细胞同时进入下一次纵向分裂的中期相（极面观），进而经过有丝分裂的后期相（图版Ⅱ，8、9）、
末期相（图版Ⅱ，10），最终分裂为 4 个细胞，图版Ⅱ，11、12 为同一胚珠内相邻的切面所显示的
珠孔端 4 个胚乳细胞。
开花后 5 ~ 10 h，上述 2 个或 4 个珠孔胚乳细胞同步进行一次横分裂，经前期（图版Ⅲ，1）、
中期（图版Ⅲ，2、3）、后期（图版Ⅲ，2、3）、末期，形成 4 个或 8 个胚乳细胞（图版Ⅲ，4、5），
近珠孔的 2 个或 4 个细胞呈圆锥状，细胞核较大，细胞质浓厚，无液泡；而底部的 2 个或 4 个细胞
相对较小，细胞形态呈扁球形，细胞核较大，细胞质浓厚，无液泡，上述两类胚乳细胞分别为胚乳
珠孔吸器原始细胞与胚乳本体原始细胞（图版Ⅲ，4、5）。
2.1.1 胚乳珠孔吸器的发育
朝向珠孔的 2 个或 4 个圆锥状胚乳细胞不参与胚乳本体的构建，而是进一步分化并发育成为胚
乳珠孔吸器。合子期通常为珠孔吸器形成初期，细胞先行液泡化，细胞核增大，核仁增大，并向珠
孔方向延伸其细胞体积，分化出 2 个或 4 个胚乳珠孔吸器细胞（图版Ⅲ，6 ~ 8）。珠孔吸器的细胞
核通常为 1 个，个别细胞核可以分裂一次，但不进行胞质分裂，形成二核吸器。吸器细胞的细胞核
呈圆球状，液泡集中于细胞的合点端，核仁明显增大，显示吸器细胞的蛋白质合成极为旺盛。珠被
细胞内贮藏丰富的淀粉粒（图版Ⅲ，6、7）。
球胚前期，胚乳珠孔吸器发育至中期，插入珠被组织中的管状吸器的珠孔端呈现少量分支，珠
孔吸器底部变得高度液泡化，而中部浓密的胞质中的细胞核与核仁继续增大，细胞核由原来的圆球
状变为椭圆球状。胚乳珠孔吸器周围的珠被细胞已被水解，2 个或 4 个胚乳珠孔吸器行使营养吸收
与转输功能（图版Ⅲ，9、10）。
11 期 申家恒等：大车前胚乳与胚发育的细胞胚胎学研究 1821

球胚中后期，胚乳珠孔吸器的体积呈现最大值，吸器顶部的分枝更为明显，扩大吸器的表面积；
巨大的不规则的细胞核位于近中部，并被浓厚的细胞质包围，吸器中部与底部液泡化程度高，分布
着浓厚的细胞质索，将整个吸器细胞贯通；珠孔吸器周围的珠被组织均被水解，形成明显的腔（图
版Ⅲ，11、12），整个珠孔吸器呈现强大的吸收并转输营养物质的功能。
在胚珠的横切面上可以看到 2 个或 4 个胚乳珠孔吸器的横切面（图版Ⅳ，1、2）。当胚发育至
心形胚时期，胚乳珠孔吸器逐渐退化。
2.1.2 胚乳本体的发育
相对于 2 个或 4 个圆锥形胚乳细胞下方的 2 个或 4 个偏球形胚乳细胞（图版Ⅲ，4、5），它们
是胚乳本体的原始细胞，直接参与胚乳本体的构建。此时 2 个或 4 个偏球形胚乳细胞的细胞核较大，
细胞质浓厚，具有旺盛的分生能力，经垂周与平周分裂迅速增加胚乳细胞数。原本处于 2 个或 4 个
珠孔吸器细胞之间的合子（图版Ⅳ，3）向胚囊的合点端移动，二细胞原胚阶段，顶细胞已经沉入胚
乳本体之中（图版Ⅳ，7）；随着基细胞的横向分裂所形成的较长胚柄，将球状胚体推至胚乳本体中
央。
原胚期，呈现球形的胚乳本体紧紧环抱着胚体，其外围被珠被绒毡层细胞包围，此阶段恰恰是
胚乳组织的构建期，同时胚乳细胞开始贮存营养物质（图版Ⅳ，8 ~ 10）。只是在球形胚后期，随着
胚柄的退化，胚体周围的胚乳本体细胞被水解，进而被发育的胚体所利用（图版Ⅳ，11 ~ 13）。
2.1.3 胚乳合点吸器的发育
初生胚乳核第一次分裂形成的合点室胚乳细胞成为胚乳合点吸器的原始细胞。合点室胚乳细胞
形成后很快进行一次核分裂，图版Ⅱ，3 为细胞分裂的前期相，继而进入分裂中期（图版Ⅰ，12；
图版Ⅱ，4），分裂后期（图版Ⅰ，11；图版Ⅱ，5），分裂末期（图版Ⅱ，6），形成两个细胞核后并
不伴随细胞质分裂，成为具有两个核的胚乳合点吸器。胚乳合点吸器在合子期迅速形成。胚乳合点
吸器占据了胚囊的大部分空间，两个核与核仁明显增大，2 个核相靠位于胚乳本体下方，并被浓厚
的细胞质包围，其余部分被大液泡所占据（图版Ⅲ，1、3、7）。
合点吸器外围是合点组织，随胚体与胚乳本体的体积增大，逐渐将胚乳合点吸器向胚珠合点方
向挤压，合点吸器周围的合点组织逐渐被水解，形成巨大的空腔，胚乳合点吸器呈现吸收营养物质
并将其转移至胚乳本体参与胚乳的构建与营养物质的贮藏，直到球形胚后期，胚乳合点吸器逐渐失
去功能，呈现退化状态（图版Ⅳ，10）。
2.2 胚的发育
大车前的胚胎发生属于柳叶菜型。
双受精之后，初生胚乳核没有静止期，随后进行细胞分裂，形成二细胞胚乳。
合子的静止期较长，当胚乳珠孔室细胞纵向分裂后，形成的 2 个细胞将合子托于其上。当胚乳
珠孔室细胞分裂 3 次形成 8 个衍生细胞后，合子体积开始纵向延伸；随着胚乳本体细胞数目的增多，
大约在开花后约 1 d 的胚珠中可以看到合子第 1 次分裂的前、中、后、末各时期的图像（图版Ⅳ，
3 ~ 6）。合子第 1 次分裂为横分裂，形成的顶细胞相对较小，细胞质浓厚，细胞核较大，没有明显
的大液泡；而基细胞较大，呈楔形，液泡明显（图版Ⅳ，7）。基细胞只进行横分裂，形成的胚柄将
胚体推移至胚乳本体之中。顶细胞进行纵分裂后（图版Ⅳ，8），继而进行平周与垂周分裂，逐渐形
成球形原胚（图版Ⅳ，9、10），因其基细胞不参与胚体的构成，故大车前的胚胎发生属于柳叶菜型。
随着胚乳本体的胚乳细胞数量的不断增加，通过胚乳珠孔吸器与胚乳合点吸器以及珠被绒毡层
自孢子体组织（珠心与珠被）吸收并转移进来的营养物质，开始在胚乳细胞内贮藏。
当胚发育至大球胚时期，球胚周围的胚乳细胞尚未被水解（图版Ⅳ，10）。提供胚体发育的营
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养物质主要依靠胚柄组织的吸收与转输。
球形胚后期，胚柄开始退化，大球胚周围的胚乳细胞开始被水解（图版Ⅳ，11、12），心形胚的
表皮层细胞吸收胚乳的水解物而使胚继续发育。
鱼雷胚、子叶胚时期，胚体周围的胚乳细胞大部分水解，其营养物质供给胚胎发育（图版Ⅳ，
13）。
2.3 珠被绒毡层
大车前的胚珠为薄珠心、单珠被。
成熟雌配子体时期，珠心表皮细胞退化，胚囊壁直接与珠被的内表皮层相靠，此时珠被内表皮
层细胞已分化为珠被绒毡层。珠被绒毡层细胞横向延长，细胞质浓厚，细胞核较大，具有较强的分
生能力，只进行垂周分裂，使珠被绒毡层成为单层细胞结构。随着胚乳本体的体积增大，除胚乳珠
孔吸器与胚乳合点吸器之外，胚乳本体周围均被单层桶形珠被绒毡层包围。球胚中期，明显可见珠
被绒毡层以外的珠被细胞被水解的图像（图版Ⅳ，9、10）。珠被绒毡层为胚乳的发育吸收并转运营
养物质。子叶胚期，珠被绒毡层逐渐解体。
2.4 胚与胚乳细胞倍性分析
将胚乳与球胚从胚珠中解剖出来，在解剖镜下可见到胚乳珠孔吸器、胚乳、球胚的复合体，从
理论上讲，胚乳与胚均为双受精产物，胚乳的染色体倍性为 3n，而胚的染色体倍性为 2n。
采用 Epics Altra 流式细胞仪，对大车前胚与胚乳细胞 DNA 含量进行测定与分析。结果表明：
子叶胚 DNA 含量分布图中仅在荧光强度值为 100 处出现一个单峰（图 1），认为相对荧光强度值为
100 的应为二倍体；胚乳与球胚 DNA 含量分布图中在相对荧光强度值为 100 和 150 的位置上各出现
一个单峰（图 2），后者约为前者的 1.5 倍，认为相对荧光强度值为 150 的应为三倍体。结合图 2 试
样中细胞来源进行分析，因其珠被绒毡层细胞（包围在胚乳本体与球胚之外的单层细胞）来源于孢
子体，其染色体倍性应为 2n；而球胚是精卵融合的产物，其染色体倍性也是 2n。因此相对荧光强度
的第 1 峰值代表了胚与珠被绒毡层细胞核的 DNA 含量。胚乳组织是中央细胞的两个极核（融合后
为次生核）与另一个精子融合的产物，其染色体倍性为三倍体，这与相对荧光强度值为 150 相符合。
图 1 子叶胚 DNA 含量分布图 图 2 胚乳及球胚 DNA 含量分布图
Fig. 1 Nuclear DNA content of cotyledon embryo Fig. 2 Nuclear DNA content of endosperm and embryo

上述结果表明，车前成熟雌配子体实现了双受精过程，并由合子与初生胚乳核分裂形成二倍体
的胚与三倍体的胚乳。
11 期 申家恒等：大车前胚乳与胚发育的细胞胚胎学研究 1823


图版Ⅰ：1. 成熟胚囊中的卵细胞（EC），具次生核（SN）的中央细胞，3 个反足细胞（A）呈退化状态。2. 成熟胚囊中两个相靠的助细胞
（Sy）。3. 珠孔里的花粉管，可见 2 个精子（Sp）。4. 受精后的胚囊，宿存助细胞（Sy）合子（Zy）次生核受精。5. 合子及初生胚乳核内
各 1 个大核仁。6. 初生胚乳核分裂的前期。7. 初生胚乳核分裂的中期。8. 初生胚乳核分裂的后期。9. 合子，胚乳珠孔室与合点室细胞。
10. 合子，胚乳珠孔室细胞分裂前期。11. 胚乳珠孔室细胞分裂中期；胚乳合点室细胞分裂后期。12. 胚乳珠孔室细胞分裂后期；胚乳合点
室细胞分裂中期。
全部照片均为珠孔端朝上，标尺 = 10 μm。A：反足细胞；ChC：合点室细胞；EC：卵细胞；MiC：珠孔室细胞；PEN：初生胚乳核；
SN：次生核；Sp：精子；Sy；助细胞；Zy：合子。
PlateⅠ：1. Mature embryo sac，showing egg cell，central cell with secondary nucleus，and three degenerated antipodal cells. 2. Two adjacent
synergids. 3. Pollen tube with two sperms in it grew into the micropyle. 4. Fertilized embryo sac，showing persistent synergid，zygote and fertilized
secondary nucleus. 5. Zygote and primary endosperm，showing big nucleolus in nucleus. 6. Prophase of primary endosperm nucleus mitosis.
7. Metaphase of primary endosperm nucleus mitosis. 8. Anaphase of primary endosperm nucleus mitosis. 9. Zygote，micropylar and chalazal cellars
of endosperm. 10. Zygote and prophase of endosperm micropylar cellar mitosis. 11. Metaphase of micropylar cellar mitosis and anaphase of chalazal
cellar mitosis. 12. Anaphase of micropylar cellar mitosis and metaphase of chalazal cellar mitosis.
The micropyle is in upward position in each panel，bar = 10 μm. A：Antipodal cell；ChC：Chalazal chamber；EC：Egg cell；MiC：Micropylar
chamber；PEN：Primary endosperm nucleus；SN：Secondary nucleus；Sp：Sperm；Sy：Synergid；Zy：Zygote.
1824 园 艺 学 报 37 卷


图版Ⅱ：
1. 胚乳珠孔室细胞分裂后期。2. 胚乳珠孔室细胞分裂末期。3. 胚乳合点室细胞分裂前期。4. 胚乳合点室细胞分裂中期。5. 胚乳合点室细
胞分裂后期，胚乳珠孔室细胞分裂末期。6. 胚乳合点室细胞分裂末期。7. 合子，由胚乳珠孔室细胞分裂而来的两个细胞同时进入纵向分裂
的中期（极面观）。 8、9. 由胚乳珠孔室细胞分裂而来的两个细胞同时进入纵向分裂的后期。为同一胚珠相邻切片，示进入纵向分裂后期。
10. 胚乳珠孔室细胞纵向分裂的末期。11、12. 相邻的两张切片，示胚乳珠孔室细胞分裂而来的两个细胞经纵向分裂形成 4 个细胞。
全部照片均为珠孔端朝上，标尺 = 10 μm。Zy：合子。
PlateⅡ：
1. Anaphase of micropylar cellar mitosis. 2. Telophase of micropylar cellar mitosis. 3. Prophase of chalazal cellar mitosis. 4. Metaphase of chalazal
cellar mitosis. 5. Anaphase of chalazal cellar mitosis and telophase of micropylar cellar mitosis. 6. Telophase of chalazal cellar mitosis. 7. Zygote，
division in the micropylar chamber gave rise to two cells which went into metaphase of vertical mitosis at the same time. 8，9. Two successive
sections，showing two cells formed by the division of micropylar chamber went into anaphase of vertical mitosis at the same time. 10. Micropylar
chamber went into telophase of vertical mitosis. 11，12. Two successive sections，showing vertical division in the two cells formed by micropylar
chamber gave rise to four cells.
The micropyle is in upward position in each panel，bar = 10 μm. Zy：Zygote.
11 期 申家恒等：大车前胚乳与胚发育的细胞胚胎学研究 1825



图版Ⅲ：
1. 胚乳珠孔端 4 个细胞同时进入横分裂的前期（另一相邻切片没显示）。2、3. 两张相邻切片，胚乳珠孔端 4 个细胞进入横分裂的中期和后
期。4、5. 两张相邻切片，示胚乳珠孔端 4 个细胞经横分裂形成 8 个细胞；朝向珠孔的 4 个细胞为珠孔吸器原始细胞，朝向合点吸器的 4
个胚乳细胞为胚乳本体原始细胞。6、7. 两张相邻切片，示 4 个珠孔吸器原始细胞开始分化，细胞核增大，细胞内出现液泡，细胞向珠孔
方向延伸；下方的 4 个胚乳本体原始细胞经平周与垂周分裂增加胚乳本体细胞数。8. 珠孔吸器原始细胞开始分化，胚乳本体细胞垂周分裂
末期。9、10. 两张相邻切片，示发育中的 4 个珠孔吸器的纵切面，细胞核与核仁大并呈椭球状，分布于吸器中部，细胞质浓厚，吸器的珠
孔端呈分枝状插入单珠被，此时为小球胚期，胚体为胚乳本体细胞所包围。11、12. 两张相邻切片，示发育后期的 4 个珠孔吸器，细胞液
泡化，吸器周围的珠被细胞被水解，呈空腔，此时为球胚中期。
全部照片均为珠孔端朝上，标尺 =10 μm。MiH：珠孔吸器；ChH：合点吸器；End：胚乳；IT：珠被绒毡层。
Plate Ⅲ：
1. Four micropylar endosperm cells at prophase of transverse mitosis at the same time（Successive section is not shown）. 2，3. Two successive
sections，showing metaphase and anaphase of transverse mitosis in four micropylar endosperm cells. 4，5. Two successive sections，showing a
transverse division in each of the four micropylar endosperm cells resulted in eight cells，four micropylar ones were original cells of micropylar
haustoria，and four chalazal ones were original cells of endosperm proper. 6，7. Two successive sections，a huge nucleus，vacuole and stretch towards
micropyle showing differentiation in the four original cells of micropylar haustoria；The lower tier of four original cells gave rise to endosperm
proper by transverse and vertical division. 8. Differentiation in the original cells of micropylar haustoria，meanwhile endosperm proper cells went
into telaphase of vertical mitosis. 9，10. Two successive longisection of four developing micropylar haustoria，showing huge oval nucleus and
nucleolus in the middle，dense cytoplasm and the branching tip grown up into the mono-integument. It’s early stage of globular embryo when embryo
was surrounded by endosperm proper. 11，12. Two successive sections，showing four developed micropylar haustoria which was highly vacuolated
and surrounded by hydrolyzed integumentary at the middle stage of globular embryo.
The micropyle is in upward position in each panel，bar = 10 μm. MiH：Micropylar haustorium；ChH：Chalazal haustorium；End：Endosperm；
IT：Integument tapetum.
1826 园 艺 学 报 37 卷

图版Ⅳ：
1. 胚乳珠孔吸器横切面，示约 5%的胚珠具有 2 个胚乳珠孔吸器。2. 胚乳珠孔吸器横切面，示约 95%的胚珠具有 4 个胚乳珠孔吸器。3. 合
子分裂前期。4. 合子分裂中期。5. 合子分裂后期。6. 合子分裂末期。7. 二细胞原胚。8. 四细胞原胚，顶细胞行纵分裂，基细胞行横分裂。
9. 具长胚柄的球形胚，胚被胚乳包围，最外围为单层珠被绒毡层。10. 球胚后期，胚乳合点吸器开始退化。11. 球胚后期，胚柄退化，胚
体周围的胚乳细胞开始解体。12. 心胚后期，胚体周围的胚乳细胞解体。13. 鱼雷胚期，胚体周围的胚乳组织水解，形成大空腔。
全部照片均为珠孔端朝上，标尺 = 10 μm（1 ~ 9），标尺 = 20 μm（10 ~ 13）。AC：顶细胞；BC：基细胞；MiH：珠孔吸器；ChH：合
点吸器；Zy：合子；End：胚乳；Em：胚；IT：珠被绒毡层。
Plate Ⅳ：
1. Transection of micropylar haustorium，showing two micropylar haustoria in about 5 percent ovules. 2. Transection of micropylar haustorium，
showing four micropylar haustoria in about 95 percent ovules. 3. Prophase of zygote mitosis. 4. Metaphase of zygote mitosis. 5. Anaphase of zygote
mitosis. 6. Telophase of zygote mitosis. 7. Two-celled proembryo. 8. Four-celled proembryo，showing vertical division in apical cell and transverse
division in basal cell. 9. Globular embryo with long suspensor surrounded by endosperm and monolayer integument tapetum at the outside. 10. Later
stage of globular embryo，showing chalazal haustorium began to degenerate. 11. Later stage of globular embryo， showing the degenerated suspensor
and hydrolyzed endosperm around embryo. 12. Later stage of heart-embryo，showing hydrolyzed endosperm around embryo. 13. Later stage of
torpedo-embryo，showing a big cavity formed by hydrolyzation of endosperm tissue around embryo.
The micropyle is in upward position in each panel，bar = 10 μm（1–9），bar = 20 μm（10–13）.
AC：Apical cell；BC：Basal cell；MiH：Micropylar haustorium；ChH：Chalazal haustorium；Zy：Zygote；End：Endosperm；Em：Embryo；
IT：Integument tapetum.
11 期 申家恒等：大车前胚乳与胚发育的细胞胚胎学研究 1827

3 讨论
3.1 胚乳的染色体倍性
大车前的成熟胚囊发育时间很短，大约为 1 d，随着双受精的进行，宿存助细胞随之退化，初
生胚乳核的分裂以及细胞板的形成，导致合子陷于 2 个或 4 个珠孔吸器细胞之间，极易误解为助细
胞以及助细胞继续分裂形成胚乳。早期的研究报告通常通过统计胚乳细胞分裂中期相的染色体数确
定染色体的倍数（Czapska-Dziekanowska，1966），本研究中通过流式细胞仪检查了胚与胚乳细胞的
染色体倍性，其结果说明确实发生了双受精，胚的染色体倍性为二倍体，而胚乳为三倍体。
3.2 胚乳吸器
“胚乳吸器仍是胚乳发育中可能从合点、珠孔端或从侧面扩张形成的结构，具有从珠心、珠被
和合点组织吸收营养物质运输到胚乳本体的功能”（胡适宜， 2005）。车前目的胚胎学基本特征表明：
细胞型胚乳：珠孔端有 4 个细胞吸器，合点端有 2 个核的吸器（Johri et al.，1992）。
本文第 1 次用照片详细记录了大车前胚乳吸器发生与发育的详细过程，表明在合子期胚乳合点
吸器便构建完成，成为具有 2 个游离核的结构；强大的胚乳珠孔吸器的构建历经合子至球胚中期才
得完成，前者直接从合点吸收与转运营养物质至胚乳本体；后者行使吸收珠被贮存的营养物质至胚
乳本体，参与胚乳本体的构建、营养物质的贮藏。
3.3 胚乳、珠被绒毡层与胚发育的相关性
胚乳一直以来被认为是胚的供能结构，随着近年来组化与超微结构的研究，胚乳在早期胚胎发
生时的作用受到质疑（Johri，1984）。对荠菜（Schulz & Jensen，1974）及向日葵（Newcomb，1973）
的研究表明，早期胚胎发育阶段胚乳自身需要营养物质进行胚乳组织构建，尚不能为胚胎提供营养。
本研究结果支持上述观点，原胚期，胚乳组织的构建通过强大的胚乳珠孔吸器、合点吸器以及
扩展的珠被绒毡层从珠心、珠被组织吸收并转运营养至胚乳本体，此时的胚乳不是发育胚的主要营
养来源；原胚的发育主要依靠发达的胚柄从珠被中获得营养物质，只有当球胚后期，随着胚柄的退
化，胚的分化与发育以及种子的萌发所需营养物质才由胚乳组织提供。大车前具有珠被绒毡层的结
构，随着胚乳本体以及胚的发育，珠被绒毡层只进行垂周分裂形成一层特化细胞围绕于胚乳本体，
对胚乳本体的构建可能起到吸收并转运营养的作用。
3.4 胚胎学特征与分类地位的探讨
Johri 等（1992）对车前目车前科的胚胎学特征与其系统分类地位进行了归纳：“车前科的系统
分类位置，学者意见不一：有人将车前科归至管花目（Trebiflorae），与玄参科类似；有人将其归至
报春花目（Primulales），起源于蓝雪科（Plum-baginaceae）；有人将其归至车前目。”Misra（1970）
提出车前科与玄参科关系密切，两科有相似类型的花粉、花药、胚珠、胚囊和种子结构，细胞型胚
乳以及珠孔端与合点端强大吸器，胚胎发育均属柳叶菜型等。
作者对大车前的细胞型胚乳，以及珠孔吸器与合点吸器发育，柳叶菜型胚的发育方面进行了详细
研究，为车前科胚胎学特征提供了新证据，支持 Misra 的观点，表明车前科与玄参科的关系甚为密切。
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