锦绣杜鹃花柄显微结构的观察

杜鹃花属5种植物叶表皮结构解剖及分类意义初探唐光大;吴海求;庄雪影【摘要】利用光学显微镜(LM)和环境扫描电子显微镜(SEM)对杜鹃花属(Rhododendron)马银花亚属(Azaleatrum)5种分类争议较大的刺毛杜鹃(R. championiae Hook.)、弯蒴杜鹃(R. henryi Hance)、东南杜鹃(R.dunnii Wils.)、毛棉杜鹃(R.moulmainense Hook.)、凯里杜鹃(R.westlandii Hemsl.)的叶表皮特征进行观察.结果表明叶表皮的细胞形状大小、表皮毛和气孔器具有一定的分类学意义.根据5个种的叶表皮毛被的过渡性,结合花部形态,东南杜鹃和弯蒴杜鹃更接近于凯里杜鹃,初步推测东南杜鹃和弯蒴杜鹃为毛棉杜鹃与凯里杜鹃的天然杂交种.弯蒴杜鹃与东南杜鹃的叶表皮毛被数量和气孔器周围环状条纹存在明显差异,支持东南杜鹃作为独立的种.【期刊名称】《湖北民族学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(028)004【总页数】4页(P371-374)【关键词】杜鹃花属;叶表皮;分类学意义【作者】唐光大;吴海求;庄雪影【作者单位】华南农业大学,林学院,广东,广州,510640;华南农业大学,林学院,广东,广州,510640;华南农业大学,林学院,广东,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】Q949.772杜鹃花属是杜鹃花科最大的属，全世界约1 000种，中国有571种，其中409种为特有种[1].中国西南是世界最大的杜鹃分布中心和多度中心，野生杜鹃资源丰富，具有很高的开发利用价值.杜鹃花属植物种类多、分布广、变异大，分类问题复杂[2]，特别是存在普遍的自然杂交现象，因此，有些学者提出自然杂交可能在杜鹃花属的物种进化和物种形成方面起着重要的推动作用[3,4].由于杜鹃花属种间内部结构与外部形态形状存在交叉重叠，在亚属、组的界定，尤其是种的确定上存在较大的分歧.本文针对形态特征交叉重叠、分类争议较大的5种杜鹃花属植物，开展其叶表皮结构研究，探讨叶表皮特征在5种杜鹃花属植物的种间鉴别和分类学处理上的意义.表1 实验材料来源Tab.1 Resource of the experimental material种名采集地馆藏凭证标本刺毛杜鹃(RhododendronchampioniaeHook.)广东韶关乳阳CANT18051弯蒴杜鹃(RhododendronhenryiHance)广东封开黑石顶CANT0525东南杜鹃(RhododendrondunniiWils.)广东大浦ISBC202586毛棉杜鹃(RhododendronmoulmainenseHook.)广东车八岭CANT55008凯里杜鹃(RhododendronwestlandiiHemsl.)采集地不详ISBC181431 材料和方法1.1 材料实验材料全部取自华南农业大学植物标本馆(CANT)和中科院华南植物研究所标本馆(ISBC)的蜡叶标本(表1).1.2 方法1.2.1 光镜观察的材料处理采用过氧化氢-冰醋酸离析法，取所选标本成熟叶，用刀片避开中脉及较大侧脉切取约5 mm×5 mm小块，放入器皿中隔水煮沸软化约30 min，吸干材料上的水分，加入1∶1的冰醋酸与 30%过氧化氢混合液并放入60℃水浴温箱中10 h，待叶肉组织出现多量明显气泡，与上、下表皮开始分离时，把离析后的材料取出用清水洗净，移入盛有蒸馏水的容器中，撕下表皮，用毛笔轻轻扫去残留叶肉组织，并清洗2次.将洗净后的叶片上下表皮放入染色皿中用1%番红酒精(50%)溶液染色约25 min，染色后将材料移入盛有蒸馏水的容器中清洗并漂洗约10 h，按常规方法制片.在Leica (DMLB)光学显微镜(LM)下观察拍照. 1.2.2 光镜下的数据统计随机抽取30个上下表皮细胞观测而确定表皮细胞形状；分别测量10个上表皮细胞和下表皮气孔器的长短轴求均值，以定长短轴之比，并以气孔器长短轴之比归类气孔器形状；统计物镜为40倍下30个视野的气孔器个数，计算平均值统计为气孔器密度.1.2.3 扫描电镜的观察材料处理剪取蜡叶标本叶边缘处大小约5 mm×5 mm的叶片，用银粉乳胶混合物将材料粘在铜台上，经离子溅射仪喷金镀膜后，移入Philips XL-30型号环境扫描电子显微镜(SEM)下观察、拍照.2 观测结果在光学显微镜下，5种杜鹃花属的叶脉细胞饰纹均为长条四边形，细胞壁稍厚；上表皮细胞大小约为下表皮细胞的1.1～1.2倍；5种植物均具不分节的多细胞毛，毛被表面具纵向纹理(图版1：1c，2c)；下表皮气孔密度差异不大，密度约320～420个/mm2；下表皮气孔器的副卫细胞4～5个(表1)，以其长边包围保卫细胞(图版1：2b，4b，5d).在电子显微镜下，5种杜鹃花属植物的毛被密度存在一定的差异.刺毛杜鹃毛被最密，下表皮毛被数量大，具有两种明显长度差异的毛被，一种为末端明显膨大的腺头刚毛(图版2：1h)，另一种为不分节的多细胞毛，表面具纵向沟痕(图版2：1g)；毛被横切面呈蜂窝状(图版2：1g)；弯蒴杜鹃毛被单一，仅具较稀疏的不分节的多细胞毛(图版2：2d)；东南杜鹃的毛被稀少，仅在叶柄和叶边缘具少量睫毛状的多细胞毛；毛棉杜鹃和凯里杜鹃上下表皮均无毛(图版2：4e，5e).3 检索表通过本实验对杜鹃花属5种植物叶表皮形态的观察，根据叶表皮附属物及气孔器形态特征，有如下分类检索表：1. 叶表皮被多细胞毛和腺头刚毛，上表皮细胞为不规则形…………刺毛杜鹃(R. championiae Hook.)1. 叶上表皮无毛，上表皮细胞为多边形.2.叶边缘被毛.3.气孔器外围具3层或以上环状突起的条纹…………………………弯蒴杜鹃(R. henryi Hance)3.气孔器外围具2层环状不突起的条纹…………………………………东南杜鹃(R. dunnii Wils.)2. 叶边缘无毛.4.下表皮垂周壁浅波状，气孔器外围边缘不突起………………毛棉杜鹃(R. moulmainense Hook.)4.下表皮垂周壁平直，气孔器外围具明显的环状突起……………凯里杜鹃(R. westlandii Hemsl.)图版1 光学显微镜下5种杜鹃花的叶表皮结构 1a-1d：刺毛杜鹃.2a-2c：弯蒴杜鹃.3a-3b：东南杜鹃.4a-4b：毛棉杜鹃.5a-5d：凯里杜鹃.1a, 1c, 2a, 2c, 3a, 4a, 5a, 5b：上表皮.1b, 1d, 2b, 2c, 3b, 4b, 5c, 5d：下表皮.1c, 1d, 2c：示多细胞毛.5c：示鳞片.(图片放大倍数：除5b，5c，5d的放大倍数为400倍以外，其余图片均为200倍.)Plate 1 Leaf epidermis under the light microscope in five species of Rhododendron. 1a-1d: R. championiae. 2a-2c: R. henryi. 3a-3b: R.dunnii. 4a-4b: R. moulmainense. 5a-5d: R. westlandii. 1a, 1c, 2a, 2c, 3a, 4a, 5a, 5b Adaxial epidermis. 1b, 1d, 2b, 2c, 3b, 4b, 5c, 5d: Abaxial epidermis. 1c, 1d, 2c: Showing multicellular hairs. 5c: Showing scales. (Scale bars: 1a-1d, 2a-2c, 3a-3b, 4a-4b, 5a =1×200; 5b，5c，5d=1×400)图版2 电镜下5种杜鹃花的叶表皮结构，示多细胞毛、气孔器结构；1e-1h：刺毛杜鹃；2d-2e：弯蒴杜鹃；3d-3e：东南杜鹃；4e：毛棉杜鹃；5e：凯里杜鹃.Plate 2 Leaf epidermis under the scanning electron microscope in five species of Rhododendron, showing multicellular hairs and stomatal apparatuses,all abaxial epidermis except for 1f.1e-1h: R.championiae.2d-2e:R.henryi.3d-3e:R.dunnii.4e:R.moulmainense. 5e:R.westlandii.Scale bars:1f=500 μm; 1 g,1h=50 μm; 2 d,30=200 μm;1e,2e,3e,5e=20 μm;4e=10 μm.4 分析与讨论国内杜鹃花属马银花亚属植物有29种，Fang 等将马银花亚属分为马银花组(Azaleastrum)和长蕊杜鹃组(Choniastrum)，其中长蕊杜鹃组21种[1]，该组植物许多形状特征重叠、分布区也重叠、种间杂交可育，自然杂交现象较普遍[3]，给类群植物的系统分类带来了较大的困惑.从本实验的光学显微镜和电子显微镜观察结果看，叶表皮特征表现出一定的多态性，可作为探讨杜鹃花属内分类群的系统发育关系的依据之一.4.1 种杜鹃花的叶表皮毛被特征高连明和李德铢将凯里杜鹃(R. kailiense Fang & M. Y. He)和线萼杜鹃(R. linearicupulare Tam)归并为新的凯里杜鹃(R. westlandii)，山荷桃(R. championae Hook. var. ovatifolium Tam)处理为刺毛杜鹃的异名[5].本实验观测结果显示刺毛杜鹃的毛被和表皮细胞特征与其他4种植物差异最大，表皮细胞形状是唯一的不规则形，具有多细胞毛和腺头刚毛两种毛被.叶表皮的毛被在5种杜鹃花属植物中存在明显的过渡趋势，刺毛杜鹃毛被最多最浓密，上下表皮均有毛被(图版1：1c，1d)，毛棉杜鹃和凯里杜鹃无毛(图版1：4d，5b；表2)，弯蒴杜鹃和东南杜鹃处于中间过渡状态，叶片边缘具毛被而上下表皮毛被较少(图版2：2d，3d；表2).王玉国等在观测杜鹃花属部分种的叶表皮微形态时，发现弯蒴杜鹃和凯里杜鹃的叶表皮微形态差异较小，提出将二者同归为马银花型(R. ovatum-type)[6].笔者通过野外调查及标本记录查阅结果显示，刺毛杜鹃、弯蒴杜鹃、东南杜鹃和凯里杜鹃的自然分布区域重叠，弯蒴杜鹃和东南杜鹃的花颜色更接近凯里杜鹃，故初步推测弯蒴杜鹃和东南杜鹃可能为刺毛杜鹃和凯里杜鹃的自然杂交种.表2 在光镜和电镜下5种杜鹃花属植物的叶表皮特征比较Tab.2 Comparison of leaf epidermal characteristics of five plants of Rhododendron under LMand SEM特征刺毛杜鹃(R.championiae)弯蒴杜鹃(R.henryi)东南杜鹃(R.dunnii)毛棉杜鹃(R.moulmainense)凯里杜鹃(R.westlandii)毛被结构多细胞毛腺头刚毛多细胞毛多细胞毛--毛被密度浓密较浓密稀疏无毛无毛上表皮细胞形状不规则形多边形多边形多边形多边形上表皮细胞长短轴之比1.251.501.321.671.33下表皮细胞形状不规则形长条形长条形长条形长条形平均气孔密度(个/mm2)380363324377419气孔器长短轴之比1.251.431.081.501.26气孔器形状椭圆形椭圆形近圆形卵圆形椭圆形表皮附属物结晶体叶表皮均具明显结晶体毛被+++仅叶缘++仅叶缘+--毛被结构多细胞毛腺头刚毛多细胞毛多细胞毛--垂周壁式样上表皮深波状平直平直-浅波平直-浅波平直-浅波下表皮深波状波状波状波状平直-浅波注：“+ + +”为毛被显著，“+ +”为毛被稀疏，“+”为毛被稀少，“-”为没有毛被.4.2 东南杜鹃的分类处理弯蒴杜鹃、东南杜鹃和刺毛杜鹃3个种因其形态特征存在明显的过渡性，种间特征重叠较大，在分类处理过程中曾多次变更.谭沛祥认为刺毛杜鹃的叶密被腺头刚毛，花萼裂片线状钻形，弯蒴杜鹃的叶成长时两面无毛，但叶柄具腺头刚毛，花萼裂片线形，钝头；而东南杜鹃的幼枝和叶边无毛，将三者分开[7]，胡琳贞和方明渊认为罗浮杜鹃的幼枝、叶柄及叶片下面被疏刚毛或腺头刚毛，花冠淡紫色或粉红色；而刺毛杜鹃的幼枝、叶柄及叶的两面都密被刚毛或腺头刚毛，花冠白色或淡红色，将二者分开，将东南杜鹃作为弯蒴杜鹃的变种(R. henryi var. dunnii)[8].在叶表皮解剖方面，王玉国等的观测结果显示弯蒴杜鹃的叶上表皮为不规则形[6]，而据笔者的观测结果显示弯蒴杜鹃的上表皮为规则形，这可能与材料取样的凭证标本不同有关，同时也说明该物种在分类上的复杂性.本研究结果显示：弯蒴杜鹃与东南杜鹃之间，弯蒴杜鹃的气孔器周围环状条纹明显突起(图版2：2e)，东南杜鹃气孔器周围环状条纹未见突起(图版2：3e)；另外，二者叶片边缘的毛被数量也存在较大差异(表1)，花萼长度和子房毛被明显不同[9].因此，支持东南杜鹃作为独立的种，但对于该种的位置有待于利用更多性状特征进一步研究确定.参考文献:[1] Fang M Y,Fang R Z,He M Y,et al.Flora of China[M].Beijing:Science Press,2005:260.[2] 周兰英,王永清,张丽,等.46种杜鹃花属植物表型性状的数量分类[J].林业科学,2009,45(8):67-75.[3] 张敬丽,张长芹,吴之坤,等.探讨种间传粉在杜鹃花属自然杂交物种形成中的作用[J].生物多样性,2007,15 (6): 658-665.[4] Hong G Zh,Richard I M,Hang S.Morphological and molecular evidence of natural hybridization between two distantly related Rhododendron species from the Sino-Himalaya[J].Botanical Journal of the LinneanSociety,2008,156：119-129.[5] 高连明,李德铢.国产杜鹃花属马银花亚属(杜鹃花科)五个新异名[J].植物分类学报,2006,44(5):604-607.[6] 王玉国,李光照,张文驹,等.中国杜鹃花属的叶表皮特征及其系统学意义[J].植物分类学报,2007,45(1):1-20.[7] 谭沛祥.华南杜鹃花志[M].广州:广东科技出版社,1983：1-183.[8] 胡琳贞,方明渊.中国植物志[M].北京:科学出版社，1994:341-434.[9] 唐光大,庄雪影.广东省杜鹃花属新资料[J].华南农业大学学报,2009,30(3):120-121.。

锦绣杜鹃（Rhododendron pulchrum Sweet ）为杜鹃花科杜鹃花属植物[1-2]，常绿灌木，伞形花序顶生，有花1～5朵，花期为3—5月，喜凉爽湿润、阳光充足的环境，喜肥沃疏松且排水良好的土壤[3]。

锦绣杜鹃可观花也可观叶，为常用园林绿化植物，多种植于公园、道路，绿篱状，是优良的园林植物[2]。

试验地位于福建省福州市，地处东南沿海地区，属亚热带季风气候，温暖湿润，阳光充足，雨水充沛，一般无雪，平均气温为20～25℃，夏季高温可达38℃，冬季较为温暖，偶见低温，最低可达-2℃，但持续时间短暂。

福州市气候条件较适宜锦绣杜鹃生长，因此过去几年中福州大量引进了锦绣杜鹃，并种植于各大道路、公园、社区等绿地。

福州市的锦绣杜鹃在引种初期开花表现良好，但随着时间推移，开花量越来越少，有时甚至不开花，这一现象非常影响锦绣杜鹃的观赏价值。

植物开花情况受到多种因素的影响。

根据相关试验资料及种植经验，锦绣杜鹃在光照充足且种植密度不大，或者孤植情况下开花情况良好，或者经过一定修剪疏枝后开花情况有所改善，但光照不充分或者种植密度过大，开花情况均不佳，有时甚至根本不开花。

前人研究表明植物生长调节剂也会对植物开花起到影响。

根据植物生长调节剂来源可分为两类，一类为天然的植物生长调节剂，称为植物内源生长调节剂；另一类为人工合成的植物生长调节剂，又称为外源生长调节剂，它们都对植物细胞分裂生长、组织与器官分化、成熟衰老、开花结果等生理过程起到一定的调节作用[4-5]。

不同的植物生长调节剂所起的作用有所差异。

本试验目的在于探究几种外源植物生长调节剂对锦绣杜鹃开花情况及花部形态结构变化的影响，从而为改善锦绣杜鹃开花数量和质量提供一定参考。

收稿日期：2021-07-12作者简介：刘树明（1986—），女，福建福州人，硕士，工程师，主要从事植物资源、植物引种栽培及园林绿化研究。

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杜鹃花粉光镜下观察
杜鹃花是一种常见的花卉植物，其花朵鲜艳美丽，深受人们喜爱。

我们可以使用光学显微镜观察杜鹃花粉的微观结构，以更深
入地了解这种美丽的植物。

一、杜鹃花的花粉形态
杜鹃花的花粉呈椭圆状，大小约为10-12微米。

花粉表面光滑，呈黄色或橙色。

由于花粉细腻而轻，可以通过风力或昆虫传播到
其他花朵上，完成授粉的过程。

二、杜鹃花的花粉壁结构
杜鹃花的花粉壁分为三层结构：内壁层、外壁层和纹饰层。

其
中内壁层和纹饰层主要由纤维素和琥珀酸等有机物质组成，而外
壁层则是由蜡质、角蛋白、皂素和草酸等多种物质形成的。

三、杜鹃花的花粉纹饰特征
杜鹃花的花粉纹饰在光学显微镜下非常清晰。

花粉纹饰主要由
凹凸不平的小圆形凸起和放射状的棘刺组成，这些凸起和棘刺呈
现出黑色的颜色。

花粉纹饰的形状和大小可以帮助我们区分不同
的植物物种。

四、杜鹃花的花粉种类
杜鹃花的花粉种类有单粒花粉和多粒花粉两种。

单粒花粉一般只有一枚，多粒花粉则为多数个花粉团集体产生的。

单粒花粉的花粉粒直径一般小于20微米，而多粒花粉的花粉粒直径则较大。

总结：
通过光学显微镜观察杜鹃花的花粉，我们能够看到它的微观结构特征。

杜鹃花的花粉壁结构、纹饰特征、花粉种类等各方面都非常值得我们深入了解。

而对于植物学爱好者来说，观察花粉特征对于植物鉴定和分类也有一定的研究价值。

㊀Ｇｕｉｈａｉａ㊀Ａｐｒ.２０２４ꎬ４４(４):７２１－７２９ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｇｕｉｈａｉａ－ｊｏｕｒｎａｌ.ｃｏｍＤＯＩ:１０.１１９３１/ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０２２１２００９马海英ꎬ杨瑞ꎬ杨柳ꎬ等ꎬ２０２４.锦绣杜鹃花药发育及散粉孔形成的形态与解剖学研究[Ｊ].广西植物ꎬ４４(４):７２１－７２９.ＭＡＨＹꎬＹＡＮＧＲꎬＹＡＮＧＬꎬｅｔａｌ.ꎬ２０２４.ＡｎｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅｉｎＲｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎˑｐｕｌｃｈｒｕｍ[Ｊ].Ｇｕｉｈａｉａꎬ４４(４):７２１－７２９.锦绣杜鹃花药发育及散粉孔形成的形态与解剖学研究马海英１∗ꎬ杨㊀瑞２ꎬ杨㊀柳１ꎬ丁开宇１(１.云南大学生态与环境学院ꎬ昆明６５０５０４ꎻ２.云南大学生命科学学院ꎬ昆明６５０５０４)摘㊀要:被子植物中部分类群的花药开裂方式为孔裂ꎬ人们对此类花药的发育与散粉孔的形成及散粉机制了解甚少ꎮ杜鹃属(Ｒｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎ)植物的花药普遍为顶孔开裂ꎬ为探究其花药的发育和散粉孔的形成及散粉机制ꎬ该研究对锦绣杜鹃(Ｒｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎˑｐｕｌｃｈｒｕｍ)进行了解剖观察和石蜡切片ꎮ结果表明:(１)锦绣杜鹃花药顶端成孔区与花药主体具有不同的组织构成ꎬ成孔区由薄壁组织构成ꎬ起源于雄蕊原基顶端的分生组织ꎬ花粉成熟时薄壁细胞分解成为散粉孔ꎻ花药的主体由孢原细胞发育而来ꎬ孢原细胞经多次分裂分化成为具多层花药壁的花粉囊ꎮ(２)锦绣杜鹃的花药壁在小孢子母细胞至小孢子四分体时期发育完全ꎬ有６~７层细胞ꎬ包括１层表皮㊁２~３层药室内壁㊁１~２层中层和１层绒毡层ꎬ中层在小孢子四分体形成后即分解ꎬ绒毡层在花粉完全成熟前分解消失ꎬ花药壁在花粉成熟时有表皮和２~３层药室内壁ꎮ(３)与纵裂型花药不同ꎬ锦绣杜鹃的药室内壁在花粉成熟时不发生纤维化ꎬ但因积累多糖而增厚ꎬ具有韧性和弹性ꎮ(４)锦绣杜鹃花粉发育过程中小孢子母细胞产生的４个小孢子不分离ꎬ成熟花粉为四合花粉ꎬ花粉间具有粘丝ꎮ推测锦绣杜鹃具多层药室内壁且加厚可使花粉囊空间缩小ꎬ从而将上部花粉 挤出 散粉孔ꎬ而花粉间的粘丝使昆虫传粉时可将花粉成团带出ꎬ其药室内壁多层且积累多糖是与顶孔开裂相适应的特征ꎮ关键词:杜鹃属ꎬ锦绣杜鹃ꎬ花药发育ꎬ孔裂ꎬ药室内壁ꎬ薄壁组织中图分类号:Ｑ９４９㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１０００￣３１４２(２０２４)０４￣０７２１￣０９ＡｎｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅｉｎＲｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎˑｐｕｌｃｈｒｕｍＭＡＨａｉｙｉｎｇ１∗ꎬＹＡＮＧＲｕｉ２ꎬＹＡＮＧＬｉｕ１ꎬＤＩＮＧＫａｉｙｕ１(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅꎬＹｕｎｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５０５０４ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｃｈｏｏｌｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＹｕｎｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５０５０４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＦｌｏｗｅｒｓｏｆＲｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎｈａｖｅｕｎｉｑｕｅｐｏｒｉｃｉｄａｌｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅａｎｔｈｅｒꎬｂｕｔｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｐｏｌｌｅｎｒｅｌｅａｓｉｎｇａｒｅｎｏｔｆｕｌｌｙｋｎｏｗｎ.ＴｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅａｎｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＲｈｏｄｏｄｅｎｄｏｎˑｐｕｌｃｈｒｕｍｔｈｒｏｕｇｈｍｉｃｒｏｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｐａｒａｆｆｉｎｓｅｃｔｉｏｎｔｏｆｉｎｄｏｕｔｈｏｗｔｈｅｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅ收稿日期:２０２３－０４－３０㊀接受日期:２０２３－０９－１３基金项目:国家自然科学基金(３１０６００２９)ꎮ第一作者:马海英(１９７１ )ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向为植物形态与系统分类ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｍａｈｙ＠ｙｎｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎮ∗通信作者ｄｅｖｅｌｏｐｓａｎｄｗｈａｔｔｉｓｓｕｅｓａｒｅｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｉｔｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ:(１)Ｔｈｅｔｉｓｓｕｅｆｏｒｍｉｎｇｔｈｅａｐｉｃａｌｐｏｒｅａｎｄｔｈｅｍａｉｎｂｏｄｙｏｆｔｈｅａｎｔｈｅｒｄｉｖｅｒｇｅｄｆｒｏｍｔｈｅｖｅｒｙｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆｔｈｅｓｔａｍｅｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ.Ｔｈｅｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅｉｓｆｏｒｍｅｄｂｙｂｒｅａｋｉｎｇｄｏｗｎｏｆｐａｒｅｎｃｈｙｍａｔｉｓｓｕｅꎬｗｈｉｃｈｉｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｐｉｃａｌｍｅｒｉｓｔｅｍｏｆｓｔａｍｅｎｐｒｉｍｏｒｄｉｕｍ.Ｔｈｅｂｏｄｙｐａｒｔｏｆｔｈｅａｎｔｈｅｒｃｏｍｅｓｆｒｏｍｔｈｅａｒｃｈｅｓｐｏｒｉａｌｃｅｌｌｓａｎｄｔｈｅｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｔｏｒｅｇｕｌａｒｐｏｌｌｅｎｓａｃｓｗｉｔｈｍｕｌｔｉ￣ｌａｙｅｒｅｄａｎｔｈｅｒｗａｌｌｓ.(２)Ｔｈｅａｎｔｈｅｒｗａｌｌｉｓｆｕｌｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄａｔｔｈｅｓｔａｇｅｓｆｒｏｍｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅｍｏｔｈｅｒｃｅｌｌｔｏｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅｔｅｔｒａｄꎬｗｉｔｈ６－７ｌａｙｅｒｓｏｆｃｅｌｌｓꎬｉｎｃｌｕｄｉｎｇ１ｌａｙｅｒｏｆｅｐｉｄｅｒｍｉｓꎬ２－３ｌａｙｅｒｓｏｆｅｎｄｏｔｈｅｃｉａꎬ１－２ｌａｙｅｒｓｏｆｍｉｄｄｌｅｌａｙｅｒｓａｎｄ１ｌａｙｅｒｏｆｔａｐｅｔｕｍ.Ｔｈｅｍｉｄｄｌｅｌａｙｅｒｓｓｏｏｎｂｒｅａｋｄｏｗｎａｆｔｅｒｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅｔｅｔｒａｄｓａｎｄｔｈｅｔａｐｅｔｕｍｄｉｓａｐｐｅａｒｓｂｅｆｏｒｅｔｈｅｐｏｌｌｅｎｔｅｔｒａｄｓａｒｅｆｕｌｌｙｍａｔｕｒｅ.Ｔｈｅｅｐｉｄｅｒｍｉｓａｎｄ２－３ｌａｙｅｒｓｏｆｅｎｄｏｔｈｅｃｉａｒｅｍａｉｎｔｏｔｈｅｅｎｄ.(３)ＵｎｌｉｋｅｔｈｏｓｅｏｆｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｄｅｈｉｓｃｅｎｔａｎｔｈｅｒｓꎬｔｈｅｅｎｄｏｔｈｅｃｉａｏｆＲｈｏｄｏｄｅｎｄｏｎˑｐｕｌｃｈｒｕｍａｒｅｎｏｔｆｉｂｒｏｕｓａｔｍａｔｕｒａｔｉｏｎ.Ｉｎｓｔｅａｄꎬｔｈｅｙａｒｅｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔａｎｄｓｏｍｅｗｈａｔｅｌａｓｔｉｃｔｈｒｏｕｇｈａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｇｒａｎｕｌｅｓｉｎｃｅｌｌｓ.(４)Ｔｈｅｆｏｕｒｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｏｎｅｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅｍｏｔｈｅｒｃｅｌｌｄｏｎｏｔｓｅｐａｒａｔｅｆｒｏｍｅａｃｈｏｔｈｅｒａｎｄｔｈｅｐｏｌｌｅｎｓａｒｅｒｅｌｅａｓｅｄａｓｔｅｔｒａｄｓꎬｗｉｔｈｖｉｓｃｏｕｓｔｈｒｅａｄｓｂｅｔｗｅｅｎｐｏｌｌｅｎｓａｎｄａｍｏｎｇｔｅｔｒａｄｓ.Ｔｈｅａｕｔｈｏｒｓａｓｓｕｍｅｔｈａｔｔｈｅｔｈｉｃｋｅｎｅｄｍｕｌｔｉ￣ｌａｙｅｒｅｎｄｏｔｈｅｃｉａｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｉｎｎｅｒｖｏｌｕｍｅｏｆｔｈｅｐｏｌｌｅｎｓａｃｓꎬｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｅｐｏｌｌｅｎｔｅｔｒａｄｓａｔｔｈｅｔｏｐａｒｅ ｓｑｕｅｅｚｅｄｏｕｔ ｆｒｏｍｔｈｅｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅꎬａｎｄｔｈｅｖｉｓｃｏｕｓｔｈｒｅａｄｓａｌｌｏｗｔｈｅｐｏｌｌｅｎｔｅｔｒａｄｓｔｏｂｅｐｕｌｌｅｄｏｕｔｉｎｃｌｕｓｔｅｒｓｂｙｐｏｌｌｉｎａｔｏｒｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＲｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎꎬＲｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎˑｐｕｌｃｈｒｕｍꎬａｎｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔꎬｐｏｒｉｃｉｄａｌｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅꎬｅｎｄｏｔｈｅｃｉｕｍꎬｐａｒｅｎｃｈｙｍａ㊀㊀花药是雄蕊的重要组成部分ꎬ含有与花粉粒形成及释放有关的生殖和营养组织ꎮ成熟的花药适时开裂ꎬ才能释放花粉ꎬ从而保证传粉与受精过程的顺利进行(丁泽琴等ꎬ２０１３)ꎮ被子植物中花药的开裂方式有４种ꎬ即纵裂㊁横裂㊁孔裂和瓣裂ꎮ花药纵裂是最普遍的花药开裂方式ꎬ其过程和机制已非常清楚ꎮ绝大部分植物的花药为纵裂(Ｅｎｄｒｅｓｓꎬ１９９６)ꎻ横裂见于部分锦葵科植物(马炜梁ꎬ２０１５)ꎬ横裂实际上与纵裂相似ꎬ仅开裂方向因与花药的纵轴垂直而不同ꎬ有学者不把横裂作为一种单独的类型(Ｅｎｄｒｅｓｓꎬ１９９６)ꎻ孔裂见于杜鹃花科(Ｈｅｒｍａｎｎ＆Ｐａｌｓｅｒꎬ２０１８)㊁野牡丹科(Ｒｅｎｎｅｒꎬ１９８９ꎻＣｏｒｔｅｚｅｔａｌ.ꎬ２０１４)㊁部分茄科(Ｇａｒｃｉａｅｔａｌ.ꎬ２００８)和部分豆科(Ｍａｒａｚｚｉｅｔａｌ.ꎬ２００７)植物中ꎻ瓣裂出现在小檗科(Ｂａｔｙｇｉｎａꎬ２００２)㊁金缕梅科(Ｈｕｆｏｒｄ＆Ｅｎｄｒｅｓｓꎬ１９８９)和木兰类(Ｈｕｆｏｒｄ＆Ｅｎｄｒｅｓｓꎬ１９８９)的一些类群中ꎮ花药孔裂出现于少数类群ꎬ因此关于这方面的研究较少ꎮＧａｒｃíａ等(２００８)和Ｃｏｒｔｅｚ等(２０１４)分别对茄科茄属(Ｓｏｌａｎｕｍ)和野牡丹科绢木属(Ｍｉｃｏｎｉａ)的花药孔裂研究表明ꎬ两个科中花药顶孔或裂口部位的花药壁都只有一层细胞ꎬ这层细胞分解或断裂后形成了顶孔ꎬ而顶孔周围的花药壁由多层细胞构成ꎬ具有表皮和药室内壁ꎮＨｅｒｍａｎｎ和Ｐａｌｓｅｒ(２０１８)对杜鹃花科多个种属的成熟花药结构研究发现ꎬ这些种类花药的顶孔部位均无表皮和药室内壁ꎬ而有两种薄壁组织ꎬ即回吸组织(ｒｅｓｏｒｐｔｉｏｎｔｉｓｓｕｅ)和塌陷组织(ｃｏｌｌａｐｓｅｔｉｓｓｕｅ)ꎮ这在一定程度上揭示了孔裂型花药散粉孔的解剖结构和组织构成ꎬ但这些研究主要集中观察顶孔开裂前和开裂时的结构ꎬ没有揭示完整的散粉孔发育过程ꎮ散粉孔处的解剖结构和周围花药壁的结构有何不同ꎬ它们的解剖结构差别源于何时ꎬ是否来源于相同的组织ꎬ发育的过程如何ꎬ散粉孔形成后如何散粉等都没有完整解答ꎮ散粉孔的形成是整个雄蕊发育过程的一部分ꎬ尤其与花药壁的发育密切相关ꎬ只有对雄蕊发育的全过程进行研究才能完整揭示顶孔的发育过程ꎮ杜鹃花科是花药孔裂的一个代表科ꎬ有的是典型的顶孔开裂ꎬ有的散粉孔在侧面ꎬ还有一些是形成裂缝(Ｈｅｒｍａｎｎ＆Ｐａｌｓｅｒꎬ２０１８)ꎮ该科种类较多ꎬ约有１２５属４０００种(Ｆａｎｇｅｔａｌ.ꎬ２００５)ꎬ其中种类最多的是杜鹃花属(Ｒｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎ)ꎬ全世界共约１０００种ꎬ我国５７１种(Ｆａｎｇｅｔａｌ.ꎬ２００５)ꎬ其中大多数是特有种(马宏等ꎬ２０１７)ꎮ杜鹃花属具有典型的顶孔开裂型花药ꎬ此前关于杜鹃花属雄蕊发育的研究很少ꎬ仅在Ｈｅｒｍａｎｎ和Ｐａｌｓｅｒ(２０００ꎬ２０１８)的研究中涉及一两种且无详细过程ꎮ张玉红(２０１４)和戴利燕(２０１８)研究了杜鹃属中另一个常见种映山红(Ｒｈ.ｓｉｍｓｉｉ)的雄蕊发育过程ꎬ但未涉及顶孔的发育ꎮ锦绣杜鹃(Ｒｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎˑｐｕｌｃｈｒｕｍ)是杜鹃属中广为栽培２２７广㊀西㊀植㊀物４４卷的种类ꎬ花多量大ꎬ由于取材及各时期的雄蕊均易获得ꎬ因此对其进行雄蕊发育的形态学观察和解剖学研究ꎬ以探究散粉孔的形成过程和散粉机制ꎮ１㊀材料与方法１.１实验材料实验材料为锦绣杜鹃(Ｒｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎˑｐｕｌｃｈｒｕｍ)ꎬ采自云南大学呈贡校区ꎮ１.２实验方法１.２.１锦绣杜鹃雄蕊发育外部形态观察㊀取锦绣杜鹃的花蕾㊁幼花直至顶孔开裂的雄蕊ꎬ在尼康体视显微镜下用解剖针小心剥去花的苞片㊁萼片和花瓣ꎬ留下花芽顶端和雄蕊ꎬ并观察拍照ꎮ１.２.２锦绣杜鹃雄蕊发育组织形态观察㊀用普通石蜡切片法对不同发育时期的花蕾及单独的雄蕊进行切片观察ꎮ于２０２２年２ ６月采集不同发育时期锦绣杜鹃的花蕾和花朵ꎬ固定于ＦＡＡ固定液(５０％酒精ʒ冰醋酸ʒ甲醛＝９０ʒ５ʒ５)中ꎬ系列酒精浓度脱水ꎬ常规石蜡切片法制片ꎬ切片厚度为８μｍꎬ番红固绿染色ꎬ中性树胶封片ꎬ参考植物组织制片学的方法(李正理ꎬ１９８７)ꎮ在ＯｌｙｍｐｕｓＢ５１显微镜下进行镜检和照相ꎮ花药的发育类型判断按照被子植物生殖生物学标准(胡适宜ꎬ２００５)ꎮ一般雄蕊发育的研究只进行横切观察ꎬ因我们要观察其顶端散粉孔的形成ꎬ所以对雄蕊同时进行横切和纵切实验ꎬ并且纵切还采用多个方向的切面ꎬ以全面观察散粉孔的发生和发育过程ꎮ２㊀结果与分析２.１锦绣杜鹃雄蕊发育的外部形态锦绣杜鹃雄蕊从发生到成熟的整个发育过程形态变化如图１所示ꎮ当花瓣原基发育为半圆形时ꎬ雄蕊原基开始发生(图１:Ａ)ꎮ雄蕊原基的发生为２/５式ꎬ首先有５个原基按顺时针或逆时针方向发生ꎬ形成一圈(图１:Ａ)ꎬ然后在之前发生的５个原基的间隙再发生一轮ꎬ最后１０个雄蕊原基共同形成一圈(图１:ＢꎬＣ)ꎮ雄蕊原基发生有先后ꎬ第二轮原基发生时ꎬ第一轮中最早的已分化出花丝和花药(图１:Ｂ)ꎮ雄蕊原基发生时为小而扁的突起(图１:Ａ)ꎬ稍大即分化出上部膨大的花药和下部较细的花丝(图１:Ｂ)ꎬ此时花药为基着药ꎬ花药与花丝连接为钩状ꎬ花药横向生长(图１:Ｂ)ꎮ此后ꎬ花丝向上生长ꎬ花药转而向下生长且迅速增大ꎬ花药由最初的基着药(图１:Ｂ)变为背着药(图１:Ｃ－Ｅ)ꎬ着药点位于近顶部(图１:Ｃ－Ｅ)ꎮ随着细胞分裂ꎬ花药向下向外生长ꎬ花粉囊逐渐膨大饱满ꎬ花丝被埋于两侧花粉囊之中(图１:Ｆ－Ｉ)ꎻ花粉囊颜色逐渐加深ꎬ最初为近透明(图１:Ｂ－Ｄ)ꎬ之后变为白色(１:ＥꎬＦ)ꎬ再变为粉色(图１:Ｇ－Ｉ)ꎬ成熟时花粉囊为紫色(图１:Ｊ－Ｌ)ꎮ早期构成花药的左右两侧如圆棒状ꎬ发育过程中同侧的２个花粉囊都发育增大ꎬ各自产生１个纵沟(图１:Ｈ－Ｌ)ꎬ雄蕊最终在外形上呈现４个可明显分辨的花粉囊ꎮ成孔区在雄蕊上的出现很早ꎬ雄蕊原基刚分化出花药时顶端就出现２个凹陷ꎬ即将来的成孔区(图１:Ｂ)ꎬ此后自始至终存在于花药顶端ꎮ起初因整个花药无色ꎬ成孔区(ｄｚ)仅表现为凹陷(图１:Ｄ－Ｆ)ꎬ随着花粉囊颜色加深ꎬ成孔区越来越明显ꎬ可以明显看出成孔区与周围花药壁有不同的组织构成(图１:Ｇ－Ｉ)ꎮ花药成熟时整个花药无纵裂口ꎬ仅顶部成孔区组织分解ꎬ成为散粉孔(ｄｐ) (图１:ＪꎬＫ)ꎻ由于白色花粉(ｐ)从散粉孔向外 吐出 (图１:Ｌ)ꎬ并且花粉间有很细的粘丝使花粉相连ꎬ因此花粉成团粘在散粉孔周围(图１:Ｌ)ꎮ２.２锦绣杜鹃花药发育的解剖学研究２.２.１横切面上花药壁与花粉的发育㊀从横切面来看ꎬ锦绣杜鹃的花药为四室花药ꎮ发育初期在４个角隅处表皮下分化出孢原细胞ꎬ孢原细胞比周围细胞体积稍大ꎬ细胞质浓厚(图２:Ａ)ꎮ孢原细胞进行一次平周分裂产生２层细胞ꎬ即初生周缘细胞和初生造孢细胞(图２:Ｂ)ꎮ初生周缘细胞再次分裂产生次生周缘细胞(图２:Ｂ)ꎬ再经过数次平周分裂和垂周分裂形成多层花药壁ꎻ初生造孢细胞经过多次分裂形成次生造孢细胞(图２:Ｃ)ꎬ次生造孢细胞胞质浓厚ꎬ紧密排列ꎬ形状为三角形或四角形等不规则形(图２:Ｃ)ꎮ花药壁在次生造孢细胞时期分化出４层细胞ꎬ即一层表皮㊁一层药室内壁㊁一层中层和一层绒毡层(图２:Ｃ)ꎮ其中ꎬ表皮细胞体积较大ꎬ细胞壁较厚ꎬ有大液泡ꎬ其余几层细胞体积都很小ꎬ胞质较浓(图２:Ｃ)ꎮ造孢细胞继续发育成为小孢子母细胞ꎮ锦绣杜鹃的小孢子母细胞在药室内并不分散开ꎬ依然紧密排列ꎬ但在细胞外生成厚的胼胝质使小孢子母细胞相互隔离(图２:ＤꎬＦ)ꎮ小孢子母细胞进行３２７４期马海英等:锦绣杜鹃花药发育及散粉孔形成的形态与解剖学研究Ａ.花顶端第一轮雄蕊原基刚刚发生ꎻＢ.第二轮雄蕊原基发生ꎬ第一轮已分化出花药和花丝ꎬ花药顶端具２个浅的凹陷ꎻＣ.所有雄蕊都已分化ꎬ花药顶端具２个凹陷的成孔区ꎻＤ.单个幼嫩花药ꎬ成孔区在顶端ꎬ花药向下发育而倾斜ꎻＥ.发育中的雄蕊背面观ꎬ示背着药ꎬ着药点靠近顶部ꎻＦ－Ｈ.连续发育的花药ꎬ表皮颜色逐渐变红ꎬ成孔区逐渐明显ꎬ花粉囊外侧出现纵沟ꎻＩ.即将成熟的花药顶面观ꎬ示成孔区ꎻＪ.紫色的成熟花药ꎬ散粉孔已开ꎻＫ.成熟花药顶面观ꎬ散粉孔已开放ꎬ露出花粉ꎻＬ.已散粉的花药ꎬ花粉自散粉孔 吐出 ꎬ花粉被粘丝连接成团ꎬ粘在顶孔周围ꎮＳｔ.雄蕊ꎻＰ.花瓣ꎻｐ.花粉ꎻｄｐ.散粉孔ꎻｄｚ.成孔区ꎻｆ.花粉囊发育后期产生的纵沟ꎻｖｔ.花粉间的粘丝ꎮ标尺＝１００μｍꎮＡ.ＦｉｒｓｔｗｈｏｒｌｏｆｓｔａｍｅｎｐｒｉｍｏｒｄｉａｊｕｓｔｉｎｉｔｉａｔｅｄａｔｔｈｅａｐｅｘｏｆｔｈｅｆｌｏｒａｌｐｒｉｍｏｒｄｉｕｍꎻＢ.ＳｅｃｏｎｄｗｈｏｒｌｏｆｓｔａｍｅｎｐｒｉｍｏｒｄｉａｉｎｉｔｉａｔｅｄꎬａｎｄｔｈｅｆｉｒｓｔｗｈｏｒｌｏｆｓｔａｍｅｎｓｈａｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄｉｎｔｏａｎｔｈｅｒｓａｎｄｆｉｌａｍｅｎｔｓꎬｅａｃｈｗｉｔｈｔｗｏｓｈａｌｌｏｗｐｉｔｓａｔｔｈｅｔｏｐｏｆｔｈｅａｎｔｈｅｒꎻＣ.ＡｌｌｓｔａｍｅｎｓａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄꎬｅａｃｈｗｉｔｈｔｗｏｓｍａｌｌｐｉｔｓａｔｔｈｅｔｏｐｏｆａｎｔｈｅｒꎻＤ.ＹｏｕｎｇｓｔａｍｅｎｓｈｏｗｉｎｇｄｏｗｎｗａｒｄａｎｔｈｅｒꎻＥ.ＤｏｒｓａｌｖｉｅｗｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｓｔａｍｅｎꎻＦ－Ｈ.ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｎｔｈｅｒꎬｓｈｏｗｉｎｇｇｒａｄｕａｌｌｙｄｅｅｐｅｎｅｄａｎｄｗｉｄｅｎｅｄｄｅｈｉｓｃｅｎｔｚｏｎｅｓꎻＩ.ＴｏｐｖｉｅｗｏｆｔｈｅａｎｔｈｅｒａｂｏｕｔｔｏｍａｔｕｒｅꎬｓｈｏｗｉｎｇｄｅｈｉｓｃｅｎｔｚｏｎｅｓꎻＪ.ＭａｔｕｒｅａｎｔｈｅｒｗｉｔｈｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅｓꎻＫ.ＴｏｐｖｉｅｗｏｆｍａｔｕｒｅａｎｔｈｅｒꎬｓｈｏｗｉｎｇｐｏｌｌｅｎｔｅｔｒａｄｓｒｅｌｅａｓｅｄｆｒｏｍｔｈｅｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅꎻＬ.Ｓｉｄｅｖｉｅｗｏｆｍａｔｕｒｅａｎｔｈｅｒꎬｓｈｏｗｉｎｇｐｏｌｌｅｎｔｅｔｒａｄｓｌｉｎｋｅｄｂｙｖｉｓｃｏｕｓｔｈｒｅａｄｓａｎｄｓｔｉｃｋｉｎｇａｒｏｕｎｄｔｈｅｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅｓ.Ｓｔ.ＳｔａｍｅｎꎻＰ.Ｐｅｔａｌꎻｐ.Ｐｏｌｌｅｎꎻｄｐ.Ｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅꎻｄｚ.Ｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｚｏｎｅꎻｆ.Ｆｕｒｒｏｗｏｆｐｏｌｌｅｎｓａｃꎻｖｔ.Ｖｉｓｃｏｕｓｔｈｒｅａｄ.Ｓｃａｌｅｂａｒｓ＝１００μｍ.图１㊀解剖镜下锦绣杜鹃雄蕊的形态发育过程Ｆｉｇ.１㊀ＭｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｔａｍｅｎｏｆＲｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎˑｐｕｌｃｈｒｕｍｕｎｄｅｒｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｅｓ减数分裂成为小孢子二分体和四分体(图２:Ｄ)ꎬ此过程发生很快ꎬ一个药室内同时具有小孢子母细胞㊁二分体和四分体(图２:ＤꎬＦ)ꎬ全部紧密排列在药室内ꎮ花药壁在造孢细胞时期并未发育完全ꎬ药室内壁和中层在小孢子减数分裂期间仍继续分裂ꎬ直至四分体前花药壁才分化完全ꎬ有６~７层细胞ꎬ从外到内依次是１层表皮㊁２~３层药室内壁㊁２层中层和１层绒毡层(图２:ＤꎬＥ)ꎮ表皮细４２７广㊀西㊀植㊀物４４卷胞较大ꎬ细胞壁较厚ꎻ药室内壁细胞比表皮细胞小ꎻ中层细胞最小且扁平(图２:Ｅ)ꎻ绒毡层细胞大且胞质浓厚ꎬ与造孢细胞紧密连接但与中层分离(图２:ＤꎬＥ)ꎮ因此ꎬ绒毡层可能与造孢细胞同源ꎬ但不来自周缘细胞ꎮ四分体形成后ꎬ四分体外部的胼胝质壁分解变薄ꎬ四分体与四分体之间相互分散(图２:Ｇ)ꎬ但四分体内的４个小孢子并不从中释放出来ꎬ而是以四分体的形式共同发育ꎬ成为四合花粉ꎮ小孢子相邻的细胞壁紧密结合在一起形成花粉壁ꎬ构成复合花粉的基础(图２:Ｇ)ꎬ每个小孢子从绒毡层吸收营养迅速增大成为单核花粉ꎬ之后再进行核分裂成为二细胞的花粉ꎬ成熟花粉外壁具有颗粒状的纹饰ꎬ从而使整个小孢子四分体最终发育为四合花粉(图２:Ｊ)ꎮ在四分体发育为四合花粉的过程中ꎬ花药壁发生复杂的变化ꎮ中层在小孢子减数分裂期间有２层细胞ꎬ由于四分体完成后迅速分解ꎬ到四分体分散开时中层就已消失ꎬ因此中层存在时间非常短暂ꎮ中层分解后绒毡层开始分解ꎬ绒毡层为腺质绒毡层ꎬ在原位分解ꎬ为四分体内的小孢子发育提供营养ꎬ小孢子迅速长大成为单核花粉ꎬ之后再核分裂为二核花粉(图２:Ｇ)ꎮ此时绒毡层向外推移ꎬ将药室内壁挤压为扁平状ꎬ紧贴表皮(图２:Ｇ)ꎮ花粉发育完成时ꎬ绒毡层的营养尚未完全消耗ꎬ此时绒毡层紧贴药室内壁ꎬ为药室内壁提供营养使其重新发育ꎬ细胞内积累多糖颗粒(图２:ＨꎬＩ)ꎮ最终花药壁在散粉前由一层表皮和２~３层药室内壁构成ꎬ药室内壁细胞因积累多糖而加厚ꎬ具有韧性和弹性(图２:ＨꎬＩ)ꎮ锦绣杜鹃有４个药室ꎬ在横切面上呈蝶形(图２:Ａ)ꎬ左右各２个药室(即花粉囊)ꎮ横切面上同侧２个药室之间最初由薄壁组织分隔(图２:Ａ)ꎬ药室发育后ꎬ中层和绒毡层构成药室之间的分隔部分(图２:Ｋ)ꎮ中层和绒毡层先后分解(图２:Ｋ)ꎬ薄壁组织也完全分解ꎬ最终同侧的２个药室在散粉前完全贯通成为一体(图２:Ｌ)ꎮ接近顶部的花药横切面结构与整个花药不同ꎬ顶端没有正常的花药壁ꎬ仅由薄壁组织构成(图３:Ｈ)ꎬ这部分为成孔区ꎬ组织分解后成为散粉孔ꎮ２.２.２纵切面上花药壁的发育㊀从纵切面来看ꎬ雄蕊原基首先分化出下部的花丝(图３:Ａ)ꎬ然后上部顶端分生组织进行分裂ꎬ外侧分裂较快ꎬ最后使原基顶端向内弯曲(图３:Ａ)ꎮ此时顶端分生组织细胞仍在分裂ꎬ顶端稍下的部分先分化出表皮ꎬ表皮内又有四团分生组织ꎬ其中有孢原细胞(图２:Ｂ)ꎮ孢原细胞再进行细胞分裂ꎬ经多次分裂分化形成花药壁和造孢细胞(图３:ＣꎬＤ)ꎻ顶端分生组织则分裂形成薄壁组织(图３:ＣꎬＤ)ꎮ由于孢原细胞位于顶端分生组织以下且生长方向向下ꎬ故薄壁组织始终位于花药顶端(图３:ＣꎬＤ)ꎮ花药分为左右２个部分ꎬ各自向下向外生长ꎻ由于中部花丝的生长ꎬ最初的分生组织被分隔成左右２个薄壁组织区(即将来的成孔区)ꎬ位于左右花药的上端(图３:ＣꎬＤꎬＦ－Ｈ)ꎮ起初花药很小ꎬ顶端的薄壁组织位置高于花药(图３:ＣꎬＤ)ꎬ由于顶端薄壁组织先停止分裂ꎬ而花药持续发育ꎬ因此顶端薄壁组织所占比例越来越小ꎬ低于周围的花药壁ꎬ形成凹陷ꎬ即成孔区(图３:Ｆ－Ｈ)ꎮ花粉成熟时ꎬ花药壁的中层和绒毡层分解消失ꎬ表皮和药室内壁仍然存在(图３:Ｉ)ꎻ由于顶端成孔区仅有薄壁组织而没有花药壁ꎬ故薄壁组织分解后成为散粉孔(图３:Ｉ)ꎮ花药发育的早期㊁中期在横切面上具有４个药室ꎬ但最终只有２个散粉孔ꎬ这是因为花药的４个药室中ꎬ左右两侧每一侧的２个药室是以薄壁组织构成的室间隔相分离ꎬ二室的顶端为共同的薄壁组织构成的成孔区(图３:Ｇ)ꎮ横切面上的花药结构除顶孔部位(图３:Ｈ)之外都是相同的ꎬ但纵切面上因所切角度不同而有３种情况:一种是不通过花丝和室间隔ꎬ能观察到左右完全２个分离的花粉囊(图３:Ｅ)ꎻ一种是通过花丝以及两侧花药的室间隔ꎬ显示的大部分是薄壁组织构成的室间隔(图３:Ｆ)ꎻ还有一种是只切到一侧花粉囊ꎬ显示的是同侧２个花粉囊被室间隔分隔ꎬ但上部有共同的薄壁组织区(图３:Ｇ)ꎮ起初室间隔的薄壁组织细胞较多ꎬ后来逐渐分解(图３:Ｇ)ꎬ两室贯通成为一室ꎬ上端成孔区的薄壁组织分解后形成１个散粉孔(图３:Ｉ)ꎮ此外ꎬ从近顶端的横切也可清楚看到顶端每侧花药具有一个薄壁组织区(图３:Ｈ)ꎮ３㊀讨论与结论３.１锦绣杜鹃花药发育的特征前人对杜鹃花科的雄蕊发育进行研究ꎬ发现它们具有的共同特征主要有腺质绒毡层㊁药室内壁无纤维化和带状加厚以及四合花粉(Ｍａｔｔｈｅｗｓ＆５２７４期马海英等:锦绣杜鹃花药发育及散粉孔形成的形态与解剖学研究Ａ.花药发育初期为四角形ꎬ角隅处表皮下分化出孢原细胞ꎻＢ.孢原细胞分裂为初生周缘细胞和初生造孢细胞ꎬ初生周缘细胞再分裂为２层次生周缘细胞ꎻＣ.次生造孢细胞时期ꎬ花药壁有４层细胞ꎻＤ.小孢子母细胞㊁二分体及四分体时期的１个药室ꎬ花药壁进一步分化为６~７层ꎻＥ.小孢子二分体和四分体时期分化完全的花药壁ꎬ具１层表皮ꎬ２~３层药室内壁ꎬ１~２层中层和１层绒毡层ꎻＦ.小孢子母细胞㊁二分体及四分体共同存在于同一药室内ꎻＧ.小孢子时期的花药ꎬ中层已消失ꎬ绒毡层原位分解且外移ꎬ药室内壁被压成扁平状ꎻＨ.四合花粉成熟时ꎬ绒毡层残余紧贴药室内壁ꎬ药室内壁积累多糖颗粒而增厚ꎻＩ.花粉成熟后散粉期的花药壁ꎬ有１层表皮和２~３层药室内壁ꎬ细胞内有多糖颗粒ꎻＪ.四合花粉ꎻＫ.四分体初期完整的四室花药ꎬ左右各二室ꎬ同侧药室间以薄壁组织及绒毡层相隔ꎻＬ.散粉时完全成熟的花药ꎬ同侧的２个药室完全贯通ꎬ室间薄壁组织及绒毡层均已被分解吸收ꎮｅｐ.表皮ꎻｅｎ.药室内壁ꎻｍｌ.中层ꎻｔｐ.绒毡层ꎻｐｍ.薄壁组织ꎻａｗ.花药壁ꎻａｃ.孢原细胞ꎻｐｓ.初生造孢细胞ꎻｓｓ.次生造孢细胞ꎻｓｐ.次生周缘细胞ꎻｍｍｃ.小孢子母细胞ꎻｍｔ.小孢子四分体ꎻｐｔ.四合花粉ꎻｐｇ.多糖颗粒ꎻｒｔ.绒毡层残余ꎮ标尺＝５０μｍꎮＡ.ＥａｒｌｙｑｕａｄｒａｎｇｕｌａｒａｎｔｈｅｒꎬａｒｃｈｅｓｐｏｒｉａｌｃｅｌｌｓａｒｅｉｎｉｔｉａｔｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｅｐｉｄｅｒｍｉｓａｔｔｈｅｃｏｒｎｅｒꎻＢ.ＹｏｕｎｇａｎｔｈｅｒｗｉｔｈｔｗｏｌａｙｅｒｓｏｆｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｃｅｌｌｓａｎｄａｆｅｗｐｒｉｍａｒｙｓｐｏｒｏｇｅｎｏｕｓｃｅｌｌｓꎻＣ.ＴｈｅａｎｔｈｅｒｗａｌｌｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆｆｏｕｒｌａｙｅｒｓａｔｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｓｐｏｒｏｇｅｎｏｕｓｃｅｌｌｓｔａｇｅꎻＤ.Ａｐｏｌｌｅｎｓａｃｉｎｗｈｉｃｈｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅｍｏｔｈｅｒｃｅｌｌｓꎬｄｙａｄｓａｎｄｔｅｔｒａｄｓｃｏｅｘｉｓｔꎬｔｈｅａｎｔｈｅｒｗａｌｌｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆ６－７ｌａｙｅｒｓꎻＥ.Ｄｅｔａｉｌｅｄａｎｔｈｅｒｗａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｔｔｈｅｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅｔｅｔｒａｄｓｔａｇｅ:１ｌａｙｅｒｏｆｅｐｉｄｅｒｍｉｓꎬ２－３ｌａｙｅｒｓｏｆｅｎｄｏｔｈｅｃｉａａｎｄ１－２ｌａｙｅｒｓｏｆｍｉｄｄｌｅｌａｙｅｒｓａｎｄ１ｌａｙｅｒｏｆｔａｐｅｔｕｍꎻＦ.ＭｉｃｒｏｓｐｏｒｅｍｏｔｈｅｒｃｅｌｌｓꎬｄｙａｄｓａｎｄｔｅｔｒａｄｓｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｏｎｅｐｏｌｌｅｎｓａｃꎻＧ.ＴｈｅｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅｓｓｔａｒｔｉｎｇｔｏｄｅｖｅｌｏｐａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｓｉｚｅꎬｔｈｅｍｉｄｄｌｅｌａｙｅｒｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄꎬａｎｄｔｈｅｔａｐｅｔｕｍｓｔａｒｔｉｎｇｔｏｄｅｃｏｍｐｏｓｅａｎｄｅｘｐａｎｄｉｎｇｏｕｔｗａｒｄꎻＨ.Ａｎｔｈｅｒｗａｌｌａｂｏｕｔｔｏｍａｔｕｒｅꎬｓｈｏｗｉｎｇ２－３ｌａｙｅｒｓｏｆｔｈｉｃｋｅｎｅｄｅｎｄｏｔｈｅｃｉａａｎｄｒｅｓｉｄｕｅｏｆｔａｐｅｔｕｍꎻＩ.ＡｎｔｈｅｒｗａｌｌｗｈｅｎｐｏｌｌｅｎｔｅｔｒａｄｓｒｅｌｅａｓｅｄꎬｗｉｔｈｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔｅｎｄｏｔｈｅｃｉａꎻＪ.ＰｏｌｌｅｎｔｅｔｒａｄｓꎻＫ.ＡｎｔｈｅｒｏｆｔｈｅｅａｒｌｙｐｏｌｌｅｎｔｅｔｒａｄｓｔａｇｅｓｈｏｗｉｎｇｆｏｕｒｐｏｌｌｅｎｓａｃｓꎬｔｗｏｏｎｅａｃｈｓｉｄｅꎬｓｅｐａｒａｔｅｄｂｙｐａｒｅｎｃｈｙｍａａｎｄｔａｐｅｔｕｍꎻＬ.Ａｎｔｈｅｒａｆｔｅｒｐｏｌｌｅｎｔｅｔｒａｄｓｒｅｌｅａｓｅｄꎬｐａｒｅｎｃｈｙｍａｓｅｐａｒａｔｉｎｇｔｗｏｓａｃｓｈａｓｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ.ｅｐ.Ｅｐｉｄｅｒｍｉｓꎻｅｎ.Ｅｎｄｏｔｈｅｃｉｕｍꎻｍｌ.Ｍｉｄｄｌｅｌａｙｅｒꎻｔｐ.Ｔａｐｅｔｕｍꎻｐｍ.Ｐａｒｅｎｃｈｙｍａꎻａｗ.Ａｎｔｈｅｒｗａｌｌꎻａｃ.Ａｒｃｈｅｓｐｏｒｉａｌｃｅｌｌꎻｐｓ.Ｐｒｉｍａｒｙｓｐｏｒｏｇｅｎｏｕｓｃｅｌｌꎻｓｓ.Ｓｅｃｏｎｄａｒｙｓｐｏｒｏｇｅｎｏｕｓｃｅｌｌꎻｓｐ.Ｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｃｅｌｌꎻｍｍｃ.Ｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅｍｏｔｈｅｒｃｅｌｌꎻｍｔ.Ｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅｔｅｔｒａｄꎻｐｔ.Ｐｏｌｌｅｎｔｅｔｒａｄꎻｐｇ.Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｇｒａｎｕｌｅꎻｒｔ.Ｒｅｓｉｄｕｅｏｆｔａｐｅｔｕｍ.Ｓｃａｌｅｂａｒｓ＝５０μｍ.图２㊀锦绣杜鹃花药的发育过程(横切面)Ｆｉｇ.２㊀ＡｎｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＲｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎˑｐｕｌｃｈｒｕｍ(ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｓｅｃｔｉｏｎ)Ｋｎｏｘꎬ１９２６ꎻＢｏｗｅｒｓꎬ１９３０ꎻＣｏｐｅｌａｎｄꎬ１９４３ꎻＤａｖｉｓꎬ１９６６ꎻＨｅｒｍａｎｎ＆Ｐａｌｓｅｒꎬ２０００ꎻ高连明等ꎬ２００２)ꎬ其中杜鹃花亚科(Ｒｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｉｄｅａｅ)有一个区别于其他亚科的特征是花粉间具有粘丝(Ｍａｔｔｈｅｗｓ＆Ｋｎｏｘꎬ１９２６ꎻＢｏｗｅｒｓꎬ１９３０ꎻＣｏｐｅｌａｎｄꎬ１９４３ꎻＷａｈａꎬ１９８４ꎻＨｅｓｓｅꎬ１９８６ꎻＣｌｅｍａｎｔｓꎬ１９９５)ꎮ不同类群间的差异主要在花药壁的构成上ꎬ报道的花药壁层数从２层到４层(Ｃｈｏｕꎬ１９５２ꎻ６２７广㊀西㊀植㊀物４４卷Ａ.雄蕊原基ꎬ下部为花丝ꎬ上部为顶端分生组织ꎬ因外侧分裂较快而向内弯曲ꎻＢ.雄蕊原基顶端ꎬ示顶端分生组织和孢原区ꎻＣ.幼花纵切示花药和子房的相对位置ꎬ花药的生长方向向下ꎻＤ.幼嫩雄蕊纵切ꎬ顶端为薄壁组织ꎬ下方为造孢细胞时期的花药ꎻＥ.成熟花药纵切不通过花丝的部分ꎬ示左右２个分离的花粉囊纵切面ꎻＦ.成熟花药纵切通过花丝和室间隔的部分ꎬ示室间隔的薄壁组织及顶端的薄壁组织ꎻＧ.单侧花粉囊纵切ꎬ示单侧由室间薄壁组织分隔的２个花粉囊ꎬ顶端为共同的薄壁组织区ꎻＨ.花药顶部横切ꎬ左右花粉囊各具一个薄壁组织构成的成孔区ꎻＩ.单侧成熟花粉囊散粉后纵切ꎬ室间隔完全分解ꎬ２个花粉囊贯通为一室ꎬ顶端薄壁组织分解后成为散粉孔ꎮｆｌ.花丝ꎻｏｖ.胚珠ꎻａｗ.花药壁ꎻａｍ.顶端分生组织ꎻｐｍ.薄壁组织ꎻｓｐｍ.室间薄壁组织ꎻａｃｚ.孢原区ꎻｓｃ.造孢细胞ꎻｄｐ.散粉孔ꎮＡꎬＢꎬＣꎬＦ中标尺＝１００μｍꎮＤꎬＥꎬＧꎬＨꎬＩ中标尺＝５０μｍꎮＡ.ＳｔａｍｅｎｐｒｉｍｏｒｄｉｕｍꎬｔｈｅｌｏｗｅｒｐａｒｔｉｓｆｉｌａｍｅｎｔꎬｔｈｅｕｐｐｅｒｐａｒｔｉｓａｐｉｃａｌｍｅｒｉｓｔｅｍａｎｄｉｔｉｓｃｕｒｖｅｄｉｎｗａｒｄｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｏｕｔｅｒｓｉｄｅｄｉｖｉｓｉｏｎｉｓｆａｓｔｅｒꎻＢ.ＡｒｃｈｓｐｒｏｒｉａｌｃｅｌｌｚｏｎｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅｅｐｉｄｅｒｍｉｓꎻＣ.ＬｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｅｃｔｉｏｎｏｆｙｏｕｎｇｆｌｏｗｅｒｓｈｏｗｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｎｔｈｅｒａｎｄｔｈｅｏｖａｒｙꎬａｎｄｔｈｅｔｏｐｏｆａｎｔｈｅｒｉｓｐａｒｅｎｃｈｙｍａꎻＤ.ＹｏｕｎｇａｎｔｈｅｒｗｉｔｈｐａｒｅｎｃｈｙｍａａｔｔｈｅｔｏｐａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｐｏｌｌｅｎｓａｃｓｂｅｌｏｗꎻＥ.ＬｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｅｃｔｉｏｎｏｆａｎｔｈｅｒｔｈａｔｄｏｅｓｎｏｔｐａｓｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｉｌａｍｅｎｔａｎｄｓｅｐｔａｌｐａｒｅｎｃｈｙｍａꎬｓｈｏｗｉｎｇｔｗｏｓｅｐａｒａｔｅｐｏｌｌｅｎｓａｃｓꎻＦ.ＬｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｅｃｔｉｏｎｏｆａｎｔｈｅｒｔｈａｔｐａｓｓｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｉｌａｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｓｅｐｔｕｍꎬｓｈｏｗｉｎｇｍｏｓｔｌｙｔｈｅｓｅｐｔａｌｐａｒｅｎｃｈｙｍａａｎｄａｐｉｃａｌｐａｒｅｎｃｈｙｍａꎻＧ.ＬｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｅｃｔｉｏｎｏｆａｎｔｈｅｒｔｈａｔｐａｓｓｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｔｗｏｐｏｌｌｅｎｓａｃｓｏｎｏｎｅｓｉｄｅꎬｓｈｏｗｉｎｇｔｗｏｐｏｌｌｅｎｓｓａｃｓｓｅｐａｒａｔｅｄｂｙｓｅｐｔａｌｐａｒｅｎｃｈｙｍａａｎｄｓｈａｒｉｎｇｓａｍｅａｐｉｃａｌｐａｒｅｎｃｈｙｍａꎻＨ.ＴｒａｎｓｖｅｒｓｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｏｐｏｆａｎｔｈｅｒꎬｓｈｏｗｉｎｇｔｗｏｐａｒｅｎｃｈｙｍａｚｏｎｅｓａｔｔｈｅｔｏｐꎻＩ.Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｅｃｔｉｏｎｏｆｐｏｌｌｅｎｓａｃａｆｔｅｒｐｏｌｌｅｎｔｅｔｒａｄｓｒｅｌｅａｓｅｄꎬｓｈｏｗｉｎｇｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅ.ｆｌ.ｆｉｌａｍｅｎｔꎻｏｖ.ｏｖｕｌｅꎻａｗ.ａｎｔｈｅｒｗａｌｌꎻａｍ.ａｐｉｃａｌｍｅｒｉｓｔｅｍꎻｐｍ.ｐａｒｅｎｃｈｙｍａꎻｓｐｍ.ｓｅｐｔａｌｐａｒｅｎｃｈｙｍａꎻａｃｚ.ａｒｃｈｅｓｐｏｒｉａｌｃｅｌｌｚｏｎｅꎻｓｃ.ｓｐｏｒｏｇｅｎｏｕｓｃｅｌｌꎻｄｐ.ｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅｐｏｒｅ.ＢａｒｓｉｎＡꎬＢꎬＣꎬＦ＝１００μｍ.ＢａｒｓｉｎＤꎬＥꎬＧꎬＨꎬＩ＝５０μｍ.图３㊀锦绣杜鹃花药的发育过程(纵切面)Ｆｉｇ.３㊀ＡｎｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＲｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎˑｐｕｌｃｈｒｕｍ(ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｅｃｔｉｏｎ)Ｂａｔｙｇｉｎａｅｔａｌ.ꎬ１９６３ꎻＢｕｄｅｌｌꎬ１９６４ꎻＹａｋｏｂｓｏｎꎬ１９６８ꎻＨｅｒｍａｎｎ＆Ｐａｌｓｅｒꎬ２０００)ꎬ尤其是药室内壁的差异较大ꎬ有的甚至认为某些种类没有分化完全的药室内壁(Ｃｈｏｕꎬ１９５２ꎻＤａｖｉｓꎬ１９６６)ꎮ本研究观察到的一些结果与前人对杜鹃花科的研究结果相同ꎬ如腺质绒毡层㊁花药内壁无纤维化和带状加厚㊁具有四合花粉以及花粉间具有粘丝等ꎬ但花药壁的发育尤其是药室内壁的发育却与前人的研究结果不尽相同ꎮ本研究发现锦绣杜鹃的药室内壁在各阶段持续发育和变化ꎬ不同时期观察到的药室内壁层数和形态不同ꎬ至少可以观察到４种不同的情况:一是造孢细胞时期药室内壁仅有１层且细胞较小ꎻ二是在小孢子减数分裂期间具有２~３层药室内壁细胞ꎬ此时药室内壁之外还有２层中层ꎻ三是花粉发育期间绒毡层向外推移ꎬ药室内壁被挤压成扁平状ꎬ此时中层已分解消失ꎬ药室内壁紧贴绒毡层ꎻ四是散粉前药室内壁细胞内积累多糖颗粒ꎬ使药室内壁重新加厚ꎮ前人对杜鹃花科报道的花药壁层数从２层到４层不等(Ｃｈｏｕꎬ１９５２ꎻＢａｔｙｇｉｎａｅｔａｌ.ꎬ１９６３ꎻＢｕｄｅｌｌꎬ１９６４ꎻＹａｋｏｂｓｏｎꎬ１９６８ꎻＨｅｒｍａｎｎ＆Ｐａｌｓｅｒꎬ２０００)ꎬ有的报道甚至认为没有发育完全的药室内壁ꎬ这种差异可能是种属间的系统差异ꎬ也有可能是没有观察到药室内壁的各种情况ꎬ有的作者提到自己可能没有观察到全部情况(Ｃｈｏｕꎬ１９５２)ꎮ张玉红(２０１４)和戴利燕(２０１８)在对杜鹃属另一常见７２７４期马海英等:锦绣杜鹃花药发育及散粉孔形成的形态与解剖学研究种杜鹃(映山红)雄蕊发育的研究中ꎬ也观察到药室内壁在花药成熟时积累多糖ꎬ至少这一点是一个稳定的特征ꎮ关于绒毡层的来源ꎬ有的研究认为杜鹃花科的绒毡层来源于周缘细胞ꎬ而Ｄａｖｉｓ(１９６６)则认为绒毡层与造孢细胞同源ꎻ本研究中锦绣杜鹃早期绒毡层与造孢细胞紧密结合ꎬ但与花药壁的其他几层细胞分离ꎬ推断其与造孢细胞同源ꎻ张玉红(２０１４)对杜鹃的研究也认为绒毡层与造孢细胞同源ꎮ由于后期绒毡层又向外推移与药室内壁紧贴ꎬ为药室内壁提供营养ꎬ所以如果仅观察到后期则会认为绒毡层来源于周缘细胞ꎮ此外ꎬ前人研究发现杜鹃花科许多种的雄蕊在早期发育时有生长方向的倒转ꎬ花药从发生时的基着药转变为后来的背着药(Ａｒｔｏｐｏｅｕｓꎬ１９０３ꎻＭａｔｔｈｅｗｓ＆Ｋｎｏｘꎬ１９２６ꎻＨｅｒｍａｎｎ＆Ｐａｌｓｅｒꎬ２０００)ꎮ本研究从形态也观察到了这一现象ꎬ纵切结果显示这是由孢原组织发生于分生组织的下方且向下生长所致ꎮ３.２散粉孔的发生㊁发育过程和散粉机制通过对锦绣杜鹃各个时期花药的形态观察和横向与纵向的石蜡切片ꎬ可以得出其顶端散粉孔的形成过程:花药顶端的成孔区由薄壁组织构成ꎬ薄壁细胞分解成为散粉孔ꎬ薄壁组织来源于雄蕊原基早期的顶端分生组织ꎻ而花药的主体部分则由孢原细胞发育而来ꎬ孢原发生于分生组织下方且发生后向下生长ꎬ经多次分裂分化后发育为花粉囊ꎬ花粉完全成熟时花药壁保留表皮和２~３层药室内壁ꎮ也就是说ꎬ形成散粉孔的成孔区与花药其余部分在雄蕊发育的早期即已发生分异ꎮ此前也有学者认为杜鹃花科的散粉孔来源于分生组织(Ａｒｔｏｐｏｅｕｓꎬ１９０３ꎻＨｅｒｍａｎｎ＆Ｐａｌｓｅｒꎬ２０１８)ꎬ本研究再次证实了这一推测ꎮ在普通纵裂型花药中ꎬ花药纵裂一般涉及３个不同的组织和过程ꎬ即绒毡层分解㊁药室内壁纤维化和裂口形成ꎮ花药发育过程中中层和绒毡层先后分解消失ꎬ药室内壁的内切向壁和横向壁纤维加厚ꎬ但在２个花粉囊之间的交界处有几个不加厚的细胞ꎬ称为 唇细胞 (横切面上几个ꎬ纵向成列)ꎬ花药成熟时由此开裂形成裂缝(周云龙和刘全儒ꎬ２００４ꎻ丁泽琴等ꎬ２０１３)ꎮ简而言之ꎬ唇细胞是在花药发育的后期与其他药室内壁细胞产生差别ꎬ而早期是与药室内壁细胞同源的一类细胞ꎮ可见ꎬ锦绣杜鹃的孔裂和普通纵裂的发生机制有很大的差别ꎬ不仅有发生部位的差别ꎬ而且有发生时期和组织细胞的差别ꎮ在此前学者对杜鹃花科花药孔裂机制的研究中ꎬ一般认为与两种组织有关ꎬ一种叫做回吸组织ꎬ另一种叫做塌陷组织或萎缩组织(Ａｒｔｏｐｏｅｕｓ１９０３ꎻＭａｃｌａｃｈｌａｎꎬ１９２９ꎻＤ Ａｒｃｙｅｔａｌ.ꎬ１９９６ꎻＨａｍｍｅｒ＆Ｐａｌｓｅｒꎬ２０１８)ꎮ这两种都是薄壁组织ꎬ前者的细胞可以吸收草酸钙等无机盐形成晶体ꎬ形成大的囊袋ꎬ细胞破裂后释放晶体形成散粉孔ꎬ而萎缩组织不吸收无机盐ꎬ仅细胞缩小萎缩形成散粉孔ꎮ本研究中ꎬ锦绣杜鹃花药成孔区的细胞既没有积累晶体形成囊袋也没有发生萎缩塌陷ꎬ而是分解消失ꎬ我们将其称为更广义的薄壁组织ꎮ纵裂的花药只要花药壁裂开ꎬ花粉就可自然散出ꎬ而顶孔开裂的花药ꎬ其散粉孔位于顶端ꎬ若无特殊机制花粉难以从顶孔散出ꎮ本研究发现锦绣杜鹃花药壁的一些发育特征适应顶孔开裂ꎮ第一ꎬ锦绣杜鹃的花药壁有２~３层药室内壁ꎬ成熟时并不发生纤维化ꎬ反而在花粉成熟前积累多糖而加厚ꎬ这使花药壁保持完整并增加了厚度㊁韧性和弹性ꎮ第二ꎬ锦绣杜鹃的花粉为四合花粉且花粉间具有粘丝ꎬ推测多层药室内壁使花药壁增厚ꎬ积累多糖后进一步加厚且具有一定弹性ꎬ使得花粉囊内部空间缩小ꎬ从而将上部的花粉从顶孔 挤出 ꎬ这与我们在解剖镜下看到花粉从散粉孔 吐出 一致ꎻ而四合花粉间的粘丝使花粉粘连成团ꎬ在蜜蜂传粉时可以被成团带出ꎬ弥补了散粉孔位于顶端造成的散粉困难ꎮ第三ꎬ绒毡层早期为小孢子发育提供营养ꎬ后期外移ꎬ为药室内壁提供营养ꎬ使药室内壁再次发育增厚ꎬ这也是其适应顶孔散粉的一个发育特征ꎮ总之ꎬ本研究表明锦绣杜鹃的散粉孔来源于顶端特殊的成孔区ꎬ成孔区由薄壁组织构成ꎬ分解后成为散粉孔ꎻ锦绣杜鹃的花药壁有多层药室内壁ꎬ药室内壁细胞于花粉成熟前因积累多糖而使花药壁加厚ꎬ具有四合花粉且花粉间具粘丝等都是与孔裂相适应的特征ꎬ能促进花粉从顶孔散出ꎮ参考文献:ＡＲＴＯＰＯＥＵＳＡꎬ１９０３.ÜｂｅｒｄｅｎＢａｕｕｎｄｄｉｅÖｆｆｎｕｎｇｓｗｅｉｓｅｄｅｒＡｎｔｈｅｒｅｎｕｎｄｄｉｅＥｎｔｗｉｃｋｅｌｕｎｇｄｅｒｓａｍｅｎｄｅｒＥｒｉｋａｃｅｅｎ８２７广㊀西㊀植㊀物４４卷。

杜鹃花的结构层次一、引言杜鹃花是一种美丽的花卉，广泛分布于世界各地。

它以其独特的花朵和丰富的色彩而受到人们的喜爱。

本文将从杜鹃花的结构层次出发，探讨其组成和特点。

二、外部结构1. 茎：杜鹃花的茎通常呈直立状，高度可达数米。

茎的表面光滑，呈绿色或红色，具有一定的韧性与弹性。

2. 叶：杜鹃花的叶子呈椭圆形或披针形，革质而有光泽。

叶片有绿色、红色、紫色等多种颜色，具有较长的柄，排列整齐。

3. 花序：杜鹃花的花序呈伞状或圆锥状，由多朵花组成。

每朵花都有自己的花梗，整体呈现出繁密的花海景象。

三、花部结构1. 花萼：杜鹃花的花萼通常呈钟形或漏斗形，由若干片花萼片组成。

花萼片的颜色与花瓣相近，但形状较小。

2. 花瓣：杜鹃花的花瓣丰富多样，有五片或更多花瓣。

花瓣的颜色包括红色、粉色、白色等多种色彩，形状则有椭圆形、钟形、漏斗形等不同变化。

3. 雄蕊：杜鹃花的雄蕊位于花瓣的内部，由花丝和花药组成。

花药通常呈黄色或紫色，内含大量花粉。

4. 雌蕊：杜鹃花的雌蕊位于花瓣的中央，由子房、花柱和柱头组成。

子房通常呈圆锥形，内含胚珠。

四、花的功能1. 吸引传粉者：杜鹃花的鲜艳色彩和芳香味吸引了很多昆虫和鸟类，它们成为了杜鹃花的传粉者，帮助花粉传播。

2. 繁殖：杜鹃花通过花粉与雌蕊的结合完成授粉，然后通过胚珠的发育，形成种子，继续繁殖后代。

3. 美化环境：杜鹃花的美丽花朵为周围的环境增添了色彩和活力，成为人们赏花的对象。

五、适应环境1. 光照：杜鹃花偏爱充足的阳光，但也能适应一定的阴凉环境。

2. 水分：杜鹃花喜欢湿润的环境，但不耐水涝，需要避免长时间积水。

3. 温度：杜鹃花对温度较为敏感，一般适宜的生长温度为15-25摄氏度。

4. 土壤：杜鹃花喜欢疏松、排水良好的酸性土壤，对土壤的要求较高。

六、繁殖方式1. 种子繁殖：杜鹃花的种子可以通过播种的方式繁殖，但需要注意提供合适的温度和湿度条件。

2. 分株繁殖：杜鹃花的根系发达，可以通过分株的方式将其移植到新的土壤中，促进其繁殖生长。

实验观察花的结构花是植物中最复杂且美丽的结构之一、花朵是植物繁殖的器官，它通过吸引传粉媒介（如昆虫、鸟类等）来完成传粉过程。

花的结构包括花瓣、花萼、雄蕊和雌蕊等部分。

在本实验中，我们将观察花的结构并了解每个部分的功能。

首先，我们将观察花的外部结构。

花通常由花瓣和花萼组成。

花瓣是花的彩色部分，它的主要功能是吸引传粉媒介。

花萼是位于花瓣底部的绿色叶片，它的主要功能是保护花蕊。

通过观察不同种类的花朵，我们可以发现它们有不同颜色、形状和数量的花瓣和花萼，这些特征是各种植物之间的区分标志。

接下来，我们将观察花内部的结构。

花的雄性生殖器官是雄蕊，它由花丝和花药组成。

花丝是长而细的结构，它支撑花药并将花药暴露在外面，使其能够散发出花粉。

花药是包裹在花丝顶端的小囊袋，它含有花粉。

花粉是植物的精子，它们在传粉过程中会被传递给花的雌蕊。

雌蕊是花的雌性生殖器官，它由子房、花柱和柱头组成。

子房是一个下凹的结构，里面含有一个或多个胚珠。

胚珠是配子形成的地方，它产生卵子，并最终发育成种子。

花柱连接子房和柱头，不仅起到支撑的作用，还起到引导花粉管生长向胚珠的作用。

柱头是花柱的顶部，它接受传来的花粉，并将其引导到子房中的胚珠。

在观察花的结构时，我们可以使用放大镜或显微镜来获得更清晰的图像。

我们可以观察花粉颗粒在花药中的分布情况，以及柱头上是否有花粉粒子。

这些观察可以帮助我们了解花的传粉过程，并研究不同花的特征和功能之间的关系。

除了观察花的结构，我们还可以对花进行实验来研究其生长和开放过程。

例如，我们可以切割花茎的一部分，并将其放入带有染色液的水中，观察染色液是否通过花脉传输到花瓣和花萼中。

这可以帮助我们了解植物的水分运输系统以及花朵的生长过程。

在实验中，我们可以选择不同种类的花朵进行比较，以了解它们之间的差异和共同点。

我们还可以观察花朵在不同环境条件下的变化，例如不同温度、湿度和光照条件下的花朵开放速度和生长情况。

通过实验观察花的结构，我们可以更好地理解植物的繁殖过程、适应环境的能力以及植物与其传粉媒介之间的相互作用。

杜鹃花属映山红亚属植物叶表皮显微形态特征及其分类学意义作者：蒋天翼陈志钊陈曌郑永利陈昕邓云飞来源：《广西植物》2023年第10期摘要：為澄清映山红亚属（Rhododendron subg. Tsutsusi）内的系统关系问题，该研究选择杜鹃花属映山红亚属37种植物作为对象，其中29种为首次报道，通过扫描电镜观察其叶表皮显微特征。

结果表明：（1）气孔器均为无规则型且均在远轴面。

（2）根据叶片微形态特征将映山红亚属的种类分为杜鹃型（R. simisii-type）、岭南杜鹃型（R. mariae-type）、皋月杜鹃型（R. indicum-type）、崖壁杜鹃型（R. saxatile-type）及丁香杜鹃型（R. farrerae-type）5种类型。

（3）杜鹃型植物的气孔器周边无或具间断的条形突起。

（4）岭南杜鹃型植物的气孔器周围有多层条形突起环绕，保卫细胞两极不具T型加厚。

（5）皋月杜鹃型植物的叶表皮保卫细胞两极具有T型加厚，与叶状苞亚属（Subg. Therorhodion）叶状苞杜鹃（R. redowskianum）的气孔器特征相似，推测其与叶状苞亚属具有一定的亲缘关系。

（6）崖壁杜鹃型植物的叶表皮毛单一，多呈卷曲状，与其他类型有所不同且未见腺体。

（7）丁香杜鹃型植物的叶表皮仅有腺体。

（8）依据叶表皮微形态特征讨论了一些近缘种类的关系，如倾向于将背绒杜鹃（R. hypoblematosum）和千针叶杜鹃（R. polyraphidoideum）处理为独立的种，支持保留紫薇春（R. naamkwanense var. cryptonerve）作为南昆杜鹃（R. naamkwanense）的变种地位，不支持将腺花杜鹃（R. adenanthum）并入细瘦杜鹃（R. tenue）作异名处理等。

该研究结果表明叶表皮显微特征在映山红亚属内物种划分上具有重要价值。

关键词：映山红亚属，微形态特征，叶表皮，分类学意义，扫描电子显微镜中图分类号： Q949 文献标识码： A文章编号： 1000-3142（2023）10-1814-14Leaf epidermal micromorphological features of Rhododendron subg. Tsutsusi （Ericaceae） and their taxonomic significanceJIANG Tianyi1，2， CHEN Zhizhao3， CHEN Zhao3， ZHENG Yongli4，CHEN Xin1，2， DENG Yunfei5*Abstract： In order to clarify the relationships in Rhododendron subg. Tsutsusi，micromorphological characters of leaf epidermis were examined for 37 species in Rhododendron subg. Tsutsusi using scanning electron microscopy （SEM）， among which the relevant features of 29 species are reported for the first time. The results are as follows：（1） The stomatal apparatus are anomocytic and all on abaxial surface. （2） According to the micromorphological features of glands， trichome types and stomatal apparatus of leaf epidermis， subg. Tsutsusi can be divided into five types， i.e.， R. simsii-type， R. mariae-type， R. indicum-type， R. saxatile-type and R. farrerae-type. （3） The plants in R. simsii-type have the similar morphological features， have no or discontinuous ringed striates around stomatal apparatus. （4） The plants in R. mariae-type do not have distinct T-pieces at the polar regions of guard cells but have multilayer ringed striates. （5） It is implied that the plants in R. indicum-type have the close affinity with subg. Therorhodion in having distinct T-pieces at the polar regions of guard cells. （6） R. saxatile-type differs from other types in its simple trichomes being virgate but without glands. （7） The leaf epidermis of R. farrerae-type has glands only. （8） The relationships between the closely related species are also discussed on the basis of leaf epidermal micromorphological features. For example， R. hypoblematosum and R. polyraphidoideum tend to be treated as separate species. Support the preservation of R. naamkwanense var. cryptonerve as a variety of R. naamkwanense， and do not support the R. adenanthum into R. tenue as a synonym. The results of this study show that micromorphological features of leaf epidermis are of significant value for species delimitation in subg. Tsutsusi.Key words： Rhododendron subg. Tsutsusi， micromorphological features， leaf epidermis，taxonomic significance， SEM映山红亚属（Subg. Tsutsusi）是杜鹃花属（Rhododendron Linn.）中一个中等大小的亚属，约110种，可分为映山红组（Sect. Tsutsusi）、假映山红组（Sect. Tsutsiopsis）和轮叶杜鹃组（Sect. Brachycalyx）。

31个杜鹃花品种物候期观察及观赏价值分析林玲1,2,3，唐卫东1,2，李华雄1,3，宋伟1,2，刘钇1,3，汪军1,2，宋锐1,2，林熊1,2，陈亮1（1四川省内江市农业科学院641000；2四川花芊谷农业科技有限公司；3内江花芊香园艺有限公司）为充分了解引进的杜鹃花种质资源特性，解决适宜本地区栽培的杜鹃花品种少的问题，对引进的31个杜鹃花品种进行了物候期观察，并对其叶长、叶宽等叶形特征，花冠直径、花冠长、花色等花形特征进行了观察和研究，最终筛选出‘银边三色’、‘柳叶喷砂’、‘双季桃雪’、‘风轮’、‘吉祥宝宝’、‘紫长华’6个品种进行市场推广。

杜鹃花；品种；物候期；观赏价值2.1杜鹃花品种开花期物候观察分别记载了31个杜鹃花品种的开花物候期(表2）。

由表2可知，在内江地区普通大棚内，最早进入观赏期的是‘柳叶喷砂’，1月15日即可进入观赏期；且最佳观赏时间长达28d ；最晚进入观赏期的是‘紫长华’，花期从5月8号延续到6月12号，最佳观赏期11d 。

花期持续时间最长的是‘双季桃雪’，花期从1月下旬一直持续到4月中旬，观赏时长达到81d ；花期持续时间最短的是‘玉蝴蝶’，花期从3月下旬持续到4月上旬，共16d 。

在所观察的杜鹃花品种中，早花品种（始花期从1月15日~2月28日）有‘银边三色’、‘红珍珠’、‘春之友谊’、‘风轮’、‘粉霸王’、‘赛牡丹’、‘柳叶喷砂’、‘pink bobble ’、‘铁红’、‘丹麦红’、‘春之音’、‘套瓣朱砂’、‘汉堡’、‘红牡丹’、‘西子’、‘玉玲’、‘吉祥宝宝’、‘双季桃雪’，共18个品种；中花品种（始花期从3月1日~4月30日）有‘琉球红’、‘新天地’、‘醉蝶’、‘霞红’、‘玉蝴蝶’、‘红珊瑚’、‘昆仑玉’、‘金蝴蝶’、‘皱边秋红’、‘荣冠’、‘夏玫红’，共11个品种；晚花品种（始花期从（5月1日~6月31日）有‘白长华’、‘紫长华’，共2个品种。

2.2杜鹃花品种观赏特性分析2.2.1株型分析。

杜鹃花的结构层次杜鹃花（Rhododendron）是一种常见的花卉植物，属于杜鹃花科。

它以其美丽的花朵和丰富的颜色而受到人们的喜爱。

杜鹃花的结构层次可以从整个植物的层次、花朵的层次和细胞的层次等多个方面进行描述。

一、整个植物的结构层次：1.根系：杜鹃花的根系主要分为主根和侧根。

主根向下生长，侧根则从主根发出，向四周扩展，增加植物对土壤的吸收面积。

2.茎：杜鹃花的茎主要由木质部和韧皮部组成，其主要功能是支撑和传导水分和养分。

茎株通常为匍匐或直立，高矮不一3.叶：杜鹃花的叶片为单叶或复叶，形态各异，通常呈椭圆形或披针形。

叶子上有细小的绒毛，起到保护和适应干旱环境的作用。

4.花序：杜鹃花的花序通常为伞形花序，花序由许多小花组成，呈伞状排列。

每个小花由苞片、花萼、花瓣和花蜜腺等组成。

二、花朵的结构层次：1.花萼：杜鹃花的花萼通常由5片绿色或红色的萼片组成，它们围绕在花瓣和花药的周围，有保护花蕾的作用。

2.花瓣：杜鹃花的花瓣具有丰富的颜色和各种形状，有的是纯一色的，有的是多色的。

花瓣的形态和颜色吸引了昆虫的注意，从而促进了授粉的过程。

3.花药：杜鹃花的花药是雄蕊的一部分，它们含有花粉，负责产生和释放花粉。

花药通常呈长筒状，位于花瓣之下。

4.雄蕊：杜鹃花的雄蕊由花药和花丝组成，负责产生雄性生殖细胞（花粉）。

雄蕊的数量通常与花瓣的数量相同。

三、细胞的结构层次：1.细胞壁：杜鹃花的细胞壁由纤维素和木质素等物质构成，具有机械支持和保护细胞的功能。

2.细胞质：杜鹃花的细胞质包含细胞核、细胞器和细胞液等组成部分，它们负责细胞的代谢和生理功能。

3.叶绿体：杜鹃花的叶绿体是细胞中进行光合作用的关键结构，叶绿体内含有叶绿素等色素，负责吸收太阳光并产生养分。

4.细胞核：杜鹃花的细胞核位于细胞的中心，包含遗传信息和控制细胞活动所需的基因。

5.液泡：杜鹃花细胞内含有许多液泡，液泡内含有多种溶质，负责细胞内物质的贮存和运输。

总结起来，杜鹃花的结构层次包括整个植物的层次、花朵的层次和细胞的层次。