全 文 ：1 9 9 5年 6月
第 1 0卷 第 2期
山 东 师 大 学 报 (自 然 科 学 版 )
J o r n a ulo fS h a ndo ng N o r malU n iv r es it y(N at r a ulS c i
en e e)
J n u
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1 9 9 5
V
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1 0N
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2
锦葵科花粉亚显微形态结构研究
谢英渤 王书运 孙京 田
(山东师范大学分析侧试中心 . 25 01 04,济 南 ; 第一作者 34 岁 , 女 . 实验师 )
花粉是植物进行有性繁殖的雄性配子体 . 它个体小数量多 ,不仅携带有遗传物质 , 还含有丰富
的营养物质 . 且与其他组织器官相 比 ,性状更稳定 , 外界因素的变化对它形态结构的影响甚小 〔 1 ’ 3〕 ,
近年来 ,对 植物花粉形态结构及成份分析的研究已引起不少人的重视〔 , · 3 , ` 〕 ,有关这方面的报道 ,也
逐年增多 . 虽然有学者在 60 年代就对锦葵科的个别种的花粉作过光学显微镜下的形态描述 ,但在
电子显微镜下研究其亚显微形态结构的报道还所见不多 . 为充实和完善这方面的研究内容 ,作者
利用扫描和透射电镜对该科经济价值高 , 具代表性的七种花粉的亚显微形态结构作了详细的比较
研究 .
1 材料与方法
1
.
1 材 料 花粉多数种类来 自天然性物体 , 少数种来 自植物腊叶标本 . 供试材料有如下七
种 : 锦葵 (材泛zv 。 划 zv e s t r i: L . ) 、 蜀葵 (八 z r人a e a or s e a e a v a n ) 、 芙蓉葵 (H i s占i s c u s m o s e h e u r o s L . ) 、 扶桑
( H i占i s c u s or s a 一 s i n e n s i s L . ) 、 木懂 ( H i bi s c u s 抑 r i c u s L . ) 、 草棉 ( G o s s y P i u m h e br a c e u m L . ) 、 陆地 棉
( G o s s y P i u m h i sr u t u m L
.
)
·
1
.
2 样品制备 将成熟花粉在解剖镜下均匀地撒到扫描 电镜样品台上 , 置防尘处 自然干燥 24 h
以上 , BI 一 5 离子溅射仪中镀铂 , S一 5 70 的扫描 电境观察 .
将花粉粒拌入 2%琼脂中 ,切成 1 m m , 的小块经双重固定 ,按常规方法制作超薄切片 ;染色后送
入 H一 8 0 透射电镜观察 ,加速电压 75 ~ 10 kV .
2 结果与讨论
2
.
1 扫描电镜下花粉粒的亚显微形态观察
2
.
1
.
1 花粉的形态与大小 从观察结果可以看 出 , 七种花粉的外部形态基本相同 , 都呈球形和近球
形 ;花粉粒的大小在种间变化较大 , 经对每种测量 20 粒取其平均值 , 扶桑的花粉粒直径最大 , 约为
1 61
.
41 拼m (图 4 ) ,锦葵最小 ,约为 97 . 56 拌m (图 1 ) , 其它几种花粉的大小介于上述两种之间 (附表 .)
2
.
1
.
2 表面纹饰 七种花粉的外表面都着生有刺状纹饰 . 但刺的形态 、 长度及分布密度 ,各种间差
别较大 . 根据刺的长度不同 , 我们将七种花粉的纹饰分为长刺型 (刺长大于 10 拜m )和短刺 (刺长小
于 10 拌m )两类 ,草棉和锦葵的花粉属短刺型 (图 1 , 6 ) , 其他五种长刺型 ( 图 2 , 3 , 4 , 5 , 7) .
收稿 日期 : 1 9 9 3一 0 6一 2 2
1 9 9 5年 6月
第 1 0卷 第 2期
山 东 师 大 学 报 (自 然 科 学 版 )
J r n o u a lof S hn a don gN r o m a lUn iv r es it y (N atr u a lS c i
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1 9 9 5
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锦葵科花粉亚显微形态结构研究
谢英渤 王书运 孙京 田
(山东师范大学分析侧试中心 . 2 5 01 0 4,济 南 ; 第一作者 34 岁 , 女 . 实验师 )
花粉是植物进行有性繁殖的雄性配子体 . 它个体小数量多 ,不仅携带有遗传物质 , 还含有丰富
的营养物质 . 且与其他组织器官相 比 ,性状更稳定 , 外界因素的变化对它形态结构的影响甚小 〔 1 ’ 3〕 ,
近年来 ,对 植物花粉形态结构及成份分析的研究已引起不少人的重视〔 , · 3 , ` 〕 ,有关这方面的报道 ,也
逐年增多 . 虽然有学者在 60 年代就对锦葵科的个别种的花粉作过光学显微镜下的形态描述 ,但在
电子显微镜下研究其亚显微形态结构的报道还所见不多 . 为充实和完善这方面的研究内容 ,作者
利用扫描和透射电镜对该科经济价值高 , 具代表性的七种花粉的亚显微形态结构作了详细的比较
研究 .
1 材料与方法
1
.
1 材 料 花粉多数种类来 自天然性物体 , 少数种来 自植物腊叶标本 . 供试材料有如下七
种 : 锦葵 (材泛zv 。 划 zv e s t r i: L . ) 、 蜀葵 (八 z r人a e a or s e a e a v a n ) 、 芙蓉葵 (H i s占i s c u s m o s e h e u r o s L . ) 、 扶桑
( H i占i s c u s or s a 一 s i n e n s i s L . ) 、 木懂 ( H i bi s c u s 抑 r i c u s L . ) 、 草棉 ( G o s s y P i u m h e br a c e u m L . ) 、 陆地 棉
( G o s s y P i u m h i sr u t u m L
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1
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2 样品制备 将成熟花粉在解剖镜下均匀地撒到扫描 电镜样品台上 , 置防尘处 自然干燥 24 h
以上 , BI 一 5 离子溅射仪中镀铂 , S一 5 70 的扫描 电境观察 .
将花粉粒拌入 2%琼脂中 ,切成 1 m m , 的小块经双重固定 ,按常规方法制作超薄切片 ;染色后送
入 H一 8 0 透射电镜观察 ,加速电压 75 ~ 10 kV .
2 结果与讨论
2
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1 扫描电镜下花粉粒的亚显微形态观察
2
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1
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1 花粉的形态与大小 从观察结果可以看 出 , 七种花粉的外部形态基本相同 , 都呈球形和近球
形 ;花粉粒的大小在种间变化较大 , 经对每种测量 20 粒取其平均值 , 扶桑的花粉粒直径最大 , 约为
1 61
.
41 拼m (图 4 ) ,锦葵最小 ,约为 97 . 56 拌m (图 1 ) , 其它几种花粉的大小介于上述两种之间 (附表 .)
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1
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2 表面纹饰 七种花粉的外表面都着生有刺状纹饰 . 但刺的形态 、 长度及分布密度 ,各种间差
别较大 . 根据刺的长度不同 , 我们将七种花粉的纹饰分为长刺型 (刺长大于 10 拜m )和短刺 (刺长小
于 10 拌m )两类 ,草棉和锦葵的花粉属短刺型 (图 1 , 6 ) , 其他五种长刺型 ( 图 2 , 3 , 4 , 5 , 7) .
收稿 日期 : 1 9 9 3一 0 6一 2 2
1 28山 东 师 大 学 报 (自 然 科 学 版 )第 0 1卷
附表 七种花粉亚显徽形态结构比较
种 名
花粉的形态 、 大小
形态 大小 (料 m )
表面纹
饰形态
萌发器
类型 内 壁
花粉壁各层厚度 (“ m )
外壁内层 柱状层 筱盖层
锦葵 球形 9 7 .5 6刺短 、 尖 散孔 0 .18 4 . 20 1 .1 50 .3 3
蜀葵 球形 1 14 .6 3刺长 、 尖 散孔 1 .0 3 6 .0 21 .78 0· 5 6
芙蓉葵 球形 1 58 .5 3刺长 、 钝 散孔 2.34 2.9 30 .5 50· 4 5
扶桑 球形 1 1 6 .4 1刺长 、 钝 散孔 0 .6 6 2.0 30 .5 20 . 26
木懂 球形 14 1 .4 6刺长 、 钝 散孔 1 .1 5 1 .95 1 .8 70· 30
草棉 近球形 10 1 .3 2刺短 、 尖 散孔 0 .8 1 6 .75 2.4 50 . 27
陆地棉 近球形 10 9 .75刺长 、 尖 散孔 0 .9 1 6 .5 7 2.1 20 .54
2
.
1
.
3萌发器官 花粉的萌发器官据形状不同 , 一般分为萌发沟和萌发孔两类 . 它是花粉在萌发
时长出花粉管的部位 ,它还能根据环境中的湿度变化调节花粉内部的水份含量 〔` 〕 . 因此 , 不同种属
的植物由于适应的生长环境和遗传特性的不同 , 花粉萌发器官的形态及存在与否有较大变化 . 在
观察的七种花粉中 ,萌发器官都是散萌发孔 . 萌发孔 的形状 、 大小及分布密度各种间仍有一定差
别 .
2
.
2 透射电镜下花粉壁的亚显微结构 花粉壁的结构层次和由它形成的外表纹饰是鉴别植物种
类及进行植物细致分类的重要依据之一 〔 , , ` , . 植物的花粉壁自外向内一般由外壁 (包括覆盖层 、 柱
状层和外壁 内层 )和 肉壁的两层构成 . 内壁因易受酸碱破坏 , 对维持花粉的形态作用较小 , 所以在
花粉形态结构研究中不被人们重视 . 外壁不仅对维持花粉形态 、 形成表面纹饰起决定性作用 ,而且
因植物种类不同 ;在结构上变化较大 . 正是由于外壁各层物质的排列方式和加厚程度不同 ,才使得
各种植物花粉外部形态结构产生了种属特异性 〔, ·弓· s〕 . 有些植物的花粉外壁的柱状层顶部相连接 ,
在花粉的外表面形成 了连续的覆盖层 ; 而有些花粉柱状层游离存在 , 不具覆盖层 ;还有些花粉覆盖
层上分布着孔径大于或小于壁厚的小孔 ,就形成了半覆盖层或覆盖层穿孔〔 , · 2〕 . 又因柱状层和覆盖
层在花粉不同部位发生的加厚程度和排列方式不同 , 形成 了花粉表面各种不同的外壁纹饰 . 在所
观察的七种花粉中 , 它们的壁 自外向内都是 由覆盖层 、 柱状层和外壁 内层及 内壁层组成 〔` , ’ 〕 . 在基
本的结构层次上虽然相同 ,但各层的细微结构各种间差别较大 ; 且柱状层和覆盖层在参与纹饰 (刺 )
的形成时 ,各自的加厚程度在种间也明显不同 . 从图 8 ~ 14 及表 1 可清楚地看出 , 在七种花粉中 ,蜀
葵的花粉外壁最厚 (图 9 ) , 约为 7 . 38 拌m ,扶桑的最薄 (图 1 1 ) ,仅有 3 . 08 拼m , 其他的几种花粉外壁的
厚度介于上述两种之间 .
扫描 电镜下七种花粉都是刺状纹饰 . 透射电镜观察内部结构可看出 , 刺的形成方式各种间也
有一定差异 , 主要表现在柱状层和覆盖层对形成刺状纹饰的作用上 . 草棉和陆地棉花粉的纹饰是
柱状层和覆盖层共同加厚形成的 (图 1 3 , 14 ) ;木懂花粉的纹饰大部分由覆盖层加厚 、 柱状层在刺的
基部也有明显的加厚形成 ( 图 1 2 ) ;其他几种花粉的纹饰均是由覆盖层加厚形成 , 柱状层基本不参与
刺的形成 .
第 2期 谢英渤等 :锦葵科花粉亚显微形态结构研究 2 1 9
3结 语
1)本工作结果表明 , 花粉的亚显微形态结构既能反映出植物亲缘关系上的共同特征 , 又能说
明花粉的形态结构特征具有种属特异性 . 因此 ,观察研究花粉的亚显微形结态构 , 能为植物演化关
系的研究和植物分类提供依据 .
2) 前人的工作认为 ,裸子植物花粉壁的外壁内层具有分化结构 ,一般呈片层状 , 种间在片层
的数量上有变化 〔5 〕 . 本文观察的是被子植物花粉 , 从结构可看出 , 它们的外壁内层无有分化结构 ,
只呈板状 . 这一结构特点与裸子植物的花粉壁结构有明显不同 ,这些结构特点将古植物学的研究
和准确判别植物花粉的门类提供参考 .
3) 在现代植物抱粉学研究中 ,仅靠光镜下的形态观察和描述 , 尚欠全面 . 已不能满足研究的
需要 . 如果采用扫描电镜和透射电镜相结合 , 去观察分析花粉的亚显微形态结构特征 ,不仅能获得
更丰富和全面的研究内容 , 而且能为涉及到抱粉学内容的诸领域的研究提供更真实可靠的有关花
粉形态结构方面的资料 .
4 参考文献
1 郑中华 . 花粉的透射电镜观察 . 电子显微学 报 , 1 9 87 . 6 ( 3 ) : 21 ~ 25
2 埃尔特曼 G . 抱粉学手册 . 北京 : 科学出版社 , 1 9 78
3 王开发 . 抱粉学概论 . 北京大学 出版社 , 1 9 8 3
4 叶世泰 . 中国气传和致敏花粉 . 北京 : 科学出版社 , 1 98 8
5 张金谈 , 王嘉琳 . 中国蜜源植物花粉形态 . 植物学报 , 19 65 , 13 (4 ) : 3 39 ~ 3 74
6 席以珍 . 水杉花粉外壁超微结构的观察 . 植物学报 , 1 98 , 3。 ( 6) : 6 4 ~ 6 49
7 孙京田 , 王书运 ,桂维玲 ,等 . 木择科植物花粉的扫描电镜研究 . 电子显微学报 , 1 9 91 . 10 ( 1 ) : 24 ~ 28
8 孙京田 , 梁仁义 . 锦葵科植物花粉形态的扫描电镜研究 . 湘潭大学学报 , ( 自然科学版 ) , 19 91 (增刊 ) : 45 ~ 51
9 孙京田 , 谢英渤 , 王书运 . 君子兰花粉壁亚显微形态结构电镜观察 . 山东师大学报 ( 自然科学版 ) . 19 92 , 7 ( l ) : 82 ~ 86
10 蓝盛银 ,孙湘宁 ,徐珍秀 . 棉花花粉的剥离观察 . 科学通报 , 1 9 8 , ( 3 ) : 2 24 ~ 225