免费文献传递   相关文献

大庆地区委陵菜属植物花粉形态研究



全 文 :中国农学通报 2010,26(16):337-340
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
委陵菜属(Potentilla L.)是蔷薇科(Rosaceae)一年
生或多年生植物。全球200余种,中国约90种,黑龙江
省 28种 9个变种,占中国种类的 31.2%,大庆地区约 9
种,占黑龙江省种类的 32.2%[1-2]。种类多,种群数量
大,该属中很多种不仅是资源植物,具有较高的经济价
值,而且是当地植被中的常见种或建群种,具有广泛的
生态适应性,合理开发利用具有广阔的应用前景[3-4]。
该试验利用光学显微镜和扫描电镜对大庆地区委陵菜
属9种植物花粉形态及表面纹饰进行了较详细的观察
研究,旨为本属种间的亲缘关系及其系统分类地位提
供孢粉学依据。
基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究(指导)项目“大庆地区委陵菜属植物遗传关系分析及园林应用特征评价”(11544002);大庆师范学院科学研
究基金项目“大庆地区委陵菜属植物分子系统学研究”(08ZJ02)。
第一作者简介:尤凤丽,女,1962年出生,黑龙江省巴彦人,副教授,研究方向植物学和植被恢复。通信地址:163712黑龙江省大庆师范学院生命科学
学院植物学教研室,Tel:0459-5510177,E-mail:fengli_you@sina.com。
通讯作者:梁彦涛,男,在读博士,研究方向资源植物学与分子生物学。通信地址:163712黑龙江省大庆师范学院生命科学学院植物学教研室,
E-mail:liangyantao@dqsy.net。
收稿日期:2010-03-24,修回日期:2010-05-21。
大庆地区委陵菜属植物花粉形态研究
尤凤丽,梁彦涛,曲丽娜,胡 敏,张国发
(大庆师范学院生命科学学院,黑龙江大庆 163712)
摘 要:植物的花粉在遗传上具有较强的保守性和稳定性,对于探讨植物的分类、起源和系统演化具有
重要意义。该试验利用光学显微镜和扫描电镜对大庆地区9种委陵菜属植物的花粉粒进行了形态比较
研究。结果表明,9种委陵菜在光镜和4000倍扫描电镜下,显示出较多的相似性;在8 000倍以上扫描电
镜下,表面纹饰分为三种类型:非双棱脊条状纹饰、多沟脊条状纹饰和无沟脊条状纹饰,脊宽在 0.11~
0.29 μm之间,脊间宽在0.37~0.78 μm之间,脊连续或不连续,表面具穴或微颗粒,孔沟形状为条形和裂
缝状。从分析9种委陵菜属植物花粉形态的系统演化及分类特征来看,9种委陵菜花粉的演化趋势与传
统分类的演化基本保持一致。
关键词:委陵菜属;花粉形态;扫描电镜
中图分类号:S688.4 文献标志码:A 论文编号:2010-0864
Study on Pollen Morphology of Potentilla Species in Daqing Area
You Fengli, Liang Yantao, Qu Lina, Hu Min, Zhang Guofa
(Department of Life Sciences, Daqing Normal University, Daqing Heilongjiang 163712)
Abstract: The plant pollen which is conservative and stable on genetic has great significance for the study on
plant classification, origin and evolution. Optical microscopy and scanning electron microscope (SEM) were
used to compare the pollen grains of nine kinds of Potentilla species in Daqing area. The pollen grain shows
much similarity through optical microscopy and 4000 × scanning electron microscope. Through 8000 ×
scanning electron microscope, it was showed three types of surface strip decoration of non-double-edge ridge
ornamentation, multi - groove ridge strip motif and non-groove strip,the width of ridge is from 0.11μm to 0.29
μm and the width between ridges is from 0.37μm to 0.78μm,continuously or discontinuously ridges. There
were holes or microparticle on the surface and the colporate shapes were linear and fractured. The evolution
trend concluded by the 9 kinds of Potentilla species pollen study of system evolution and classification was
consistent with the traditional classification trend.
Key words: Potentilla L.; Pollen Morphology; SEM
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
2009年 8月在不同地点(见表 1)取自新鲜植株上
含苞待放的花蕾,2009年 9月分别在大庆师范学院生
命科学学院植物学实验室和东北农业大学电镜中心,
利用光学显微镜和扫描电镜进行观察。
1.2 试验材料
供试的9种委陵菜属植物(见表1)采自大庆地区,
均为野生草本植物。
1.3 方法
9种委陵菜属植物各选含苞待放的花蕾 2~3朵,
剥去花药,置于 FAA固定液中保存备用。电镜实验
时取花药用 30%、50%、70%、80%、90%、100%(2次)
无水乙醇梯度脱水,醋酸异戊二酯置换,CO2临界点
干燥,解剖镜下剥开花药使花粉裸露,双面胶粘台,用
IB-3离子镀膜机喷金,日立 S-3400N扫描电镜观察,
每种测量 20粒花粉,取平均值,并将有代表性的花粉
照片保存。
2 结果与分析
2.1 花粉形态的相似性
在光学显微镜和扫描电镜下(4000以下),9种植
物的花粉形态显示出较多的相似性[5-8]。花粉粒均为辐
射对称,长球形到卵球形,赤道面呈椭圆形,极面观呈
三裂圆形至近三角形,有 3个萌发沟,表面条状纹饰
(见图版1,2,3)。
2.2 花粉形态的类型
在高倍扫描电镜下(8000~20000),根据表面纹
饰,孔沟的形状不同,我们将9种委陵菜属植物花粉形
态(见表2,图版4,5,6,7,8,9,10,11,12)分为以下3种
类型。
(1)非双棱脊条状纹饰花粉:脊上双棱不明显,脊
平行或弯曲,脊间具穴,脊上具颗粒体或无,沟条形。
包括:鹅绒委陵菜 (P.anserina L.)、轮叶委陵菜 (P.
verticillaris Steph ex Willd.)。
(2)多沟脊条状纹饰花粉:脊上细棱明显或不明,
脊间有穴,表面具微粒体或无,脊连续、平行或弯曲,沟
裂缝状,非达两极。包括委陵菜(P.chinensis Ser.);翻白
委陵菜(P.discolor Bunge.);蒿叶委陵菜(P.tanacetifolia
Willd ex Schlecht.);蔓委陵菜 (P. flagellaris Willd ex
Schlecht.);伏委陵菜(P.paradoxa Nutt.);白叶委陵菜(P.
leucophylla Pall.)。
(3)无沟脊条状纹饰花粉:脊间无穴,表面微粒体
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
种名
鹅绒委陵菜
伏委陵菜
翻白委陵菜
蔓委陵菜
光叉委陵菜
委陵菜
轮叶委陵菜
白叶委陵菜
蒿叶委陵菜
学名
P.anserina L.
P.paradoxa Nutt.
P.discolor Bunge.
P.flagellaris Willd ex Schlecht.
P.bifurca var. glabrata Lehm.
P.chinensis Ser.
P.verticillaris Steph ex Willd.
P.leucophylla Pall.
P.tanacetifolia Willd ex Schlecht.
采集地点
大庆市区
大庆市郊
大庆草原
大庆市区
大庆师院足球场
大庆草原
大庆草原
大庆草原
大庆市区
种名
鹅绒委陵菜
伏委陵菜
翻白委陵菜
蔓委陵菜
光叉委陵菜
委陵菜
轮叶委陵菜
白叶委陵菜
蒿叶委陵菜
脊宽和脊间宽/μm2
0.27×0.39
0.29×0.68
0.15×0.69
0.20×0.49
0.18×0.51
0.12×0.48
0.12×0.37
0.11×0.78
0.19×0.41
脊间
具凹穴
细凹穴微粒体
细凹穴
细凹穴
无穴
具凹穴
细凹穴微粒体
具凹穴微粒体
微粒体
沟界极区
脊明显联合
脊连续
不连续
不连续
不连续
连续
脊连续
脊连续
连续
孔沟形状
条形
狭裂缝状
裂缝状
裂缝状
裂缝状
裂缝状
条形
裂缝状
裂缝状
沟端
稍钝
锐尖

锐尖
锐尖
稍尖
渐狭
渐狭

孔沟大小(长×宽)/μm2
24.5×1.1
15.8×2.2
27.6×1.5
24.0×3.2
25.4×2.8
20.0×3.0
27.6×1.5
27.5×2.7
27.6×1.5
距极
相对较远
几达两极
较远
近达两极
近达两极
几达两极
几达两极
几达两极
几达两极
孔膜
明显
明显
不突起
突起
突起
不突起
明显
突起
不突起
外壁厚度/μm
1.5
1.5
1.7
1.3
1.5
1.6
1.4
2.0
1.4
表1 供试材料名录
表2 委陵菜属植物花粉形态特征
·· 338
尤凤丽等:大庆地区委陵菜属植物花粉形态研究
消失,脊较密,短或不连续,粗细不均匀,沟裂缝状,近
达两极。仅光叉委陵菜(P.bifurca L.)。
2.3 花粉形态的演化趋势及检索
根据观察和比较分析,委陵菜属植物花粉形态的
演化趋势[5-9]如下。
(1)纹饰的结构:非双棱脊条状纹饰(枝状花柱
组)→多沟脊条状纹饰(锥状花柱组)→无沟脊条状纹
饰(钉状花柱组)。
(2)条脊的特征:脊明显联合(枝状花柱组)→脊连
续(锥状花柱组)→脊短(钉状花柱组)。
(3)表面颗粒:小颗粒(枝状花柱组)→微颗粒(锥
状花柱组)→无颗粒(钉状花柱组)。
(4)脊间穴情况:脊间具明显细穴(枝状花柱组、锥
状花柱组)→脊间穴消失(钉状花柱组)
(5)花粉孔沟类型:沟条形(枝状花柱组)→沟裂缝
状(锥状花柱组、钉状花柱组)。
(6)花粉孔沟长度:相对较短(枝状花柱组)→相对
较长,几达两极(锥状花柱组、钉状花柱组)。
由此可以看出,花粉形态特征是一个较好的分类
性状。分种检索表如下。
图1 鹅绒委陵菜极面观 图2 光叉委陵菜赤道面观 图3 蒿叶委陵菜赤道面观 图4 鹅绒委陵菜
图5 伏委陵菜 图6 翻白委陵菜 图7 蔓委陵菜 图8 光叉委陵菜
图9 委陵菜 图9 轮叶委陵菜 图11 白叶委陵菜 图12 蒿叶委陵菜
1脊间无穴,脊弯曲,无微粒体……………………………………………光叉委陵菜P. bifurca L.
1脊间有穴,脊平行或弯曲,有微粒体或无,脊连续或不连续
2脊平行或弯曲,沟条形
3脊间具凹穴,脊宽0.27μm…………………………………….鹅绒委陵菜P. anserine L
3脊间有细穴,脊宽0.12μm………………………轮叶委陵菜P. verticillaris Steph ex Willd.
2脊平行或弯曲,沟裂缝状,有微粒体或无,脊连续或不连续
4有微粒体
5沟端钝……………………………………蒿叶委陵菜P. tanacetifolia Willd ex Schlecht.
5沟端锐尖或渐狭
6脊弯曲,具细穴,脊宽0.29μm……………………伏委陵菜P.paradoxa Nutt.
6脊平行,具凹穴,脊宽0.11μm…………………白叶委陵菜P.leucophylla Pall.
4无微粒体
·· 339
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
3 结论与讨论
孢粉学性状在物种的鉴定和系统演化关系的研究
中具有重要的价值。通过对委陵菜属植物花粉形态的
研究与观察发现[5-10],非双棱脊条状纹饰花粉中鹅绒委
陵菜(P.anserine L)属于枝状花柱组;多沟脊条状纹饰
的花粉中委陵菜 (P.chinensis Ser.)、翻白委陵菜 (P.
discolor Bunge.)、蒿叶委陵菜 (P.tanacetifolia Willd ex
Schlecht.)、伏委陵菜(P.paradoxa Nutt.)、白叶委陵菜(P.
leucophylla Pall.)、轮叶委陵菜(P. verticillaris Steph ex
Willd.)皆属于锥状花柱组;无沟脊条状纹饰的花粉中
光叉委陵菜 (P. bifurca L.)、蔓委陵菜 (P. flagellaris
Willd ex Schlecht.)属于钉状花柱组。
而轮叶委陵菜(P. verticillaris Steph ex Willd.)虽属
于锥状花柱组,但脊间具穴,脊上具颗粒体,脊平行,沟
条形,表现出了非双棱脊条状纹饰花粉的特点。属于
钉 状 花 柱 组 的 蔓 委 陵 菜 (P. flagellaris Willd ex
Schlecht.)具有多沟脊条状纹饰花粉的特点。因此笔
者认为仅以花柱作为组的划分依据对这一复杂的类群
来说是不够的。当然我们选取的材料和利用的资料都
很有限,对于种间花粉形态规律性还有待于进一步研
究。
从整体上看,本属花粉的演化趋势与传统分类的
演化基本保持一致。为:非双棱脊条状纹饰花粉→多
沟脊条状纹饰的花粉→无沟脊条状纹饰的花粉。
参考文献
[1] 傅沛云.“东北植物检索表.”2版.北京:科学出版社,1995:298-305.
[2] 周以良.黑龙江省植物志(第六卷).哈尔滨:东北林业大学出版社,
1998:185-216.
[3] 李军乔.鹅绒委陵菜的生态适应性及栽培技术研究.中国野生植物
资源,2005,24(4):36-37.
[4] 张彦芬,吴学明,高辉,等.青藏高原东北部鹅绒委陵菜资源及开发
利用前景的研究.西北农业报,2006,15(3):193-196.
[5] 姜彦成,党荣理.新疆委陵属植物花粉形态研究.新疆大学学报(自
然科学版),1995,12(4):77-82.
[6] 狄维忠,廖文波,王国瑞.广义委陵菜属花粉形态研究.西北植物学
报,1990,10(4):302-308.
[7] 俞德浚.中国植物志(37卷).北京:科学出版社,1985:234.
[8] 俞德浚,李朝銮.中国委陵菜属植物研究.植物分类学报,1980,18
(1):1-4.
[9] 赵先贵,肖玲,毛富春.中国植物花粉形态的研究进展.西北植物学
报,1999,19(5):92-95.
[10] 中国科学院植物研究所形态室胞粉组著.中国植物花粉形态.北
京:科学出版社,1960.
致谢:在使用扫描电镜过程中,东北农业大学电镜中心
的王学东老师给与悉心指导,在此表示衷心感谢!
7脊连续,平行,凹穴密集…………………………………委陵菜P.chinensis Ser.
7脊不连续,凹穴稀少
8沟端钝……………………….…………………翻白委陵菜P.discolor Bunge.
8沟端锐尖………………………….蔓委陵菜P. flagellaris Willd ex Schlecht.
·· 340