全 文 ：荷花（Nelumbo nucifera Gaertn），系睡莲科莲属多
年生水生宿根草本，为中国最具特色，种植面积最大，
品种资源最丰富的水生经济植物。随着荷花育种工作
的发展，出现了越来越多的新品种，仅按花型、花茎、花
色等少数性状进行定性描述是难以阐明期间的亲缘关
系的，因此建立一个科学而实用的分类系统已为不少
学者所关注。20世纪80年代以来，应用孢粉分析进行
观赏植物的品种分类、演化研究已有较多报道[1-10]。关
于荷花花粉形态的研究资料至今尚无报道。此实验旨
在通过对荷花花粉形态的研究，为荷花的系统分类提
供花粉形态学方面的资料，为进一步研究荷花种质资
源及开展育种工作奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
2008年7月15日10:00于开封铁塔公园共采集荷
花品种10个（见表1），每个品种选含苞待放的花蕾2~
3朵带回室内，剥出花药待用。
1.2 方法
1.2.1 电镜观察方法 新鲜花药放置于 FAA固定液中
保存备用，电镜实验时取花药用30%、50%、70%、80%、
90%、100%(两次)无水乙醇梯度脱水，醋酸乙戊二酯置
换，CO2临界点干燥，解剖镜下剥开花药使花粉裸露，
第一作者简介：孔德政，男，1965年出生，江苏高淳人，副教授，博士，硕士生导师，主要从事花卉栽培生理的研究。通信地址：450002河南省郑州市文
化路95号河南农业大学林学园艺学院，E-mail:lichen831212@126.com。
收稿日期：2008-12-22，修回日期：2009-01-19。
荷花花粉的形态研究
孔德政，李 晨，赵海舰，贺 丹
（河南农业大学，郑州 450002）
摘 要：利用扫描电镜对10个荷花品种的花粉进行了观察与测量，对观察结果进行了主成分分析。结果
表明，荷花花粉形状为近球形，大小为极轴长37.5~50.9 μm，赤道轴长41.6~51.3 μm，具3条萌发沟，外壁
纹饰为脑纹状或皱波状。经主成分分析前5个主成分累积贡献率达96.3789%，已经代表了原始性状的
大部分信息，选出前5个主成分为新选主成分。在孢粉分析时各性状指标按重要性依次为极轴长（P）、
体积大小指数、赤道轴长（E）、沟长（L）、P/E、脊宽、L/P、外壁纹饰、沟宽（W）、极面观形状。
关键词：荷花；花粉形态；主成分分析
中图分类号：S645.9 文献标识码：A
Study on Pollen Morphology of Nelumbo nucifera
Kong Dezheng, Li Chen, Zhao Haijian, He Dan
（Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002）
Abstract: The pollen grains of 10 cultivars in Nelumbo nucifera Gaertn were observed under SEM (Scan
Electronic Microscope) and had the principal component analysis with the data. The results showed that they
were subglobose. The length between poles varied from 37.5-50.9 μm and diamerter of the equator ranged
41.6-51.3 μm. They all had three germinal furrows. The cover was embellished with cerebroid or rugulate.
With the principal component analysis result, the accumulative contribution rate of the former five principal
components reached to 96.3789% . So we choose the former five principal compoents as the new principal
components. The characters in importance one by one were the length between poles(P),volume index,diamerter
of the equator(E),the length of germinal furrow(L),P/E, distance of lirae, style of exine ornamentation, fossa
width and shapes in polar view in the analysis of palynology.
Key words: Nelumbo nucifera Gaertn, pollen morphology, the principal component analysis
中国农学通报 2009,25(06):175-178
Chinese Agricultural Science Bulletin
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双面胶粘台，真空喷金镀膜，以备观察。
日立S-3400扫描电镜观察花粉，扩大相应倍数观
察极轴长P、赤道轴长E、萌发沟长L、沟宽W、极面观形
状、沟深等级。各品种测量20粒，取平均值。
1.2.2 数量分析方法 取 10个样品的花粉作运算单
位，共 10个指标，即 7个定量指标（极轴长P、赤道轴
长 E、P/E、沟长 L、L/P、沟宽 W、体积大小指数
、网脊宽）和 2个定性指标（极面观形状、沟
深等级），性状量化方法为定量性状直接取其数值标
准化，定性多态性状则按不同形态进行编号，二元性
状编号为 0、1。计算时将各运算单位数值直接输入
计算机中进行主成分分析。
2 结果与分析
2.1 荷花花粉形态观察结果及测量数据
根据扫描电镜的观察、测量和照相，花粉分析指标
结果见表2，部分品种花粉照片见图版。
表1 供试材料名录
序号
1
2
3
4
5
中文名
八一莲
白川台
太白莲
大红袍
粉碗莲
学名
‘Bayi Lian’
‘Baichuanta’
‘Taibai Lian’
‘Dahongpao’
‘Fen Wanlian’
序号
6
7
8
9
10
中文名
红碗莲
金凤展翅
太空莲
绯桃
中日友谊莲
学名
‘Hong Wanlian’
‘Jinfengzhanchi’
‘Taikong Lian’
‘Fei Tao’
‘Zhong-ri Youyi Lian’
表2 荷花品种花粉形态特征 (μm)
品种
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
极轴长（P）
44.3(38.2~46.9)
45.3(40.4~49.0)
44.6(42.2~45.7)
50.8(44.1~55.8)
43.8(41.7~46.4)
49.8(41.5~59.6)
41.7(32.0~45.5)
50.9(43.5~55.4)
37.5(29.9~44.7)
46.2(45.4~47.5)
赤道轴长（E）
47.5(41.2~52.1)
49.1(45.5~53.8)
48.6(46.8~50.3)
51.3(47.2~54.6)
47.3(45.8~50.0)
50.9(43.2~59.0)
42.3(32.3~47.9)
50.9(41.3~60.9)
41.6(34.3~48.9)
48.1(45.9~49.3)
P/E
0.94(0.90~0.96)
0.92(0.89~1.00)
0.92(0.90~0.97)
0.99(0.93~1.01)
0.92(0.90~0.94)
0.98(0.94~1.07)
0.99(0.93~1.08)
0.99(0.91~1.09)
0.90(0.87~0.93)
0.96(0.92~1.03)
沟长（L）
38.3
39.4
42.5
42.6
31.4
37.6
32.1
36.7
28.3
39.8
L/P
0.86
0.87
0.95
0.84
0.86
0.76
0.77
0.72
0.75
0.86
沟宽（W）
4.41
5.45
5.49
3.47
3.86
9.32
4.37
2.49
3.87
4.60
体积大小
指数
45.9
47.2
46.6
51.0
45.5
50.3
42.0
50.9
39.5
47.1
脊宽
1.27
1.20
1.25
1.47
1.33
1.29
1.26
1.18
1.10
1.46
极面观
形状
三裂圆形
三裂圆形
钝三角形
三裂圆形
圆形
三裂圆形
圆形
三裂圆形
三裂圆形
三裂圆形
外壁
纹饰
脑纹状
脑纹状
脑纹状
脑纹状
脑纹状
脑纹状
脑纹状
皱波状
脑纹状
脑纹状
2.2 主成分分析
经分析第5主成分的贡献率为6.7601%，而第6主
成分的贡献率为 2.8212%，明显下降，前 5个主成分的
累积贡献率达到96.3789%，已经代表了原始性状的大
部分信息，因此选出前5个主成分为新选主成分（见表
3），原 10个性状在新选 5个主成分（Y1、Y2、Y3、Y4、Y5）
上的因子载荷见表4。
由表 4可知，第一主成分中极轴长（P）的系数最
大，即在第一主成分上负荷最大，其次是体积大小指
数、赤道轴长、沟长、P/E、脊宽；在第二主成分上负荷较
大的指标为L/P、外壁纹饰、沟宽、P/E；第三主成分上
是极面观形状、脊宽、P/E、沟宽；第四主成分上是沟宽、
L/P、P/E。
依主成分分析结果，在孢粉分析时，各个性状指标
的重要性依次为极轴长、体积大小指数、赤道轴长、沟
长、P/E、脊宽、L/P、外壁纹饰、沟宽、极面观形状。
主成分
特征值
贡献率
累积贡献率
Y1
4.4980
44.9800
44.9800
Y2
2.4095
24.0952
69.0751
Y3
1.2236
12.2356
81.3108
Y4
0.8308
8.3080
89.6188
Y5
0.6760
6.7601
96.3789
Y6
0.2821
2.8212
99.2001
表3 前5个主成分贡献率
·· 176
表4 因子载荷量表
主成分
极轴长
赤道轴长
P/E
沟长
L/P
沟宽
体积大小指数（ ）
脊宽
极面观形状
外壁纹饰
Y1
0.4598
0.4476
0.2981
0.3861
0.0782
0.0752
0.4560
0.2404
-0.1969
0.1843
Y2
-0.0217
0.0645
-0.3489
0.2696
0.5715
0.3581
-0.0866
0.2250
0.0327
-0.5357
Y3
0.0064
-0.1012
0.2930
-0.0701
-0.0499
-0.2726
0.0348
0.6200
0.6356
-0.1804
Y4
0.0321
-0.0447
0.3294
-0.2500
-0.3577
0.8128
0.0275
0.0159
0.0659
-0.1789
Y5
0.2164
0.1061
-0.1954
-0.0782
0.2595
0.1847
0.1852
-0.4223
0.6904
0.3271
图1 金凤展翅赤道面观 图2 太空莲赤道面观 图3 太白莲极面观（钝三角形）
图4 中日友谊莲极面观（三裂圆形） 图5 红碗莲萌发沟 图6 太空莲萌发沟
图7 粉碗莲外壁纹饰（脑纹状） 图8 太空莲外壁纹饰（皱波状）
注：上述图版为扫描电镜下荷花部分品种的花粉形态
孔德政等：荷花花粉的形态研究 ·· 177
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3 结论与讨论
(1)许多研究资料表明，植物花粉性状十分稳定，
它既具有科属的共同特征，也有种的特异性，所以，在
现代植物分类及古植物研究中，对花粉形态特征的系
统研究已引起了不少学者的高度重视。实验所观察的
10个荷花品种的花粉，其形态特征在许多方面表现出
了共性，如供试品种花粉的外部形态均呈近球形，赤道
面观均为椭圆形，花粉均具 3条萌发沟，呈裂开状，沟
内覆盖细密粗颗粒。上述共同特征表明荷花品种是一
个亲缘关系极为接近的、自然的类群，这支持了传统分
类的种内同质性。
(2)在所研究的10个荷花品种的花粉中，有许多细
微形态特征表现出了差异，存在着比较明显的种内异
质性和多样性，主要表现在以下几个方面：①各品种的
花粉粒大小差异较大，大红袍花粉粒最大，绯桃最小，
其它品种花粉以不同的大小介于上述二者之间。②各
品种的萌发器官形态也各具特点，如供试各品种沟宽、
沟长的大小不同。③各品种极面观形状存在差别，大
部分品种为三裂圆形，个别品种为钝三角形或圆形。
诸如上述细微形态差别，可以作为鉴别荷花品种的依
据，对荷花品种的划分有一定的系统学意义。
(3)主成分分析是把多个指标化为少数几个综合
指标的一种统计分析方法。它主要研究各个性状间的
相互关系，通过相关矩阵内部结构的分析研究，找出控
制所有性状的几个主成分，从而简化原始数据，比较容
易和清晰地解释各指标之间的关系。所以，此研究把
各性状数量化进行主成分分析，以确定荷花品种分类
的主要指标，使分类更加客观。新选主成份可以作为
鉴别荷花品种的依据。
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