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长白楤木花的结构研究



全 文 :第 37 卷第 3 期 通 化 师 范 学 院 学 报(自然科学) Vol. 37 №3
2016 年 6 月 JOURNAL OF TONGHUA NORMAL UNIVERSITY Jun. 201
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DOI:10. 13877 / j. cnki. cn22 - 1284. 2016. 06. 008
长白楤木花的结构研究
*
刘秀岩1,刘亚娟2,朱俊义1,梁 宇1
(1.通化师范学院 生命科学学院,吉林 通化 134000;2.德惠实验中学,吉林 德惠 130300)
摘 要:利用扫描电子显微镜技术,观察长白楤木(Aralia Contunentalis Kitag)花的结构及其发育过程,研究结果表明:长
白楤木花的雄蕊、雌蕊均为 5 基数,雄蕊的发生早于雌蕊,雄蕊、雌蕊起源于不同的原基,但雄蕊和雌蕊却同时成熟,待开花前雄
蕊紧紧包围着雌蕊,这是两性花正常传粉受精、完成同花传粉的根本保证,同时揭示了多心皮合生形成单雌蕊的过程.另外,长
白楤木花蜜腺属于花盘蜜腺,由分泌表皮、产蜜组织及维管束三部分组成,开展花蜜腺研究,为进一步探讨五加科植物花蜜腺的
形态演化关系以及各属间的亲缘关系奠定了基础.
关键词:长白楤木;花;繁殖结构
中图分类号:Q944 文献标志码:A 文章编号:1008 - 7974(2016)
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03 - 0021 - 03
长白楤木 (Aralia continentalis Kitag)属于五
加科楤木属植物,学名东北土当归,是多年生草本植
物,主要分布于东北、华北及陕西、河南、四川、西藏
等地.地下有块状粗根茎,地上茎高达 1 米左右. 茎
草质直立、有棱线、稍分枝、基部木质化;叶为二回或
三回羽状复叶;圆锥花序大,顶生或腋生,分枝紧密,
主轴及分枝有灰色细毛;伞形花序直径 1. 5 ~ 2 厘
米,有花多数.果实为紫黑色浆果、球形、有 5 棱、直
径约 3 毫米.花期 7 ~ 8 月,果期 8 ~ 9 月[1].长白楤
木嫩茎可食用,是东北地区传统山野菜[2]. 其根可
入药,具有祛风燥湿、活血止痛、利尿解毒,镇惊补
虚之功效[3]. Abbe(1974)[4]、陈之端等(2001)[5]、
朱俊义等(2008)[6]对桦木科的桦木属(Betula
L.)、桤木属(Alnus Miller)、榛属(Corylus L.)、虎
榛子属(Ostryopsis Decne.)、鹅耳枥属(Carpinus
L.)和铁木属(Ostrya Scop.)雌雄生殖结构的早期
发育进行过扫描电镜观察,讨论了这些发育形态性
状对于理解分类群之间关系的价值,但是有关五加
科植物繁殖器官的发育过程研究未见报道. 本文通
过研究长白楤木繁殖器官的发育过程及其蜜腺的结
构,可以为今后进一步研究五加科植物的进化、演
化、系统分类提供一定的形态学依据.
1 实验材料与方法
1. 1 实验材料
长白楤木花采于通化师范学院生物基地内并经
鉴定,取花的各个时期用 FAA固定液固定备用.
1. 2 BSE2 观察模式的电镜观察标本的制作
长白楤木花结构可通过电镜扫描在 BSE2 观察
模式下观察.将固定好的实验材料,用流动的清水洗
掉 FAA 固定液,依次用 50%、70%、80%、90%、
95%、100%浓度的乙醇脱水 50 分钟,再用二甲苯连
续浸泡 2 次,每次 1h,之后再用醋酸异戊酯连续浸
泡 2 次,每次 1h,最后进行 CO2 临界干燥后喷金,放
置 H ITACH IS - 3000N型扫描电子显微镜内,在低
真空背散射模式(BSE2)下观察照相.
2 实验结果
2. 1 长白楤木花序特征
长白楤木花序为复合花序,分枝的花序轴上着
生伞形花序,每个伞形花序的小花数量 20 个左右,
分枝的花序轴在总花序轴上呈总状花序样式排列,
由下向上开放.
·12·
* 收稿日期:2015 - 10 - 12
作者简介:刘秀岩,女,吉林通化人,教师.
图版 I 长白楤木花花序结构
1.示刚刚发生于叶柄基部的复合花序;2 ~ 3.示复合花序继续生
长,分枝的花序轴在总花序轴上呈总状花序样式排列;4.示分枝的花
序轴上着生的伞形花序.
2. 2 长白楤木花器官的发育
(1)长白楤木花雄蕊、雌蕊的发育.长白楤木花
雄蕊的发生早于雌蕊,雄蕊是 5 基数.最开始在花瓣
基部形成 5 个球形雄蕊原基,在雄蕊原基逐渐形成
具 4 个药囊的雄蕊过程中,经历四棱形花药雏体、四
药囊花药、四药囊及花丝的雄蕊.虽然雄蕊的发生早
于雌蕊,但雄蕊和雌蕊却同时成熟,待开花前雄蕊紧
紧包围着雌蕊,长白楤木雌蕊基数是 5 个,5 个心皮
原基分别起源于 5 个雄蕊原基的基部,随着发育的
进行,5 个心皮逐渐联合,形成 5 心皮的合生雌蕊,
合生雌蕊柱头 5 裂,柱头表皮细胞形态清晰,为空心
花柱. 这是两性花正常传粉受精、完成同花传粉的
根本保证.
图版 II 长白楤木花发育结构
1.示长白楤木花为无限花序;2 ~ 5.示一朵发育成熟尚未开放的
小花;6 ~ 9.示雄蕊原基;10 ~ 14. 示处在发育的雄蕊和雌蕊、雌蕊晚
于雄蕊发育,雌蕊原基位于雄蕊原基的基部;15 ~ 16. 示 5 个雌蕊心
皮联合形成单雌蕊;17 ~ 18.示雌蕊、雄蕊进一步发育;19 ~ 20. 示由
花被包围的小花;21 ~ 23.示小花已发育成熟,外具被片,雄蕊发育成
熟,雌蕊柱头形成;24 ~ 26.示 5 心皮雌蕊及雌蕊柱头细胞形态;27 ~
30.示球形雄蕊原基形成成熟雄蕊的过程. 12 ~ 14. 1 棒 = 50μm;15. 1
棒 = 300μm.
(2)长白楤木花蜜腺的形态. 长白楤木花的花
蜜腺位于雌蕊基部,蜜腺呈圆形片状,由分泌表皮、
产蜜组织及维管束三部分组成,属于花盘蜜腺,分泌
表皮分布大量退化的气孔,为分泌孔,蜜腺生长一段
时间后,完成传粉受精后,自然消失.
图版 III 长白楤木花蜜腺结构
1 ~ 2.示长白楤木花蜜腺形态;3 ~ 4.示俯视雌蕊及蜜腺,蜜腺呈
片状;5 ~ 6.示蜜腺上退化的气孔为分泌孔.
3 结论
对植物进行繁殖器官发育过程研究,一方面可以
提供结构植物学研究案例,另一方面可研究属间或科
·22·
间植物进化、演化过程,进行植物系统分类学研究.
本文研究结果表明,长白楤木花的雄蕊、雌蕊均
为 5基数,雄蕊的发生早于雌蕊,雄蕊、雌蕊起源于不
同的原基,但雄蕊和雌蕊却同时成熟,待开花前雄蕊
紧紧包围着雌蕊,这是两性花正常传粉受精、完成同
花传粉的根本保证.另外,本文研究结果揭示了多心
皮合生形成单雌蕊的过程,此方面的研究未见报道.
蜜腺是虫媒花的典型特征,也是蜜源植物的主
要特征.蜜腺由于分类标准不同,有不同的类型,按
分泌物含糖量、淀粉量的多少,分为淀粉型蜜腺和非
淀粉型蜜腺(吉成均等,1995)[7];按蜜腺分布位置,
分为侧蜜腺、侧中蜜腺、环状蜜腺(邓彦斌等,
1995)[8];按结构组成分为结构蜜腺、非结构蜜腺
(刘文哲等,1995)[9];按形状分为颗粒状、乳头状、
短柱状、环状、盘状等(宁熙平等,2003)[10];按起源
发生位置,分为花被蜜腺(沈宗根等,1994)[11]、花盘
蜜腺(刘文哲等,1995)[12]、隔膜蜜腺(李平等,
1995)[13]、花托蜜腺(张红梅等,1998)[14]、子房蜜腺
(辛华等,2001)[15]、花柱蜜腺(辛华等,1999)[16]、总
苞蜜腺(滕红梅等,2002)[17].
长白楤木花蜜腺属于花盘蜜腺,由分泌表皮、产
蜜组织及维管束三部分组成. 五加科其他植物的蜜
腺尚未见报道,通过开展长白楤木花蜜腺研究,为今
后进一步探讨五加科植物花蜜腺的形态演化关系以
及各属间的亲缘关系奠定了形态学基础.
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(责任编辑:陈衍峰)
Research on the Flower Structure of Aralia Contunentalis
LIU Xiu - yan1,LIU Ya - juan2,ZHU Jun - yi1,LIANG Yu1
(1. Tonghua Normal University,Tonghua,Jilin 134000,China;
2. Dehui Experimental Middle School,Dehui,Jilin 130300,China)
Abstract:The flower structure and its development of Aralia Contunentalis were observed by scanning electron mi-
croscopy(SEM). The results showed that the stamens and pistil were 5 bases. The stamens occurred ear-
lier than the pistil,and they originated from different primordiums,but matured at the same time. The
stamens surrounded the pistil tightly before flowering,which could make the adichogamous flower com-
plete the normal pollination fertilization and the pollination with flowers. And many carpel formed the sin-
gle pistil. Moreover,the flower nectary belonged to the faceplate nectary and was composed of secretory
epidermis,producing honey tissue and vascular bundle. The research on flower nectary was to further ex-
plore flowers nectary morphology evolution relations of Araliaceae and relationship of each genus.
Key words:Aralia Contunentalis;Flower;Reproductive structure
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