全 文 ：第三期 电 子 显 微 学 报
锦葵科植物花粉壁的透射电镜观察
孙京田 谢英渤 王书运
( 山 东师范大学测试 中心 , 济南 25 0 14 )
摘 要
本文报道 了运用超薄切片法对锌葵科 (M al va ce ae )七种植物花粉外壁进行透射电镜观察的结果 。
花粉外壁一般具有 两个 不 同电子密度的层次 , 电子密度低 的是外壁内层 , 电子 密度高 、具有结构 的部
分是外壁外层 ; 内壁内层为无分化结构的板状层 。 外壁较厚 , 由外壁内层 、柱状层和覆盖层组成 。 但 七
种花粉壁的微 结构不 同 。 本工作 结果表明 ,运用超 薄切 片法可 以在透射电镜下观察花粉壁 的层次 、 结
构 、 纹饰和 萌发孔 ,也 可 以看出 , 不 同属种花粉壁的构造是不 同的 。
关键词 锦葵科 花粉 外壁 透射 电镜
己! .台尸
J . 口二 J
植物的花粉个体小 、 数量大 ,其形态特征在属种间较稳定 。近年来 ,对花粉的研究已广泛应用
于植物分类学 、 石油地质学 、农学 、 医学 、 公安侦破和考古学等多种学科的工作中l[, 2· 3口。 过去在光
镜下的研究只能观察它的形态和大小 ,对其表面纹饰无法辨认 ;用扫描电镜虽然可观察花粉的外
部形态及表面微细结构 ,但这些特征只能反映表面形貌 ;透射电镜则能清楚地观察到花粉壁的内
部微细结构 , 在花粉壁的研究中 , 它可弥补光镜和扫描 电镜的不足 , 可为花粉的研究提供更详细
的资料 。 关于锦葵科植物的花粉在六十 年代有人曾对个别种作过光镜下的形态描述困 ,作者在
用扫描电镜观察分析了该科十一种花粉外部形态的基础上川 , 为详细探讨锦葵科花粉的内部结
构特征 , 又用超薄切片法在透射电镜下对该科有代表性和经济价值较高的七种花粉壁进行了观
察 。 现将结果报告如下 :
一 、 材 料 与 方 法
供试材料有 : 陆地棉 ( G o s s y p i u m h i r s u t u m L . ) 、 草棉 ( G . h e r b a e e u m L . ) 、 蜀 葵 [ A . r o s e a
( L
.
) C a v a n 〕、 锦葵 (M . s y l v e s t r i s L . ) 、 木模 ( H . s y r i e u s L . ) 、 芙蓉葵 ( H . m o s e h e u t o s L . )和扶桑
( H
·
r o s a 一 s i n e n s i s J
.
)的花粉 。
样品制备 : 取各种植物成熟的花粉 , 分别加入 2%的琼脂搅匀 , 冷却后切成 l m m 3 小块 ,用
1%的四氧化饿 ( 1 / I OM 的磷酸缓冲液配制 , p H 6 . 8) 固定 3 小时 ,经缓冲液充分清洗 ,梯度酒精脱
水 , E P O N 81 2 包埋 ,超薄切片机切片 , 醋酸双 氧铀— 柠檬酸铅双重染色 , H一 80 0 型透射电镜观察 。
二 、 结 果 与 讨 论
1
. 花粉壁层次 :
花粉壁一般由内 、 外壁两层构成 。 内壁较薄位于外壁内面 , 无分化结构 , 内壁主要 由果胶质和
来稿 日期 : 1 9 9 1 年 3 月 1 5 日 ,修改稿收到 日期 : 1 9 9 2 年 8 月 3 1 日
电 子 显 微 学 报 1 9 9 3 年
纤维素组成 ,较软具有弹性 。该层易被酸碱破坏 ,如果花粉经醋酸醉或硫酸处理 , 内壁常被破坏而
不存在 。 在所观察的花粉中其内壁虽然没有分化结构 ,但不同的种其厚度有差异 。 从观察结果可
看出 ,芙蓉葵花粉的内壁最厚 ,约为 1 . 34 胖m ,锦葵的内壁最薄 ,只有约 .0 8肛m (详见表 1 和图版 ) ,
总之 ,在所观察的该科花粉中其内壁均是一层无分化结构的板状结构 。
表 1 锦葵科七种植物花粉壁结构比较谈 、气 外 壁 (拼m ) 内 壁 外壁+ 内壁 图(件m ) (拜rn ) 片覆盖层 柱状层 基 层 总 厚 编号陆地棉 0 . 3 4 2 . 2 7 1 . 5 7 4 . 1 8 0 . 9 6 5 . 1 4 1
( G
.
h i r s u t u m L
.
)
草 棉 0 . 2 7 2 . 4 5 1 . 7 5 4 . 4 7 0 . 8 6 5 . 3 3 2
( G
.
h e r b a e e u m L
.
)
蜀 葵 O , 5 6 0 . 7 8 6 . 0 2 7 . 3 6 1 . 0 3 8 . 3 9 3
[A
.
r o s e a
( L
.
) C a v a n
. 口
锦 葵 0 . 3 3 1 . 1 5 4 . 2 0 5 . 6 8 0 . 1 8 5 . 8 6 4
( M
.
s y l v e s t r is L
.
)
芙蓉葵 0 . 4 5 0 . 8 3 2 . 3 9 3 . 6 7 1 . 3 4 5 , 0 1 5
( H
.
m o s e h e u t o s L
.
)
木 谨 0 . 3 0 1 . 8 7 1 . 9 5 4 . 1 2 1 . 1 5 5 . 2 7 6
( H
.
s y r ie u s I
J .
)
扶 桑 0 . 2 6 0 . 5 2 2 . 3 0 3 . 0 8 0 . 6 6 3 . 7 4 7
(H
.
r o s a 一 s i n e n s is J
.
)
花粉的外壁主要 由抱粉素构成 ,厚而坚硬 ,缺乏弹性 。外壁不仅能使花粉保持一定形状 ,而且
还使花粉不易被酸碱溶解 ,具有重要的保护作用 。 在透射电镜下观察 ,花粉的外壁一般具有电子
密度不同的两个层次 ,即外壁外层和外壁 内层 。 靠近 内壁的一层叫外壁内层 ,在内层外面具有细
微结构的部分是外壁外层 。 外壁内层电子密度较低 ,结构致密 ,厚而均匀 ,呈板层状 , 在所观察的
花粉中该层一般没有层次的分化 。 外壁外层是形成花粉外表面纹饰的重要层次 ,所以在多数植物
花粉中均有分化结构 , 即由靠近外壁内层的柱状层和包绕在花粉最外表面的覆盖层 (或半覆盖
层 )构成 。 正是因柱状层和覆盖层 (或半覆盖层 )的排列方式或加厚程度不同 ,就形成了花粉外表
面的各种纹饰 。本文所观察的七种花粉虽然都是同一科的植物 ,但花粉外壁各层的厚度和微细结
构均有差别 (见表 1 ) 。 蜀葵花粉的外壁最厚 ,约为 7 . 36 胖m ; 扶桑花粉的外壁最薄 , 只有 3 . 0 8产m ,
柱状层和覆盖层的厚度在各种间差异更为明显 ,而且在形成花粉的表面纹饰中 ,各种花粉的柱状
层和覆盖层所起的作用均不相同 , 陆地棉和草棉的纹饰 (刺 )的形成 ,是由柱状层和覆盖层加厚形
成 的 (图 1 , 2 ) ;木谨花粉的纹饰大部 由覆盖层加厚形成 ,但柱状层在刺的基部也有明显的加厚
(图 6 ) ; 其他几种花粉的刺均是由覆盖层加厚形成的 ,柱状层基本不参与纹饰刺的形成 (图 3 , 4 ,
5
,
7 )
。 此外 ,在该科花粉中 ,花粉外壁在萌发孔处终断 ,有些种类 内壁连续存在并向孔 内外突 。 萌
发孔的大小和形态 ,各种间也有差异 (图 3 , 4 , 5 , 6 ) 。
2
. 外壁结构 :
花粉外壁的结构在各种间变化较大 ,花粉外壁物质的排列方式不同 ,使各种植物花粉的外部
形态产生了种属特异性 。有的花粉外壁柱状层顶部相连接就形成了覆盖层 ;有的花粉则是柱状层


第三期 锦葵科植物花粉壁的透射电镜观察
即为上纹饰类 。 但刺的形态与长度及形成方式各种间差异明显 (图 1一 7 ) ;这些纹饰特征与扫描
电镜观察的结果是一致的 。
4
. 萌发孔 :
萌发孔是花粉的重要组成部分 。 它具有调节花粉内水分及长出花粉管的功能 。 各种植物因
生理机能和遗传特性不同 ,花粉萌发孔的形态 、大小及分布数量也有明显差别 ,这些特征也是鉴
别花粉的重要指标 。 扫描电镜观察知 ,锦葵科花粉均具散萌发孔 ,且萌发孔的形态和分布数量在
各种间有较大差别 。 在所观察的花粉中 ,花粉外壁在萌发孔处终断 ,有些种类内壁连续存在并向
外突出 ,还可清楚地看到萌发孔的内部结构 。 但在透射电镜下观察萌发孔的形态及判别分布数量
尚感不足 , 应与扫描电镜相配合 。
三 、 结 束 语
本工作观察的都是同一科的不同属种的七种植物花粉 ,花粉壁的结构层次虽然均由外壁层
(包括覆盖层 、柱状层和基层 )和内壁层构成 ,但各种花粉间各层的厚度和微细结构仍有十分明显
的差别 ,而且它们都是被子植物 , 花粉壁的构造与威类抱子和裸子植物花粉壁的结构不 同 。 这些
亚显微形 态结构特征都可作为植物种属分类的依据之一 。
参 考 文 献
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【3 ] G . 埃尔特曼 , 《抱粉学手册 》 ,科学出版社 , ( 1 9 7 8) 。
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T E M o b s e r v a t i o n o f t h e P o l l e n e X i n e o f M a l v a c e a e P l a n t s
S u n J i n g t i a n
,
X i e Y i n g b o
,
W
a n g S h u y u n
( A n a ly u s is a n d T e s t i n g C e n t r e o f Sh a n d o n g N o r m a l U n iv e r s it y )
A b s t r a C t
I n t h i s p a p e r
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