菊亚族六个种的细胞学及太行菊的生殖生物学研究

【摘要】： 在我国,菊科菊亚族包含菊属、木茼蒿属、蒿属、匹菊属、菊蒿属、太行菊属、芙蓉菊属等27个属(Ling and Shih,1983),它们携带有许多栽培菊花所缺乏的优异基因,是菊花种质创新和品种改良的重要亲本。本研究采用常规压片法对菊亚族五个近缘属六个种的核型和花粉母细胞减数分裂过程进行了研究,通过石蜡切片等技术对太行菊大小孢子发生、雌雄配子体发育特点以及胚胎发育过程进行了观察,为将它们应用于菊花种质创新提供理论依据。主要研究结果如下: (1)红花除虫菊Pyrethrum coccineum(Willd)Worosch.为四倍体,其它五个种均为二倍体。染色体形态呈现多样性,除芙蓉菊Crossostephium chinense(L.)Makino中有两条端着丝粒染色体(t)、短舌匹菊Pyrethrum parthenium(L.)Sm.有两条近端着丝粒染色体外(st),其它物种均由中部(m)、近中部着丝粒染色体(sm)组成,六个种均未发现随体。除虫菊核型类型为3A,其他五个种的核型类型为2A。 (2)六个种的减数分裂过程基本正常,均为同时型胞质分裂。其中五个种的减数分裂中期Ⅰ染色体基本构型为9个二价体(9Ⅱ),红花除虫菊的染色体基本构型是18个二价体(18Ⅱ)。木茼蒿,芙蓉菊,太行菊,红花除虫菊,短舌匹菊和菊蒿的每个花粉母细胞(PMC)平均染色体配对构型分别是0.08Ⅰ+8.86Ⅱ+0.01Ⅲ+0.04Ⅳ,0.04Ⅰ+8.61Ⅱ+0.02Ⅲ+0.17Ⅳ,0.05Ⅰ+8.92Ⅱ+0.03Ⅳ,0.15Ⅰ+16.39Ⅱ+0.01Ⅲ+1.25Ⅳ,0.07Ⅰ+8.86Ⅱ+0.02Ⅲ+0.04Ⅳ,0.21Ⅰ+8.82Ⅱ+0.04Ⅳ。部分PMCs后期Ⅰ、后期Ⅱ和末期Ⅰ、末期Ⅱ发现有染色体桥、落后染色体、微核及不同步分裂等减数分裂异常现象,表明染色体组中可能存在易位或倒位等结构变异。 (3)太行菊成熟花药有4个小孢子囊,花药壁发育为双子叶型。花药壁由表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞构成,中层消失于四分孢子时期。绒毡层为腺质型,在小孢子母细胞减数分裂时期发育达到顶峰,后逐渐退化,至3核花粉时期完全消失。最终形成正四面体型小孢子,成熟花粉有3核,花粉表面具3个萌发孔。 (4)太行菊单子房,单胚珠,双珠被,薄珠心,胚珠倒生型,胚囊发育属于待宵草型;大孢子母细胞由孢原细胞直接发育而成,经过两次分裂形成大孢子四分体,呈线型排列,其中珠孔端大孢子为具功能大孢子,而合点端的3个大孢子在发育过程逐渐解体;胚胎发育过程经历球形胚,心形胚,鱼雷形胚和子叶胚四个阶段;花粉活力较高,自交时能在柱头上大量附着,且都能正常萌发形成花粉管并进入胚囊。