全 文 ：园 艺 学 报 2003，30(3)：328～330
Aeta Horticultume Siniea
不同倍性西瓜花粉形态观察
刘文革 2 王 鸣 阎志红2
( 西北农林科技大学园艺学院 ，杨凌 712100； 中国农业科学院郑州果树研究所 ，郑州 450009)
摘 要 ：采用扫描电子显微镜对不同倍性西瓜 12个品种的花粉形态进行了系统观察，结果表明：二倍
体花粉多为近长球形，极轴／赤道轴 (P／E)值为 1．283，具 3孑L沟，花粉整齐一致；四倍体花粉为圆球形，
P／E值为 1．111，有 3孔沟，4孔沟，多孔沟，其中有异形花粉 、粘连花粉和空瘪花粉等；三倍体花粉全部
为空瘪花粉。从孢粉学角度阐述了四倍体花粉萌发率低 ，三倍体花粉不育的原因。
关键词：西瓜；花粉；形态；二倍体；三倍体；四倍体
中图分类号：S 651 文献标识码：A 文章编号：0513—353X (20o3)03—0328—03
1 目的、材料与方法
本研究通过扫描电子显微镜对不同染色体倍性西瓜花粉形态、大小、萌发孔 、外壁纹饰等孢粉学
特性进行观察比较，探讨不同倍性西瓜之间在孢粉学上的异同，旨在通过研究阐明同源四倍体西瓜 自
交花粉萌发率低、三倍体雄花花粉不育等u J原因，为西瓜多倍体育种提供一定科学依据。
供试材料为来 自中国农业科学院郑州果树研究所的二倍体材料蜜枚、JM、91E7、SBD (2n=2x=
22)及其人工诱导的同源四倍体 (2n=4x=44)和同源三倍体蜜枚、JM (3x=4x×2x，2n=3x=33)，
13 66四倍体及其返祖的13 66二倍体。在西瓜开花盛期 ，开花前一天套袋，开花当天早晨 6 7点
采集花药于样品袋，干燥后备用。将供试花粉粘在样品台双面胶带上，涂抹均匀后适当干燥 ，在离子
镀膜仪上溅射式喷镀纯金 ，镀金厚约 40 am。用 13立 S-450型扫描电镜观察、测量，每个测量统计花
粉数据为 20个单个花粉观察值的平均值。选取有代表性的视野分 200×、1200×进行拍摄。电镜观察
在西北农林科技大学电镜室进行。文中描述标准参照王伏雄等【3]对植物花粉的描述划分。
2 结果与分析
2．1 不同染色体倍性西瓜花粉的形状与大小
二倍体花粉：花粉粒多为近长球形 (表 1)，不同品种间有差异，SBD为长球形，返祖的二倍体
13 66较短。极面观 3裂片状，赤道面观椭圆形 (图版 C)。花粉大小形状整齐一致 (图版 I)。部分
品种出现 “复合花粉”(compound grain)，SBD中有 30％以上花粉以正四面体四合花粉 (tetrahedral te—
t )存在，花粉互相排列的关系符合 “Fisher’规律，即四分体6个点上的孔沟两两相对。
三倍体花粉：花粉粒呈空瘪壳状，极轴和赤道轴难以区分。电镜下观察比四倍体 、二倍体正常花
粉都大，且花粉大小不一，其中有花粉粘连现象 (图版 H)。
四倍体花粉：正常花粉粒为圆球形，极轴长和其同基因型的二倍体一致 ，赤道轴比同基因型的二
倍体长 (表 1)。极面观有 3裂片状 (图版 A)，4裂片状 (图版 E)，赤道面观圆形。正常花粉约 占
40％，其他为异形花粉，有蘑菇状 (图版 D)、三角形等；空瘪花粉占8％；粘连花粉约占6％，其中
有2个花粉粒粘连、3个花粉粒粘连 (图版 F)、4个花粉粒粘连，花粉粒整齐度差 (图版G)。四倍体
91E7中有复合花粉存在，约有6％，为正四面体四合花粉，组成四合花粉的花粉粒多为异形花粉，花
收稿日期：2OO2—09—06；修回日期：2002—12—03
基金项目：国家 863计划项 目 (2001AA241173)；河南省 自然科学基金项目 (021103O9OO)
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3期 刘文革等 ：不同倍性西瓜花粉形态观察
粉互相排列的关系不符合 “Fisher”规律。
2．2 不同染色体倍性花粉的萌发孔与外壁表面纹饰
二倍体花粉：萌发孔均为孔沟类型，具 3孔
沟，沟长达两极 (图版 C)，沟的形状一般是向两
极逐渐变窄，极区形成沟角。萌发孑L圆形 ，具椭
圆形孔盖，沟区有突起小颗粒。外壁具有清楚的
网状雕纹，网眼分布较均匀，大小不等，形状不
规则 ，网孑L内可见较 多乳状 突起，网眼密度约
0．156个／ l2。网脊表面平滑连续。
三倍体花粉：大部分为皱缩花粉，没有明显
萌发沟，少数花粉外壁具有不连续的网状雕纹，
网眼分布不均匀，大小不等，形状不规则 ，外壁
内陷 (图版 H)。大部分花粉没有网状雕纹，外壁
为瘤状突起雕纹，成脑纹状 (图版 B)。
表 1 不同染色体倍性西瓜花粉的形态特征
Table1 Morphological characters ofthe polm
grams ofdiferent pioidy watermelon
四倍体花粉：正常花粉的萌发孑L为孑L沟类型，有 3孑L沟、4孑L沟及多孑L沟等。沟长达两极。萌发
孑L圆形或椭圆形 ，位于沟的中央，赤道面上，具孔盖，孑L盖面积大于二倍体，有些特别突出，沟区内
有突起小颗粒，有的有疣状突起。外壁具有清楚的网状雕纹，网眼分布不均匀，大小不等，形状不规
则，网眼内可见较多乳状突起颗粒，其颗粒比二倍体大。网眼密度约0．109个／ ，靠近萌发沟的网
眼变小。网脊表面平滑，但有间断 (图版 A)。异形花粉和多沟花粉，沟的出现不规则 ，交汇点不在
两极，有的在赤道面；萌发孑L也不在萌发沟中央，有的在两沟交接地方，有的在网眼面。象蘑菇形的
花粉只有 1条萌发沟，沟内没有萌发孔 ，萌发孑L在网眼面 (图版 D)。空瘪花粉和三倍体花粉类似，
没有明显萌发孑L；粘连花粉的萌发孑L数量减少，孔盖缺失和异常。
不同染色体倍性的西瓜花粉形态差异很大，花粉大小形态也可以作为鉴定西瓜染色体倍性的参考
指标。花粉形态与花粉的育性有关。谭素英等 】报道，西瓜二倍体花粉的离体萌发率为93．34％，四
倍体为72．29％，四倍体比二倍体花粉萌发率低 ，花粉管生长速度缓慢。本研究从花粉的电镜扫描结
果可以看出，四倍体花粉大小形状不同，异形花粉占35％以上，很多萌发孑L异常，影响花粉的萌发
和花粉管的伸长，使四倍体比二倍体花粉萌发率低。
参考文献：
1 刘文革，王 鸣．西瓜甜瓜育种中染色体倍性操作及倍性鉴定 ．果树学报 ，2o02，19(2)：132～135
2 王伏雄，钱南芬，张玉龙，等．中国植物花粉形态 (第二版)．北京：科学出版社，1995．1～10
3 谭素英，黄贞光，梁 毅，等．同源四倍体西瓜自交花粉萌发生长与内源激素的关系．华北农学报，20O0，15(4)：73～79
Observation and Comparison on Pollen M orphology of Diferent Ploidy
W atermelon
Liu Wen’ge ，Wang Ming ， and Yan Zhihong2
( Horticulture Col~ge，Northwest Sci-Tech University of Agricolttwe and Forestry，Yangling 712100，Ch／na； Zhengzhou Fruit
Research Institute，Chinese AcademyAgricultural Sciences，Zhengzhou 450009，Ch／na)
Abstract： Morphological characters of the polen grain of diploid， triploid and tetraploid watermelons
(Citrulus lanatl$)were observed with the aid of scanning electron microscope．Population polen of the diploid
waterm elon were in good order； their po len’S shape wi th 3 ape rtures was subprolate and average P／E ratio was
1．283；The polen grains of the tetraploid was spheroidal with 3，4 and more ape rtures， average po len’S P／E
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330 园 艺 学 报 30卷
ratios was 1．1 1 1；Heteromophic，adhesive and shrivelled oo~en were observed on tetraploid watermelon．All of the
pollen smin~of the triploid were shriveled ．The reas0ns of lower germination of antotetraploid poHen and abo~ive
polen of triploid were discussed from palynological observations．
Key words：Waterm elon； Polen；Morphology； Diploid；Triploid；Tetraploid
圈版说明：不同染色体倍性西瓜部分花粉电子显徽镜扫描 圈 A．蜜枚 4x花粉的极面观 (1200×)；B．蜜枚 3x空瘪花粉 (1200
×)；C．JM 2x赤道面 (1200×)；D．蜜枚4x异形花粉 (1200×)；E．日再66 4x的 4沟花粉极面观 (1200×)；F．日再66 4x花粉
粘连 (700×)；G．13再66 4x花粉群体 (200×)；H．JM 3x花粉群体 (200×)；I．JM 2x花粉群体 (200×)。
b 咖删l岫 pht荡： ph0tI帅 r0 ap the selected diferlmttaloklywatermelon varlties A．Mimei 4x，polar view (1200×)；
B．Mimei 3x，shriveled poHen(1200×)；C．JM 2x，equatorial view(1200×)；D．h蛀 4x，heteromophic polen(1200×)；E．日再66
4x，tetratremepolen (1200×)；F．日 664x，adhesivepolen(7oo×)；G．日 664x，populationpolen morphology(200×)；H．J1I3x。
p0 ∞ polen moqxhology(2oo×)；I．JM 2x，p0 ∞ polenmoq~ology(2OO×)．
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