對蒲公英屬植物繁殖生物學的研究

摘要：指出了目前蒲公英屬植物已發現的種類已經高達70多種，這些蒲公英被廣泛地運用到食品生產和醫療衛生事業中。當前，我國針對蒲公英屬植物的繁殖問題研究雖取得了一定的進展，但整體上來說研究還不夠深入。基于此，針對蒲公英屬植物的繁殖生物學研究意義進行了簡要概述，然后提出了蒲公英屬植物在繁殖生物學中存在的普遍問題，重點對蒲公英屬植物的繁殖問題、繁殖類型等展開動態分析，以期為完善我國對蒲公英屬植物繁殖生物學的相關研究提供一點微弱的理論幫助。

關鍵詞：蒲公英屬植物;繁殖生物學;繁殖問題;動態分析

中圖分類號：S682 文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2020）2-003002

1 引言

隨著我國科技水平的不斷進步，植物生物學領域也取得了重要發展。蒲公英屬植物的繁殖方式主要是種子繁殖，對蒲公英屬植物進行深入研究，有利于進一步了解蒲公英屬植物的生長和繁殖習性，為我國食品和醫療行業提供科學依據。

2 對蒲公英屬植物繁殖生物學展開研究的意義

根據相關的調查發現，全世界的蒲公英屬植物大概有300多種，以及2000多小種，甚至更多沒有發現的，廣泛地分布在世界各地。我國是蒲公英屬植物資源大國，北方地區發現了11種蒲公英的類型，并且很多蒲公英具有極高的藥用價值及商業價值，蒲公英屬植物含有豐富的鉀無素，有利尿消腫的作用，另外蒲公英還含有多種維生素，對人體有清熱解毒、保健美容的作用。近來由于我國藥品、食品開發的力度加大，加強了蒲公英屬植物的研究，致使其廣泛的用于食品、藥品以及保健品等行業的加工當中。但是蒲公英屬植物利用遠遠沒有窮盡，非常具有研究的意義，蒲公英屬植物的種子繁殖是通過風的傳播以及蟲媒傳播等進行的，這種傳播方式具有擴散性、快捷性、適應性。這也是其廣泛的分布在世界各地的原因。通過對蒲公英屬植物繁殖生物學進行研究，深入理解不同倍性的蒲公英繁育系統，掌握蒲公英屬植物繁育傳粉的相關媒介、以及相關的交配系統等，力求更好的對蒲公英進行繁育…，利于人們對它們的應用，更深入地開發它的利用價值。

3 在蒲公英屬植物繁殖生物學研究方面存在的問題

3.1 傳粉媒介問題

當前，在我國現有專項針對蒲公英屬植物繁殖生物學的相關學術研究中，缺乏針對重力玻璃法和傳粉昆蟲的數量、日常生活周期、種類和采花頻率的詳細描述。對花粉和柱頭的生物形態也缺乏系統的研究，鮮少有對花粉傳播途徑的科學報道，因而蒲公英的傳粉媒介到底是風還是昆蟲，還有待研究。

3.2 生殖類型問題

截至目前，對蒲公英屬植物繁殖的生殖類型還沒有確切的研究說明及數據支持，要想獲得實驗結果，需要進一步根據花粉的存活率、受精過程等進行實驗和檢測才能確定其生殖類型，并且對蒲公英屬植物的生殖類型情況以科普的形式進行宣傳報道，讓更多的人了解這種屬性植物的生殖類型。

3.3 進化方向問題

作為一種在世界范圍內遍布的屬性植物，蒲公英屬植物的分布范圍與其生殖類型之間也存在著密切的聯系。蒲公英的進化會朝著什么方向發展，需要進行一系列的試驗來證明，可以通過對專性無融合的植物進行觀察，以發現蒲公英屬植物的進化方向。

4 蒲公英屬植物花部綜合征及繁殖系統

本文將以北方地區的蒲公英屬植物為例，對該屬植物繁殖生物學下的花部綜合特征和具體的繁殖系統展開研究論述。

4.1 花部特點

一般來說，位于我國北方地區的蒲公英屬植物大都在早上6：00～7：00開花，其中單花的花期約為3～4 d：第一天，開第1～2輪花;第二天，開第3～4輪花;第三天，花朵完全開放，偶爾出現極少數不開花的現象;過了第四天，在花朵全部開放后，又自然地永久閉合。在我國北方地區，蒲公英屬植物的雄蕊通常在小花沒有完全開放前就會完全成熟，藥筒中布滿分散的花粉，等到花冠全部展開后，花柱將會獲得快速的生長，當花柱成長到一定的程度后，花柱中的兩片柱頭進行融合，而后藥筒中的花粉被完全擠出，在這股力的作用下，花柱破裂，花柱的心態至此發生變化。這個時候如果加以一定的外力，柱頭開裂的速度將會加快，如果完成受精，那么柱頭將會變為羊角的形狀。在花序中，消化不斷開放的過程給予了昆蟲充分的訪花時間，訪花時間一直會持續到花朵閉合、花序結束。

4.2 花粉呈現

為了深入研究蒲公英屬植物花粉的獲取方式和生殖系統等，需要借助全面掃描電鏡的方法來分別觀察雌蕊和雄蕊，充分了解它們柱頭的生長情況以及對次級花粉的展現方式，通過仔細觀察，發現蒲公英屬植物都具有花柱和花藥分割明顯的特點，花藥表面普遍光滑，花柱則是自然凸起的狀態，在逐漸凸起的過程中，花粉被生長起來的毛帶出，花粉附著在花柱表面，柱頭越成熟時，花粉可供散落的空間也就越大，柱頭可授周期相對更長，大大增加了植物繁殖的可能性。

4.3 繁殖系統

根據相關統計數據，我國北方地區的蒲公英屬植物的異交指數遠遠超過了4，由此可以說明蒲公英屬植物的繁殖系統主要為異交系統。有學者做過研究：不對蒲公英去雄套袋，發現蒲公英結實的可能性幾乎為O，不難看出，北方地區的蒲公英屬植物尚不具有自主白交能力，無融合生殖也很難實現;反之，在對蒲公英進行去雄套袋后，結實率完全為O，由此說明北方地區的蒲公英不以風作為傳粉的媒介，因此，該地區的蒲公英花粉傳播很大可能是蟲媒傳播[2]。總的來說，北方地區蒲公英屬植物繁殖系統為異交繁殖，結實率在很大程度上受到蟲媒的影響。

5 花粉管萌發特性

雖然花粉進入花柱是一個很常見的過程，但是一般只有極少數的花粉管可以通往子房底部，因此能夠通過花粉管和珠孔實現雙受精的過程就更加少見了。北方蒲公英的花粉管生長過程中一般是從柱頭接受面抵達花柱，其花粉管順著柱頭乳突細胞的間隙逐漸生長，最終花粉管生長至雌蕊下的種子器官——子房。子房中的胚珠在花粉受精后發育成蒲公英種子。絕大部分花粉管在進入子房前或進入時便停止了生長，不過可以在子房底部的珠孔位置發現大量的花粉管殘留，這很有可能是因為花粉管沒有生長至珠孔的生長能力，也有可能是花粉管在進入了珠孔后，由于某些生理變化從而導致了其它花粉管難以進入珠孔，現有的花粉管生產異常，逐漸消亡。北方地區二倍體蒲公英在雙受精的過程中表現正常，但是三倍體蒲公英的花粉則萌發異常。三倍體蒲公英的花粉大小發生的變異，這很有可能是由于在減數分裂的過程中花粉母細胞分裂不均等所導致的，進一步降低了花粉的繁殖能力，這也有可能是因為花粉附著在柱頭上所導致的。雖然偶爾也能夠進行正常的萌發，但是整體上來說在柱頭上生長的花粉管長勢緩慢，能夠進入花柱的更是少之又少，在花柱中就慢慢扭曲或斷裂，在進入胚珠前就全部消亡。以上科學觀測說明了三倍體蒲公英在進行專性無融合生殖時，種子發育無需對花粉進行刺激。實驗中在花柱區有花粉管穿行時產生了胼胝塞，產生了強烈的突光，能夠迅速對植物授粉的親和性進行測定[3]。此外，研究表明二倍體蒲公英和三倍體蒲公英在從花授粉開始，花粉管無法在花柱上自行萌發，這種現象屬于孢子體內自交不親和。在相關實驗中，研究人員發現不論哪種蒲公英植物，當為異花授粉時，花粉管能夠在柱頭處進行萌發;當為自花授粉時，花粉則不能進行萌發。北方地區的蒲公英植物與其它地區的植物情況相似，二核花粉花柱內的花粉管在生長時生長狀態都有一快一慢的現象。在蒲公英的劃分萌發時，柱頭中的花粉管在穿過花柱時，相對而言正處在生長加快的階段，沒有顯著的快慢生產差異變化，這種特性與小麥和水稻等植物的花粉管生長特性類似，因此專家學者大都認為蒲公英屬植物為三核花粉植物。在實驗過程中，花粉管在不同的生長階段的速度呈現出差異性，導致這種現象的原因很多，除了授粉誤差和花粉活性等因素外，與柱頭上的情況也有著密切的聯系。由于花粉在萌發的過程中，和柱頭上的水分情況、營養成分和生理狀態等有關，因此應當全面認識花粉管萌發的問題。

6 蒲公英繁殖的類型以及動態分析

上文提及，北方地區的蒲公英屬植物屬于異交繁殖系統。通過花粉熒光顯微鏡可以看到，蒲公英的花柱柱頭只能夠同異花花粉結合萌發。只有具備有性生殖功能的蒲公英才能實現花粉和柱頭生長萌芽，最終進入子房當中。如果不具備生殖功能，這類蒲公英的花粉會隨著生長過程逐漸彎曲，在進入子房前就會消失[4]。由此可見，在花粉無融合生殖中，不需要對花粉進行刺激，在借助專業設備觀察蒲公英的種子時，發現其種子上有兩個峰，倍性比例大約為2：3，表明蒲公英為雙受精。在實驗中還發現從花期開始，蒲公英便開始進行繁殖，其中最小值是12.66%，花期越往后，該值越大，最高能夠達到79.86%。果期一到便開始逐漸下降。此外，蒲公英屬植物由于受生態環境的影響，其繁殖功能的表現存在差異。由于北方地區普遍地勢較低，蟲媒對繁殖的影響至關重要。

7 結語

蒲公英分布的廣泛性、復雜性以及品種在世界上的多樣性，決定了不同國家與地區由于地勢、環境、氣候等原因的影響，蒲公英屬植物的生長和繁殖方式大相徑庭。本文重點以北方地區的蒲公英繁殖研究為例對蒲公英屬植物繁殖生物學進行研究，由于筆者學識有限，本文意在拋磚引玉，以期有更多的專家和學者能夠對蒲公英屬植物的繁殖生物學展開研究。

參考文獻：

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作者簡介：喬鴻堯（1999-），男，湖北第二師范學院化學與生命科學學院學生。