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高等植物系列剖析
锦 葵 科
田 旗
马炜梁
锦葵花的外形、解剖及分果
锦葵科植物分布广 , 资源丰富 , 花色美丽 ,
花的结构独特 , 在植物学教学 、 园林花卉 、农业
生产上有重要地位 , 因而对该科的一些特殊现象
进行剖析就显得十分有意义。
巧妙的传粉隔离
锦葵(Malva sinensis)是该科代表植物 , 直立
草本 , 花 3 —11朵簇生 , 具副萼 3 , 萼 5裂 , 花
瓣 5 , 淡紫红色 , 单体雄蕊 , 花丝结合成管状 ,
花柱位于雄蕊管中。
巧妙之处在于雄蕊 、雌蕊不同时成熟 。雄蕊
先成熟 , 药室开裂 , 花粉散发 。在花粉散尽之
后 , 原先藏于雄蕊管中的花柱及柱头
才迅速生长 , 柱头伸出雄蕊管 , 并向
四方开展 , 这时主头方能接受花粉 。
正是由于雄 、 雌蕊的这种分期发育 ,
一朵花的花粉只能传给另一朵花 , 该
花柱头只能接受其他花的传粉 , 进行
异型杂交 , 保持植物异型杂交的遗传
优势 , 后代往往具有强大的生活力 。
两种典型的果实类型
锦葵科果实有分果和蒴果两个类
型 , 锦葵和陆地棉(Gossypium hirsu-
tum)分别是两种代表植物 。
锦葵的果实比较特殊 , 有些书上
没有对其进行正确描述 。子房由 11—
13个心皮合生成中轴胎座 , 有 11—13室 , 每室 1
胚珠 。果实成熟后各心皮彼此分离 , 看似蒴果 ,
实际只是心皮之间的分开 , 而每一心皮本身并未
开裂 , 仍保持闭合 , 因而并非蒴果 , 但又不同于
一般的闭果 , 因此称之为分果或离果 。
本科中除锦葵外 , 还有同属其它植物以及苘
麻属(Abutilon)、 蜀葵属(Althaea)、 梵天花属
(Urena)植物的果实都属分果类型。
陆地棉是本科中另一代表植物 。棉属一年生
草木 , 花单生叶腋 , 副萼 3 , 较大 , 具尖齿 , 萼 5
裂 , 花瓣白色或淡黄色 , 后变为淡红色或紫色 。
陆地棉的果实称为棉铃 , 属常见的蒴果类
锦葵花解剖:示中轴胎座及雌雄蕊成熟顺序
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陆地棉开花当天的胚珠 开花第二天的胚珠 开花第二天胚珠上的管状棉纤维
陆地棉花外形及解剖 陆地棉花的解剖 陆地棉的蒴果及棉絮
型 , 但要引起注意的是 , 棉铃成熟后在背缝线处
打开 , 为室背开裂式 , 裂开的每个瓣片实际上并
非由 1心皮组成 , 而包含有相邻两心皮的各一
半。
生长迅速的纤维结构
陆地棉的种子具有长 、 短两种棉毛 , 长棉毛
就是我们生活中常用的棉纤维 。这些棉毛是由外
珠被(后发育成外种皮)的细胞分化出的突起伸长
而成 。
在研究棉纤维的分化和发育中 , 很多研究者
惊叹于棉纤维迅速的生长 。开花的当天取出胚珠
在扫描电镜下观察 , 此时外珠被表面只有少数突
起 , 但到开花后的第 2天 , 突起以及伸长的纤维
便密布外珠被表面 , 并且许多纤维已成为长管
状 , 到第 30天左右 , 棉纤维便发育成熟 , 成为我
们要摘收的纤维。一般认为胚珠受精与否对突起
的分化及生长有关键作用 , 分别采收受精的和未
受精的胚珠进行体外培养 , 前者外胚珠的突起有
明显的分化和伸长 , 而后者却不甚明显 。
作者单位 华东师范大学生物系 , 上海 200062
摄影:马炜梁