土人参小孢子的发生和雄配子体的发育

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1、万方数据第29卷第4期2010年8月电子显微学报JournalofChineseElectronMicroscopySocietyV01．29。No．42010_08文章编号：1000_6281(2010)04-0385-06土人参小孢子的发生和雄配子体的发育王仲礼，孔冬瑞，宿红艳，谢丽莉(鲁东大学生命科学学院，山东烟台264025)摘要：选取马齿苋科土人参[Talinumpaniculatum(Jacq．)Gaertn．]为材料，利用常规石蜡制片技术，对其小孢子发生及雄配子体发育进行了观察，主要结果如下：(1)花药具有4个花粉囊。药壁发育为单子叶型，由表皮、药室内壁

2、、中层和绒毡层4层细胞组成，缄毡层为分泌型。绒毡层细胞为两核。(2)孢原细胞为单孢原起源，小孢子母细胞减数分裂时胞质分裂为同时型。(3)四分体为四面体形和左右对称形两种类型，其中以四面体形为主。(4)成熟花粉粒为三细胞型，具4或5个萌发孔，其中5个萌发孔的占多数。关键词：土人参；小孢子发生；雄配子体；花粉孔中图分类号：Q944；Q944．774；Q336文献标识码：A土人参[Talinumpaniculatum(Jacq．)Gaertn．]为马齿苋科土人参属一年生草本植物，原产热带美洲，我国多分布于长江以南各地，北方多为人工种植¨’引。其茎直立，有分枝，绿色，基部稍带

3、木质。叶互生，倒卵形或倒卵状长椭圆形，长5—7cm，宽2．5～3．5cm，叶先端略凹陷而有细凸头，基部渐狭成短柄，全缘。圆锥花序顶生或侧生，多呈2歧分枝；花瓣5，淡紫红色；雄蕊10余枚；子房上位，1室，胚珠多数。土人参的果实为蒴果，近球形，熟时3瓣裂。种子多数，黑色，有光泽，具微细腺点。其花期为6—7月，果期9—10月。根粗壮肉质，长达20cm，直径可达1．5cm，有分枝，主根圆柱形，直径1—3cm，长短不等，有的微弯瞳，分枝如人参状Ho。土人参不仅具有绿化观赏的价值，而且也是餐桌上一道美味佳肴。它营养丰富，风味独特，且含有丰富的氨基酸、矿物质和维生素。其嫩茎叶和肉质

4、根均可作为蔬菜食用旧1。此外土人参还是一味极好的中草药，其内含芸苔甾醇、口一谷甾醇、豆甾醇等药物成分，具有健脾润肺，止咳，调经的功效H1。目前，土人参的研究主要集中在其生药成分、营养价值、组培和栽培方法等方面旧“o，生殖发育方面的研究则相对较少”。o。本次实验观察了土人参小孢子发生和雄配子体发育的过程，以期为其相关生殖生物学的研究积累资料，为遗传育种等方面的研究提供理论依据。1材料和方法材料土人参为2007年7月底采于校园实验田，收稿日期：2009—12-29作者简介：王仲礼(1962一)，男(汉族)。山东烟台人，博士，副教授．选择不同发育时期花序以求各发育时期完整。

5、材料使用卡诺固定液(酒精：冰醋酸=3：1)固定2h，转入70％酒精中保存。后使用爱氏苏木精染液染色12天，自来水冲洗蓝化8天，经酒精脱水，二甲苯透明，石蜡包埋。LEICA．RM2015型切片机切片，切片厚度为7¨m。中性树胶封片。用OlympusBX一50型光学显微镜观察及配套设备DP70拍照。2实验结果2．1小孢子发生及雄配子体发育2．1．1小孢子发生土人参花有多个雄蕊，每个雄蕊的花药有4个花粉囊，由药隔组织分开。雄蕊原基最初形成一个幼小的花药原基，最外层是一层表皮，表皮内是一群分裂活跃的细胞，其中分化出孢原细胞(图1)。土人参是单孢原类型，花药纵切时，可看到孢原细

6、胞成一纵行排列。孢原细胞进行平周分裂。向外形成初生壁细胞，向内形成初生造孢细胞(图2)。初生造孢不形成次生造孢；而是直接行使小孢子母细胞的功能。小孢子母细胞形态与周围药壁细胞明显不同，它的体积较大，细胞核也较大，核仁明显，没有明显的液泡。小孢子母细胞最初细胞壁较薄，随之进入减数分裂，逐渐积累胼胝质的壁。减数分裂是性母细胞分裂的特征。土人参减数分裂过程与大多数被子植物相同，经过减数第一次分裂前期[细线期(图3)、偶线期、粗线期(图4)、双线期、终变期(图5)]、中期(图6)、后期(图7)、末期(图8)，减数第二次分裂前期、中期(图9)、后万方数据386电子显微学报J．C

7、hin．Eteetr．Microsc．Soe第29卷期、末期(图10，11)。减数第一次分裂后不形成细胞壁，即没有二分体，第二次分裂中两核同时分裂，当分裂完成时，在4个核之间积累胼胝质产生细胞壁，形成四分体(图12，13)，它们包裹在共同的胼胝质壁中。故属于同时型分裂。减数分裂后形成的四分体有左右对称形(图12)和四面体形(图13)两种排列方式。观察中发现，四面体形排列方式的小孢子四分体占绝大多数。在一朵花中，甚至一个花粉囊中可以同时存在这两种类型。四分体时期是比较短暂的，随着胼胝质壁的溶解，4个小孢子彼此分离，释放到药室中(图14)。刚释放出来的小