擬南芥花粉水合至萌發的超微結構觀察

摘 要： 被子植物花粉與柱頭組織的相互作用決定花粉的水合和萌發，水合至萌發這一過程中花粉粒內的細胞器是如何變化的卻知之甚少。為了探究花粉水合至萌發過程中不同細胞器的變化，利用透射電子顯微鏡對擬南芥花粉在水合至萌發的不同時間段進行了超微結構觀察。結果表明，擬南芥花粉粒中富含大量的脂滴，且脂滴周圍環繞一圈內質網。從花粉水合至花粉萌發期間，內質網和線粒體的構型發生顯著變化。水合初期內質網高度擴張呈潴泡狀，隨后形態逐漸發育成熟，表現為細長的管狀結構；線粒體則由最初嵴不發達的球狀變成嵴為片狀且基質減少的多形態線粒體。隨著花粉萌發過程的進行，液泡數量增多、體積增大且呈極性分布。脂滴與液泡的分布呈正相關，隨著萌發過程的進行，脂滴周圍的內質網減少，大的脂滴不斷進入液泡中。以上結果表明，在花粉水合至萌發階段，內質網負責生成脂滴，脂滴進入液泡中進行降解。同時，內質網和線粒體的形態逐漸發育正常，這些都為花粉管的萌發提供物質和能量基礎；此外，液泡與脂滴的極性分布可能與花粉粒在最佳的位點產生花粉管有關。

關鍵詞： 擬南芥；花粉；細胞器；透射電鏡；超微結構

中圖法分類號： Q942.4；Q248 文獻標識碼： A 文章編號： 1000-2324（2024）04-0526-05

被子植物花粉粒在柱頭表面的萌發以及花粉管在雌蕊組織中生長分為四個階段：花粉粒黏附、花粉粒水合、花粉粒萌發以及花粉管的導向生長。以上四個過程決定著開花植物的授粉成功與否，而授粉成功對于有性生殖至關重要，為種子發育奠定基礎。花藥開裂釋放的成熟花粉多數處于高度干燥、代謝靜止和休眠的狀態［1］。當花粉落在柱頭后，花粉會吸水膨脹并發生水合，這個過程會改變花粉粒中水的含量和花粉粒的形態，被認作是觸發花粉萌發的初始信號。隨著花粉水合的進行，花粉的代謝狀態從靜止恢復到活躍，進而萌發長出花粉管。