拟南芥花粉水合至萌发的超微结构观察

摘 要： 被子植物花粉与柱头组织的相互作用决定花粉的水合和萌发，水合至萌发这一过程中花粉粒内的细胞器是如何变化的却知之甚少。为了探究花粉水合至萌发过程中不同细胞器的变化，利用透射电子显微镜对拟南芥花粉在水合至萌发的不同时间段进行了超微结构观察。结果表明，拟南芥花粉粒中富含大量的脂滴，且脂滴周围环绕一圈内质网。从花粉水合至花粉萌发期间，内质网和线粒体的构型发生显著变化。水合初期内质网高度扩张呈潴泡状，随后形态逐渐发育成熟，表现为细长的管状结构；线粒体则由最初嵴不发达的球状变成嵴为片状且基质减少的多形态线粒体。随着花粉萌发过程的进行，液泡数量增多、体积增大且呈极性分布。脂滴与液泡的分布呈正相关，随着萌发过程的进行，脂滴周围的内质网减少，大的脂滴不断进入液泡中。以上结果表明，在花粉水合至萌发阶段，内质网负责生成脂滴，脂滴进入液泡中进行降解。同时，内质网和线粒体的形态逐渐发育正常，这些都为花粉管的萌发提供物质和能量基础；此外，液泡与脂滴的极性分布可能与花粉粒在最佳的位点产生花粉管有关。

关键词： 拟南芥；花粉；细胞器；透射电镜；超微结构

中图法分类号： Q942.4；Q248 文献标识码： A 文章编号： 1000-2324（2024）04-0526-05

被子植物花粉粒在柱头表面的萌发以及花粉管在雌蕊组织中生长分为四个阶段：花粉粒黏附、花粉粒水合、花粉粒萌发以及花粉管的导向生长。以上四个过程决定着开花植物的授粉成功与否，而授粉成功对于有性生殖至关重要，为种子发育奠定基础。花药开裂释放的成熟花粉多数处于高度干燥、代谢静止和休眠的状态［1］。当花粉落在柱头后，花粉会吸水膨胀并发生水合，这个过程会改变花粉粒中水的含量和花粉粒的形态，被认作是触发花粉萌发的初始信号。随着花粉水合的进行，花粉的代谢状态从静止恢复到活跃，进而萌发长出花粉管。