幾種菊科植物花粉粒形態(tài)的比較研究

陳科 張梅

[摘 要] 用光學(xué)顯微鏡觀察菊科萬壽菊、百日菊、雛菊、野菊四種植物的花粉粒，其形態(tài)特征是：花粉粒近球形，赤道面觀橢圓形，極面觀3裂圓形，具3萌發(fā)溝;外壁表面具刺狀雕紋。結(jié)果表明：這四種植物花粉形態(tài)在種的水平上具有分類學(xué)意義，而且具有明顯的演化趨勢。

[關(guān)鍵詞] 菊科;花粉粒;形態(tài);比較

[作者簡介] 陳 科（1978—）男，安徽六安人，學(xué)士，皖西學(xué)院生物與制藥工程學(xué)院教師，主要從事生物資源開發(fā)與利用研究。

[中圖分類號] Q944.58? ? [文獻標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）38-0121-02? ? [收稿日期] 2020-02-20

菊科（Asteraceae）是雙子葉植物中種類最多的一個科，廣泛分布在全世界，但熱帶地區(qū)較少[1]。在被子植物門中，菊科的種類僅次于蘭科，是被子植物門的第二大科[2]。中國約有220屬近3000種，全國各地都有分布，根據(jù)花冠類型的不同、乳汁的有無，分為兩個亞科，管狀花亞科和舌狀花亞科，本實驗選取萬壽菊（Caltha）、百日菊（Zinnia elegans Jacq）、雛菊（Daisy）、野菊（Chrysanthemum）四種菊科植物的花粉粒進行比較，它們均為管狀花亞科[3]。萬壽菊為萬壽菊屬，百日菊為百日草屬，雛菊為雛菊屬，野菊為菊屬[4]。

因花粉形態(tài)特征可為植物分類、系統(tǒng)發(fā)育和進化提供依據(jù)，且在目以上的分類單位中，花粉形態(tài)特點的相似性和植物分類系統(tǒng)是非常一致的，對科、屬、種甚至種下等級的分類常可提供有價值的資料，故得到了廣泛的應(yīng)用[5]。孢粉學(xué)是研究植物的孢子、花粉（簡稱孢粉）的形態(tài)、分類及其在各個領(lǐng)域中應(yīng)用的一門科學(xué)。對花粉粒形態(tài)結(jié)構(gòu)的比較有重要意義，由于采集材料不足，在此作者對萬壽菊、百日菊、雛菊、野菊四種菊科植物的花粉粒進行顯微比較研究。

一、材料和方法

（一）材料

1.實驗儀器：

光學(xué)顯微鏡（型號：GY-5000 廠家：江南制造廠）

離心機（型號：TD5-II 廠家：長沙平凡儀器儀表有限公司）

水浴鍋（型號：HH-2 廠家：常州國華電器有限公司）

標(biāo)本夾、玻璃棒、紗布、剪刀、鑷子、離心管（10ml）樹膠、蓋玻片、載玻片、標(biāo)簽、酒精燈、小燒杯（100ml）、滴管、移液管（5ml、10ml）、試管架、量筒（50ml）、培養(yǎng)皿，蒸餾水。

2.實驗試劑：

冰醋酸、醋酸酐、濃硫酸、無水乙醇（以上試劑均為分析純AR等級）、蒸餾水（由系水處理室提供）。

3.供試材料：

萬壽菊（Caltha）

百日菊（Tagetes erecta L）、（又名百日草）

雛菊（Daisy）、

野菊（Chrysanthemum）

（二）方法

1.花粉材料的采集與處理。（1）作者在皖西學(xué)院校園內(nèi)采集了幾種常見的菊科植物的花朵制成植物標(biāo)本。（2）選取完全開放的花朵，盡可能多的采集，并將它們放進采集袋內(nèi)，敞口做好標(biāo)記。（3）標(biāo)本采回來之后要使其盡快干燥，以免霉變。本次實驗采用自然晾曬法，將鮮花朵放在有陽光的室內(nèi)窗旁邊，通風(fēng)自然光晾曬兩天即可[6]。

2.從標(biāo)本上采集花粉。（1）在采集前將工具準(zhǔn)備好，用具有小燒杯、記錄本、鑷子、載玻片、顯微鏡、小燒杯等。鑷子每采一號標(biāo)本后須待洗干凈后才能再用，也可以每種用不同的鑷子，以免花粉混雜[7]。（2）找出要采集花粉的標(biāo)本以后，檢查花藥中是否有花粉。（3）用鑷子直接將雄蕊取下，放入小燒杯中。并標(biāo)上標(biāo)簽。

3.花粉的分解。花粉分解采用醋酸酐分解法[8]：（1）在裝有花粉的小燒杯中加入少量冰醋酸，用培養(yǎng)皿蓋住。浸泡兩天以后用玻璃棒將花藥搗碎（注意：用四根干凈的玻璃棒，并做好標(biāo)記）。（2）將搗碎的標(biāo)本用兩層紗布過濾到貼有同號標(biāo)簽的小燒杯內(nèi)，再將小燒杯內(nèi)的過濾液倒入標(biāo)有同號的離心管中，加冰醋酸少許（各管的量要均勻），然后放到離心機（離心機用前要調(diào)平衡）上離心，讓花粉沉淀，將上面的溶液倒掉。（3）加入醋酸酐和硫酸的混合液（9：1）（現(xiàn)配現(xiàn)用）5ml，放入水浴中加熱（30℃）。在分解過程中，可用玻璃棒或滴管隨時取出少量花粉放在載玻片上，在顯微鏡下觀察，當(dāng)孢粉內(nèi)原生質(zhì)已被去掉，外壁及孔溝清晰時即停止處理。如果里面的原生質(zhì)還沒有完全溶解，可以繼續(xù)進行分解，一直到完全溶解為止。（4）分解好后，再將離心管放入離心機內(nèi)離心（4000轉(zhuǎn)/分鐘），離心10分鐘。（5）離心完畢后，將分解溶液用滴管吸出，每管加入8ml蒸餾水洗兩次（離心后將水吸出）。

4.花粉的制片。（1）將保存在離心管內(nèi)的花粉用玻璃棒或吸管取出少量，放在載玻片上，如有雜物，可用鑷子取出。（2）在酒精燈上或烘箱中將水分烘干，避免氣泡的發(fā)生。（3）然后滴半滴用二甲苯稀釋的樹膠，將蓋玻片在酒精燈或微型電熱板上稍烤熱，迅速蓋上，確保將蓋玻片四周封好（烤熱蓋玻片可減少汽泡的發(fā)生，蓋玻片的厚度一般不超過17μm）。（4）封好后，在載玻片的右上角貼上標(biāo)簽。待樹膠完全凝固后，即成永久制片。

二、結(jié)果分析

（一）光學(xué)顯微鏡觀察

光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果如下：花粉粒近球形，赤道面觀橢圓形，極面觀3裂圓形，具3萌發(fā)溝;外壁表面具刺狀雕紋。結(jié)果表明：這四種植物花粉形態(tài)在種的水平上具有分類學(xué)意義，而且具有明顯的演化趨勢。

菊科四種植物花粉粒的亞顯微結(jié)構(gòu)[9]表明，四者具有共同的形態(tài)特征，即花粉粒近球形，具3萌發(fā)溝，表面紋飾為具刺狀雕紋，體現(xiàn)了他們的親緣關(guān)系。同時，每種花粉粒又具有自己的特征（見上表），種間區(qū)別明顯，表明花粉形態(tài)在種的水平上具有分類學(xué)意義[ 10 ]。

作者認(rèn)為這四種菊科植物花粉大小基本相同;花粉外壁紋飾演化趨勢是由平滑→粗糙。可以得出百日菊，野菊，雛菊，萬壽菊進化的順序是從晚—早，由顯微照片可以看出，雛菊和野菊的親緣關(guān)系較近，百日菊和萬壽菊的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。

參考文獻

[1]傅玉蘭.寒菊新品種花粉形態(tài)特征的研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，1998，20（2）：110-113.

[2]任永霞，楊承琴.菊科植物的區(qū)系特征及資源開發(fā)利用[J].草業(yè)科學(xué)，2001，18（2）：56-66.

[3]張玉龍.花粉粒的艷麗3D照[J]，西北植物學(xué)報，1995，15（6）：47-49.

[4]王文莉，趙蘭勇，朱西存.花卉孢粉學(xué)[J]，山東林業(yè)科技，2002，28（6）：5-14.

[5]韋仲新，吳征鎰.菊科植物[J].云南植物研究，1993，15（2）：163-166.

[6]郭春蘭.木蘭屬幾種藥用植物花粉粒形態(tài)掃描電鏡觀察[J].武漢植物學(xué)，1996，14（3）：204-206.

[7]王伏雄，錢南芬，張玉龍，等.中國植物花粉形態(tài)[M].北京：科學(xué)出版社，1997：3-5.

[8]馬丁奧格雷利.掃描電鏡下的植物花粉形態(tài)研究[J]，西北植物學(xué)報1999，19（6）：206-220.

[9]馬玉貞，蒙紅衛(wèi)，桑艷禮.光學(xué)顯微鏡下松柏類和菊科花粉的分類、鑒定要點及生態(tài)意義[J].古生物學(xué)報，2009（2）.

[10]中國科學(xué)院植物研究所古植物室孢粉組，中國科學(xué)院華南植物研究所形態(tài)研究室.中國熱帶亞熱帶被子植物花粉形態(tài)[M].北京：科學(xué)出版社，1993：237-238.

Comparative Study on Pollen Morphology of Several Asteraceae

CHEN Ke，ZHANG Mei

（College of Biological and Pharmaceutical Engineering，West Anhui University，lu 'an，Anhui 237012，China）

Abstract：The optical microscope Asteraceae （Asteraceae） Marigold （Marigold），Zinnia （Zinnia），Daisy （Daisy），Chrysanthemum （Chrysanthemum） 4 species of pollen grains，their morphological features are：pollen grains prolate equatorial view elliptical，circular polar view 3-lobed，with 3 germinal furrow;outer surface spiny Glyph.The results showed that：these four species of pollen morphology in the species level have taxonomic significance，but also has significant evolutionary trend.

Key words：Asteraceae;pollen;morphology;comparison