3種類型浙江紅山茶的花粉形態(tài)學(xué)研究

魏兆兆，謝 云，孟 輝，關(guān)玉梅，吳窈窈

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江 臨安 311300；2.浙江農(nóng)林大學(xué)天目學(xué)院，浙江 臨安 311300）

浙江紅山茶Camellia chekiangoleosa又名紅花油茶，是山茶科Theaceae山茶屬Camellia中的一個(gè)特有種，兼有“山茶花”和“油茶果”雙重優(yōu)點(diǎn)[1-2]。其適應(yīng)性較強(qiáng)，抗寒性高，在野生狀態(tài)下能夠正常生長(zhǎng)發(fā)育，且在浙江麗水的慶元、龍泉、景寧、云和、青田、遂昌、松陽(yáng)、縉云、仙居、平陽(yáng)、泰順、文成及開化等市縣山區(qū)，江西的永新、南豐以及福建的建寧等地均發(fā)現(xiàn)有野生種存在。由于受不同環(huán)境因素的影響，這些地區(qū)的浙江紅山茶在樹型、花色、葉形、果形等方面產(chǎn)生了很多變異類型[3]。本研究依據(jù)花瓣顏色的差異將浙江紅山茶劃分為3種類型：白花型、淺紅花型和深紅花型，其中白花型僅發(fā)現(xiàn)2株，淺紅花型和深紅花型相對(duì)較多，3種類型分別取2株的花粉作為研究對(duì)象?；ǚ鄣男螒B(tài)特征受基因的控制，具有高度的遺傳保守性和穩(wěn)定性，為植物起源、演化及親緣關(guān)系的研究提供重要依據(jù)[4]，同時(shí)也是解決某些植物在分類系統(tǒng)中地位問題的重要特征之一。目前，國(guó)外對(duì)山茶屬植物花粉形態(tài)的研究未見報(bào)道， 國(guó)內(nèi)對(duì)山茶屬的一些種[5-8]， 云南山茶 Camellia reticulata 及其近緣種[9]， 茶樹Camellia chiensis[10-11]，及耐冬山茶Camellia japonica[12]等的花粉形態(tài)已有研究，關(guān)于不同類型間花粉形態(tài)的研究也有報(bào)道[13]，但是對(duì)浙江紅山茶不同類型間花粉形態(tài)的研究還未見報(bào)道。該研究就調(diào)查的3種變異類型進(jìn)行特征描述和掃描電鏡觀察，為山茶屬植物的系統(tǒng)研究和浙江紅山茶的分類提供孢粉學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

在野生浙江紅山茶的盛花期，根據(jù)花瓣顏色的不同采集了3種類型的成熟花粉作為研究材料見表1。

表1 3種類型浙江紅山茶花粉掃描電鏡實(shí)驗(yàn)材料Table1 SEM pollen experimental materials of three types of Camellia chekiangoleosa

1.2 方法

各種類型采集5朵花，用鑷子取出其中的花藥放入硫酸紙袋中，在室溫下干燥24 h后置于-4℃的冰箱中低溫保存。掃描電鏡制樣，將花粉均勻撒布在貼有雙面膠帶的金屬載物臺(tái)上，用常規(guī)真空噴鍍法噴金3～4 min后，置于島津SS-550型掃描電鏡（工作電壓15 kV）下觀察。經(jīng)觀察，選取有代表性的視野，放大500倍觀察花粉粒的群體形態(tài)，2000倍觀察花粉個(gè)體形態(tài)，5000倍觀察花粉表面紋飾，并分別進(jìn)行顯微拍攝，表面紋飾攝影取赤道面中部。測(cè)量花粉粒極軸長(zhǎng)、赤道軸長(zhǎng)（取樣n=10），以常見值（最小值～最大值）表示花粉粒的大小，極軸與赤軸比表示花粉粒形狀。

2 結(jié)果和分析

2.1 3種類型浙江紅山茶的形態(tài)特征

形態(tài)性狀的鑒定和描述，是種質(zhì)資源研究的最基本的方法，形態(tài)性狀數(shù)據(jù)是種以上或種內(nèi)分類不可缺少的重要依據(jù)之一。本實(shí)驗(yàn)通過調(diào)查訪問和實(shí)地測(cè)量等方法對(duì)3種類型浙江紅山茶的形態(tài)特征進(jìn)行了描述，見表2。

表2 3種類型浙江紅山茶的形態(tài)特征Table2 Morphological characteristics of three types of Camellia chekiangoleosa

2.2 3種類型浙江紅山茶的花粉形態(tài)特征

通過掃描電鏡觀察（表3和圖1），可以看出：3種類型浙江紅山茶花粉平均極軸長(zhǎng)都在50μm以上，最長(zhǎng)為60.2μm，最小的為43.6μm，根據(jù)G.Erdtman的標(biāo)準(zhǔn)[14]，屬于大粒型的花粉粒。花粉的赤道軸長(zhǎng)為18.8～41.3μm，其中類型J-1（白花型）最小為18.8μm，而類型J-3（深紅花型）中最大的達(dá)到41.3μm，其余大部分在26.0μm左右。按G.Erdtman的花粉整體形狀分級(jí)長(zhǎng)球形（P/E為2.00～1.14）或超長(zhǎng)球形（P/E＞2.0），表3中得出3種類型的P/E值均＞1.7，因此3種類型花粉粒的形狀為長(zhǎng)球形或極長(zhǎng)球形。

浙江紅山茶的赤道面觀通常為長(zhǎng)橢圓形，從表3可看出，類型J-1和類型J-2均與前人的研究一致，但是類型J-1存在個(gè)別的變異形狀，如三角形（圖1-4），近球形（圖1-5），嵌合形（圖1-6）等。而類型J-3有2種形態(tài)，分別為長(zhǎng)橢圓形或卵圓形，且以卵圓形為主（圖1-11）。極面觀主要有2種形態(tài)，類型J-1多為三裂正三角形（圖1-1），類型J-2和類型J-3為三裂近圓形。

2.3 花粉的萌發(fā)孔形態(tài)和外壁紋飾的特征

3種類型的花粉萌發(fā)孔都為三孔溝，但類型J-3的溝有些具有顆粒狀的突起物或贅物（圖1-11）。從圖1可以看出，類型J-1和類型J-3的花粉外壁紋飾都為皺溝狀，而類型J-2的外壁紋飾為皺溝-顆粒狀（圖 1-9）。

表3 3種類型浙江紅山茶的花粉形態(tài)特征Table3 Main characters of the pollen morphology in three types of Camellia chekiangoleosa

圖1 掃描電鏡下的花粉形態(tài)Figure1 Pollen morphology under scanning electron microscope

3 討論

3.1 浙江紅山茶原種與3種類型間的花粉形態(tài)特征比較

目前，關(guān)于浙江紅山茶花粉形態(tài)的研究報(bào)道很少，倪穗[15]在紅山茶組系統(tǒng)學(xué)的研究中得出浙江紅山茶的花粉形狀為長(zhǎng)球形，極面觀三裂正三角形，赤道面觀為梭形至卵球形，P/E=1.58，萌發(fā)孔為3孔溝類型，外壁紋飾為顆粒狀、有疣粒。而本研究3種類型的野生浙江紅山茶的花粉形狀為極長(zhǎng)球形或長(zhǎng)球形，P/E值在1.7以上，極面觀為三裂正三角形或近圓形，赤道面觀為長(zhǎng)橢圓形或卵圓形，外壁紋飾為顆粒狀或皺溝狀，與倪穗的研究在很大程度上有相似之處。這些形態(tài)性狀表明了該物種的自然屬性，說明它是一個(gè)自然類群。

3.2 花粉形態(tài)特征對(duì)浙江紅山茶類型分類的意義

3種類型浙江紅山茶的花粉形態(tài)特征有一定的差異，主要表現(xiàn)在花粉粒的極軸長(zhǎng)、花粉粒的赤道軸長(zhǎng)、外壁紋飾等方面，這與倪穗[15]研究得出紅山茶組種間花粉形態(tài)差別主要表現(xiàn)為外壁紋飾和花粉大小的結(jié)果一致，可將它作為浙江紅山茶類型間分類的依據(jù)之一。

3.3 3種類型浙江紅山茶花粉形態(tài)與傳統(tǒng)形態(tài)分類的關(guān)系

在山茶的傳統(tǒng)形態(tài)分類學(xué)中，常將花瓣顏色作為分類的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。本研究對(duì)所收集的3種類型的浙江紅山茶進(jìn)行了傳統(tǒng)的形態(tài)分類學(xué)和孢粉學(xué)研究，2種方法的分類結(jié)果基本一致，即以花色劃分的類型通過花粉形態(tài)的差異也可將它們進(jìn)行區(qū)別。但是，觀察發(fā)現(xiàn)花粉形態(tài)特征與花瓣顏色差異沒有直接的聯(lián)系，比如類型J-1（白花型）和類型J-3（深紅花型）它們的顏色差異很大，卻有相似的花粉外壁紋飾特征及萌發(fā)孔類型。

3.4 3種類型浙江紅山茶花粉演化趨勢(shì)分析

Walker[16]認(rèn)為，最原始的被子植物的花粉是光滑的，且有無(wú)定形的外壁；束際林等[11]在山茶屬植物花粉的研究中也得出，紅山茶組及較原始的茶組外壁紋飾為光滑型，而較進(jìn)化的茶組外壁紋飾為粗糙型且形成皺網(wǎng)狀。根據(jù)上述觀點(diǎn)，可得出類型J-3為相對(duì)原始的類型，類型J-1和類型J-2為相對(duì)進(jìn)化的類型，這一觀點(diǎn)與形態(tài)學(xué)所指的方向基本一致。

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