细叶连蕊茶和短柄细叶连蕊茶大小孢子发生及其雌雄配子体发育的研究

摘要

连蕊茶组(Sect.Theoppsis)为山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)植物。国内山茶属分类歧义主要存在于张宏达系统和闵天禄系统,闵天禄分类系统将张宏达分类系统中的46种连蕊茶组植物归并为19种,张宏达系统认为短柄细叶连蕊茶(Camellia parvilimba var.brevipes)是细叶连蕊茶的变种,而闵天禄系统者认为细叶连蕊茶(Camellia parvilimba)和短柄细叶连蕊茶同属于一种。
　　 本研究以细叶连蕊茶和短柄细叶连蕊茶不同胚胎发育阶段的花为基本材料,通过材料采集、石蜡切片制作、图片拍摄及分析等手段,首次对细叶连蕊茶和短柄细叶连蕊茶的大小孢子发生、雌雄配子体发育等进行系统的动态研究,实验材料采集于金华国际茶花物种园。根据上述两种植物胚胎发育的显微结构,结合花的外部发育情况,主要结果如下:
　　 1.细叶连蕊茶和短柄细叶连蕊茶雄蕊数多枚,花药有4个小孢子囊。花药壁发育方式为基本型,从外向内分别为表皮、药室内壁、中层和绒毡层,绒毡层为腺质绒毡层；小孢子母细胞的减数分裂为同时型,四分体排列为四面体形；成熟花粉粒为二细胞型,有3个萌发孔。表皮宿存,行使保护功能；药室内壁在花粉成熟时纤维状加厚,散粉时,在药室内壁未加厚处断裂；中层在小孢子母细胞时期就开始解体,为绒毡层的分裂和小孢子母细胞的发育提供营养；绒毡层在小孢子母细胞开始有丝分裂时出现多核现象,并在四分体时期开始解体,绒毡层的作用为小孢子母细胞的发育提供了营养物质。
　　 2.雌蕊子房3室,中轴胎座,每室2～3个倒生胚珠,具双珠被,薄珠心,内珠被形成珠孔。雌蕊柱头极短浅裂,花柱为开放型。珠心表皮下的孢原细胞直接发育成大孢子母细胞,大孢子母细胞减数分裂形成的二分体,珠孔端的二分体细胞退化,合点端二分体细胞行使功能大孢子的功能。胚囊发育类型为葱型。胚囊成熟后为7细胞8核胚囊,2极核受精前出现融合或否,反足细胞较早退化。
　　 3.受精过程:授粉后,花粉粒开始在柱头上萌发,花粉管沿着花柱的引导组织向下生长。受精前,助细胞退化,卵细胞具有明显的极性。其中一精子贴附在卵细胞的质膜上,随后进入卵核,另一精子完成和极核的融合。
　　 4.根据上述两种植物胚胎发育的显微结构,结合花的外部发育情况,可把细叶连蕊茶和短柄细叶连蕊茶花蕾发育分为几个不同的发育时期,萌动花蕾期、幼小花蕾期、小花蕾期、大花蕾期、饱满花蕾期、即将开放期、花朵开放初期、花朵完全开放期。通过内部胚胎发育阶段与雌雄蕊外部形态的比较,可以较直观地从外部形态特征推测内部的胚胎发育时期,为其杂交育种的工作奠定一定的基础。
　　 5.本研究显示:细叶连蕊茶和短柄细叶连蕊茶的胚胎发育特点基01本一致,该两种植物和其他已报道的山茶属植物胚胎学特征基本相似。细叶连蕊茶和短柄细叶连蕊茶的外部形态较为原始,而它们的胚胎学性状较为进化,它们的胚胎学性状和外部形态特征的进化表现出不同步现象。
　　 本研究首次对细叶连蕊茶和短柄细叶连蕊茶的大小孢子和雌、雄配子体发育等过程进行了系统研究,为山茶科植物胚胎学的研究积累了基础资料。同时对细叶连蕊茶和短柄细叶连蕊茶花部结构发育过程中雌蕊和花药的形态特征和数量特征进行了定性和定量描述,这有助于通过植物的外部形态推断其内部的胚胎发育时期；通过细叶连蕊茶和短柄细叶连蕊茶与其山茶科近缘种的胚胎学特征的比较,有助于进一步阐明山茶科植物间的系统发育关系。从长远看,本研究将为山茶科植物的遗传改良、种子园建立和提高种子产量等方面的研究提供一些科学依据。