柠条锦鸡儿小孢子的发生和雌配子体的发育

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1、柠条锦鸡儿小孢子的发生和雄配子体的发育摘要利用常规石蜡切片技术，观察了柠条锦鸡儿小孢子发生及雄配子体发育过程。结果表明:(1)花药具4个花粉囊，花药壁发育为基本型，由4层细胞构成—表皮、药室内壁、中层和绒毡层，绒毡层属于变形型，其细胞为双核；(2)从孢原细胞出现到二细胞花粉粒形成，同一花药四个花粉囊的发育不同步；(3)孢原细胞为单孢原起源；小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为同时型，产生正四面体型小孢子；（4）成熟花粉粒为二细胞型，花粉粒为圆球形，外壁近光滑。关键词：柠条锦鸡儿；发育；小孢子发生；雄配子体前言柠条锦鸡儿(CaraganakorshinskiiKom.)是豆科锦

2、鸡儿属(CaraganaFabr)植物，为荒漠沙生、旱生的多年生灌木，天然分布于内蒙古、宁夏、山西、陕西、甘肃、新疆等省区，国外仅蒙古有分布。因其具有较强的适应性和抗逆性，近年来成为西部生态环境建设、防沙治沙、发展畜牧业的优选灌木。近年来沙尘暴引起了全社会的关注，特别是内蒙古西部是沙尘暴较为严重的地区之一，加快退耕还林，加强植被建设等是降低沙尘暴发生的最佳途径。柠条具有极强的生命力，是干旱荒山造林、绿化美化的先锋树种，抗严寒和酷热，极耐干旱、瘠薄，是干旱草原、荒漠草原地带最适宜于人工造林的优良旱生灌木树种。人工柠条林在防风固沙、保持水土、饲料补给、维持生态平衡等方面发挥着

3、重要作用。目前，对柠条锦鸡儿的研究主要集中在柠条锦鸡儿资源分布状况、生化成分分析、生物学特性、根茎叶成熟部位的解剖、基因克隆、植物资源的开发利用和生态作用等方面。而有关柠条锦鸡儿胚胎学的研究还未见报道。因此，本文对柠条锦鸡儿小孢子的发生及雄配子体的发育进行了观察，为柠条锦鸡儿生殖生物学和发育生物学研究提供基础资料，也为柠条锦鸡儿的开发利用提供理论依据。1.材料与方法实验材料为采自内蒙古鄂尔多斯市图克镇的市尔多斯

4、柠条锦鸡儿（CaraganakorshinskiiKom.）花朵。2010年4月底至5月底分别采集不同发育阶段的柠条锦鸡儿花朵，用FAA固定，4℃冰箱保存。常规石蜡切片法制片，切片厚度5～8μm,铁矾-苏木精染色，番红-固绿对染，中性树胶封片，OlympusBX-51型光学显微镜观察并照相。2.结果柠条锦鸡儿花为两性单生，蝶形花冠，雄蕊10枚，为二体雄蕊，9枚合生1枚分离，雌蕊一枚；5月份开花，花丝很长，花药很短。2.1花药壁的发育柠条锦鸡儿的花芽分化发生于4月下旬，到4月底5月初时雄蕊原

5、基出现。雄蕊原基在分化形成雄蕊的过程中，上部分化成花药，下部分化成花丝。根据观察发现柠条锦鸡儿花药发育过程中孢原细胞的出现以及随后的造孢细胞、初生壁细胞、次生壁细胞、小孢子母细胞(MMC)及其减数分裂、二分体，四分体、二细胞花粉的产生也不同步。在雄蕊厡基的横切面上可见，分化快的角隅处先分化出1个孢原细胞，比其它细胞大，径向延伸并具有明显的细胞核。孢原细胞经1次平周分裂产生两个细胞:外面的初生壁细胞和里面的初生造孢细胞。初生壁细胞进行1次平周分裂形成内外两个细胞（图2），这两个细胞经过多次垂周分裂产生内外两层花药壁细胞（图4）。其中，外层细胞继续进行1次平周分裂和多次垂周分

6、裂，形成1层药室内壁和1-2层中层，内层不再进行平周分裂，直接发育成绒毡层，至此花药壁分化完全，其花药壁发育为基本型。分化完全的花药壁有4-5层细胞组成，由外至内依次为表皮，药室内壁(1层)，中层(1-2层)和绒毡层(1层)(图5)。按照Davis的划分，花药壁的发育属于基本型。到花粉粒成熟时，绒毡层细胞完全解体，此时的花药壁只剩下皱缩的表皮和纤维层（图6）。2.2小孢子的发生由孢原细胞进行分裂产生的初生造孢细胞经多次分裂后形成次生造孢细胞。造孢细胞排列紧密，呈多边形，细胞核大，核仁明显且位于细胞中央（图4）。当次生造孢细胞发育至小孢子母细胞时，体积明显增大，小孢子母细胞

7、的形状开始逐渐呈圆形，细胞核大且核仁明显，细胞质浓厚（图7、8）。此时，小孢子母细胞体积明显增大，很快进入减数分裂时期（图8）。减数分裂过程中，细胞质的分裂为同时型，即第1次减数分裂后不产生细胞壁，将母细胞分裂为两个子核，接着进行第2次分裂形成4个子细胞，即为四分体，它们共同包围在胼胝质壁中（图10），形成四分体时才同时产生细胞壁。四分体时期，4个细胞的排列方式是四面体形，四分体后期，胼胝质壁消失，随后，细胞彼此分离形成单核小孢子（图11）。通过对不同花药及同一花药不同药室小孢子的发育观察发现，同一朵花不同花药或同一花药的4个