全 文 ：单性木兰属花粉形态观察＊
徐凤霞
(中国科学院华南植物研究所 , 广州 510650)
摘　要　本文对单性木兰(Kmeria septentrionalis Dandy)的花粉形态和花粉壁的亚显微结构做了详细
观察。花粉椭圆形 , 具单沟;外壁表面较粗糙 , 具皱波状间小穴纹饰;外壁分层明显 , 柱状层发育较
好。
关键词　单性木兰;花粉形态;亚显微结构
　1997-04-09 收稿
　作者简介:徐凤霞 , 女 , 1968年出生 , 博士生 , 植物学专业 , 助理研究员。
＊国家自然科学基金资助项目的部分内容 , 批准号 39570059
Study on pollen morphology of Kmeria
Xu Fengxia
(South China Inst itute o f Botany , Academia Sinica , Guangzhou 510650)
Abstract　The author studied the pollen of K meria septentrionalis Dandy on its pollen morphology and exine
ultrastructure.The shape of pollen grain is ellipsoid , possessing monocolpate.The surface is rough w ith foveolat-
ed rugulate sculpture.Ultrastructure of pollen wall show s that the exine can be distinguished clearly into 3 layers
with well developed co lumelae in bacula.
Key words　K meria septentrionalis;pollen morphology;ultrastructure
单性木兰属 (Kmeria)是 Dandy 1927 年成立的 , 共 2 种 。单性木兰 (K.septentrionalis
Dandy)分布于我国西南部 , 柬单性木兰 (K.duperreana (Pierre)Dandy)分布于泰国和柬埔
寨。该属花单性 , 雌雄异株。这在原始的木兰科中是极为罕见的 , 被列为国家重点保护的珍稀濒
危植物。人们对该属做过多种形态学研究 , 如木材 、 叶脉等 , 但孢粉学方面的研究进展缓慢 。到
目前为止只有光学显微镜观察结果的报道〔2〕。这主要是由于新鲜花粉不易获得 (该属模式标本
产地广西罗城县 , 因城区扩大 , 林地消失 , 再没有发现活植株), 而且在扫描电镜下观察时 , 花
粉极易发生变形 、破损。本文研究用材料采自华南植物园木兰园 , 取其新鲜花粉 , 分别利用光学
显微镜 、 扫描电镜和透射电镜进行研究 , 阐明其花粉形态和壁的结构 , 为木兰科研究提供花粉形
态学资料 。
广 西 植 物 Guihaia　18 (1):29—31 1998 年 2月　
1　材料与方法
单性木兰 (K.septentrionalis Dandy)原产于广西环江县。其幼苗引种至华南植物园木兰园
获成活。花期四月中 、下旬至五月上旬 。采其新鲜 、 成熟花粉 , 用额尔特曼法分解 , 在光学显微
镜下观察。花粉大小的测定以 20粒为准 , 取其最大 、 最小 (示变化幅度)和平均值。扫描电镜
用材料为新鲜花粉加入 15%的乙醇溶液 , 超声波振荡 10 min , 滴台 , 离子溅射镀膜 , JSM -T
300扫描电镜观察 、照像。透射电镜用材料按以下程序制备:新鲜花粉戊二醛预固定 , 锇酸后固
定 , 常规方法脱水———包埋 (Eupon 812)———切片 (厚约20 ～ 10 A°)———染色 (醋酸铀—柠檬
酸铅), JEM 100 C≫透射电镜观察 、照像。
2　观察结果
光镜下观察 , 花粉粒异极 , 两侧对称 , 具远极单槽的萌发沟。极面观椭圆形 , 赤道面观舟形
(图版 Ⅰ , 1)。测得极轴长为 31 (25 —34)μ, 最长赤道轴长为 38 (34—44)μ。扫描电镜下观
察 , 外壁表面较粗糙 , 具皱波状间圆形小穴纹饰 (图版 Ⅰ , 8), 远极面纹饰 (图版 Ⅰ , 6)与近
极面 (图版Ⅰ , 5)无明显不同 , 但在赤道面的中央区域 , 小穴数量有所减少 , 有的小穴 2 ～ 3个
连通成沟 (图版 Ⅰ , 4)。透射电镜下观察 , 花粉壁包括外壁和内壁两部分 (图版Ⅰ , 7 , ex 为外
壁 , in 为内壁)。外壁包括覆盖层 、 柱状层和基层 , 厚约 1.2 μ。覆盖层不连续 , 间以穿孔 (直
径约 0.14μ)。在柱状层中可以看到一些发育完好 、 贯通覆盖层和基层的小柱 (箭头 1示), 但多
数小柱从覆盖层或基层伸出 , 未到达基层或覆盖层 (箭头 2 示)。有的小柱为斜插的颗粒 (箭头
3示)。基层薄 , 厚度不均匀 , 平均厚度约为 0.1 μ, 且上 、 下表面不齐整。内壁可明显分出电
子密度不同的三层:内壁 1 , 即内壁的最外层 , 紧邻基层 , 电子密度最大 , 有多数染色很深的颗
粒 , 下方与内壁 2邻接的一面有少量不明显的片层 , 厚约 1.2μ。内壁 2为内壁中间的一层 , 电
子密度较内壁 1小 , 厚约 1.5μ。内壁 3即内壁最内的一层 , 紧接原生质膜 , 电子密度最小 , 几
乎全由片层状结构构成 , 是三层中最薄的一层 , 厚约 0.5μ。在萌发沟区域 , 外壁逐渐减薄 , 最
后覆盖层和柱状层消失 , 仅残留基层 (图版 Ⅰ , 9 , 箭头示)。
3　讨　论
单性木兰属是木兰科 (Mangnoliaceae)中唯一花单性 、 雌雄异株的类群 , 其花瓣数目减少 ,
仅剩 3枚 , 心皮完全合生 , 柱头 5 ～ 6个 , 分离。雄蕊减少至 9。与该科其他类群花瓣 、 雌蕊 、
雄蕊多数相比较 , 单性木兰属已进化到木兰科的最高水平 。其花粉粒不大 , 在木兰科内属于小型
花粉 (最长轴小于 45μ);扫描电镜下花粉外壁具皱波状间小穴纹饰 , 属于该科中具粗糙纹饰类
型;透射电镜下花粉外壁三层分化明显 , 以柱状层最厚。尽管柱状层中贯通覆盖层和基层 、 长度
大于直径的小柱不多见 , 但和木兰科其他种类蜂窝状的柱状层相比已是进步很多〔6〕 , 其柱状层
发育的程度和含笑亚族中最进化的类群观光木属 (Tsoongiodendron)接近〔4〕。
因此单性木兰花粉的大小 , 表面纹饰和花粉壁的超微结构等特征支持了该属是木兰科中进化
类群的观点。
本研究得到吴七根 、 龙活教授的细心指导 , 特此致谢 !
30 广　西　植　物 18 卷　
参 考 文 献
1　中国科学院植物研究所古植物研究室孢粉组译.孢粉学译丛(第一集).北京:科学出版社 , 1980
2　中国科学院植物研究所古植物研究室孢粉组 , 华南植物研究所形态室.中国热带亚热带被子植物花粉形态.北京:科学出版
社 , 1982
3　韦仲新 , 吴征镒.鹅掌楸属花粉的超微结构研究及其系统学意义.云南植物研究 , 1993 , 15(2):163～ 166
4　徐凤霞 , 吴七根.合果木属和观光木属的花粉形态.西北植物学报 , 1995.15(6):47～ 49
5　Praglowski J.World pollen and spore flora.Almqvist &Wiksell.S toclhokm , 1974 , 3:1～ 44
6　Walker J W.Evolut ionary signif icance of the exine in the pollen of primitive angiosperm s.Linnean S ociety S ymposium S eries Number
1.Academic Press.Royal Botanic Gardens Kew.1976 , 251～ 308
图 版 说 明
图版Ⅰ
1.光学显微镜照片 , 示花粉形状 , ×3 000。
2 , 3.扫描电镜照片 , 示花粉形状 , ×2 000 , 2为远极面 , 3为近极面。
4 , 5 , 6.扫描电镜照片 , 示不同面花粉表面纹饰 , ×5 000。
8.扫描电镜照片 , 示表面纹饰 , ×10 000。
7 , 9.透射电镜照片 , 示花粉壁的结构 , ×10 000。
Explanation of Plate
Plate Ⅰ
1.LM , ×3 000 , showing the shape of pollen gr ain;
2 , 3.SEM , ×2 000;
4 , 5 , 6.SEM , ×5 000;
8.SEM , ×10 000 , showing foveolated rugula te sculpture;
7 , 9.TEM , ×10 000.
31　　1期 徐凤霞:　单性木兰属花粉形态观察
徐凤霞:单性木兰属花粉形态观察 图版Ⅰ
Xu Fengxia:Study on pollen morphology of Kmeria plateⅠ
See explanation at the end of text