二球悬铃木花芽分化的形态观察

李小梅 刘国锋

摘    要：通过对二球悬铃木花芽解剖，发现雌雄花芽分化期为：开始分化期5月15日—6月6日;花序原基分化期为6月初至6月中旬;花蕾原基分化期从6月中旬开始;花萼分化期6月28日左右开始;花瓣分化期为6月底;7月初至上旬开始分化雄蕊和雌蕊，到7月底至8月上旬整个分化基本完成。本研究为掌握二球悬铃木花发育机理及解决种子飞毛问题奠定了坚实的基础。

关键词：二球悬铃木;花芽分化;石蜡切片

文章编号：1005-2690（2021）20-0015-02       中國图书分类号：S646       文献标志码：B

二球悬铃木（英国梧桐，P.acerifolia Willd. ）生长迅速、树形高大、叶冠繁茂，抗气体污染、净化空气的能力较强，是城市绿化中重要的乔木树种之一[1]。但悬铃木果实成熟后，长期悬挂树枝上，到次年春夏干枯散落，种子会与花粉同时散落，入鼻或入衣领奇痒。飘散的种毛、花粉不仅污染空气，影响城市环境，而且容易引起过敏、咳嗽，诱发鼻炎、花粉症等病症[2]。

通过对悬铃木嫁接、修剪枝条、化学制剂处理等，不仅花费人力、物力，而且只是短期内有效[3]。掌握花芽分化规律是研究花发育基因、控制种毛和花粉数量的基础，为无果、少果悬铃木的培育提供依据[4-5]。汤珧华等（2019）主要对悬铃木花序的外部形态进行观察[6]。本研究对二球悬铃木花芽内部进行观察，为三倍体的培育提供了宝贵的实验材料和可靠的理论依据。

1   材料与方法

在华中农业大学校园内，选取40～50年生的二球悬铃木的花芽作材料。树高约14 m，冠幅7 m;孤植，受光均匀，健康无病虫害。从树冠外围，剪取生长健壮一年生枝条上花芽。根据花芽发育速度每隔3～10 d取材（9月前发育较快，3～5 d取材;9月后温度降低，花芽发育较慢，6～10 d取材），每次随机选花芽。

参考《植物显微技术》石蜡制片方法：材料用FAA固定液（福尔马林∶冰乙酸∶乙醇=5∶5∶90）或纳瓦申氏固定液Ⅲ或称铬酸-醋酸-甲醛固定液，简称CRAF固定;然后用爱氏苏木精—伊红整染;用不同浓度酒精：30%、50%、70%、80%、90%、95%伊红酒精、100%逐级脱水;氯仿5级透明（氯仿∶无水酒精=1∶5、2∶5、3∶5、4∶5、1∶1）;浸蜡、包埋;回转式切片机切薄片（厚5～12 μm）、粘片、放置36 ℃温箱展片;用二甲苯脱蜡，最后用加拿大树胶封藏。Olympus显微镜观察切片，常规显微拍照留存[7]。

2   结果与分析

观察到二球悬铃木的花序球各小花的分化顺序区别不明显，整个花序球分化几乎同步。

2.1   雄花芽的分化

根据雄花芽分化时的不同形态，划分为以下时期。

开始分化期：5月中旬至6月6日在芽鳞片内分化2～3层苞片，每层苞片都有较多毛状物。苞片在花序轴外，保护即将发育的花序;生长锥从最初扁平状，变长增宽，快速凸起成半球形，表层细胞排列紧密、大小形状相似，染色均匀。四周苞片受挤压，开始竖直生长。

花序原基分化期：6月6日至6月中旬，生长锥顶端隆起从半球状成球形不同花序分化出一球、二球或三球，通常为二球。

花蕾原基分化期：6月中旬开始花序原基外围细胞变密，分裂活跃，切片染色较深。外表面有分布均匀的凸起物，细胞核大质浓，排列紧密染色较深，为花蕾原基。

花萼分化期：6月20日左右，花蕾原基外侧出现颗粒状凸起物，是萼片原基（如图1）。萼片顶端变异成毛状物，基部合生。

花瓣分化期：6月底，花萼内侧边缘出现凸起物，是花瓣原基。花瓣4枚，长圆形（如图2）。此时花瓣内侧的雄蕊原基，呈中间凹陷、两端突起状。

雄蕊分化期：与花瓣分化同时进行，雄蕊在7月初至7月上旬开始分化，两端突起部分继续生长（如图3），雄蕊原基成4个棒状结构。7月中旬继续生长。4个雄蕊顶端披毛，两侧细胞排列紧密。7月底至8月上旬，雄蕊分化完成。

花药发育期、冬季休眠期和小孢子母细胞发育期，8月上旬花药开始发育。10月中下旬至次年1月，雄花芽停止发育，进入冬季休眠期。次年1月至3月中旬，花药成熟，开始散粉。从切片可看到雄蕊、萼片、花瓣的位置，雄蕊与花瓣对生（如图4）。

2.2   雌花芽的分化

悬铃木雌雄花芽分化前期相同，从花瓣分化期开始不同。

雌花芽花瓣分化期在6月底至7月初，在花蕾原基基部、花萼内侧顶端出现突起物，这时雌蕊花瓣原基，由核大质浓，排列紧密细胞组成，花瓣长圆形。同时，花蕾原基上部变宽，四周有多个突起物，这是雌蕊原基。7月初至7月下旬雌蕊原基中间凹陷两端突起。

花瓣的生长速度比雌蕊快，使花蕾原基呈“酒杯”形。到8月上旬萼片伸长，顶端出现毛状物，各心皮生长较慢。有4个花瓣，7～10个离生心皮（如图5）。10月中上旬，心皮顶端凹向内侧，成高低两部分（如图6）。11月进入休眠期，停止生长。次年3月下旬至4月初，雌蕊分化完成，其中混生有线状苞片，大孢子发育成熟。

3   讨论

二球悬铃木雄花芽分化时期和顺序依次为：每年5月中旬开始分化，6月初至6月中下旬分化花序原基，同时6月中旬花蕾原基开始分化，6月底花萼、花瓣分化。雄蕊原基在7月初至7月上旬开始分化，7月底至8月初，雄蕊分化完成。8月上旬花药发育，次年3月中旬，花药成熟。雄花花萼基部重合、披毛;花冠由4片长圆形薄花瓣组成。花瓣与雄蕊对生。雄蕊有4枚，花丝非常短，花药有两室，均是纵向开裂，药隔披毛，延伸生长成盾状附属物。

雌雄花芽分化过程前期相似，区别在花瓣和雌蕊分化期。雌花花萼基部重合、披毛;花冠由4片长圆形薄花瓣组成。雌花8～10个离生心皮，心皮不完全封闭，其中混生线状的苞片[8-9]。

悬铃木科花药2室，侧向开裂;雌花有3～8个离生心皮。本研究观察到二球悬铃木雌花有7～10个离生心皮。切片观察到的是平面图，无法确定几轮排列，因此仍需深入研究[10]。

参考文献：

[1]陈有民.树木学（园林专业用）[M].北京：中国林业出版社，1990.

[2]冯明礼，赵锦云，刘建珍，等.致敏花粉与变应性鼻炎发病关系及花粉变应原免疫治疗效果的研究[J].中国公共卫生，2000（16）：714-715.

[3]曹岸平.少果球悬铃木良种在城市绿化中的运用[J].中国园林，2000（4）：76.

[4]张佳琪.二球悬铃木花发育相关基因的克隆及功能研究[D].武汉：华中农业大学，2010.

[5]孟海红.悬铃木CO-Like同源基因与成花及休眠调控的相关性研究[D].武汉：华中农业大学，2019.

[6]汤珧华，严巍，施凯峰.上海地区二球悬铃木物候与花芽分化的观察[J].上海建设科技，2019（6）：64-66.

[7]王灶安.植物显微技术[M].北京：农业出版社，1992.

[8]蒋细旺，刘国锋，包满珠.菊花9个品种叶片和茎段快速高效再生体系的建立[J].华中农业大学学报，2003，22（2）：162-166.

[9]胡瑞，包满珠，吴晓庆.香石竹表型多样性分析及利用[J].华中农业大学学报，2015，34（2）：16-23.

[10]张宏达，黄云晖，缪汝槐.种子植物系统学[M].北京：科学出版社，2004.

（编辑：郝焕霞）