3種類型浙江紅山茶的花粉形態學研究

魏兆兆，謝 云，孟 輝，關玉梅，吳窈窈

（1.浙江農林大學風景園林與建筑學院，浙江 臨安 311300；2.浙江農林大學天目學院，浙江 臨安 311300）

浙江紅山茶Camellia chekiangoleosa又名紅花油茶，是山茶科Theaceae山茶屬Camellia中的一個特有種，兼有“山茶花”和“油茶果”雙重優點[1-2]。其適應性較強，抗寒性高，在野生狀態下能夠正常生長發育，且在浙江麗水的慶元、龍泉、景寧、云和、青田、遂昌、松陽、縉云、仙居、平陽、泰順、文成及開化等市縣山區，江西的永新、南豐以及福建的建寧等地均發現有野生種存在。由于受不同環境因素的影響，這些地區的浙江紅山茶在樹型、花色、葉形、果形等方面產生了很多變異類型[3]。本研究依據花瓣顏色的差異將浙江紅山茶劃分為3種類型：白花型、淺紅花型和深紅花型，其中白花型僅發現2株，淺紅花型和深紅花型相對較多，3種類型分別取2株的花粉作為研究對象。花粉的形態特征受基因的控制，具有高度的遺傳保守性和穩定性，為植物起源、演化及親緣關系的研究提供重要依據[4]，同時也是解決某些植物在分類系統中地位問題的重要特征之一。目前，國外對山茶屬植物花粉形態的研究未見報道， 國內對山茶屬的一些種[5-8]， 云南山茶 Camellia reticulata 及其近緣種[9]， 茶樹Camellia chiensis[10-11]，及耐冬山茶Camellia japonica[12]等的花粉形態已有研究，關于不同類型間花粉形態的研究也有報道[13]，但是對浙江紅山茶不同類型間花粉形態的研究還未見報道。該研究就調查的3種變異類型進行特征描述和掃描電鏡觀察，為山茶屬植物的系統研究和浙江紅山茶的分類提供孢粉學依據。

1 材料和方法

1.1 材料

在野生浙江紅山茶的盛花期，根據花瓣顏色的不同采集了3種類型的成熟花粉作為研究材料見表1。

表1 3種類型浙江紅山茶花粉掃描電鏡實驗材料Table1 SEM pollen experimental materials of three types of Camellia chekiangoleosa

1.2 方法

各種類型采集5朵花，用鑷子取出其中的花藥放入硫酸紙袋中，在室溫下干燥24 h后置于-4℃的冰箱中低溫保存。掃描電鏡制樣，將花粉均勻撒布在貼有雙面膠帶的金屬載物臺上，用常規真空噴鍍法噴金3～4 min后，置于島津SS-550型掃描電鏡（工作電壓15 kV）下觀察。經觀察，選取有代表性的視野，放大500倍觀察花粉粒的群體形態，2000倍觀察花粉個體形態，5000倍觀察花粉表面紋飾，并分別進行顯微拍攝，表面紋飾攝影取赤道面中部。測量花粉粒極軸長、赤道軸長（取樣n=10），以常見值（最小值～最大值）表示花粉粒的大小，極軸與赤軸比表示花粉粒形狀。

2 結果和分析

2.1 3種類型浙江紅山茶的形態特征

形態性狀的鑒定和描述，是種質資源研究的最基本的方法，形態性狀數據是種以上或種內分類不可缺少的重要依據之一。本實驗通過調查訪問和實地測量等方法對3種類型浙江紅山茶的形態特征進行了描述，見表2。

表2 3種類型浙江紅山茶的形態特征Table2 Morphological characteristics of three types of Camellia chekiangoleosa

2.2 3種類型浙江紅山茶的花粉形態特征

通過掃描電鏡觀察（表3和圖1），可以看出：3種類型浙江紅山茶花粉平均極軸長都在50μm以上，最長為60.2μm，最小的為43.6μm，根據G.Erdtman的標準[14]，屬于大粒型的花粉粒。花粉的赤道軸長為18.8～41.3μm，其中類型J-1（白花型）最小為18.8μm，而類型J-3（深紅花型）中最大的達到41.3μm，其余大部分在26.0μm左右。按G.Erdtman的花粉整體形狀分級長球形（P/E為2.00～1.14）或超長球形（P/E＞2.0），表3中得出3種類型的P/E值均＞1.7，因此3種類型花粉粒的形狀為長球形或極長球形。

浙江紅山茶的赤道面觀通常為長橢圓形，從表3可看出，類型J-1和類型J-2均與前人的研究一致，但是類型J-1存在個別的變異形狀，如三角形（圖1-4），近球形（圖1-5），嵌合形（圖1-6）等。而類型J-3有2種形態，分別為長橢圓形或卵圓形，且以卵圓形為主（圖1-11）。極面觀主要有2種形態，類型J-1多為三裂正三角形（圖1-1），類型J-2和類型J-3為三裂近圓形。

2.3 花粉的萌發孔形態和外壁紋飾的特征

3種類型的花粉萌發孔都為三孔溝，但類型J-3的溝有些具有顆粒狀的突起物或贅物（圖1-11）。從圖1可以看出，類型J-1和類型J-3的花粉外壁紋飾都為皺溝狀，而類型J-2的外壁紋飾為皺溝-顆粒狀（圖 1-9）。

表3 3種類型浙江紅山茶的花粉形態特征Table3 Main characters of the pollen morphology in three types of Camellia chekiangoleosa

圖1 掃描電鏡下的花粉形態Figure1 Pollen morphology under scanning electron microscope

3 討論

3.1 浙江紅山茶原種與3種類型間的花粉形態特征比較

目前，關于浙江紅山茶花粉形態的研究報道很少，倪穗[15]在紅山茶組系統學的研究中得出浙江紅山茶的花粉形狀為長球形，極面觀三裂正三角形，赤道面觀為梭形至卵球形，P/E=1.58，萌發孔為3孔溝類型，外壁紋飾為顆粒狀、有疣粒。而本研究3種類型的野生浙江紅山茶的花粉形狀為極長球形或長球形，P/E值在1.7以上，極面觀為三裂正三角形或近圓形，赤道面觀為長橢圓形或卵圓形，外壁紋飾為顆粒狀或皺溝狀，與倪穗的研究在很大程度上有相似之處。這些形態性狀表明了該物種的自然屬性，說明它是一個自然類群。

3.2 花粉形態特征對浙江紅山茶類型分類的意義

3種類型浙江紅山茶的花粉形態特征有一定的差異，主要表現在花粉粒的極軸長、花粉粒的赤道軸長、外壁紋飾等方面，這與倪穗[15]研究得出紅山茶組種間花粉形態差別主要表現為外壁紋飾和花粉大小的結果一致，可將它作為浙江紅山茶類型間分類的依據之一。

3.3 3種類型浙江紅山茶花粉形態與傳統形態分類的關系

在山茶的傳統形態分類學中，常將花瓣顏色作為分類的一級標準。本研究對所收集的3種類型的浙江紅山茶進行了傳統的形態分類學和孢粉學研究，2種方法的分類結果基本一致，即以花色劃分的類型通過花粉形態的差異也可將它們進行區別。但是，觀察發現花粉形態特征與花瓣顏色差異沒有直接的聯系，比如類型J-1（白花型）和類型J-3（深紅花型）它們的顏色差異很大，卻有相似的花粉外壁紋飾特征及萌發孔類型。

3.4 3種類型浙江紅山茶花粉演化趨勢分析

Walker[16]認為，最原始的被子植物的花粉是光滑的，且有無定形的外壁；束際林等[11]在山茶屬植物花粉的研究中也得出，紅山茶組及較原始的茶組外壁紋飾為光滑型，而較進化的茶組外壁紋飾為粗糙型且形成皺網狀。根據上述觀點，可得出類型J-3為相對原始的類型，類型J-1和類型J-2為相對進化的類型，這一觀點與形態學所指的方向基本一致。

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