木犀屬美麗木犀和布克木犀花粉形態(tài)研究

楊慶華

(上海辰山植物園，上海 201602)

木犀屬(Osmanthus)隸屬于雙子葉植物合瓣花類(lèi)的木犀科(Oleaceae)，是木犀科中經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大的一個(gè)屬，該屬中的桂花(O.fragrans)由于花具有濃郁的香氣而被廣泛栽培.該屬現(xiàn)有35種(包括2個(gè)雜交種)植物，主要分布亞洲東部的亞熱帶和熱帶地區(qū)，少數(shù)種分布于北美洲東南部和南半球熱帶地區(qū)[1-4].

花粉作為植物的生殖單位，其形態(tài)特征是相對(duì)穩(wěn)定的，從花粉的形狀、大小、萌發(fā)孔、溝的特征及表面紋飾等都可以看出植物的進(jìn)化趨勢(shì).特別是對(duì)于高級(jí)的分類(lèi)單元如綱、科、屬等而言，其孢粉形態(tài)特點(diǎn)的變化規(guī)律對(duì)于分類(lèi)系統(tǒng)的建立具有重要意義.因此，孢粉形態(tài)研究早已應(yīng)用于植物分類(lèi)和系統(tǒng)演化研究中[5-17]，成為植物分類(lèi)學(xué)的一個(gè)重要方法和手段.

對(duì)于木犀屬植物的花粉，前人已進(jìn)行過(guò)部分研究[8-13]，但涉及的種類(lèi)很少，主要集中在國(guó)內(nèi)分布的木犀屬物種上，如桂花、野桂花、厚邊木犀、山桂花等.而國(guó)外分布的種和雜交種還未見(jiàn)詳細(xì)的報(bào)道.本文主要研究木犀屬雜交種布克木犀(O. ×burkwoodii)和分布于西亞、土耳其和地中海地區(qū)的美麗木犀(O.decorus)的花粉形態(tài)，以期能為該屬植物雜交起源和系統(tǒng)分類(lèi)提供依據(jù).

1 材料與來(lái)源

布克木犀和美麗木犀花粉材料于2010年4月采于辰山植物園苗圃.采樣方法為摘取初開(kāi)的花朵，用筆刷刷取新鮮花粉，4%戊二醛(pH7.2，0.2 mol·L-1磷酸緩沖液溶液配制)立即固定，4℃冰箱保持備用.

2 方法

取適量固定好的新鮮花藥樣品，進(jìn)行pH7.2，0.1 mol·L-1磷酸緩沖液清洗；乙醇梯度脫水(30%、50%、70%、90%、100%2次)，每個(gè)等級(jí)處理15 min；醋酸異戊酯置換2次(每次15 min)；臨界點(diǎn)干燥；導(dǎo)電處理(電流：15 mA，時(shí)間：90 s).將處理好的樣品放在掃描電子顯微鏡下掃描，觀(guān)察、拍照、測(cè)量.在觀(guān)察過(guò)程中，選取有代表性的花粉20粒，測(cè)量極軸長(zhǎng)、赤道軸長(zhǎng)、萌發(fā)溝長(zhǎng)、萌發(fā)溝寬、網(wǎng)眼大小等.

使用的儀器型號(hào)：EMITECH K850臨界點(diǎn)干燥儀；HITACH E-1010噴鍍儀；FEI QUANTA 200掃描電子顯微鏡.

3 結(jié)果分析

3.1 布克木犀和美麗木犀的花粉形態(tài)

布克木犀的花粉形態(tài)多為3個(gè)萌發(fā)溝，個(gè)別為4溝，溝長(zhǎng)9.3(6～10) μm，溝寬2.6(2～4) μm，溝深0.8 μm；花粉近球形，大小均勻，極軸長(zhǎng)14.3(13～15) μm，赤道軸長(zhǎng)14.6(13～16) μm，P/E值0.979；花粉表面具網(wǎng)狀紋飾，微皺，網(wǎng)眼大小1.6 μm(見(jiàn)圖1).

圖1 布克木犀的掃描電鏡圖片

美麗木犀的花粉形態(tài)基本為3個(gè)萌發(fā)溝，溝長(zhǎng)8.6(7～9) μm，溝寬2.9(2～4) μm，溝深1.6 μm, 萌發(fā)溝邊緣紋飾較模糊；花粉近球形，有的較扁，極軸長(zhǎng)13.5(11～14) μm，赤道軸長(zhǎng)13.4(12～14) μm，P/E值1.007；花粉表面具網(wǎng)狀紋飾，比布克木犀紋飾皺褶要多，網(wǎng)眼大小1 μm(見(jiàn)圖2).

圖2 美麗木犀的掃描電鏡圖片

3.2 花粉形態(tài)作為檢驗(yàn)雜種依據(jù)的可行性探討

本次試驗(yàn)另外一個(gè)目的就是探討花粉形態(tài)作為檢驗(yàn)植物之間雜交起源依據(jù)的可行性.眾所周知，布克木犀為美麗木犀和山桂花的雜交后代，該雜種與其兩個(gè)親本花粉形態(tài)比較如表1.

從表1中可以看出：在花粉大小方面，3種木犀屬植物不一樣，布克木犀的花粉大小介于美麗木犀和山桂花之間，但極軸長(zhǎng)與赤道軸長(zhǎng)的比值(P/E)卻近似相等，說(shuō)明3個(gè)物種的花粉形狀相似；在花粉萌發(fā)孔方面，3個(gè)物種都是3孔溝的萌發(fā)孔；外壁紋飾方面，都是網(wǎng)狀，網(wǎng)眼的大小卻不同，其中布克木犀最大，兩個(gè)親本較小.就花粉形態(tài)而言，雜交種布克木犀的特征與其雙親均有一定的聯(lián)系與區(qū)別，因此，花粉的大小、P/E值在驗(yàn)證物種雜交起源方面可以作為依據(jù)之一.

表1 木犀屬的花粉形態(tài)比較

4 結(jié)論

1)對(duì)布克木犀和美麗木犀的花粉形態(tài)進(jìn)行研究，表明2物種花粉是近球形，外壁表面均具有網(wǎng)狀紋飾，基本都具有3孔溝的萌發(fā)孔，其中，還發(fā)現(xiàn)布克木犀有個(gè)別4孔溝萌發(fā)的現(xiàn)象，這也驗(yàn)證了徐炳強(qiáng)[14]的觀(guān)察結(jié)果.2個(gè)物種在花粉大小、溝長(zhǎng)、網(wǎng)眼大小等方面有較大差別，這與臧德奎[15]觀(guān)察結(jié)果基本一致.其中花粉較大、溝長(zhǎng)較長(zhǎng)、網(wǎng)眼較大的為布克木犀，美麗木犀溝深較大.

2)鑒定一個(gè)物種是否雜種或者雜交起源并不容易，傳統(tǒng)的形態(tài)、染色體的配對(duì)、分子標(biāo)記等手段也往往只是推斷物種的雜交起源.本試驗(yàn)在知道植物雜交育種的情況，從孢粉學(xué)的角度去推斷判斷雜交起源的依據(jù)，從試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，花粉的大小、P/E值可以作為物種雜交起源驗(yàn)證的依據(jù)之一.

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