禾本科觀賞草花的雌雄蕊形態(tài)及顏色的研究初探

李樂(lè) 胡鳳婷 原雅玲 張帆 王君芳

(陜西秦草自然生態(tài)科技有限公司，陜西 西安 710038)

觀賞草(Ornamental Grass)通常是指用于觀賞的禾草和類似于禾草的植物統(tǒng)稱，是一個(gè)分布和栽培范圍較廣的復(fù)雜植物群體[1]，在北方地區(qū)常見(jiàn)的觀賞草種類主要是禾本科植物，且以觀賞花序?yàn)橹鳌Ｄ壳皩?duì)于觀賞草的研究主要集中在3個(gè)方面：針對(duì)觀賞草的抗性研究，如楊吉蘭等[2]、何海峰等[3]、蔣倩等[4]分別對(duì)拂子茅、柳枝稷和細(xì)葉芒耐受性的相關(guān)研究；針對(duì)于觀賞草的園林應(yīng)用研究集中在其花序、株形、色彩等人眼輕松可以看到的范圍，如Meyer M H[5]的研究；觀賞草的育種研究，主要介紹通過(guò)選擇育種、引進(jìn)選育、雜交育種、輻射育種、倍性育種等方法，育成符合預(yù)期的植物新品種，但對(duì)于觀賞草的花幾乎沒(méi)有提及。

基于現(xiàn)有研究對(duì)于觀賞草花的尚未涉及，筆者在2021—2022年對(duì)秦草基地現(xiàn)有的禾本科觀賞草的花觀察、記錄并對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，觀賞草花的世界雖然微小，但其同人們平?？吹降摹⒁杂^花為主植物花的世界同樣有趣?；ㄐ螒B(tài)和顏色變化多樣，內(nèi)容豐富，十分精彩。其雄蕊常3個(gè)、條形，見(jiàn)圖1a，花絲較其他觀花植物更為細(xì)長(zhǎng)，見(jiàn)圖1b，花藥“丁”字形生于花絲頂端，借助花絲的細(xì)長(zhǎng)可搖動(dòng)利于散出花粉；柱頭常為羽毛狀或刷帚狀，見(jiàn)圖1a，增加了“捕捉”空中飄散的花粉粒的機(jī)會(huì)。

本研究主要通過(guò)對(duì)觀賞草花各種情況下柱頭和花藥變化的分析、對(duì)比，闡述禾本科花變化的復(fù)雜性，以期為植物遺傳育種提供參考，并期望科研工作者對(duì)其關(guān)注、探索。除此之外，觀賞草微小視野的研究，不僅可以為植物分類提供參考信息，也期望能達(dá)到一定的科普價(jià)值。

圖1 觀賞草花的雌、雄蕊

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

觀賞草。

1.2 試驗(yàn)方法

2021—2022年對(duì)陜西秦草自然生態(tài)科技有限公司灃西基地(西安市·同德路，N34.263°、E108.719°)種質(zhì)資源圃禾本科，14個(gè)屬的花進(jìn)行觀察、拍照記錄并對(duì)比分析，見(jiàn)表1。

2 結(jié)果分析

2.1 同科不同屬觀賞草花的區(qū)別

2.1.1 同色系花藥觀賞草的花

禾本科不同屬觀賞草的花，在花藥處于同色系、花藥形態(tài)類似時(shí)，柱頭存在屬間差異，見(jiàn)圖2。圖2a、圖2d、圖2e 3種觀賞草柱頭的顏色均為白色，圖2d的柱頭在形態(tài)和質(zhì)感上長(zhǎng)而柔軟，與圖2a和圖2e短似毛刷的柱頭存在差異。圖2b柱頭的存在方式有別于其他4種，其分為雌小穗和雄小穗，雌小穗只具有乳黃色的柱頭，雄小穗僅具黃色的花藥，此處的圖2b為雌小穗。圖2c與圖2a和圖2e柱頭的形態(tài)接近，但紫紅色的柱頭不同于二者。

表1 觀賞草基本信息

圖2 同色系花藥觀賞草的花

2.1.2 同色系的花藥和柱頭觀賞草的花

不同屬間，觀賞草花的柱頭和花藥顏色均屬于同色系(紫色系)時(shí)，其著色程度、質(zhì)感和形態(tài)存在區(qū)別，見(jiàn)圖3。圖3a柱頭著色最淺，柱頭較圖3b和圖3c微長(zhǎng)；圖3b和圖3c柱頭顏色相近，柱頭形態(tài)上存在較明顯差別。圖3b的花藥著色特殊，紫紅色和白色呈條狀交錯(cuò)布滿整個(gè)花藥表面；圖3a和圖3c花藥的著色均勻，但圖3a比圖3c花藥顏色淺且長(zhǎng)。

2.1.3 同小穗的形態(tài)觀賞草的花

圖3 同色系的花藥和柱頭觀賞草的花

屬間觀賞草花的小穗形態(tài)相似時(shí)，柱頭和花藥的顏色也不同，見(jiàn)圖4?！纤搿俏膊莺吞J竹小穗的形態(tài)均屬于披針形，兩者花藥的顏色不同，前者為黃色，后者為黃綠色。兩者柱頭的形態(tài)、顏色和質(zhì)感上也有差異，‘紫穗’狼尾草的柱頭較蘆竹細(xì)長(zhǎng)，似蜈蚣觸角般，后者像短小的毛刷；二者顏色也不同，前者為白色有別于后者的灰綠色。

圖4 同小穗的形態(tài)觀賞草的花

2.2 同科同屬觀賞草花的區(qū)別

2.2.1 不同種間觀賞草的花

圖5 不同種間觀賞草的花

禾本科同屬不同種間觀賞草的花不相同。圖5a和圖5b均屬于禾本科狼尾草屬，二者的花藥顏色均屬黃色。圖5a的柱頭細(xì)且彎曲，為白色，圖5b的柱頭粗且相對(duì)筆直，為紫紅色。

2.2.2 同種不同品種間觀賞草的花

圖6 同種不同品種間觀賞草的花

同種不同品種間觀賞草的花有所不同?！畺|方’狼尾草和‘大布尼’狼尾草均有6個(gè)黃色的花藥，但‘東方’狼尾草的柱頭為白色，‘大布尼’狼尾草的柱頭為粉紅色，且比‘東方’狼尾草的柱頭略微長(zhǎng)且粗壯。

2.2.3 同品種間不同時(shí)間觀賞草的花

圖7 同品種間不同時(shí)間觀賞草的花

由圖7可知，同品種不同時(shí)間段觀賞草花的花藥和柱頭顏色不同。白羊草的花果期為7—11月，圖7a是7—8月記錄到的情況，為黃色的花藥和白色的柱頭；圖7b白色柱頭和紫紅色的花藥是8月末記錄到的；圖7c淡紫色的柱頭和紫紅色花藥記錄于9月份。

2.2.4 同品種不同個(gè)體間觀賞草的花

圖8 同品種不同個(gè)體間觀賞草的花

同品種同時(shí)間不同個(gè)體上，觀賞草的花存在區(qū)別，見(jiàn)圖8。同品種2叢大油芒花藥的顏色一致，均為黃色，其柱頭的形態(tài)類似，而顏色圖8a為白色，圖8b為紫紅色，存在很大差異。

2.2.5 同品種同個(gè)體觀賞草的花

圖9 同品種同個(gè)體觀賞草的花

同品種同時(shí)間同個(gè)體，觀賞草的花顏色不唯一，見(jiàn)圖9。在任何時(shí)間段，任何植株中，藍(lán)剛草的花藥都為唯一的亮黃色，但柱頭的顏色不唯一。柱頭的顏色主要分為乳黃色和淡紫色2種，并且這2種顏色既會(huì)分別出現(xiàn)在不同植株上如圖9a和圖9b，也會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在同植株上如圖9c，變化多樣。

3 討論

現(xiàn)有研究表明，花藥顏色形成多與花色素苷、類胡蘿卜素等類黃酮物質(zhì)有關(guān)，而色素累積度增加與植物耐逆性具相關(guān)性[6]。如,發(fā)現(xiàn)小麥深色花藥所含花青素能增強(qiáng)植株抗旱、抗病、抗紫外線能力等[7]；同樣，在玉米中紫色花藥含較多花色苷類色素，也與其抗逆性密切相關(guān)[8]。筆者觀測(cè)到的‘重金’柳枝稷和‘紫穗’狼尾草開(kāi)花在盛夏，花藥顏色深，與此研究結(jié)果相似。雖然在觀測(cè)中也發(fā)現(xiàn)其他種觀賞草花藥顏色深，但因其盛花在秋季，天氣轉(zhuǎn)涼，所以與此研究結(jié)果不符。除此之外，筆者的觀測(cè)結(jié)果也可能存在誤差，觀賞草的單朵花開(kāi)放時(shí)間短，花量又非常大，個(gè)體存在差異性，樣本的普遍性可能不強(qiáng)；2022年西安夏季的干旱和炎熱，植株的長(zhǎng)勢(shì)普遍不如往年，環(huán)境的特殊性對(duì)植物的表現(xiàn)型存也可能存在影響。

基于其他影響因素的存在，筆者需繼續(xù)對(duì)觀賞草的花進(jìn)行更深入、更全面的觀測(cè)。除此之外，柱頭的可授性對(duì)生殖成功與否有直接影響[9]，研究開(kāi)花動(dòng)態(tài)和柱頭可授性，可大大提高育種效率[10]?；ǚ凵盍κ侵富ǚ劬哂写婊?、生長(zhǎng)、萌發(fā)或發(fā)育的能力，是育種工作能否順利進(jìn)行的參考指標(biāo)之一[11]。生殖成功(reproductive success)是植物適應(yīng)環(huán)境條件的重要組成部分，判斷有性生殖成功與否的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)是結(jié)籽率的高低[12]。因此下步工作筆者需關(guān)注包括不同條件下對(duì)單朵花開(kāi)放時(shí)間、柱頭可授期、花粉的散粉時(shí)間和花粉的活性等探索；也包括對(duì)于觀賞草的結(jié)實(shí)率和種子發(fā)芽情況的關(guān)注，以期尋找更合適的父母本。

4 結(jié)論

禾本科觀賞草不同屬間花藥的色系相同，柱頭存在屬間差異；花藥和柱頭的色系均一致時(shí)，花藥和柱頭的著色、質(zhì)感等不同；小穗的形態(tài)相似時(shí)，花藥和柱頭顏色又不同。同屬不同種、同種不同品種也存在變化；甚至是同品種不同時(shí)間、同品種不同個(gè)體、同品種同個(gè)體之間都存在差異性。足以可見(jiàn)觀賞草的花十分富于變化，面對(duì)的情況很復(fù)雜，后續(xù)應(yīng)更加深入、全面的觀察記錄和分析對(duì)比，以期為植物遺傳育種工作提供可靠的參考。