全 文 ：《长江蔬菜》!!学术专刊
三种芸薹属蔬菜花器形态与花粉发育时期
相关的细胞形态学观察
肖建洲 陈玉萍
摘 要 对几种芸薹属蔬菜花粉发育的各个时期的细胞学形态进行了观察，并以此为依据计算不同蕾
长、瓣药比中单核靠边期和二核期的花粉细胞占总花粉细胞的比例。统计分析结果表明：当瓣药比在 #左右
时，三种蔬菜花药中所含的单核靠边期和二核期花粉粒占的比例最大。
关键词 芸薹属蔬菜 瓣药比 单核靠边期 二核期
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96&2/创建单倍体植物能大幅度缩短育种所需年限，进
行基因分析和基因互作等研究。目前通过花药和小孢
子培养诱导形成单倍体植物已在十字花科蔬菜作物
育种上得到广泛应用，不少作物通过花药和小孢子培
养已培育出新的优良品种或品系用于生产。然而诱导
率和绿苗率低仍是阻碍育种引用的两大现实因素。据
现有报道，影响十字花科蔬菜单倍体植物诱导形成率
的因素很多，有供体植株的遗传基因型、供体植株的
生理状态和栽培环境条件、花粉发育时期、花粉培养
前和培养初期的预处理、培养基、培养条件等。其中花
粉发育时期是影响培养效果的重要因素之一，处于单
核靠边期和二核期的花粉细胞较易成胚或愈伤组织。
本试验试图突破原始的用镜检确定花粉发育时
期的方法，转而寻找花药外部形态指标，如花蕾长度、
花瓣长与花药长之比（简称瓣药比）等与花粉发育阶
段的关系，以便能根据形态指标来确定花粉的发育时
期，提高组织培养效率。试验中，作者以大白菜、芥菜、
白花芥蓝等三种十字花科蔬菜花蕾为材料，在显微镜
下观察其花粉发育的细胞形态学结构，探讨花蕾长度
和瓣药比与单核靠边期和二核期花粉粒所占花粉总
数百分比的关系，为进一步探讨十字花科蔬菜花药培
养或小孢子培养中的一些共性与个性提供参考。
# 材料与方法
#A# 试验材料
本试验材料为大白菜F热抗王 GH天I、芥菜F晚熟枇
杷叶春叶I和白花芥蓝F湖北地方品种I的花蕾，由华中
农业大学蔬菜教研室提供（!#年 J月中旬，武汉）。
#A! 试验方法
从长势良好的盛花期植株的主花序或分枝花序
上，依次选取不同长度的花蕾，分装于卡诺氏固定液
（纯酒精K冰醋酸K氯仿LMK#KJ）中固定 !G +F小时I，取出
后置于 NO的酒精放在冰箱中冷藏，依次取各品种的
花蕾，测量蕾长及瓣药比，用镊子及解剖针切开花药，
轻轻将花粉挤压在载玻片上，滴加一滴 #O醋酸洋红
染色，去除杂质，盖上盖玻片，在显微镜下观察花粉粒
的发育时期，并统计相关数据。
#AJ 统计方法
一般根据花粉的发育将其划分 M个时期：单核早
期、单核居中期、单核靠边期、双核期、三核期和成熟
期。对不同品种、不同长度花蕾里的花粉粒进行镜检，
每份材料观察 ! 花粉粒的发育时期，并统计各时期
花粉粒所占的比例。
! 结果与分析
!A# 花粉发育过程
通过对不同品种和不同大小花蕾里的花粉粒发
育时期的观察，发现随着花药的发育，花粉四分体的
胼胝质壁溶解，细胞壁增厚变圆，绒毡层无退化现象，
也无明显液泡，此时的花粉粒进入单核早期。而后单
核花粉粒的核位于细胞中央即单核居中期。接着细胞
体积迅速增大，绒毡层开始退化，中央大液泡形成，细
胞核移到一边，细胞壁裂为三段，且具有三条明显的
沟，为单核靠边期。单核花粉充实后，接着进行一次有
丝分裂，形成两个细胞核，向着大液泡的为营养核，较
肖建洲，华中农业大学园艺系蔬菜专业，GJN
陈玉萍，通讯地址同第一作者
收稿日期：!!PHP#
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《长江蔬菜》!!学术专刊
大，贴近花粉壁的为生殖核，较小；细胞壁三角形不如
靠边期明显，此时为二核期。之后，生殖细胞分裂为二
个精细胞，细胞壁渐渐变圆，即为三核期。最后花粉粒
进一步膨大，花粉壁与沟不再明显，而核亦不明显，花
粉进入成熟期。
!#! 瓣药比与花粉发育的关系
由于同属于芸薹属的三种蔬菜的花蕾长度相差
较大，本研究试图以瓣药比的大小来研究花粉粒的发
育时期。各蔬菜的瓣药比大致划为：瓣药比$% & !、% & !$
瓣药比$%、瓣药比’% 和 %$瓣药比$( & ! 四组，从属于
各瓣药比的材料中取出花粉粒进行观察，统计花粉粒
各发育时期比例列于表 %。由表 %可以看出：当瓣药比
小于 % & !时，三种蔬菜花粉粒的发育以单核早期和单
核居中期为主，其所占的比例高于 )*。瓣药比大于
% & !且小于等于 %时，三种蔬菜花粉粒的发育以单核
靠边期为主，除芥菜单核靠边期比例为 (+*,+*，另
两种蔬菜的比例均高于 +*。若这些蔬菜花药培养或
小孢子培养是以单核靠边期的花粉粒诱导效率最高，
则应选择瓣药比大于 % & ! 且小于等于 % 的花蕾，从中
取得花药或小孢子进行培养，在同等培养条件下能获
得最多的单倍体胚状体。若三种蔬菜的花药培养或小
孢子的培养是以二核期的花粉粒为主，则选择的花蕾
的瓣药比应大于 % 小于 ( & !- 此时花药中的花粉粒以
二核期为主。
统计三种蔬菜不同瓣药比中单核靠边期和二核
期的花粉粒占花粉总数的比例.表 /0。这三种蔬菜在相
同的瓣药比中，单核靠边期和二核期的花粉粒占花粉
总数的比例没有显著差异；而同一蔬菜不同瓣药比之
间则存在显著差异。三种蔬菜单核靠边期和二核期的
花粉粒占花粉总数的比例以花蕾中的瓣药比在 % 左
右为最高，达到 1+*以上。因此，若此三种蔬菜的花药
培养或小孢子培养是以单核靠边期或二核期的花粉
粒为主，则应从瓣药比在 % 左右的花蕾取得花药或小
孢子进行培养，有利于获得单倍体的胚状体。
!#( 花蕾长度与花粉发育的关系
花蕾的大小用花蕾的长度来表示，其与花粉粒的
关系见表 %。由表中可以看出，就某一种蔬菜而言，其
花蕾的长短与花粉的发育时期有关。当综合考虑这三
种蔬菜花蕾长度与花粉粒的发育时期的相关性时，由
于这三种蔬菜花蕾长度差异较大，很难找出某一花蕾
长度能同时代表各蔬菜中花粉粒的某一发育时期。而
根据某一瓣药比就可以同时判断该蔬菜花粉粒的发
育时期。
( 讨论
基于花粉发育时期对十字花科蔬菜单倍体植株
诱导形成率的重要影响，而且处于单核靠边期和二核
期的花粉细胞较易成胚或愈伤组织，本试验试图寻找
花粉外部形态指标与花粉发育时期的关系。然而在进
行十字花科蔬菜花药和小孢子培养中，除以上因素
外，还要研究供体植株的生理状态和栽培环境条件、
培养基、培养前的预处理方式等，以提高培养效率。
此外，在花蕾的外部形态指标中，花蕾长度因采
收时期、采收气候及品种差异变化较大，而其瓣药比
却相对固定，因此用瓣药比判断芸薹属蔬菜花粉粒的
发育时期具有较为广泛的实际意义。
试验中，由于试验条件限制，未对镜检过程中发
现的极少数形态异常的细胞，如细胞壁呈三角形却无
核，体积超大或极小的深色花粉粒等进行更深研究，
这些细胞形成的原因是什么，是否可以发育形成单倍
的胚胎，出胚率有多高尚待进一步探讨。
依本试验的结果来看，瓣药比可作为判断大白
菜、芥菜、白花芥蓝花粉发育时期的一个重要依据。
而是否可以类推所有十字花科蔬菜都以瓣药比接
近 % 时为花药或小孢子培养的最佳时期，还需对更
多的试验材料进行进一步的研究。
表 ! 单核靠边及二核期花粉占总花粉数的比例
瓣药比
大白菜 芥蓝 芥菜 平均值 显著水平
* * * * +* %*
2’% 3!# 14#+ 11# 13#! 5 6
%$2$( & ! )(#+ )1#+ )3#+ )4#! 2 67
% & !$2$% )/#+ 1+# +%# ))#1 2 7
$2$% & ! !#+ (3#+ %4#+ !+#1 8 9
表 % 花蕾大小和瓣药比与芸薹属蔬菜花粉发育之间的关系
瓣药比 品种 花蕾长度
单核早期 单核居中期 单核靠边期 二核期 三核期 成熟期
数目 百分率 数目 百分率 数目 百分率 数目 百分率 数目 百分率 数目 百分率
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