全 文 :广 西 植 物 Guihaia 28(2):148 -153 2008 年 3 月
葫芦科 8属 11种植物花粉形态的扫描电镜观察
杨德奎1 , 马成涛1 , 宋艳梅2
(1.山东师范大学生命科学学院 , 济南 250014;2.山东中医药大学药学院 , 济南 250014)
摘 要:利用扫描电子显微镜 ,对葫芦科 8属 10种 1变种植物的花粉形态进行观察研究。结果显示:冬瓜属 、葫
芦属和栝楼属的花粉粒为近球形 ,具 3孔沟;苦瓜属 、西瓜属和丝瓜属的花粉粒为长球形 ,具 3沟;黄瓜属的花粉
粒为近球形 ,具 3孔;南瓜属的花粉粒为球形 ,具散孔。花粉粒大小 、形状和外壁雕纹属 、种间差异显著。
关键词:葫芦科;花粉形态;扫描电子显微镜
中图分类号:Q949 ,Q944 文献标识码:A 文章编号:1000-3142(2008)02-0148-06
* Scanning electron microscope observation
to pollen morphology of eleven species
of eight genera in Cucurbitaceae
YANG De-Kui1 , MA Cheng-Tao 1 , SONG Yan-Mei2
(1.College of Lif e Sciences , Shandong Normal University , Ji nan 250014 , China;2.College of Traditional
Chinese Medicine , Shandong University of Traditional Chinese Medicine , Ji nan 250014 , China)
Abstract:The pollen morphologies of ten species and avariety belonging to eight genera of Cucurbitaceae in were ex-
amined by scanning electron microscope.The results showed that the pollen grains of Benincasa ,Lagenaria and Tri-
chosanthes are approximate spheroid w ith three-colposate;the pollen grains of Momordica ,Citrullus and Lu f f a are
prolate spheroid w ith three-colpus;the pollen grains of Cucumis is approximate spheroid w ith three-porus;the pollen
grains of Cucurbita is spheroid w ith panpori.There are extinct differences in size , shape and exine sculpture of the
pollen grains between different genera and species.
Key words:Cucurbitaceae;pollen morphology;scanning electron microscope
葫芦科(Cucurbi taceae)植物全世界约 113属 ,
800种;多数种类分布于热带和亚热带 ,少数生于温
带地区。中国有 32属 ,154种和 35 变种;主要分布
于西南部和南部 。山东有 13属 , 19种和 4变种(陈
汉斌等 ,1997)。葫芦科植物的果实具有很高的经济
价值 ,大多数具有食用和药用功效 。有关葫芦科植
物花粉形态研究有些报道(王伏雄等 ,1997),但大多
对该是科中某属或某些植物的研究(庞丽琴等 ,
2006;黄璐琦等 ,1997;Zhang &Lu ,1989)。本文用
扫描电子显微镜对葫芦科 8属 10种 1变种植物花
粉形态进行了较系统地观察研究 ,旨在为该科植物
做深入调查研究和该科植物花粉形态的系统研究提
供依据 ,也为植物分类学 、化石花粉的鉴定等提供花
粉形态资料(杨德奎等 ,2003 ,2004 ,2001 , 2005)。
1 材料与方法
实验花粉为山东济南野生和栽培植物的新鲜成
熟花粉 ,置40 ℃温箱内干燥 48 h ,在解剖镜下将花粉
粒撒到样品托上 ,用 IB-5离子溅射仪镀金 ,日立 S-
570型扫描电镜观察 ,每种测定 5粒花粉取其平均值 ,
记录最小值和最大值 ,取有代表性的花粉拍照 。
* 收稿日期:2007-03-02 修回日期:2007-06-28
作者简介:杨德奎(1952-),男 ,山东蒙阴人 ,教授 ,植物学专业 ,从事结构植物学和植物细胞学研究。
2 结果与分析
2.1 冬瓜属 Benincasa
冬瓜 B.hispida(Cucurbita hispida(图版 Ⅰ:1 ,
2 ,3)。栽培于全世界热带 、亚热带和温带地区 。中
国各地普遍栽培 ,云南西双版纳有野生 ,果实较小 。
山东各地有栽培。果实作蔬菜 ,种子和果皮药用 。
种子能清热化痰 、消痈排脓;果皮能清热利尿 、消肿 。
花粉近球形 ,大小为 53.8(49.2 ~ 58.5)μm ×59.8
(55.3 ~ 65.4)μm 。具 3 孔沟 ,沟膜具细网 ,孔圆
形 ,孔膜外突。外壁具清晰的 、较大的网状雕纹 ,网
脊高 ,网眼形状不规则 ,网眼中具颗粒雕纹。
表 1 花粉研究材料及凭证标本
Table 1 Materials and voucher specimens for pollen
材料Materials 产地
Location
凭证标本
Voucher
冬瓜Benincasa hispida 济南栽培 杨德奎 2005018
葫芦 Lagenaria siceraria 济南栽培 杨德奎 2005019
瓠子 L.siceraria va r.hispida 济南栽培 杨德奎 2005020
苦瓜Momordica charantia 济南栽培 杨德奎 2005021
西瓜Citrullus lanatus 济南栽培 杨德奎 2005022
栝楼 Trichosanthes kirilowii 济南野生 杨德奎 2005023
甜瓜Cucumis melo 济南栽培 杨德奎 2005024
小马泡C.bise xualis 济南野生 杨德奎 2005025
黄瓜C.sativ us 济南栽培 杨德奎 2005026
丝瓜 Luf f a cylindrica 济南栽培 杨德奎 2005027
南瓜Cucurbita moschata 济南栽培 杨德奎 2005028
2.2 葫芦属 Lagenaria
葫芦 L .siceraria(Cucurbi ta siceraria(图版Ⅰ :
4 ,5 , 6)。全世界热带至温带地区广泛栽培。山东各
地广泛种植。瓠果幼嫩时可作蔬菜 ,成熟后可作容
器;也可药用 ,果皮 、种子药用 ,能利尿 、消肿 、散结 。
花粉近球形 ,大小为 50.4(46.3 ~ 55.2))μm ×53.9
(50.5 ~ 57.2)μm 。具 3孔沟 ,沟内具颗粒雕纹 ,孔
圆形 ,孔膜外突 。外壁具不规则的网状雕纹 ,网脊
宽 ,网眼大小不一。
瓠子 L.siceraria var.hispida (Cucurbi ta
hisp ida)(图版 Ⅰ:7 , 8 , 9)。本变种为葫芦的变种 ,
中国广泛栽培。山东各地有栽培。果实嫩时柔软多
汁 ,可作蔬菜 。花粉近球形 ,大小为 53.1(48.5 ~
58.5)μm ×54.7(50.2 ~ 59.0)μm 。具 3孔沟 ,沟
内具颗粒雕纹 ,孔圆形 ,孔膜外突。外壁具不规则的
网状雕纹 ,网脊宽 ,网眼大小不一。
2.3 苦瓜属 Momordica
苦瓜 M.charant ia(图版 Ⅱ:10 , 11 , 12)。原产
于亚洲热带地区。中国南方各地均普遍栽培。山东
各地有栽培。果味甘苦 ,可作蔬菜 ,根 、藤及果实药
用 ,有清热解毒的功效 。花粉长球形 ,大小为 75.0
(68 ~ 81.2)μm×44.5(40.2 ~ 49.0)μm 。具 3沟 ,沟
深而窄 ,长至两极 ,外壁具规则的网状雕纹和拟网眼。
2.4西瓜属 Citrullus
西瓜 C.lanatus(Momord ica lanata(图版 Ⅱ:
13 ,14 , 15)。原产于非洲热带地区。中国各地广泛
栽培。山东各地普遍栽培。果实为夏季水果 ,果肉
味甜 ,能降温去暑 。种子含油 ,可榨油或炒食。果皮
药用 ,有清热 、利尿 、降血压的功效。花粉长球形 ,大
小为 72.6(68.3 ~ 77.2)μm ×46.1(41.3 ~ 52.0)
μm 。具 3沟 ,沟较宽而深 ,长至两极 ,沟内有颗粒雕
纹 。外壁具较大清晰的网状雕纹 ,网脊高 ,网眼大小
不等 ,网眼中具颗粒雕纹。
2.5栝楼属 Trichosanthes
栝楼 T.kiri lowi i(图版 Ⅱ:16 ,17 ,18)。中国分
布于华北 、华东 、华南地区及辽宁 、陕西 、甘肃 、四川 、
云南和贵州等省。山东各山区 、丘陵有野生 。生于
山坡 、路旁 、灌丛。根 、果实 、果皮和种子药用。根称
天花粉 ,有清热生津 、解热清毒的功效;果实 、果皮和
种子有清热化痰 、润肺止咳 、滑肠的功效。花粉近球
形 ,大小为 37.5(34.3 ~ 41.0)μm ×42.4(38.2 ~
47.1)μm 。具 3孔沟 ,沟较浅 ,沟内具颗粒雕纹 ,孔
圆形 ,孔膜外突 。外壁具不规则网状雕纹 ,网脊宽 ,
网眼大小 、深浅不等。
2.6黄瓜属 Cucumis
甜瓜 C.melo(图版 Ⅲ:19 , 20)。世界温带至热
带地区广泛栽培。山东各地普遍栽培 。果实为盛夏
的水果之一 。全草和种子药用。全草有消炎败毒 、
催吐 、除湿 、退黄疸的功效;甜瓜种子能清热排脓。
花粉近球形 ,大小为 43.6(38.5 ~ 49.1)μm×39.6
(34.3 ~ 44.8)μm 。具 3 孔 ,孔圆形 ,孔缘光滑 ,孔
膜外突 ,孔膜上具颗粒状雕纹。外壁具大量大小不
等的坑状雕纹和少量穴状雕纹。
小马泡 C.bise xual is(图版 Ⅲ:21 , 22)。中国分
布于安徽 、江苏等省。山东产于宁阳 、微山 、高青等
地 ,济南有野生。花粉近球形 ,大小为 45.8(40.5 ~
51.2)μm×44.5(41.0 ~ 48.1)μm 。具 3 孔 ,孔圆
形 ,孔膜外突 ,孔膜上具疣状雕纹 。外壁具大量大小
不等的穴状雕纹和少量的坑状雕纹。
黄瓜 C.sativus(图版 Ⅲ:23 ,24)。广泛种植于
世界温带和热带地区。山东各地普遍栽培 。果实为
1492期 杨德奎等:葫芦科 8属 11种植物花粉形态的扫描电镜观察
图版Ⅰ 1-3.冬瓜:(1.赤道面观;2.极面观;3.局部放大);4-6.葫芦:(4.赤道面观;5.极面观;6.局部放大);7-9.瓠子:(7.赤道面观;8.极面
观;9.局部放大)。
PlateⅠ 1-3.Benincasa hispida(1.Equatorial view;2.Polar view;3.Partial view);4-6.Lagenaria siceraria(4.Equatorial view;5.Polar view;6.
Partial view);7-9.L.sicerariavar.hispide(7.Equatorial view;8.Polar view;9.Partial view).
主要蔬菜之一。藤 、叶可药用 ,能消炎祛痰 、镇痉 。花
粉近球形 ,大小为50.2(46.3 ~ 55.1)μm×51.9(47.4
~ 56.0)μm。具 3孔 ,孔圆形 ,孔缘光滑 ,孔膜外突 ,
孔膜上有颗粒雕纹。外壁具坑状雕纹 。
2.7 丝瓜属 Luf f a
丝瓜 L.cy lindrical(Momordica cy lindrical)(图
版Ⅲ:25 , 26)。广泛栽培于世界温带 、热带地区。中
国南北各地普遍栽培。云南南部有野生 ,但果实较短
小。山东各地栽培 。果嫩时作蔬菜 ,成熟后里面的网
状纤维即丝瓜络可供药用 ,有清凉 、利尿 、活血 、通经 、
解毒的功效;还可用作洗刷碗碟 、器皿等用 。花粉长
球形 ,大小为 104.4(83.5 ~ 123.4)μm×61.5(53.5 ~
150 广 西 植 物 28卷
图版 Ⅱ 10-12.苦瓜:(10.赤道面观;11.极面观;12.局部放大);13-15.西瓜:(13.赤道面观;14.极面观;15.局部放大);16-18.栝楼.:(16.赤道面观;17.极面观;18.局部放大)。
Plate Ⅱ 10-12.Momordica charant ia(10.Equatorial view;11.Polar view;12.Partial view);13-15.Citrullus lanatus(13.Equatorial view;14.Polar
view;15.Partial view);16-18.Trichosanthes kiri lowii(16.Equatorial view;17.Polar view;18.Partial view).
62.1)μm。具 3沟 ,沟深且宽 ,长至两极 ,沟缘光滑。
外壁具清晰的网状雕纹 ,网脊上及网眼内具颗粒雕纹。
2.8 南瓜属 Cucurbita
南瓜 C.moschata va r.moschata)(图版 Ⅲ:27 ,
28)。原产墨西哥到中美洲一带 ,世界各地普遍栽
培。山东各地普遍栽培。果实可食用。种子及全株
可药用。种子有清热除湿 、驱虫的作用;藤有清热的
作用;瓜蒂有安胎的功效;根治牙痛 。花粉大型 ,球
形 ,直径 108.2(96.5 ~ 120.3)μm 。具散孔 ,孔约
11 ~ 13个 。孔具盖 ,盖上往往具一刺和小刺突 。表
面具刺 ,长约 8 ~ 10 μm ,末端渐尖或钝圆。外壁上
分布密集的小刺突雕纹 。
3 讨论
葫芦科植物花粉为长球形 、近球形 、球形和扁球
1512期 杨德奎等:葫芦科 8属 11种植物花粉形态的扫描电镜观察
图版 Ⅲ 19-20.甜瓜:(19.形状;20.局部放大);21-22.小马泡:(21.形状;22.局部放大);23-24.黄瓜.:(23.形状;24.局部放大);25-26.丝瓜:(25.赤道面观;26.局部放大);27-28.南瓜:(27.形状;28.局部放大)。
Plate Ⅲ 19-20.Cucumis melo(19.Shape;20.Partial view);21-22.C.bisexual is(21.Shape;22.Partial view);23-24.C.sativas(23.Shape;24.Par-
t ial view);25-26.Lu f facylind rical(25.Equatorial view;26.Partial view);27-28.Cucurbitamoschata(27.Shape;28.Partial view).
形 ,最长轴约 18 ~ 180 μm(Erdtman , 1952)。花粉
具 3孔沟(Gynostemma 具 3拟孔沟)或散孔。尚有
具 3 ~ 4 孔 , 散孔沟 , 4 ~ 5 孔沟 ,多沟等类型(Sell-
ing , 1947;Erdtman ,1952;等)。外壁两层。具网状 、
刺状 、条纹状等雕纹(王伏雄等 ,1997)。本文结果显
示:花粉为近球形 、长球形和球形。花粉具 3孔沟 、3
沟 、3孔和散孔等类型 。这些特征在所研究的种类
中都有代表 ,分类价值并不大 。花粉外壁雕纹有网
状雕纹 、坑状雕纹 、穴状雕纹及刺状雕纹等类型 ,即
使同为网状雕纹 ,在它们的网脊宽窄 、高低 ,网眼形
状 、大小 、数量等方面都有区别 ,这些细微特征可作
为分类学依据。
从属间关系分析 ,根据花粉形状和萌发孔的类
型 ,有 4种类型:(1)冬瓜属 、葫芦属和栝楼属花粉为
近球形 ,具 3孔沟 ,外壁为网状雕纹;但从网状雕纹
的细微结构观察 ,冬瓜属为粗网状雕纹 ,而葫芦属和
栝楼属为不规则网状雕纹 , 3属间存在较大的区别。
(2)苦瓜属 、西瓜属和丝瓜属花粉为长球形 ,具 3沟 ,
152 广 西 植 物 28卷
外壁均为较大清晰的网状雕纹 ,但从网眼大小 、数量
及网脊和网眼内有无颗粒雕纹 , 3属间存在明显区
别。(3)黄瓜属花粉粒为近球形 ,具 3孔 ,外壁具坑 、
穴状雕纹 。(4)南瓜属花粉为球形 ,具散孔 ,外壁具
刺状雕纹 。
从属内种间关系来看 ,葫芦属中的葫芦和瓠子 ,
花粉粒大小相近 ,均为近球形 ,具 3孔沟 ,外壁为不
规则的网状雕纹 ,种间差异不明显 ,花粉形态特征上
无分类价值 ,支持瓠子为变种的观点。黄瓜属花粉
为近球形 ,具 3孔 ,外壁具坑状或穴状雕纹;黄瓜花
粉最大 ,外壁雕纹为坑状 ,大小深浅不等 ,甜瓜和小
马泡花粉大小相近 ,前者外壁为少量的穴状和大量
坑状雕纹 ,后者为大量的坑状和大量穴状雕纹 ,外壁
雕纹的特征可作为种间分类的依据 。
前人对西瓜属的西瓜已有研究报道 ,花粉为近
球形(王伏雄等 , 1997),笔者研究的结果为长球形 ,
这是否是利用不同的研究手段造成的 ,有待进一步
研究 。
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