臺灣水青岡和米心水青岡的花粉形態比較研究

張雪梅

摘要 為比較水青岡屬臺灣水青岡和米心水青岡花粉形態特征，采集了米倉山自然保護區7個分布地的臺灣水青岡和米心水青岡，運用醋酸酐分解法將花粉其成制成裝片，在光學顯微鏡和掃描電鏡下觀察花粉的形態特征和外壁紋飾，并測定了一定的性狀指標。結果表明：2種植物的花粉形狀均為近球形，極面觀為三裂圓形或三角形。在電子顯微鏡下觀察到米心水青岡和臺灣水青岡花粉為三孔溝，萌發溝較短。2個種花粉的外壁紋飾各不相同，米心水青岡花粉外壁紋飾為腦狀紋飾，孢粉表面由棒狀突起物組成，臺灣水青岡花粉外壁紋飾為網狀，孢粉表面具有扁平的塊狀，輪廓線為不均勻的波浪線，以此可以區分2個物種。

關鍵詞 臺灣水青岡；米心水青岡；花粉形態；紋飾；三孔溝

中圖分類號 S792.16 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）08-0154-02

Abstract In order to compare the pollenmophology of selected Fagusspecies， two Fagusspecies collected from 6 distributions in MiCangShan Nature Reserve Authority.Decomposition of acetic anhydride method was used to dispose the pollen grains.The shape of pollen grains and ornamentation characters of all the species were exa mined by LM and SEM.The study showed that shapes of pollen grains of the two plants were nearly elliptic and trifid circular or triangle in polar view.We also observed that 3 pollen apertures existed in Fagus engleriana and Fagus hayatae. However， the difference of the two species was the type of granular on pollen wall.Clublike apophysis on the pollen wall was in Fagus engleriana and reticulate pollen wall in Fagus hayatae.So we could distinguish the two species from the ornamentation of pollen wall.

Key words Fagus engleriana；Fagus hayatae；pollenmophology；tricolporate

殼斗科是在被子植物中的比較大的一科，分布廣泛，是亞熱帶、溫帶的重要森林樹種[1]，在中國有900多種，7個屬，分別是栗屬（Castanea）、錐屬（Castanopsis）、水青岡屬（Fagus）、柯屬（Lithocarpus）、櫟屬（Quercus）、青岡屬（Cyclobalanopsis）三棱櫟屬（Trigonobalanus）。水青岡屬，落葉喬木，共10種[2]，在我國的青藏高原、四川西部、浙江、秦嶺地區有大量水青岡屬植物，生長在亞熱帶落葉闊葉林或落葉常綠闊葉混交林的山地[3]，是溫帶落葉闊葉林的主要建群種之一[4]。

植物花粉是植物攜帶遺傳信息的雄性生殖細胞，其形態特征受環境因素的影響較小?；ǚ弁獗诮Y構和紋飾的研究在植物系統發育和演化的研究上具有重要的意義；花粉的變異程度往往標志著該類群的進化水平[5]。孢粉在形態上的演化主要反應在萌發器官和孢粉壁2個方面，對孢粉形態進行研究，在目科級甚至是屬種級的植物分類上都具有重要意義[6-9]。

本研究采用醋酸酐分解法和顯微照相法對米蒼山自然保護區的臺灣水青岡和米心水青岡進行形態學觀測統計和比較研究，探討水青岡屬種間的形態差異及其生態適應性，旨在通過本研究，對水青岡屬的2種的花粉之間的區別有一定認識。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用臺灣水青岡、米心水青岡的材料來源信息如表1所示。

1.2 試驗方法

1.2.1 花粉形態的光鏡觀察。采用醋酸酐分解法[7]，將材料置于帶有編號的青霉素小瓶中，加適量冰醋酸軟化48 h，用玻棒攪碎；過100目銅網，網上的殘渣用冰醋酸洗1～2次（殘渣于原號小瓶保存）；過濾液在3 000 r/min條件下離心5 min，去上清液，再加12滴冰醋酸離心5 min，去上清液；每個離心管中加冰醋酸酐與濃硫酸混合液（二者比例9：1）3～4 mL，水浴加熱（88°C），玻棒攪動2～3 min，一旦沸騰即取出進行鏡檢。若花粉狀態好，隨即在2 500～3 000 r/min條件下離心5～8 min，棄上清液；加蒸餾水8 mL，洗2次（離心5 min）；棄上清液，移入指管中；加入50 %甘油、1 %苯酚放置3～4 d；取花粉1滴，甘油膠封片，待甘油膠凝固即可于光鏡下觀察并照相；于顯微鏡下用目鏡測微尺測量花粉大小，每種花粉測量20粒，取常見值和變化幅度?；ǚ哿４笮∫詷O軸長乘以赤道軸長（P×E）來表示，其形狀以極軸長和赤道軸長的比值（P/E）來表示。

1.2.2 花粉形態的電鏡觀察。以上步驟在最后一次離心后，將花粉直接滴在表面皿上，采用梯度酒精脫水（50 %—70 %—95 %—100 %）2次，自然揮發干燥，用毛筆將花粉掃于雙面膠上，約2 mm見方貼于載物臺上，編號，噴金鍍膜，在日立公司S-450型號掃描電鏡下觀察拍照。

2 結果與分析

用光學顯微鏡觀察2個種7個居群的成熟花粉，花粉都為單?；ǚ燮涑嗟烂嬗^為近球形，有2層壁并且較厚，極面觀為三裂圓形或三角形。測量花粉粒的極軸（P）和赤道軸（E）長度，從而估測出水青岡花粉大小范圍。各取20?；ǚ蹨y量，求其平均數，結果見表2。可以看出，米心水青岡最大的種是采集于鐘包山的13號，花粉粒大小42.40 μm×45.86 μm，最小的種是采集于黃金峽的20號，花粉粒大小39.09 μm×35.85 μm。臺灣水青岡最大是采集于金場壩監測站的18號，花粉粒大小21.42 μm×19.91μm，臺灣水青岡最小的是采集于老林溝的7號，花粉粒大小17.79 μm×19.37 μm。在電子顯微鏡下觀察到米水青岡和臺灣水青岡花粉多數為近球形，三孔溝，萌發溝較短，且有3個萌發孔。2個種里，花粉的外壁紋飾各不相同，米心水青岡花粉外壁紋飾為腦狀紋飾，孢粉表面由棒狀突起物組成，臺灣水青岡花粉外壁紋飾為網狀，孢粉表面具有扁平的塊狀，輪廓線為不均勻的波浪線。其光鏡下的花粉形態如圖1所示，電鏡下的花粉形態及表面紋飾如圖2所示。

3 討論

張庭龍等[11]認為花粉粒大小可能與植物生長環境有關，花粉形態要比花粉大小更加穩定。本研究表明，臺灣水青岡和米心水青岡的花粉大小差異明顯，從單一性狀指標難以看出進化關系。但已有資料表明，可將花粉形態特征作為植

物的分類依據[12]。花粉的形態特征具有可遺傳性，同時具有科屬的共同特征和種的特異性[13]。臺灣水青岡和米心水青岡也表現出這樣的特性。本文通過觀察發現，2種水青岡屬植物的花粉形態特征花粉粒萌發孔的類型以及極面觀等方面相似性較高，它們的萌發孔溝均為三孔溝，極面觀為三裂圓形或三角形，P/E值均大于1，表明該屬的花粉形態保守性較高。但從表面紋飾分析，2種植物卻有明顯的不同。米心水青岡花粉外壁紋飾為腦狀紋飾，孢粉表面由棒狀突起物組成，臺灣水青岡花粉外壁紋飾為網狀，孢粉表面具有扁平的塊狀，輪廓線為不均勻的波浪線。說明每個物種的形態特征具有種的特異性[14]，這也為米心水青岡和臺灣水青岡物種的鑒定提供了依據。

4 參考文獻

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