9 份野豌豆属牧草花粉粒的形态特征

摘要： 【目的】揭示9 份野豌豆属（Vicia） 牧草花粉粒的形态特征，为该属植物的分类提供重要的形态学依据。【方法】采用扫描电镜对9 份野豌豆属牧草的花粉粒形态进行观察。【结果】9 份野豌豆属牧草的花粉均为单粒花粉，形状均为扁球形，赤道面观均为扁圆形，极面观呈三裂圆形或三角形，萌发孔均为三孔萌发沟，外壁纹饰为网状纹饰或脑状纹饰。9 份野豌豆属牧草花粉粒形态性状的变异系数为0.00%～34.40%，遗传多样性指数为0.00～1.68，形态特征具有丰富的遗传多态性。【结论】根据花粉粒形态推测：野豌豆、兰花苕子和箭筈豌豆进化程度较原始，而四籽野豌豆、光叶紫花苕和毛叶苕子进化程度较高。

关键词： 野豌豆属；花粉粒形态；扫描电镜

中图分类号： S542.301 文献标志码： A 文章编号： 1004–390X （2024） 04−0141−08

野豌豆属（Vicia） 为豆科（Leguminosae） 蝶形花亚科（Papilionatae） 野豌豆族（Viciae） 一、二年生或多年生草本植物，常具攀援、蔓生或匍匐的生长特性，在中国主要分布于西北、华北和西南地区[1-3]。该属植物种子产量高、粗蛋白含量较高，且生育期短，适口性好，在畜牧业生产上可被作为优良牧草和绿肥利用，也可食用或作为药用植物，具有较高的经济和利用价值[4-9]。野豌豆属由林奈于1753 年根据模式种箭筈豌豆建立，将野豌豆属植物分为17 个种，这一分类系统已经延续了200 多年。由于植物形态变异较大且多变，遗传多样性丰富，但大部分野豌豆属植物尚未驯化，给该属植物属内和种间的精确分类带来了困难。

形态学研究是种质资源鉴定、评价和多样性研究中直观且简便的方法。花粉是植物重要的繁殖结构，保守性较强，其形态特征具有可遗传性，是植物分类的重要依据[10]。张彦妮等[11]利用扫描电镜观察12 份百合属（Lilium） 材料，经聚类分析，将其聚为3 个类群，且各材料的花粉粒形态各具特征，可作为种间划分的依据。郑玲等[12]观察了青藏高原地区23 种龙胆属（Gentiana） 植物的花粉粒形态，结果表明：23 份供试材料的花粉粒形状、大小以及外壁纹饰之间均有差异，可为种间分类提供重要参考。国内外学者对野豌豆属植物的花粉粒形态进行了广泛的研究。刘鹏等[13]以来自不同国家的8 份野豌豆属种质资源为研究对象，利用扫描电镜观察其花粉粒，根据其极面观、赤道面观、外壁纹饰以及极轴长和赤道轴长之间的差异，推测了各材料的演变趋势和亲缘关系，为该属植物分类提供了基础。随后，刘鹏等[14]又收集并观察了来自11 个国家的16 份野豌豆属花粉粒形态，发现其均为单粒花粉，而极面观和赤道面观形态特征有所差异，外壁纹饰有疣状纹饰、脑状纹饰和网状纹饰3 种类型，其中网状纹饰又有粗网状和细网状之分，部分纹饰较明显，而部分纹饰较模糊，这些特征反映了该属的共同特性以及各材料之间的差异，对该属植物的分类具有重要意义。苏亚拉图等[15]研究了内蒙古野豌豆属新变种狭柳叶野豌豆（V. venosa var. ich-hsinganica）和原正种柳叶野豌豆（V. venosa） 的花粉粒形态特征，发现新变种的花粉粒和萌发沟的大小均明显小于原正种，其他花粉粒形态均相似。KAHRAMAN 等[16]研究了土耳其11 种野豌豆属及其亚属植物资源的花粉粒形态，发现其极轴长、赤道轴长、形状、外壁纹饰、萌发孔等性状可作为野豌豆属及其亚属植物分类的依据。目前有关云南野豌豆属植物遗传多样性的研究较少，因此，本研究选取来自国内3 个省份的9 份野豌豆属牧草资源为材料，对其花粉粒形态特征进行系统的观察研究，探讨不同材料花粉粒形态的差异，为进一步揭示野豌豆属牧草资源的种群关系提供形态学基础资料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为9 份野豌豆属植物资源的种子（表1）。将经过挑选的优质种子种植于云南农业大学动物科学技术学院草学系植物生长室，在各供试材料盛花期采集成熟花药，并使用扫描电镜进行观察。

1.2 试验方法

在每个物种的盛花期采集5 朵鲜花，将其花药用镊子取出后放入1.5 mL 离心管中，在室温下干燥48 h 后，存放于4 ℃ 冰箱中备用。使用日立HITACHI S-3400N 型扫描电子显微镜，将自然散出的花粉粒均匀散布在导电胶上，置于金属载物台上喷金90 s，选择有代表性的视野进行观察并拍照。每份材料随机测量和统计30 粒花粉粒，结果以“平均值±标准差”表示。

用极轴长（polar axis length，P） 与赤道轴长（equatorial axis length，E） 的乘积（P×E） 表示花粉粒大小，极轴长与赤道轴长的比值（P/E） 表示花粉粒形状。P/E 为0.4～0.8 时，花粉粒呈扁球形；P/E 为0.8～1.0 时，花粉粒呈球形。花粉粒的表面纹饰形态特征描述参考PUNT 等[17]的研究，对这些特征进行量化赋值，其中，赤道面观：1-扁圆形，2-长椭圆形；极面观：1-三裂圆形，2-三角形；萌发孔类型：1-三孔沟，2-四孔沟；外壁纹饰：1-网状纹饰，2-脑状纹饰。