滇丁香生殖生物学研究

【摘要】：滇丁香(Luculia pinciana Hook.)隶属茜草科(Rubiaceae)滇丁香属(Luculia),为常绿灌木或乔木,分布于亚洲东南部,其中云南省是滇丁香的主要分布区之一。因其具有花期较长、花色艳丽且气味芳香、株型优美等特点,是一种极具观赏价值和开发潜力的野生花卉资源。本文主要从繁育系统、大小孢子发生及雌雄配子体发育、开花结实特性、种间杂交亲和性及种子萌发特性五个方面对滇丁香的生殖生物学进行了研究,以期为制定正确的选育种策略及系统进化研究提供理论基础。研究结果主要包括以下几个方面： (1)繁育系统。滇丁香针型花植株的单株花序数明显较多,而花冠管和柱头裂片长却明显较短；散粉8h后,滇丁香的花粉活力达到最高值70%左右,从花药始散粉期至末花期其柱头均具过氧化物酶活性；针型花和线型花的花粉与胚珠比分别为1641.7±365.84和947.3±194.84,杂交指数均为3。结合套袋实验和传粉观察结果认为：在自然条件下,滇丁香为虫媒花植物,其中针型花和线型花所接受的亲和性花粉分别为异株同型花和异型花提供。滇丁香不仅是形态意义而且是功能意义上的花柱二型植物。 (2)大小孢子发生及雌雄配子体发育。滇丁香的花药具4个药室,花药壁自外向内依次是表皮、药室内壁、中层、绒毡层,花药壁发育为基本型,腺质绒毡层。中层和绒毡层在花粉发育过程中逐渐解体,成熟的花药壁只保留表皮和药室内壁。小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型,四分体排列方式为正四面体形。成熟花粉为2-细胞型；子房两室,每室约400枚直生胚珠,中轴胎座,厚珠心。中轴表皮下的细胞分化为孢原细胞,之后,孢原细胞平周分裂为周缘细胞和造孢细胞,造孢细胞直接发育成大孢子母细胞。大孢子母细胞经过两次减数分裂形成四分体,四分体呈直线型排列,其中合点端的大孢子发育成功能大孢子,其余的三个退化。 (3)开花结实特性。昆明金殿公园人工滇丁香种群开花期从4月下旬开始至12月下旬结束,历时8个月。群体内植株间、植株内花序间、花序内单花间开花均有交错,这就最大限度地延长开花期从而保障传粉的成功。不同时期开花结实的果实其成熟期不一致,早期开花结实的果实成熟期短,晚期结实的果实成熟期长,但,不同时期结实的果实成熟后其种子萌发无显著差异。 (4)种间杂交亲和性。在滇丁香与鸡冠滇丁香的正反杂交过程中,除两个种的针型花相互杂交不具亲和性外,其它组合杂交均具有亲和性。不亲和的原因在于,随着花粉管在柱头上的不断生长,其先端逐步膨大,并难以进入花柱。 (5)种子萌发特性。滇丁香种子经浓度为100 ppm赤霉素预处理液浸种6小时后,其种子发芽率、发芽势和发芽指数均显著提高,发芽天数亦显著缩短；种子萌发有效积温范围介于260～365℃,在15℃条件下其发芽率最高,但在实践操作中宜控制在25℃；以草炭土、珍珠岩、蛭石按体积比2：1：1配成的混合基质对种子的萌发效果最佳,但应注意苗期追肥；光照并非滇丁香种子萌发的决定因素,在实践操作中宜采用双层50%的遮光网遮荫以免强光照导致种子脱水。