免费文献传递   相关文献

Scanning electron microscope observation to pollen morphology of eleven species of eight genera in Cucurbitaceae

葫芦科8属11种植物花粉形态的扫描电镜观察



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l,马成涛l,宋艳梅
(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)02一O148—06
Scanning electron microscope observation
to pollen morphology 0f eleven species
0f eight genera in Cucurbitaceae
YANG De_Kui1,MA Cheng-Tao 1,S0NG Yan_Mei
(1.College of Life Sciences,Shandong Normal University,Ji’nan 250014,China;2.College of Traditional
ChineseMedicine,Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Ji’nan 250014,China)
Abstract:The polen morphologies of ten species and avariety belonging to eight genera of Cucurbitaceae in were e
amined by scanning electron microscope.The results showed that the polen grains of Benincasa,gagenaria and Tri—
chosanthes are approximate spheroid with three-colposate;the pollen grains of Momordica,Citrullus and Luffa are
prolate spheroid with three-colpus;the pollen grains of Cucumis is approximate spheroid with three-porus;the pollen
grains of Cucurbita is spheroid with panpori.There are extinct differences in size,shape and exine sculpture of the
polen grains between different genera and species.
Key words:Cucurbitaceae;polen morphology;scanning electron microscope
葫芦科 (Cucurbitaceae)植 物全世界约 1l3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 l3属,l9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
是对该科 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 lO种 l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 4O℃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
570型扫描电镜观察,每种测定5粒花粉取其平均值,
记录最小僖和最大值,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(1952一),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。
维普资讯 http://www.cqvip.com
2期 杨德奎等:葫芦科 8属 l1种植物花粉形态的扫描电镜观察 149
2 结果与分析
2.1冬瓜属 Benincasa
冬瓜 B.hispida(Cucurbita hispida(图版 工:l,
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),am×59.8
(55.3~65.4) m。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 M aterials and voucher specimens for pollen
2.2葫芦属 Lagenaria
葫芦 L.siceraria(Cucurbita 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 5O.4(46.3~55.2)) m×53.9
(50.5~57.2) m。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 (Cucurbita
hispida)(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) m×54.7(5O.2~59.0) m。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.charantia(图版 Ⅱ:lO,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)g-m×44.5(40.2~49.O) m。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.1anatus(Momordica lanata(图版 Ⅱ:
l3,l4,15)。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)tLm×46.1(41.3~52.0)
m。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.kirilowii(图版 Ⅱ:l6,17,18)。中国分
布于华北、华东、华南地区及辽宁、陕西、甘肃、四JIl、
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) m×42.4(38.2~
47.1) m。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:l9,2o)。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)tLm×39.6
(34.3~44.8) m。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.bisexualis(图版 Ⅲ:2l,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)tLm×44.5(41.0~48.1) m。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
维普资讯 http://www.cqvip.com
’l50 广 西 植 物 28卷
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.H-T-:(7.赤道面观;8.极面
观 ;9.局部放大)。
Plate I 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)>mX 51.9(47.4
~ 56.O) m。具 3孔,孑L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 Luffa
丝瓜 L.cylindrical(Momordica cylindrica1)(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) mx61.5(53.5~
维普资讯 http://www.cqvip.com
2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 151
图版 Ⅱ 1o一12.苦瓜:(1O.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)。
PlateⅡ 10—12.Momordica charantia(1O.Equatorial view;11.Polar view;12.Partial view);13—15.Citrullus lanatus(13.Equatorial view;14.Polar
view;15.Partial view);16—18.Trichosanthes kirilowii(16.Equatorial xqew;17.Polar view~18.Partial view).
62.1)/am。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 var.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) m。具散孔,孔约
11~13个 。孑L具盖 ,盖上往往具一刺和小刺突。表
面具刺,长约8~10 p.m,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
维普资讯 http://www.cqvip.com
152 广 西 植 物 28卷
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)。
PlateⅢ 19—20.Cucumis melo(19.Shape;20.Partial view);21—22.C bise:rualis(21.Shape;22.Partial view);23—24.e sativas(23.Shape;24.Par—
tial view):25—26.Lufjh cylindrical(25.Equatorial、 iew;26.Partial view);27—28.Cucurbita moschata(27.Shape;28.Partial view).
形,最长轴约 18~180/xm(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 (Sel—
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。
从属问关系分析,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,
维普资讯 http://www.cqvip.com
2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 153
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,种问差异不明显,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问分类 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。
参考文献:
王伏雄,钱南芬,张玉龙,等.1997.中国植物花粉形态(第2版)
[M].北京 :科学出版社:166—168
陈汉斌 ,郑亦津,李法曾.1997.山东植物志(下卷)[M].青岛:
青岛出版社 :1 231—1 256
Huang LQ(黄璐琦),Yang B(杨滨),Yue CX(乐 崇熙).1997.
Polen morphology of Trichosanthes and its taxonomic signifi—
cance(栝楼属花粉形态研究及其在分类学上的意义)[J].Ac—
ta Phytotax Sin(植物分类学报),35(2):125—135
Pang LQ(庞丽琴),Fu BC(付宝春),Kang HM(康红梅).2006.
Scanning electron microscope observation to pollen morphology
ofmelon crops(瓜 类 植 物 花 粉形 态 扫 描 电镜 观察 )I-J].J
Shanxi A gric Sci(山西农业科学),34(4):39—41
YangDK(杨德奎),Sun JT(孙京 田).2003.Studies onthe polen
morphology of 8 species of Lysimachia(珍珠菜属八种植物的花
粉形态研究)[J].Guihaia(广西植物),23(2):143—144
Yang DK(杨德 奎),wu XX(吴晓霞 ).2004.Studies on polen
morphology of Oxalis from Shandong(山东酢浆草属花粉形态
的研究 )[J].Guihaia(广西植物),24(2):128-129
Yang DK(杨德奎),Sun JT(孙京 田).2001.Studies ofleaf store—
atal apparatus and pollen submicroscopic morphology on Pharbi一
£ from Shandong(山东牵牛属植物叶片气孔器及花粉亚显微
研究)[J].Shandong Sci(山东科学),14(2):1O一15
Yang DK(杨德奎),Wang SE(王善娥),et a1.2005.The studies
on the polen morphology of Commelinaceae from Shandong(山
东鸭趾草科植物 的花 粉形态研究)I-J].J Shandong Normal
Univ(NatSci)(山东师范大学学报 ·自然科学版),20(3):80
— 82
Zhang ZY,Lu AM. 1989.Polen morphology and its systematic
significance of subtribe Thladianthinae(Cucurbitaceae)[J].
Cathaya,1:23— 36
(上接第 250页 Continue from page 250)
Li Q(李群),uu GY(刘 光勇),Wang L(王丽 ).2004.Effect of
hormone on plantlet regeneration and studies of root regenera—
tion culture of Eustoma sp.(激素对洋桔梗植株再生 的影响及
生根培养的研究)[J].Guihaia(广西植物),24(】):40-42
Mathieu M ,Lelu-W alter M A,et a1.2006.Germin-like genes are
expressed during somatic embryogenesis and early development
of conifers[J].Plant Mol Bio1.61(4—5):615—627
Mino M ,Oka M,Tasaka Y,eta1.2003.Thermoinduction of genes
encoding the enzymes of gibberelin biosynthesis and a putative
negative regulator of gibberelin signal transduction in Eustoma
grandiflorum[J].PlantCell Reports,22(2):159—165
Murashige T,Skoog F.1962.A revised medium for rapid growth
and bioassays with tobacco tissue cultures[J].Physiol Plant,
15:473—497
Okamoto J,Limkaisang S,Nojima H,eta1.2002.Powdery mildew
of prairie gentian:characteristics.molecular phylogeny and path—
ogenicity[J].J General Plant Pathol,68(3):2oo一207
Sheng LH(盛腊红),He GC(何 光存),Shu LH(舒 理慧),et a1.
1999.Improvement of plant diferentiation frequency of wild rice
Oryza meyeriana calli(提高疣粒野生稻愈伤组织分化能力的
研究)[J].Chin Bull Bot(植物学通报),16(5):614—617
Uga H,Kobayashi YO,Kyoji Hagiwara K,et a1.2004.S election
of an attenuated isolate of bean yelow mosaic virus for protec—
tion of dwarf gentian plants from viral infection in the field[J].
J General Plant Pathol,70(1):54~6O
Yang X(杨霞 ),Xu K(徐 康 ).1997.Tissue culture and rapid
propagation of Eustorna grandiflorum(洋桔梗的组织培养及快
速繁殖)[J].Plant Physiol COTnTl~un(植物 生理学通讯),33
(6):435—438
Yanagida M ,Mino M ,1wabuchil M ,et a1. 2004. Reduced gluta—
thione is a novel regulator of vernalization-induced bolting in the
rosette plant Eustoma grandiflorum[J].Plant and Cell Physi—
o£,45(2):129— 137
Zhao J(赵洁),Cheng JC(程井辰).1994.Studies on three kinds
of isozymes changes during dedifferentiation of the shoot section
in Asparagus officinalls(石刁柏茎段脱分化过程中三种同工
酶变化的研究)[J].J Central China Normal Univ(Nat Sci)
(华中师范大学学报(自然科学版)),28(3):394~397
Zhang GN(张改娜 ),Jia JF(贾 敬芬 ),Hao JG(郝建 国),et a1.
2003.Cytological observation and analysis of isoenzyme paterns
in three types of hairy rots transfromed by Agrobacterium rhi—
zogene5 A4(3种发根农杆菌 A4转化系毛根的细胞学观察及
同工酶酶谱分析)[J].Acta Bot Boreal—Occident Sin(西北植
物学报),23(9):1 533—1 538
维普资讯 http://www.cqvip.com