長壽花栽培品種的花粉形態(tài)觀察

陳帥， 張曉瑩

(1.東北農業(yè)大學 資源與環(huán)境學院，黑龍江 哈爾濱 150030； 2.杭州市農業(yè)科學研究院 園藝研究所，浙江 杭州 310024)

長壽花(blossfeldiana)為景天科伽藍菜屬多年生草本植物。其株形低矮緊湊，葉片剔透翠綠，花朵濃密艷麗，觀賞效果極佳；花期在冬、春少花季節(jié)，能夠控制，是優(yōu)良的盆栽植物。近年，長壽花在國際花卉市場中迅速發(fā)展并占據重要地位，而在我國的栽培歷史短，栽培品種匱乏。為促進我國伽藍菜屬植物資源的開發(fā)利用，需要對該屬植物野生資源和栽培品種進行分類鑒定。植物花粉在長期的進化過程中，在基因的調控下能夠形成獨特的形態(tài)特征，攜帶的遺傳信息可以作為植物的進化、系統(tǒng)分類的依據[1-3]。關于長壽花的花粉形態(tài)的觀察并未見報道。因此，本研究利用掃描電鏡觀察法對8個長壽花栽培品種的花粉形態(tài)進行觀察研究，旨在為伽藍菜屬植物的系統(tǒng)分類提供孢粉學資料。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗植物材料為8個不同花色的長壽花栽培品種，包括Fuego、Rumina、Swan、Bromo、Kerinci、Klabat、Petero、Snowdon，栽種于東北農業(yè)大學園藝實驗站連棟溫室內。

1.2 試驗方法

在長壽花花期取其花藥，用質量分數4%、pH 6.8的戊二醛磷酸緩沖液固定，置于4 ℃冰箱中固定1.5 h以上，若花藥不沉入固定液，需要抽真空使其下沉。用0.1 mol·L-1、pH 6.8的磷酸緩沖液沖洗3次，每次10 min。分別用濃度為50%、70%、90%的乙醇進行脫水1次，每次15 min；無水乙醇脫水3次，每次10 min。用無水乙醇∶叔丁醇1∶1(體積比)和純叔丁醇各進行1次置換，每次15 min。將樣品放入-20 ℃的冰箱冷凍室30 min，放入ES-2030(HITACHI)型冷凍干燥儀對樣品干燥4 h。用導電膠帶將樣品黏在掃描電鏡樣品臺上，并將花藥刺破。用E-1010(HITACHI)型離子濺射鍍膜儀在樣品表面鍍上一層金屬膜，處理好的樣品放入樣品盒中用S-3400N(HITACHI)掃描電鏡檢測。

1.3 測定及計數

每個長壽花品種隨機選取30?；ǚ?，測定極軸長(P)、赤道寬(E)，并觀察花粉表面紋飾、萌發(fā)溝及突起?；ǚ鄞笮∫訮×E值表示，花粉性狀以P/E值表示。

2 結果與分析

2.1 長壽花各栽培品種花粉粒的形態(tài)特征

用掃描電鏡對8個長壽花栽培品種花粉形態(tài)進行觀察分析。表1顯示，按照花粉大小(P×E)，供試的8個品種中 Klabat的花粉粒最大，其次是 Petero、Kerinci、Fuego、Rumina、Swan、Bromo，花粉粒最小的是 Snowdon。長壽花栽培品種 Fuego、Rumina、Swan、Bromo和 Snowdon花粉粒的P/E值為1.01～1.10，所以以上5個長壽花品種的花粉粒形狀為圓球形；長壽花栽培品種 Kerinci、 Klabat和 Petero花粉的P/E值<0.84，這3個長壽花品種的花粉粒形狀為近球形[4]。

表1 不同長壽花栽培品種花粉形態(tài)特征的比較

由圖1可以看出，供試的8個長壽花栽培品種的花粉粒形態(tài)特征相似，均以單粒形式存在，極面觀均為四角形，且四角呈十字對稱；赤道面觀 Fuego、Rumina、Swan、Bromo和Snowdon為圓球形，Kerinci、 Klabat和 Peter為近球形?；ǚ弁獗诖嬖陬w粒狀和黏稠狀的附著物，這可能是由于花藥內部含有大量內含物造成，也有部分是殘留的絨氈層和藥壁在試驗破壁過程中附著在花粉粒上[5]。萌發(fā)溝為多萌發(fā)溝，每個花粉粒上均有4條萌發(fā)溝；萌發(fā)溝寬而淺，沿極軸方向逐漸變窄，赤道處最寬；極軸方向觀，4條萌發(fā)溝呈十字對稱分布；萌發(fā)溝內有瘤狀突起，突起的高度不同品種有所不同，但突起表面均不同程度的褶皺。

1～8分別為 Fuego、Rumina、Swan、Bromo、Kerinci、Klabat、Petero、Snowdon，圖2同。

供試品種花粉粒的萌發(fā)溝內赤道處均具有明顯瘤狀突起，Rumina和 Kerinci的4條萌發(fā)溝中有1條萌發(fā)溝內赤道處沒有明顯的突起，而全部呈現褶皺狀；其他3條萌發(fā)溝均在赤道處有明顯突起，突起表面具不規(guī)則褶皺；Fuego、Bromo、Klabat與其他品種相比，萌發(fā)溝內表面平整，其他品種的萌發(fā)溝內則呈現不規(guī)則的凹凸不平狀。

2.2 長壽花各栽培品種花粉粒的表面紋飾

由圖2可以看出，供試的8個長壽花栽培品種外壁紋飾網紋均不明顯，且有一定的相似性。長壽花栽培品種 Swan、Snowdon的花粉粒外壁紋飾為不規(guī)則網紋，網紋相對于其他栽培品種的花粉粒外壁紋飾要明顯，網紋分布曲折，分叉和交叉繁多并清晰可見，網紋還能看出略微隆起的網脊，網孔分布在網紋之間，數量多，形狀不規(guī)則。

圖2 8個長壽花栽培品種花粉粒外壁紋飾的掃描電鏡觀察

Fuego、Rumina的花粉粒外壁紋飾也呈現不規(guī)則網紋狀，但其外壁表面的網紋相對Swan、Snowdon的曲折密集，網脊不明顯，網孔形狀不規(guī)則，交錯分布在網紋之間，數量多，在花粉粒表面分布均勻。

Bromo、Kerinci、Klabat、Petero的花粉粒外壁紋飾網紋細密，網紋錯綜繁密，看不出明顯的網紋線條，使得網孔如細密的針孔，均勻分布，使得花粉粒外壁看起來平滑，觀察不到網脊。

3 討論

近年，長壽花在世界花卉市場迅速發(fā)展并占據重要位置，主要出口國集中在歐美國家。我國栽培長壽花的歷史短，起初僅栽培引種馴化的品種，品種數量少，應用范圍窄。至20世紀90年代，我國開始大量引進國外長壽花的優(yōu)新品種，并廣泛應用于盆花擺放和露地栽培，而具有自主知識產權的品種匱乏。大量引種隨之而來的問題包括商品名與品種名混淆不清、高額的進口費用等。我國地大物博，景天科野生資源豐富，但豐富的資源未得到充分利用。為促進我國景天科伽藍菜屬植物資源的開發(fā)利用，需要科研人員對該屬植物野生資源和品種進行分類鑒定，為后續(xù)研究提供理論依據。

電子顯微鏡的發(fā)展更新使得植物花粉的超微形態(tài)學研究成為可能，花粉形態(tài)已成為植物品種鑒定和分類的重要手段[6-7]。花粉粒的極軸長、赤道寬、極軸長/赤道寬、外壁紋飾、萌發(fā)溝(孔)和脊等指標[8-10]都是受基因調控的、能夠穩(wěn)定表達的性狀，可作為不同品種的鑒別依據[11-12]。本研究供試的8個長壽花栽培品種的花粉粒形態(tài)特征，可以作為今后對長壽花品種(種)的鑒別依據，為長壽花的系統(tǒng)分類提供孢粉學資料。

一般來說，植物花粉粒的形態(tài)特征穩(wěn)定性好，受環(huán)境的影響小[13]。本研究供試的8個長壽花栽培品種的花粉粒通過掃描電鏡觀察，其形態(tài)分為圓球形和近球形。在研究植物進化領域，花粉形態(tài)的演化趨勢是由舟形到扁球形再到圓球形，根據這一觀點，供試的8個長壽花栽培品種中Fuego、Rumina、 Swan、Bromo、Snowdon與Kerinci、Klabat、Peter相比，是更進化的品種。

4 小結

供試的8個長壽花栽培品種的花粉粒形態(tài)相似，Klabat的花粉粒最大，花粉粒最小的是Snowdon?；ǚ哿３蕡A球形或近球形，長壽花栽培品種Fuego、Rumina、Swan、Bromo和Snowdon的花粉粒形狀為圓球形，Kerinci、 Klabat和 Petero的花粉粒形狀為近球形。多萌發(fā)溝寬而淺，沿極軸方向逐漸變窄，赤道處最寬；極軸方向4條萌發(fā)溝呈十字對稱分布；萌發(fā)溝內有瘤狀突起，且突起表面有不同程度的褶皺，Rumina 和 Kerinci的4條萌發(fā)溝中有1條萌發(fā)溝內赤道處沒有明顯的突起，而全部呈現褶皺狀；其他3條萌發(fā)溝均在赤道處有明顯突起，突起表面具不規(guī)則褶皺；Fuego、Bromo、Klabat與其他品種相比，萌發(fā)溝內表面平整，其他品種的萌發(fā)溝內則呈現不規(guī)則的凹凸不平狀。

供試品種花粉外壁表面紋飾有不規(guī)則網紋和細密網紋2種類型。Swan、Snowdon的花粉粒外壁紋飾為不規(guī)則網紋，外壁紋飾明顯，網紋分布曲折，網孔分布在網紋之間，數量多，形狀不規(guī)則。Fuego、Rumina的花粉粒外壁表面為不規(guī)則網紋狀，更為曲折密集，網脊不明顯，網孔形狀不規(guī)則，數量多，在花粉粒表面分布均勻。Bromo、Kerinci、Klabat、Petero的花粉粒外壁紋飾網紋細密，網紋錯綜繁密，看不出明顯的網紋線條，使得網孔如細密的針孔，均勻分布。試驗結果表明，供試的8個長壽花栽培品種的花粉粒大小、性狀、外壁紋飾等特征可為今后系統(tǒng)分類和進化等研究提供理論依據。