三種金花茶花粉形態(tài)的掃描電鏡研究

譚 莎， 查錢慧， 黃永芳*， 洪文泓， 薛克娜

( 1． 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院， 廣東省森林植物種質(zhì)創(chuàng)新與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510642； 2. 佛山市林業(yè)科學(xué)研究所， 廣東 佛山528222 )

三種金花茶花粉形態(tài)的掃描電鏡研究

譚 莎1， 查錢慧1， 黃永芳1*， 洪文泓1， 薛克娜2

( 1． 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院， 廣東省森林植物種質(zhì)創(chuàng)新與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510642； 2. 佛山市林業(yè)科學(xué)研究所， 廣東 佛山528222 )

金花茶分類系統(tǒng)尚未完善，金花茶又極具觀賞價值，潛在價值極高，該研究應(yīng)用掃描電鏡觀察三種金花茶花粉形態(tài)，即平果金花茶、直脈金花茶、金花茶，并運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和圖片分析的方法對其花粉形態(tài)進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：三種金花茶花粉均屬于大花粉粒，花粉平均極軸在50 μm以上，花粉極面觀為鈍凹三角形,萌發(fā)孔為三孔溝，即N3P4C5類型。平果金花茶與直脈金花茶花粉外壁紋飾為擬網(wǎng)狀紋飾，平果金花茶網(wǎng)眼較密，網(wǎng)脊稍不平，直脈金花茶網(wǎng)脊稍隆起；金花茶為蠕蟲狀紋飾，短條狀突起?；ǚ坌螒B(tài)對其分類有重要意義，通過花粉外壁紋飾的類型可知金花茶與其二者親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，花粉形態(tài)各指標(biāo)具有種間變異性，種內(nèi)具有保守性，而平果金花茶和直脈金花茶花粉外壁紋飾相同但具體分類還需進(jìn)一步研究。該研究結(jié)果為金花茶種質(zhì)資源分類和利用提供了參考，在一定程度上促進(jìn)了金花茶資源的開發(fā)和利用。

金花茶， 花粉形態(tài)， 電鏡， 花粉外壁紋飾， 分類

金花茶(sect.Chrysanthae)為山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)植物，以其黃色花瓣而聞名于世(張宏達(dá)，1979)。野生金花茶的發(fā)現(xiàn)，為人類培育具有較高觀賞價值、開黃花的山茶花新品種提供了基因資源(莊瑞林，2008)。金花茶被譽(yù)為“茶族皇后”，而享譽(yù)海內(nèi)外，為國家一級保護(hù)植物。金花茶的分類學(xué)主要集中在形態(tài)解剖學(xué)、孢粉學(xué)和核型分析上，花粉的外部形態(tài)特征具有種屬特異性。外壁紋飾特征作為植物種質(zhì)鑒別的重要依據(jù)已有大量報道，至今已有27個種和變種作了花粉掃描電鏡研究(謝永泉等，1991；王任翔等，1997)。由于金花茶植物分類復(fù)雜，至今存在許多爭議，因此研究金花茶花粉形態(tài)為分類問題提供一定理論依據(jù)。而鄧桂英(2001)對金花茶研究進(jìn)行文獻(xiàn)分析，表明金花茶分類尚未有明確的系統(tǒng)，對金花茶組分類學(xué)需不斷探索。

本研究應(yīng)用掃描電子顯微鏡對平果金花茶(Camelliapingguoensis)、直脈金花茶(C.multipetalavar.patens)和金花茶(C.chrysantha)進(jìn)行花粉形態(tài)比較研究，根據(jù)花粉形態(tài)特征確定其親緣關(guān)系，為金花茶種質(zhì)資源分類和利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

材料采于2月中旬華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)生長健壯植株且成熟的花粉，分別為平果金花茶、直脈金花茶、金花茶。

1.2 方法

參照敖成齊和劉小坤(2001)的方法。采用額氏醋酸酐分解法制片，于光學(xué)顯微鏡目鏡10×、物鏡40×下測量花粉的極軸長(P)、赤道軸長(E)，每種花粉測量20粒，取平均值。

將花粉分別均勻地撒在粘有雙面膠的掃描電鏡樣品臺上，在IB-5發(fā)給型離子濺射儀上噴金，F(xiàn)EI-XL30型掃描電鏡下觀察并拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 花粉粒的大小和形狀

3種金花茶花粉粒均屬于大花粉粒，如表1所示，金花茶花粉極軸平均長為50.32 μm，赤道軸平均長為45.82 μm，花粉平均極軸/赤道軸(P/E)為1.10?；ǚ坌螤顬榻鼒A球形。

平果金花茶和直脈金花茶花粉粒為長球形，長軸較長。平果金花茶P/E為1.27，直脈金花茶值為1.34，其直脈金花茶極軸最長為57.82 μm，且赤道軸最短為43.23 μm。

表 1 金花茶花粉粒大小比較

2.2 外壁紋飾特征

外壁紋飾是鑒定花粉最重要特征之一。在光學(xué)顯微鏡下，其花粉外壁紋飾有兩種類型，平果金花茶和直脈金花茶為擬網(wǎng)狀紋飾，平果金花茶網(wǎng)眼較密，網(wǎng)脊稍不平，直脈金花茶網(wǎng)脊稍隆起；金花茶為蠕蟲狀紋飾，短條狀突起，突起間見穿孔(圖1)。

圖 1 金花茶花粉粒形態(tài)特征 (赤道面觀 ×2 000，極面觀 ×2 000，外壁紋飾 ×6 400 ) 1-3. 金花茶； 4-6. 平果金花茶； 7-9. 直脈金花茶。Fig. 1 Sect. Chrysanthae pollen morphological characteristics (Equatorial view ×2 000，Polar view ×2 000， Exine sculpture ×6 400) 1-3. Camellia chrysantha； 4-6. C. pingguoensis； 7-9. C. multipetala var. patens.

圖 2 金花茶花粉形態(tài) 1. 金花茶; 2. 平果金花茶; 3. 直脈金花茶。Fig. 2 Sect. Chrysanthae pollen morphology 1. Camellia chrysantha； 2. C. pingguoensis； 3. C. multipetala var. patens.

2.3 萌發(fā)孔特征

萌發(fā)孔的數(shù)目(N)、位置(P)和特征(C)是花粉分類的依據(jù)之一，觀察的3種金花茶萌發(fā)孔均為三孔溝，屬N3P4C5類型。溝一般較細(xì)長，中部隆起，?？O縮形成兩個半溝。金花茶三孔溝的形態(tài)存在差異，溝兩端漸窄，溝膜明顯(圖2)。

3 討論

花粉是植物攜帶遺產(chǎn)信息的雄性生殖細(xì)胞，與其他組織器官相比其性狀較穩(wěn)定，環(huán)境因素對它形態(tài)特征的影響較小?；ǚ坌螒B(tài)對金花茶組植物分類有一定的意義。而花粉外壁紋飾在分類及種間類群鑒定中占有重要地位(倪穗和李紀(jì)元，2007)。王任翔等(1997)表明扶綏中東金花茶、龍州金花茶、薄瓣金花茶與凹脈金花茶、檸檬黃金花茶、小瓣金花茶分屬于不同的兩大類型，差異明顯，在形態(tài)上易于區(qū)別，其花粉外紋壁飾明顯不同。賈子瑞(2014)研究云杉屬分類發(fā)現(xiàn)花粉形態(tài)特征的各指標(biāo)在種間具有變異性、種內(nèi)具有保守性。本研究結(jié)果表明平果金花茶和直脈金花茶屬擬網(wǎng)狀紋飾，金花茶屬蠕蟲狀紋飾，外壁紋飾存在差異，金花茶不同于平果金花茶和直脈金花茶的，而平果金花茶與直脈金花茶需進(jìn)一步研究比較其親緣關(guān)系。同時本研究結(jié)果與唐紹清等(2004)通過比較金花茶和平果金花茶的nrDNA ITS區(qū)序列得出金花茶與平果金花茶親緣關(guān)系不近的結(jié)論相一致，但同類型的花粉外紋壁飾之間不同種的差別不大(韓柏明，2013)。覃小玲等(2012)通過FTIR技術(shù)表明平果金花茶與直脈金花茶聚類分析得出其差異較大，各自劃分為一個種。韋仲新等(1992)對山茶屬18個組27個代表種花粉大小、形狀、外紋壁飾等做了綜合比較分析，研究結(jié)果表明花粉外紋壁飾在掃描電鏡下差異顯著，為分類提供重要依據(jù)。

平果金花茶、直脈金花茶親緣關(guān)系不是很近，今后可以進(jìn)一步深入探討花粉外壁紋飾類型相同的不同種的研究。本研究所觀察的花粉種類較少，今后應(yīng)進(jìn)一步采集更多金花茶組花粉對其花粉形態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)觀察。通過電鏡掃描對3種金花茶花粉形態(tài)比較分析，旨在確定3種金花茶的親緣關(guān)系，在于解決金花茶組分類問題，豐富了金花茶基礎(chǔ)研究，進(jìn)一步說明花粉形態(tài)尤其是外壁紋飾的類型對金花茶組植物的分類提供一定依據(jù)。

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Pollen morphology of three species in sect. Chrysantha studied by scanning electron microscope

TAN Sha1, ZHA Qian-Hui1, HUANG Yong-Fang1*, HONG Wen-Hong1, XUE Ke-Na2

( 1. College of Forestry and Landscape Architecture， Guangdong Key Laboratory for Innovative Development and UtilizationofForestPlantGermplasm,SouthChinaAgriculturalUniversity, Guangzhou 510642, China;2.FoshanInstituteofForestrySciences, Foshan 528222, Guangdong, China )

Pollen grains from 3 species of sect.Chrysanthawere examined using the scanning electron microscope, includingCamelliapingguoensis,C.multipetalavar.patens,C.chrysantha. The characteristics of pollen morphology among the species were distinguished using data statistics and photographic analysis. The pollens were large pollen grains, mean polar axis pollen size in the three species was over 50 μm, blunt concave triangle in polar view. According to morphological photography, the aperture were three hole groove, namely N3P4C5type. Two basic sculpes were defined: tuberculate-baculate, viz, ornate.C.pingguoensis,C.multipetalavar.patenswere the latter,C.chrysanthawas the other.C.pingguoensisrelatively dense mesh, mesh ridge slightly rough,C.multipetalavar.patensnet ridge slightly uplift,C.chrysanthashort strip projections. Pollen morphology has important significance for its classification, through the pollen exine sculpture type,C.chrysanthawithC.pingguoensis,C.multipetalavar.patenswere more distant relatives. Pollen morphology had variability among species, had conservation within species, but the classification ofC.pingguoensisandC.multipetalavar.patensstill need further study. By comparing the pollen size, shape, the exine pore characteristics and morphological indexes etc, the results showed that there was an obvious similarities and differences of three species of sect.Chrysanthapollen morphology but sect.chrysanthaset classification is complex, not only from the palynology into consideration, has a long way for sect.Chrysanthaset classification. Sect.Chrysanthafound up to now, enjoyed a good reputation at home and abroad, has been enjoying by botanists, horticulturalist, but its classification system is not yet clear. In fact, classification system has been being improved, sect.Chrysanthaehas ornamental value and highly potential value. The results provide sect.chrysanthaegermplasm resources classification and the use of value, promote sect.Chrysanthaedevelopment of resource utilization.

sect.Chrysanthae， pollen morphology， electron microscope， pollen exine sculpture， taxonomy

10.11931/guihaia.gxzw201505016

2015-05-19

2015-12-17

廣東省林業(yè)創(chuàng)新專項(xiàng)項(xiàng)目(2010KJCX008-02)；中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范項(xiàng)目(2014GDJK-07) [Supported by Special Funds for Forestry Innovation in Guangdong Province(2010KJCX008-02);the Central Government Program for Forestry Technology Popularization Demonstration(2014GDJK-07)]。

譚莎(1992-)，女，湖南郴州人，碩士研究生，研究方向?yàn)榻?jīng)濟(jì)林育種和栽培研究，(E-mail)913207945@qq.com。

*通訊作者： 黃永芳，教授，主要從事經(jīng)濟(jì)林和森林培育的教學(xué)和科研工作，(E-mail)574366567@qq.com。

Q945

A

1000-3142(2016)12-1422-04

譚莎， 查錢慧， 黃永芳， 等. 三種金花茶花粉形態(tài)的掃描電鏡研究 [J]. 廣西植物， 2016， 36(12):1422-1425

TAN S, ZHA QH, HUANG YF， et al. Pollen morphology of three species in sect.Chrysanthastudied by scanning electron microscope [J]. Guihaia， 2016， 36(12):1422-1425