马缨丹花器官发育过程观察

刘秀岩，张力凡，梁 宇

(通化师范学院 生命科学学院，吉林 通化 134000)



马缨丹花器官发育过程观察

刘秀岩，张力凡，梁 宇

(通化师范学院 生命科学学院，吉林 通化 134000)

利用扫描电子显微镜技术, 观察马缨丹花的结构及其发育过程, 研究结果表明；马缨丹的雄蕊为4枚,常二强, 生于花冠筒上，雌蕊起源于雄蕊原基的中部,花瓣原基发育成筒状联合花冠，4裂.待开花前雄蕊紧紧包围着雌蕊，雄蕊的发生早于雌蕊，却同时成熟，这是两性花保证正常传粉受精，完成同花传粉的根本保证. 本文的实验结果为马鞭草亚科的植物花器官的研究提供形态学上的参考依据.对于全面正确地理解马鞭草科植物的多样性变化、系统发育和演化具有重要的科学意义.

马缨丹；花；繁殖结构

马缨丹(Lantana camara L.)又名五色梅、如意草,是马鞭草科(Verbenaceae)马缨丹属植物,直立或半藤状灌木,高1～2米,有臭味;茎四方形,叶对生,头状花序腋生.花冠黄色、橙黄色、粉红色以至深红色.果实圆球形,成熟时紫黑色.原产热带美洲,我国庭园有栽培,在南方可逸为野生.北方多因其花朵艳丽、花期时间长而作为观赏绿化植物.马缨丹的医药用途甚广,其根、叶、花均可入药.具有祛风止痒,解毒消肿的功效[1].

目前对马鞭草科植物的结构植物学报道得很少，其中梁汉兴等人对广义马鞭草科的 3个主要亚科的花器官早期发生进行了比较研究[2],文中提到了马缨丹花的发生部位.朱栗琼等人在生物数码显微镜下观察了马鞭草科6属9种植物的叶表皮形态[3].刘炳仑对我国18属91种3变种马鞭草科植物的花粉形态进行了详细的观察研究[4].本文对马缨丹的花器官发育过程进行了详细的观察报道,提供教学案例的同时,也为马鞭草科植物的分类与系统研究提供参考依据.

1 材料与方法

1.1 供试材料

马缨丹花采于通化师范学院智能日光温室内引种的马缨丹花,并已鉴定.取花的各个时期用FAA固定液固定备用.

1.2 BSE2观察模式的电镜观察标本的制作

马缨丹花结构可通过电镜扫描在BSE2观察模式下观察.取固定的实验材料,用清水洗掉FAA固定液,将处理好的实验材料置体视镜下解剖后,首先用50%、70%、80%、90%、95%、100%浓度梯度的乙醇各脱水40min,再用二甲苯连续浸泡2次,每次50min,之后再用醋酸异戊酯连续浸泡2次,每次30min.再用CO2超临界点干燥，挑选观察的内容放在样品台导电胶上后喷金.置HITACHIS-3000N型扫描电子显微镜内,在低真空背散射模式(BSE2)下观察照相.

2 结果

马缨丹是头状花序,属于无限花序，每个头状花序的小花数量20个左右,花序基部花朵发育较早,越靠近花序顶端,花发育越晚，由外向内开放(图版I 1～4).在花发育的最初时期，小花的原基呈圆盘状(图版I 5)，并在原基的四周分化出四个雄蕊原基(图版I 6～9)，在四个雄蕊原基中部分化发育出雌蕊原基(图版I 10～14)，随着发育的进展，雌蕊原基出现中间凹陷、两端凸起的“船型”,在雄蕊原基的外围基部分化出4枚花瓣原基 (图版I 11～16).花瓣原基发育成对称的一对花瓣较大，一对花瓣较小的四裂花冠，筒状联合，花冠紧紧包围着雄蕊和雌蕊.球形雄蕊原基分化形成四棱形花药原始体，逐步分化形成具有4个药囊的雄蕊，期间经历四棱形花药雏体、四药囊花药、四药囊及花丝的雄蕊(图版I 17～21).常二强，生于花冠筒上(图版I 26～27)，虽然雄蕊的发生早于雌蕊,但雄蕊和雌蕊却同时成熟,待开花前雄蕊紧紧包围着雌蕊，心皮在之后的发育中逐渐联合,形成2心皮的合生雌蕊,花柱一条,柱头2裂,柱头表皮细胞形态清晰,子房上位,基底着生(图版I 22～27).

图版Ⅰ 马缨丹花发育过程

1.示马缨丹为无限花序；2.示尚未开放的头状花序；3～4.示解剖后的头状花序的发育结构；5.示一朵小花的原基；6～9.示雌雄蕊原基发育过程；10～14.示雄蕊的发育情况及花瓣的发育过程；15～16.示花瓣紧紧包围着雄蕊、雌蕊；17～21.雌蕊的发育过程；22～27.雌蕊的发育过程,子房上位,花柱一条,顶端柱头2裂,但在雌蕊尚未成熟时,柱头不张开.1棒=50μm.15,1棒=300μm

3 讨论

Endress[5]认为在有花植物中,花是一个十分复杂且相对封闭的系统.每朵花都是不同进化阶段特征的混合体，对花的发生和发育过程的研究可以发现早期进化的轨迹，即个体发育反映系统发育的事实,因而可以为系统发育的研究提供重要线索[6]．也较其他器官更适于比较发育的研究.

梁汉兴(2001)等人在广义马鞭草科花器官发生的研究一文中指出,马缨丹花序轴上苞片及花的发生与马鞭草相似,即基部向顶部螺旋式发生,指出了萼片原基、花瓣花原的发生顺序.均表现了从远轴到近轴单向发生的顺序,只是马缨丹在器官数目减少及相互融合方面表现了较为进化的特征.

本文从动态的角度对马缨丹花器官原基的发生和发育进行了更为详细的观察并拍照，可以清晰地观察到马缨丹花在开花前的各个时期的发育变化.本文的实验结果为马鞭草亚科的植物花器官的研究提供形态学上的参考依据.对于全面正确地理解马鞭草科植物的多样性变化、系统发育和演化具有重要的科学意义.

[1]苟亚峰,谬应林,孙世伟.马缨丹化学成分及生物活性研究进展[J].热带农业工程,2009,33(5):37-40.

[2]梁汉兴,李璐,彭华.广义马鞭草科花器官发生的研究[J].植物学报,2001,43(7):673-679.

[3]朱栗琼,招礼军,陶世红.马鞭草科9种植物叶表皮特征及其分类学意义[J].安徽农业科学,2007,35(23):7057-7061.

[4]刘炳仑.中国马鞭草科植物的花粉形态[J].植物研究,1985,5(4):23-62.

[5]Endress P K. Pattern of floral construction in ontogeny andphylogeny[J]. BiolJ Linn Soc, 1990, 39:153-175.

[6]Endress P K, Stumpf S. The diversity of stamen structures in “Lower” Rosidae(Rosales, Fagales, Proteales, Sapindales)[J].BotanicalJournal of the Linnean Society, 1991,107:217-293．

(责任编辑:陈衍峰)

10.13877/j.cnki.cn22-1284.2016.08.009

2016-03-25

刘秀岩,女，吉林通化人,教师.

Q944

A

1008-7974(2016)04-0029-03