杏李新品種‘風(fēng)味玫瑰’小孢子發(fā)生及雄配子體發(fā)育的研究

雷莉莉 何興波 傅建敏等

摘 要 利用常規(guī)石蠟切片技術(shù)，對(duì)杏李的小孢子發(fā)生及雄配子體發(fā)育過(guò)程進(jìn)行解剖學(xué)研究。結(jié)果表明：（1）花藥壁由外到內(nèi)分別為表皮、藥室內(nèi)壁、中層和絨氈層。絨氈層發(fā)育類型為腺質(zhì)絨氈層；（2）小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中的胞質(zhì)分裂類型為連續(xù)型，小孢子四分體排列方式為正四面體型；（3）成熟花粉粒為2-細(xì)胞型；（4）部分花藥囊內(nèi)單核居中期的小孢子存在胞質(zhì)不規(guī)則過(guò)度收縮、絨氈層離散脫落的異?，F(xiàn)象，部分二核花粉粒細(xì)胞質(zhì)稀薄，該現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致花粉活力降低。

關(guān)鍵詞 ‘風(fēng)味玫瑰；小孢子；雄配子體；

中圖分類號(hào) S662.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

杏李新品種‘風(fēng)味玫瑰（Prunus domestica×armeniaca ‘fengweimeigui）為薔薇科李亞科植物，是從美國(guó)引進(jìn)的7個(gè)杏李品種之一[1]，引種栽培試驗(yàn)表明其品質(zhì)優(yōu)良，風(fēng)味獨(dú)特，果皮果肉色澤艷麗，受到廣大消費(fèi)者的喜愛。近年來(lái)，關(guān)于‘風(fēng)味玫瑰的研究主要集中于整形修剪等栽培技術(shù)[2-4]、病蟲害防治等工作[5]，并從分子水平分析杏李的遺傳多樣性[6]以及不同杏李品種間的SFB基因型差異[7]，從而確定相互間適宜的授粉組合，但有關(guān)其生殖生物學(xué)的研究尚未見報(bào)道。目前，在中國(guó)引種的‘風(fēng)味玫瑰雖然已經(jīng)開花結(jié)果，但存在坐果率低，落花落果嚴(yán)重等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了其產(chǎn)量的提高。配子體的發(fā)育狀況是果樹授粉受精和果實(shí)產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[8-9]，對(duì)‘風(fēng)味玫瑰雄配子體發(fā)育的研究，探討其發(fā)育過(guò)程是否存在生殖障礙，為其生殖生物學(xué)以及發(fā)育生物學(xué)提供基礎(chǔ)資料，這對(duì)‘風(fēng)味玫瑰產(chǎn)量不高不穩(wěn)的解決有重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)也為促進(jìn)‘風(fēng)味玫瑰品質(zhì)改良、品種創(chuàng)新提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試材‘風(fēng)味玫瑰取自河南省平頂山市郟縣安良鎮(zhèn)玉龍山莊杏李資源圃，樹齡8 a，樹勢(shì)中庸。依據(jù)不同年份的物候期，2012年3月初和2013年2月中旬開始，分別采集兩年生枝上飽滿大小一致的花芽或花20個(gè)，其中當(dāng)花芽牙鱗開始脫落時(shí)，采集花芽100個(gè)，前期每3天1次，開花前后2天1次，花后半月采集1次，直至休眠。同時(shí)采集盛花期松蕾未開放的花，取其花藥25 ℃烘干散粉，4 ℃保存?zhèn)溆?。本研究?012年和2013年對(duì)其花蕾進(jìn)行2 a的制片觀察，結(jié)果一致，為避免重復(fù)，本文的分析均為2012年的結(jié)果。

1.2 方法

采集的花芽或者花用卡諾液固定12 h后轉(zhuǎn)到70%的酒精中保存。采用常規(guī)石蠟切片法制片，切片厚度6～8 μm，4%的硫酸鐵銨媒染，蘇木精染色，0.5%的曙紅溶液對(duì)染，部分番紅-固綠對(duì)染，中性樹膠封片，在Olympus BX-51型光學(xué)顯微鏡上觀察，并用Olympus DP-26照相。并采用瓊脂培養(yǎng)基法測(cè)定花粉活力。

2 結(jié)果與分析

2.1 花藥壁發(fā)育

‘風(fēng)味玫瑰每枚雄蕊具4個(gè)小孢子囊，蝶形花藥，“個(gè)”字形著生于花絲兩側(cè)。花芽在11月初分化出雄蕊原基，在花藥橫切面上可見外面是一層表皮細(xì)胞，表皮以內(nèi)是一層分裂活躍的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)多次有絲分裂形成花藥壁，花藥壁發(fā)育完全時(shí)，從外向內(nèi)依次為表皮，藥室內(nèi)壁，中層，絨氈層。藥室內(nèi)壁發(fā)育形成時(shí)，細(xì)胞呈扁平型，排列疏松，花藥發(fā)育成熟時(shí)，藥室內(nèi)壁細(xì)胞變大，細(xì)胞方形，排列緊密；在小孢子的發(fā)育過(guò)程中，中層細(xì)胞貯藏物質(zhì)和絨氈層被吸收減少，細(xì)胞變的扁平，花藥發(fā)育過(guò)程中，可見到扁平中層細(xì)胞逐漸被吸收的痕跡；絨氈層細(xì)胞多為2核細(xì)胞，細(xì)胞較大，細(xì)胞器豐富，細(xì)胞質(zhì)濃，在小孢子發(fā)育過(guò)程中，絨氈層逐漸解體，到花藥開裂散粉時(shí)，絨氈層細(xì)胞已經(jīng)完全被吸收，看不到絨氈層的痕跡，這個(gè)時(shí)候花藥壁只剩下表皮和藥室內(nèi)壁。根據(jù)絨氈層后期的發(fā)育類型分為：腺質(zhì)絨氈層和變形絨氈層，‘風(fēng)味玫瑰的絨氈層是在原位被解體吸收，其核與質(zhì)不進(jìn)入藥室，因此，絨氈層類型為腺質(zhì)絨氈層。

2.2 小孢子及雄配子體的發(fā)育

3 討論與結(jié)論

‘風(fēng)味玫瑰花藥具4個(gè)藥室，花藥壁由表皮、藥室內(nèi)壁、中層、絨氈層4層結(jié)構(gòu)組成，絨氈層為腺質(zhì)絨氈層，小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂中的胞質(zhì)分裂類型為連續(xù)型，產(chǎn)生正四面體型小孢子，偶有左右對(duì)稱型，成熟花粉為2細(xì)胞型，具有3個(gè)萌發(fā)孔；其小孢子及雄配子體特征與李亞科其他植物如杏[10]、奈李[11]等的雄配子體發(fā)育過(guò)程基本一致.

‘風(fēng)味玫瑰同一花藥的不同小孢子母細(xì)胞間有非同步性分裂的現(xiàn)象。同一花藥不同藥室之間同步性相差1～2個(gè)分裂期。一般小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂是高度同步的[12]， 由于小孢子母細(xì)胞有原生質(zhì)相連，形成合胞體，因而營(yíng)養(yǎng)分配上成為一個(gè)系統(tǒng)。‘風(fēng)味玫瑰減數(shù)分裂不同步，試驗(yàn)中部分成熟花粉粒細(xì)胞質(zhì)稀薄，這可能是由于在減數(shù)分裂過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)分配不良造成的?！L(fēng)味玫瑰花期較早，河南地區(qū)為3月中上旬，此時(shí)氣溫低，傳粉昆蟲少，可能還會(huì)受到倒春寒的凍害，不同步現(xiàn)象可能為延長(zhǎng)傳粉期，增加自花授粉幾率的一種適應(yīng)機(jī)制。

‘風(fēng)味玫瑰雄配子發(fā)育過(guò)程中部分單核小孢子胞質(zhì)不規(guī)則收縮的現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致花粉活力降低。雄配子體發(fā)育過(guò)程中未形成小孢子或者小孢子形成后很快退化、花粉囊中的花粉極少，花粉發(fā)育階段細(xì)胞發(fā)生退化等各種異?，F(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致自然授粉結(jié)實(shí)率低[13]。發(fā)育異常的藥囊內(nèi)，絨氈層異常脫落，小孢子得不到充足的營(yíng)養(yǎng)，花粉萌發(fā)試驗(yàn)表明異?，F(xiàn)象比例高時(shí)，花粉活力較低，兩者可能有直接的關(guān)系。由于‘風(fēng)味玫瑰花期早，開花時(shí)沒有別的異花授粉源，多為自花授粉，當(dāng)異常現(xiàn)象增加時(shí)，這在一定程度上不利于提高座果率。

參考文獻(xiàn)

[1]李芳東， 杜紅巖， 楊紹彬， 等. 風(fēng)味玫瑰極早熟杏李雜交新品種[J]. 中國(guó)果樹， 2007（3）： 5-7.

[2] 劉智勇， 劉本端， 楊紹彬， 等. 極早熟杏李新品種風(fēng)味玫瑰豐產(chǎn)栽培技術(shù)[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究， 2008， 26（2）： 112-115.

[3] 傅建敏， 李樹戰(zhàn). 杏李種間雜交新品種病蟲害防治技術(shù)[J]. 中國(guó)水土保持， 2006（4）： 26-28.

[4] 吉洪坤， 趙俊芳， 喬趁峰， 等. 土施多效唑?qū)π永顦湫律疑L(zhǎng)的控制試驗(yàn)[J]. 北方園藝， 2010（11）： 73.

[5] 丁立軍. 7個(gè)美國(guó)杏李品種的適應(yīng)性和結(jié)果情況及病蟲害調(diào)查[J]. 落葉果樹， 2008（2）： 59-60.

[6] 段 偉， 閆文德，烏云塔娜， 等. 14個(gè)杏李品種的ISSR分析及分子鑒別[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2010， 31（2）： 147-153.

[7] 李芳東， 烏云塔娜， 杜紅巖， 等. 7個(gè)杏李品種花粉SFB基因的克隆鑒定[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)， 2010， 30（12）： 1-5.

[8] 孟 穎， 王秀華， 王叢紅. 核桃楸的胚胎學(xué)研究（Ⅰ）—小孢子發(fā)生及雄配子體發(fā)育[J]. 植物研究， 2009， 29（6）： 681-684.

[9] 王 珂， 王力榮， 李 靖等. 甘肅桃（Prunus kansuensis）雌雄配子體發(fā)育規(guī)律及遺傳特性的研究[J]. 果樹學(xué)報(bào)， 2008， 25（6）： 806-810.

[10] 胡寶忠， 李桂琴， 桂明珠， 等. 杏大小孢子與雌雄配子體發(fā)育[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 1997， 28（2）： 179-185.

[11] 鐘曉紅， 羅先實(shí)， 程堯楚. 奈李雌雄配子體發(fā)育規(guī)律研究[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 1997， 23（6）： 524-531.

[12] Johri B M. Seminar on comparative embryology of angiosperms[A]. Nat Inst Sci， Idina， 1967： 8-18.

[13] 于兆海， 李光晨， 張 文， 等. ‘京白梨結(jié)實(shí)與雌雄配子體發(fā)育的解剖學(xué)研究[J]. 西北植物學(xué)報(bào)， 2006， 26（12）： 2 411-2 416.

責(zé)任編輯：凌青根