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The Morphogenesis of Inflorescence and Flower in Corylus (Betulaceae)*

榛属 (桦木科) 花序及花的形态发生



全 文 :榛属 (桦木科) 花序及花的形态发生∗
朱俊义1ꎬ 张力凡1ꎬ 沈  鹏1ꎬ 任保青3ꎬ 梁  宇1ꎬ 陈之端2∗∗
(1 通化师范学院生命科学学院ꎬ 吉林 通化  134002ꎻ 2 中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家
重点实验室ꎬ 北京  100093ꎻ 3 山西太山植物园ꎬ 山西 太原  030025)
摘要: 在扫描电镜下观察了桦木科榛属榛、 毛榛和滇榛的花序和花的形态发生过程ꎮ 榛属雌花序由多个小
聚伞花序螺旋状排列组成ꎻ 每个小花序原基分化出 1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织ꎬ 由小花序原
基分生组织分化形成 2个花原基ꎻ 每个花原基分化出 2个心皮原基ꎬ 形成二心皮雌蕊ꎻ 雌蕊基部有 2层花
被原基ꎬ 内层花被原基环状ꎬ 外层花被发生于花原基近轴面和远轴面ꎬ 近轴面和远轴面的花被不均等分
化ꎬ 外层花被发生早于内层花被ꎮ 雄花序为柔荑状ꎬ 由多个小聚伞花序螺旋状排列组成ꎮ 每个小花序原基
分化出 1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织ꎬ 由小花序原基分生组织分化出 2 枚次级苞片和 4~ 6 个
雄蕊原基ꎬ 形成 4~6枚雄蕊ꎬ 每个雄蕊具 4 个药囊ꎬ 在雄蕊原基分化形成 4 药囊雄蕊过程中ꎬ 出现雄蕊
原基纵裂ꎬ 并且花丝纵裂至基部ꎮ 为进一步全面探讨桦木科属间系统演化关系提供了证据ꎮ
关键词: 榛属ꎻ 花器官ꎻ 形态发生
中图分类号: Q 944            文献标识码: A                文章编号: 2095-0845(2014)04-433-10
The Morphogenesis of Inflorescence and Flower
in Corylus (Betulaceae)∗
ZHU Jun ̄Yi1ꎬ ZHANG Li ̄Fan1ꎬ SHEN Peng1ꎬ REN Bao ̄Qing3ꎬ LIANG Yu1ꎬ CHEN Zhi ̄Duan2∗∗
(1 School of Life Sciencesꎬ Tonghua Normal Universityꎬ Tonghua 134002ꎬ Chinaꎻ 2 State Key Laboratory of Systematic
and Evolutionary Botanyꎬ Institute of Botanyꎬ Chinese Academy of Sciencesꎬ Beijing 100093ꎬ Chinaꎻ
3 Shanxi Taishan Botanical Gardenꎬ Taiyuan 030025ꎬ China)
Abstract: The morphogenesis of inflorescence and flowers of Corylus was observed using scanning electron microscope
for the first time. The female inflorescence of Corylus was composed of multiple cymules arranged in a spiral configura ̄
tion. Each cymule primordium differentiated one primary bract and one cluster of cymule primordium meristemꎻ two
flower primordia were differentiated from the crmule meristem. Each flower primordium differentiated two carpellary
primordiaꎬ forming a bicarpellary pistil. Each flower has two layer perianth at the base of pistil. The inner perianth pri ̄
mordium was in circular configurationꎬ and outer perianth initiated unevenly from the adaxial and abaxial of the floral
primordium. The initiation of the outer perianth was earlier than the inner. The male inflorescences were catkin ̄like
and composed of multiple cymules arranged in a spiral configuration. Each cymule primordium differentiated one prima ̄
ry bract and one cluster of cymule primordium meristem. Two secondary bracts and four to six stamens were differentia ̄
ted from each cymule primordium meristem. Each stamen has four anther sacs. In the process of the stamen differentia ̄
ted into four anther sacsꎬ the stamen primordium began longitudinal fissureꎬ and the filament divided totally into the
base. The results provide micro ̄morphological evidence for the generic level identification and phylogeny of Betulaceae.
Key words: Corylusꎻ Floral organsꎻ Morphogenesis
植 物 分 类 与 资 源 学 报  2014ꎬ 36 (4): 433~442
Plant Diversity and Resources                                    DOI: 10.7677 / ynzwyj201413215

∗∗
基金项目: 国家自然基金项目 (31170180ꎬ 31270268) 和国家重大科学研究计划项目 (2014CB954100)
通讯作者: Author for correspondenceꎻ E ̄mail: zhiduan@ibcas􀆰 ac􀆰 cn
收稿日期: 2013-10-23ꎬ 2013-12-20接受发表
作者简介: 朱俊义 (1966-) 男ꎬ 教授ꎬ 博士ꎬ 从事结构及发育植物学研究ꎮ E ̄mail: swx0527@163􀆰 com
  桦木科植物在北温带植物区系中占有重要
地位ꎬ 全世界共 6 属ꎬ 约有 150 ~ 200 种ꎬ 但属
间关系仍然存在争论 (Bessyꎬ 1915ꎻ Takhtajanꎬ
1969ꎬ 1980ꎻ Thorneꎬ 1973ꎬ 1983ꎻ Dahlgrenꎬ 1975ꎬ
1980ꎬ 1983ꎬ 1989ꎻ Cronquistꎬ 1981ꎬ 1988)ꎬ 早
期的分类工作将 6 属分归在 2 个族 (或亚科)
(Jussieuꎬ 1789ꎻ Melchiorꎬ 1964ꎻ Li 和 Skvortsovꎬ
1999)ꎬ 即榛族包括榛属 (Corylus)、 虎榛子属
(Ostryopsis)、 鹅耳枥属 ( Carpinus) 和铁木属
(Ostrya)ꎬ 桦木族包括桦木属 (Betula) 和桤木
属 (Alnus)ꎮ Abbe (1974) 依据花器官的初级苞
片、 次级苞片、 被片、 子房、 花丝等维管束痕迹
的分布特点及其他特征划分为三个族: 桦木族
Betuleae (包括桤木属和桦木属)、 榛族 Coryleae
(包括榛属和虎榛子属) 和鹅耳枥族 Carpineae
(包括鹅耳枥属和铁木属)ꎮ Chen 等 (1999) 根
据 DNA序列研究桦木科系统发育ꎬ 建议将榛属
单列为榛族 (Coryleae)ꎬ 而将虎榛子属与鹅耳
枥属和铁木属合并为鹅耳枥族 (Carpineae)ꎮ
每朵花都是不同进化阶段特征的混合体ꎬ 对
花的发生和发育过程的研究可以发现其早期进化的
轨迹 (Endress和 Stumpfꎬ 1991)ꎬ 即个体发育反映
系统发育ꎬ 因此ꎬ 可以为系统发育的研究提供重要
线索ꎮ 花部发育式样的研究以及不同类群某个性
状演化系列的比较使我们能更加准确地理解被子
植物花的演化式样和推断类群间的演化关系ꎮ
有关桦木科植物花形态演化和系统发育的研
究有大量报道 (Abbeꎬ 1935ꎬ 1938ꎬ 1974ꎻ Sternꎬ
1973ꎻ Meeuseꎬ 1975aꎬbꎬcꎻ Chen 等ꎬ 1999ꎻ 陈之
端ꎬ 1992ꎬ 1994aꎬbꎻ 陈之端等ꎬ 2001)ꎮ 目前ꎬ 利
用扫描电镜技术对桦木科花器官发生和发育的研
究有以下一些工作: 陈之端等 (2001) 研究了鹅
耳枥 Carpinus turczaninowii 和虎榛子 Ostryopsis da ̄
vidiana雌花序发育过程ꎬ 认为鹅耳枥和虎榛子的
次级苞片分别由两个半环状的共同原基发育而来ꎬ
由于其生长速度不同ꎬ 成熟时呈轮状 (鹅耳枥)
或囊状 (虎榛子)ꎮ 朱俊义和陆静梅 (2008) 研
究了东北桤木 Alnus mandshurica和辽东桤木 Alnus
sibirica的雌、 雄花序发育过程ꎬ 结果表明雌花序
的每个小花序外具 1枚初级苞片、 2枚次级苞片、
2枚三级苞片ꎬ 内有 2朵花ꎬ 每个花具 1个二心皮
合生雌蕊ꎬ 雌蕊无被片ꎮ 雄花序的每个小花序外
被 1枚初级苞片、 2 枚次级苞片、 2 枚三级苞片ꎬ
内有 3个花原基形成 3朵小花ꎬ 每朵小花具 4 枚
被片ꎬ 位于中间的小花分化早于两侧的小花ꎮ 其
中ꎬ 次级苞片分别由瓣状的原基发育而来ꎬ 成熟
时呈扩展的叶片状ꎮ Lin等 (2010) 研究西桦 Bet ̄
ula alnoides的雌、 雄花序发育过程ꎬ 结果表明雌
花序的每个小花序外具 1 枚初级苞片、 2 枚次级
苞片、 无三级苞片ꎬ 内有 3 朵花ꎬ 每个花具 1 个
二心皮合生雌蕊ꎬ 雌蕊有被片原基ꎬ 但没有分化ꎮ
雄花序的每个小花序外被 1 枚初级苞片、 2 枚次
级苞片、 无三级苞片ꎬ 内有 3 个花原基形成 3 朵
花ꎬ 每朵小花具 4枚被片ꎬ 位于中间小花的分化
比两侧的要早ꎮ 其中ꎬ 次级苞片分别由瓣状的原基
发育而来ꎬ 成熟时呈扩展的叶片状ꎮ 由此可见ꎬ 桦
木科植物生殖结构在早期发育阶段就有区别ꎬ 导致
成熟结构上的差异ꎬ 这为属级划分提供了证据ꎮ
尽管榛属的系统位置存在很大争议ꎬ 是理解
桦木科系统发育关系的关键ꎬ 但该属植物花器官
发育的研究仍为空白ꎮ 因此ꎬ 本研究的主要目的
是系统报道榛属 3种植物花序和花的形态发生和
发育的全过程ꎬ 为进一步全面探讨桦木科属间系
统演化关系提供证据ꎮ
1  材料和方法
1􀆰 1  实验材料
实验材料采集信息如表 1所示ꎮ 每 4天采集一次雌、
雄花序ꎬ 并用 FAA固定液固定ꎮ 3 种植物凭证标本保存
于通化师范学院生命科学学院植物标本室ꎮ
表 1  实验材料的采集信息
Table 1  The collection information of materials used for this study
植物种类
The name of the species 采集地点 Collection sites
海拔
Altitude / m
采集时间
Collection time
榛 Corylus heterophylla 吉林省通化市 Tonghua Cityꎬ Jilin Province 660 2012􀆰 6􀆰 1-9􀆰 15
毛榛 C􀆰 mandshurica 吉林省通化市 Tonghua Cityꎬ Jilin Province 660 2012􀆰 6􀆰 1-9􀆰 15
滇榛 C􀆰 yunnanensis 中国科学院昆明植物研究所Kunming Institute of Botanyꎬ Chinese Academy of Sciences 2000 2012􀆰 5􀆰 1
-9􀆰 30
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1􀆰 2  实验方法
在体视镜下解剖实验材料ꎬ 选取适于观察的材料在
无水乙醇中脱水 30 minꎬ 换入丙酮内 30 minꎬ 再放入醋
酸异戊酯内 20 minꎬ 而后进行二氧化碳临界点干燥ꎮ 把
样品固定在样品台上ꎬ 用离子溅射仪镀金属膜ꎬ 用 HI ̄
TACHI S—3000N型扫描电子显微镜观察、 拍照ꎮ
2  实验结果
2􀆰 1  榛、 毛榛、 滇榛雌花序发育过程
榛、 毛榛、 滇榛雌花序由芽鳞包被越冬ꎬ 雌
花序芽 1 ~ 3 个与雄花序同时位于叶腋处ꎬ 或单
个雌花序芽位于叶腋处ꎮ 每个雌花序由 3 ~ 5 个
小花序螺旋状紧密排列组成ꎬ 其中ꎬ 榛、 滇榛有
3个小花序ꎬ 毛榛有 5 个小花序ꎮ 每个雌性小花
序具 1枚初级苞片ꎬ 内有 2朵花ꎬ 每个花具 1 个
雌蕊ꎬ 雌蕊由 2个心皮合生而成ꎬ 具 2枚长柱状
花柱ꎮ 榛、 毛榛雌花序发生时间一般在 7 月中
旬ꎬ 滇榛一般在 6月上旬ꎮ
榛、 毛榛、 滇榛雌花序形态发生过程基本相
同ꎮ 首先ꎬ 雌花序原基圆柱状ꎬ 被芽鳞包被
(图 1: 1ꎬ 图 3: 1)ꎬ 由雌花序原基分化出 3 ~ 5
个呈螺旋状排列的小花序原基ꎬ 其中ꎬ 榛 (图
1: 2)、 滇榛 (图 5: 1) 有 3 个小花序ꎬ 毛榛有
5个小花序 (图 3: 2~3)ꎻ 每个小花序原基先分
化出一个初级苞片和位于其基部的近球形的小花
序原基分生组织 (图 5: 1~2)ꎬ 随后中央部分开
始凹陷ꎬ 形成 2 个花原基ꎬ 平行排列 (图 1: 4ꎬ
图 3: 3~ 4ꎬ 图 5: 3)ꎻ 花原基的近轴面和远轴
面ꎬ 出现不均等分化的第一层花被原基ꎬ 形成的
第一层花被为非合生状 (图 1: 5 ~ 7ꎬ 图 3: 5 ~
8ꎬ 图 5: 4 ~ 7)ꎻ 同时ꎬ 在花原基的两端形成 2
个心皮原基 (图 1: 8ꎬ 图 3: 8~9ꎬ 图 5: 8~9)ꎻ
2个心皮原基的基部进行联合生长和分化ꎬ 形成
子房ꎬ 顶部向上生长分化形成 2个柱状花柱ꎬ 最
后形成二心皮合生雌蕊 (图 1: 9 ~ 10ꎬ 图 3: 11
~12ꎬ 图 5: 10)ꎻ 在二心皮合生雌蕊分化形成的
同时ꎬ 花原基基部又分化一环状的花被原基
(图 1: 10ꎬ 图 3: 10 ~ 11ꎬ 图 5: 10 ~ 12)ꎬ 形成
第二层花被ꎻ 入冬前形成的雌蕊ꎬ 具 2个柱状花
柱ꎬ 内外层花被尚未发育完成ꎬ 2 个二心皮雌蕊
呈近直角排列 (图 1: 11 ~ 12ꎬ 图 3: 11 ~ 12ꎬ 图
5: 11~12)ꎮ
2􀆰 2  榛、 毛榛、 滇榛雄花序发育过程
发育成熟的榛、 毛榛、 滇榛雄花序为柔荑
状ꎬ 2~4个雄花序呈聚合状排列在叶腋处的总花
序轴上ꎬ 雄花序裸露越冬ꎬ 由多个小花序螺旋状
排列组成ꎬ 每个小花序具 1枚初级苞片和 2枚次
级苞片ꎬ 内有 4 ~ 6 枚雄蕊ꎬ 以 4 枚常见ꎬ 每个
雄蕊具 4个药囊ꎮ 榛、 毛榛雄花序发生时间一般
在 6月下旬ꎬ 滇榛一般在 5月下旬ꎮ
榛、 毛榛、 滇榛雄花序形态发生过程基本相
同ꎮ 首先是雄花序原基呈圆柱状伸长生长ꎬ 外被
芽鳞 (图 2: 1)ꎻ 并逐渐分化出呈螺旋状排列的
球形小花序原基 (图 2: 2ꎬ 图 4: 1 ~ 2ꎬ 图 6: 1
~2)ꎻ 随着雄花序的分化ꎬ 球形小花序原基在远
轴面分化出 1个初级苞片和近球形小花序原基分
生组织 (图 2: 2~3ꎬ 图 4: 2ꎬ 图 6: 2)ꎬ 在初级
苞片内侧近球形小花序原基分生组织分化出 1 对
次级苞片原基 (图 2: 4ꎬ 图 4: 3ꎬ 图 6: 3~4) 和
4~6 个球形的雄蕊原基ꎬ 以 4 个常见 (图 2: 5ꎬ
图 4: 4~6ꎬ 图 6: 5~7)ꎻ 没有花被的分化ꎻ 这些
雄蕊是组成一朵、 二朵或三朵花ꎬ 目前的观察尚
不能确定ꎮ 近球形的雄蕊原基纵裂分化成两部分ꎬ
花丝纵裂至基部 (图 2: 6~11ꎬ 图 4: 7~11ꎬ 图 6:
8~11)ꎻ 每部分侧面浅纵裂ꎬ 分化形成四棱形雄
蕊原基ꎬ 入冬前ꎬ 形成具 4个药囊的雄蕊和 2 个
片状次级苞片 (图 2: 12ꎬ 图 4: 12ꎬ 图 6: 12)ꎮ
3  讨论
Abbe (1935ꎬ 1974) 认为桦木科植物的雌、
雄花序均为柔荑花序ꎬ 组成柔荑花序的小花序为
小聚伞花序ꎮ 在榛、 毛榛和滇榛雌、 雄花序发生
过程中ꎬ 我们的结果证明了这一点: 即雌花序的
1个小花序原基分化形成 2 个花原基ꎬ 相当于二
歧聚伞花序ꎬ 并且小花序呈螺旋状排列ꎻ 雄花序
的小花序呈螺旋状排列ꎬ 1 个小花序原基分化形
成 1枚初级苞片、 2枚次级苞片、 4 ~ 6 个雄蕊原
基ꎬ 雄蕊原基 4枚较常见ꎬ 这 4个雄蕊原基发生
于同一团分生组织ꎬ 但没有花被原基及花被的分
化ꎬ 推测应为同一花内的 4个雄蕊ꎮ 在如此情况
下ꎬ 尽管在榛、 毛榛和滇榛雄花序发生过程中小
花序仅有 1 朵小花ꎬ 但其出现了 2 个次级苞片ꎬ
即发生了小花退化现象ꎬ 形成了一种简化的小聚
伞花序ꎮ
5344期                          朱俊义等: 榛属 (桦木科) 花序及花的形态发生                           
图 1  榛雌花序及花的形态发生过程
1. 示花序原基ꎬ 外被芽鳞ꎻ 2. 示三个小花序原基ꎻ 3~4. 示小花序原基分生组织形成小花原基的过程ꎻ 5. 示小花原基分化形成ꎬ
并在小花原基近轴面和远轴面ꎬ 出现不均等分化的第一层花被原基ꎻ 6~7. 花被原基进一步发育ꎬ 呈非联合状ꎻ 8. 同一花序内的
小花原基处于不同分化发育时期ꎬ 逐渐出现心皮原基ꎻ 9. 示二心皮雌蕊及 2层花被原基ꎻ 10~12. 入冬前发育形成的二心皮雌蕊
CPꎬ 小花序原基ꎻ CPMꎬ 小花序原基分生组织ꎻ FPꎬ 花原基ꎻ FSꎬ 四药囊雄蕊ꎻ IPꎬ 花序原基ꎻ PBꎬ 初级苞片和初级苞片原基ꎻ
Pe1ꎬ 外层被片ꎻ Pe2ꎬ 内层被片ꎻ SPꎬ 雄蕊和雄蕊原基ꎻ Bsꎬ 芽鳞ꎻ capꎬ 心皮原基ꎻ SBꎬ 次级苞片和次级苞片原基
Scale bars: 1ꎬ 3ꎬ 5ꎬ 6ꎬ 9= 100 μmꎻ 2ꎬ 4ꎬ 7ꎬ 8ꎬ 10ꎬ 12= 200 μmꎻ 11= 500 μm
Fig􀆰 1  Morphogenesis of female inflorescence and flower in C􀆰 heterophylla
1. Showing inflorescence primordium protected by bud scalesꎻ 2. Showing three cymule primordiaꎻ 3-4. Showing three cymules each with
one primary bractꎻ 5. Showing the outer perianth unevenly differentiated in the adaxial and abaxial of the flowerꎻ 6-7. The outer perianth fur ̄
ther developed in non ̄concrescence configurationꎻ 8. The cymule primordia in the same inflorescence at different developmental stages with
carpels initiatingꎻ 9. Showing bicarpellary pistil and two layers of perianthꎻ 10-12. Bicarpellary pistil with different stages before winter
CPꎬ cymule primordiumꎻ CPMꎬ meristems of cymule primordiumꎻ FPꎬ floral primordiumꎻ FSꎬ four ̄sacs stamenꎻ IPꎬ inflorescence primor ̄
diumꎻ PBꎬ primary bract and primary bract primordiumꎻ Pe1ꎬ outer perianthꎻ Pe2ꎬ inner perianthꎻ SPꎬ stamen and stamen primordiumꎻ
Bsꎬ bud scaleꎻ capꎬ carpel primordiumꎻ SBꎬ secondary bract and secondary bract primordium
634                                  植 物 分 类 与 资 源 学 报                            第 36卷
    Abbe (1935) 根据维管束痕迹认为: 榛属
雌、 雄花序的小花序各自具 3枚苞片ꎮ 其中ꎬ 雌
花序有 1枚初级苞片、 2 枚三级苞片ꎬ 无次级苞
片ꎬ 具二心皮子房ꎻ 而雄花序有 1 枚初级苞片、
2枚次级苞片ꎬ 无三级苞片ꎬ 为 3 基数花ꎬ 小花
无花被ꎮ 本研究发现榛、 毛榛和滇榛雌小花序具
有 1枚初级苞片ꎬ 小花具两层内外排列的被片ꎬ
外层被片原基发生于小花原基基部ꎬ 呈近轴面和
远轴面不均等的环状ꎬ 内层被片原基发生于心皮
原基基部ꎬ 呈均匀的环状ꎻ 每个花原基形成 2 个
心皮原基ꎬ 心皮原基向上分化形成 2 个柱状花
柱ꎬ 中央的分生组织分化少、 生长慢ꎬ 下部分化
图 2  榛雄花序及花的形态发生过程
1. 示花序原基ꎬ 外被芽鳞ꎻ 2. 示小花序原基及初级苞片ꎻ 3. 示小花序原基分生组织及初级苞片ꎻ 4. 示小花序原基分生组织分
化形成次级苞片原基ꎻ 5. 示小花序原基分生组织分化形成雄蕊原基ꎻ 6~ 10. 示雄蕊原基纵裂直至完全分开ꎻ 11~ 12. 示成熟的
四药囊雄蕊ꎮ 缩写请见图 1的说明ꎮ Scale bars: 2ꎬ 5~7ꎬ 11= 100 μmꎻ 9~10ꎬ 12= 200 μmꎻ 8= 300 μmꎻ 1ꎬ 3~4= 50 μm
Fig􀆰 2  Morphogenesis of male inflorescence and flower in C􀆰 heterophylla
1. Showing inflorescence primordiumꎻ 2. Showing cymule primordium and primary bractꎻ 3. Showing cymule primordium meristem and pri ̄
mary bractꎻ 4. Showing cymule primordium and secondary bractsꎻ 5. Showing stamens initiatingꎻ 6-10. Showing the stamen division with
each filament dividing totally into the baseꎻ 11-12. Showing mature four ̄sacs stamen. For abbreviation please see Fig􀆰 1
7344期                          朱俊义等: 榛属 (桦木科) 花序及花的形态发生                           
形成子房ꎬ 形成 1个二心皮雌蕊ꎻ 雌蕊基部又分
化一环状的花被原基ꎮ 因此ꎬ 本文的 2层被片应
是 Abbe提及的 2枚三级苞片ꎬ 之所以称为被片ꎬ
就是考虑苞片原基和被片原基发生位置不同ꎬ 作
者认为初级苞片原基发生于总花序原基上的小花
序原基ꎬ 次级苞片原基发生于初级苞片内侧的小
花序原基分生组织ꎻ 三级苞片原基也发生于小花
序原基分生组织ꎬ 但发生时间晚于次级苞片原基ꎻ
被片原基应发生于小花原基或心皮原基ꎬ 是在小
花原基完全独立形成之后发生的ꎮ 因此ꎬ 榛属雌
图 3  毛榛雌花序及花的形态发生过程
1. 示花序原基ꎬ 外被芽鳞ꎻ 2. 示花序原基分化出小花序原基及初级苞片ꎻ 3~5. 示小花序原基分生组织形成小花原基的过程ꎻ 6
~8. 示小花原基分化形成ꎬ 并在小花原基近轴面和远轴面ꎬ 出现不均等分化的第一层花被原基ꎻ 9 ~ 10. 示出现 2 个心皮原基及
第二层花被原基ꎻ 11~12. 示形成的二心皮雌蕊ꎬ 基部具两层花被ꎮ
缩写请见图 1的说明ꎮ Scale bars: 1ꎬ 7~9= 100 μmꎻ 2~5ꎬ 10~11= 200 μmꎻ 6ꎬ 12= 300 μm
Fig􀆰 3  Morphogenesis of female inflorescence and flower in C􀆰 mandshurica
1. Showing inflorescence primordium protected by bud scalesꎻ 2. Showing inflorescence primordia differentiating into cymule primordium and
primary bractꎻ 3-5. Showing flower initiated from cymule primordiumꎻ 6-8. Showing outer perianth appeared in the adaxial and abaxial of the
flowerꎻ 9-10. Showing inner perianthꎻ 11-12. Showing bicarpellary pistil and two layers of perianth at the base. For abbreviation see Fig􀆰 1
834                                  植 物 分 类 与 资 源 学 报                            第 36卷
蕊外侧的片状结构应为被片ꎬ 而非三级苞片ꎮ 本
研究发现榛、 毛榛和滇榛雄花序具有 1枚初级苞
片和 2枚次级苞片ꎬ 小花序原基分化形成 4个雄
蕊原基ꎬ 有的个体 5 个或 6 个ꎬ 但以 4 个常见ꎬ
无花被ꎬ 因此推测其花基数以 2 或 4 基数为主ꎬ
而不是以 3基数为主ꎮ 榛属雄蕊原基在分化为四
药囊雄蕊过程中ꎬ 出现 2药囊时期ꎬ 此时ꎬ 花丝
已纵裂至基部ꎬ 所以ꎬ 发育成熟的雄蕊ꎬ 其花丝
纵裂至基部ꎬ 应视为衍征ꎮ
关于桦木科的小花序中心皮子房的定位方式ꎬ
图 4  毛榛雄花序及花的形态发生过程
1~2. 示花序原基、 小花序原基及初级苞片ꎻ 3. 示小花序原基分生组织、 初级苞片及次级苞片原基ꎻ 4~6. 示小花序原基分生组织
分化形成雄蕊原基过程ꎻ 7~10. 示雄蕊原基分化形成二药囊雄蕊过程ꎻ 11. 四药囊雄蕊形成ꎬ 花丝裂至基部ꎻ 12. 入冬前的雄蕊ꎮ
缩写请见图 1的说明ꎮ Scale bars: 1~3ꎬ 5= 100 μmꎻ 4ꎬ 7~8= 200 μmꎻ 6ꎬ 9~12= 300 μm
Fig􀆰 4  Morphogenesis of male inflorescence and flower in C􀆰 mandshurica
1-2. Showing inflorescence primordiumꎬ cymule primordium and primary bractꎻ 3. Showing cymule primordiumꎬ primary bract and secondary
bractsꎻ 4-6. Showing the differentiation process of the cymule meristem into stamensꎻ 7-10. Showing the differentiation process of stamen pri ̄
mordium into two ̄thecae stamenꎻ 11. Showing four ̄sacs stamens with the filaments dividing into the baseꎻ 12. Stamens before winter.
For abbreviation please see Fig􀆰 1
9344期                          朱俊义等: 榛属 (桦木科) 花序及花的形态发生                           
Abbe (1935ꎬ 1938ꎬ 1974) 认为: 二心皮子房是
由三心皮子房退化而成ꎬ 在桤木属、 桦木属、 榛
属和虎榛子属ꎬ 二心皮子房是靠近三级苞片腹面
的一个心皮消失后形成的ꎻ 在鹅耳枥属和铁木属
是靠近次级苞片腹面的心皮消失ꎬ 于是前者两个
二心皮子房互成对角ꎬ 而后者则互相平行ꎮ Hjel ̄
mqvist (1948) 不同意这样的解释ꎬ 认为二心皮
子房的不同定位方式可能与子房的扭曲有关ꎮ 本
研究中并未发现榛属有三心皮子房的痕迹ꎬ 榛属
小花序中的 2个二心皮子房发育初期是互相平行
的ꎬ 但随着发育的进行ꎬ 2个二心皮子房逐渐呈一
定的角度ꎬ 最后几乎为直角ꎬ 与 Hjelmqvist (1948)
图 5  滇榛雌花序及花的形态发生过程
1~2. 示小花序原基分化形成的小花序原基分生组织及初级苞片ꎻ 3~7. 示小花序原基分生组织形成小花原基的过程ꎻ 8~9. 示每个
小花原基分化形成 2个心皮原基ꎬ 并在小花原基近轴面和远轴面ꎬ 出现不均等分化的第一层花被原基ꎻ 10~12. 示二心皮雌蕊形成ꎬ
并在小花原基基部形成第二层花被ꎮ 缩写请见图 1的说明ꎮ Scale bars: 1ꎬ 3ꎬ 5~7ꎬ 9~10= 100 μmꎻ 4ꎬ 8ꎬ 11~12= 200 μmꎻ 2= 50 μm
Fig􀆰 5  Morphogenesis of female inflorescence and flower in C􀆰 yunnanensis
1-2. Showing cymule primordium meristem and primary bractꎻ 3-7. Showing the differentiation process of cymule primordium meristem into
two young flowersꎻ 8-9. Showing the different size of outer perianth appeared in the adaxial and abaxial of the flowerꎻ 10-12. Showing bicar ̄
pellary pistil and inner perianth formed at the base of the flower. For abbreviation please see Fig􀆰 1
044                                  植 物 分 类 与 资 源 学 报                            第 36卷
的观点相同ꎮ 本研究认为ꎬ 这一现象的出现应与
植物的花序类型有关ꎬ 桦木科植物的雌花序为复
合花序ꎬ 多个小聚伞花序螺旋状排列在花序轴
上ꎬ 初级苞片位于整个花序的最外侧ꎬ 并且ꎬ 发
育最早最快ꎬ 其在圆柱状的花序轴上螺旋着生ꎬ
必将在空间位置上控制着次级苞片、 三级苞片、
被片、 子房的着生位置与其的一致性ꎬ 使子房的
位置发生扭曲ꎬ 以达到空间位置利用的最优化ꎮ
Abbe (1974) 综述了全部柔荑花序类植物
的花的结构ꎬ 并得出结论ꎬ 指出桦木科是一个独
图 6  滇榛雄性花器官的发育过程
1. 示花序原基ꎻ 2. 示花序原基、 小花序原基及初级苞片ꎻ 3~4. 示小花序原基分生组织分化形成次级苞片原基ꎻ 5~6. 示小
花序原基分生组织分化形成雄蕊原基过程ꎻ 7~10. 示雄蕊原基分化形成二药囊雄蕊过程ꎻ 11. 示四药囊雄蕊ꎬ 花丝基部分
离ꎻ 12. 入冬前发育形成的雄蕊ꎮ 缩写请见图 1的说明ꎮ Scale bars: 2~8= 100 μmꎻ 9~10ꎬ 12= 200 μmꎻ 1ꎬ 11= 300 μm
Fig􀆰 6  Morphogenesis of male inflorescence and flower in C􀆰 yunnanensis
1. Showing inflorescence primordiumꎻ 2. Showing inflorescence primordiumꎬ cymule primordium and primary bractꎻ 3-4. Showing the
differentiation process of cymule primordium meristem into secondary bractsꎻ 5-6. Showing the differentiation process of stamensꎻ 7-
10. Showing the differentiation process of two ̄thecae stamensꎻ 11. Showing four ̄sacs stamens with filaments dividing into the baseꎻ 12.
Stamens before winter. For abbreviation please see Fig􀆰 1
1444期                          朱俊义等: 榛属 (桦木科) 花序及花的形态发生                           
立的演化类群ꎬ 科内具有三条明显的演化路线ꎮ 根
据这三条演化线ꎬ 他将桦木科划分为三个族: 桦木
族 (包括桤木属和桦木属)、 榛族 (包括榛属和虎
榛子属) 和鹅耳枥族 (包括鹅耳枥属和铁木属)ꎮ
本文认为将桤木属和桦木属列为桦木族无可争议ꎬ
但榛属是 6属中雌花唯一有 2层花被的ꎬ 并且雌性
小花序无次级苞片、 三级苞片的分化ꎬ 应将榛属单
列为榛族ꎬ 将虎榛子与鹅耳枥属、 铁木属列为鹅耳
枥族ꎬ 这三个属的雄性器官发育非常相似ꎬ 只是雄
蕊的数量不同ꎬ 铁木最多ꎬ 14个ꎬ 鹅耳枥次之ꎬ 7
个ꎬ 虎榛子最少ꎬ 仅 4个ꎮ 这三个属的雌性器官发
育也比较相似ꎬ 二心皮雌蕊基部均具环状花被ꎬ 并
由次级苞片或次级苞片与三级苞片共同组成的囊
状或半囊状结构包裹着雌蕊 (陈之端等ꎬ 2001)ꎮ
以上划分也与根据 DNA 序列研究桦木科系统发
育的结果一致 (Chen等ꎬ 1999)ꎮ
〔参  考  文  献〕
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