五唇兰双胚囊的观察
2005年第2期
(总第48期)
漳州师范学院(自然科学版)
JournalofZhangzhouTeachersCollege(Nat.Sci.)
No.2.2005年
GeneralNo.48
文章编号:1008.7826(2005)02.0098.04 五唇兰双胚囊的观察
伍成厚一,叶秀2,梁承邺2
(1.漳州师范学院生物科学与技术系,福建漳州363000;2.中国科学院华南植物研究所,广东广州510650)
摘要:应用石蜡切片法对五唇兰(DD,订pulcherrimaLind1.)的胚囊发育过程进行了观察,结果表明:五唇
兰的胚囊发育类型为双孢子葱型,胚珠通常含单胚囊,也形成约l%的双胚囊.双胚囊胚珠和正常发育的胚珠
一
样呈倒生型,具薄珠心,两层珠被,但胚珠横轴与纵轴的比值是正常胚珠的1.3.2倍,同一胚珠内的两个胚
囊发育不一定同步.
关键词:五唇兰;双胚囊;胚胎学
中图分类号:Q944.46文献标识码:A
在被子植物的有性生殖过程中胚囊发育是一个重要的环节,因此一直是被子植物胚胎学研究的重要
内容.被子植物的胚囊发育虽然有多种类型,但通常为单胚囊,同一胚珠内多个胎囊发育的现象极少【1】,
在兰科植物胚胎学的研究文献中亦很少有双胚囊的报道【2.
五唇兰(DoritispulcherrimaLind1.)隶属于兰科五唇兰属植物,是一种产于我国海南和一些东南亚
地区的野生兰花,其花型和株型都相当好,很有开发应用的前景.五唇兰的胚囊发育前人已经进行过研
究【5.6】,但未报道有双胚囊的形成.作者在观察五唇兰胚囊发育的过程中发现有双胚囊,现将结果报道如
下,为人们深入认识被子植物雌配子体的发生机制提供参考资料.. 1材料与方法
1.1材料
试验材料是产于我国海南的野生五唇兰,植株从野外采回后种植在中国科学院华南植物研究所温室.
在开花期间进行人工授粉.每个花葶授基部的2朵花,并剪除花葶的其余部分. 1.2石蜡切片
授粉后25-45d,每2d取发育正常的子房用FAA进行固定,爱氏苏木精整体染色,常规石蜡切片法
制片,切片厚度8in,加拿大中性树胶封片,在Nikon光学显微镜下观察并摄影. 1.3测量胚珠大小
在显微镜下,采用测微尺测量胚珠的横轴和纵轴长度,胚囊正常发育的胚珠和双胚囊胚珠的每个发
育时期各测量10个,取其平均值,分别计算胚珠横轴与纵轴的比值. 2观察结果
2.1五唇兰正常的胚囊发育
收稿日期:2004—06—23
基金项目:广东省重大科技专项(2003A2010401);福建省青年科技人才创新项目资金(2004J052)资助
作者简介:伍成厚(1968一),男,湖南邵阳人,讲师,博士.
第2期伍成厚,叶秀,梁承邺:五唇兰双胚囊的观察99
五唇兰的子房由三心皮组成,侧膜胎座.授粉后子房才开始膨大,发育.最初胎座形
成许多指状突
起,并不断伸长分支,各小分支的末端由一层表皮细胞包围着几个细胞组成.通常,指状分支末端的一
个细胞体积增大分化为孢原细胞.授粉后约30天,孢原直接发育为大孢子母细胞.大孢子母细胞减数分
裂I形成两个大小相近的二分体细胞.随后,二分体珠孔端的一个细胞退化,合点端的一个细胞体积增
大成为功能大孢子.减数分裂?后功能大孢子形成两个单倍体的大孢子核,二核分别移向两极,核之间
不形成细胞壁,而是以一个大液泡相隔,即二核胚囊.二核连续进行两次有丝分裂形成四核,八核胚囊,
成熟胚囊七细胞八核.胚囊的发育类型属双孢子葱型.
2.2五唇兰双胚囊的发育
五唇兰指状分支的末端约l%分化出2个大孢子母细胞,从而形成双胚囊.同一胚珠内的这2个大
孢子母细胞并排在一起,细胞体积迅速增大并伸长,细胞核大而明显,细胞质变得很浓(图版I:1),与
周围的珠被细胞区别明显.同一胚珠内的这2个大孢子母细胞均可进行减数分裂形成并列的2个二核胚
囊(图版I:2),这2个二核胚囊的两端各有一个子核,中央都有大液泡,而两个胚囊之间有薄薄的细胞
壁将两个胚囊隔开.
在双胚囊大孢子母细胞分化过程中,内,外珠被向上生长,由内珠被包住珠心,在顶端形成珠孔;
珠柄倒转,形成倒生胚珠.珠心细胞直接由孢原细胞外边的单层表皮细胞发育而成,随着大孢子母细胞
体积的增大,珠心细胞逐渐解体从而形成增厚的胚囊壁.
双胚囊也可以进一步发育为4核,8核胚囊(图版I:3).双胚囊两个大孢子母细胞的发育部分同步(图
版I:2),部分不同步(图版I:3,4).从双胚囊胚珠的横切面可以清楚地看到,其中一个大孢子母细
胞已经进入减数分裂中期,染色体整齐地排在细胞的赤道面上;而另一个大孢子母细胞尚未进入分裂状
态(图版I:4).
2.3双胚囊胚珠与正常胚珠的比较
双胚囊胚珠由于分化出多一个胚囊,胚珠横轴增长,整个胚珠明显比正常的胚珠宽.但胚囊纵轴的
长度变化不大,从而使双胚囊胚珠横轴与纵轴的比值比正常胚珠大1.3.2倍.正常发育的单胚囊胚珠,
胚珠横轴与纵轴的比值在大孢子母细胞时期是0.72,二分体时期为0.68,二核胚囊时期为0.55,成熟胚
囊期为0.52.而双胚囊胚珠在大孢子母细胞时期为0.9,二核胚囊时期为1.12,成熟胚囊时期为1.0.
3讨论.
YasugitSj报道五唇兰胚囊发育为单孢子蓼型,唐源江等[6报道的五唇兰的胚囊发育类型是双孢子葱型.
蓼型胚囊的发育特点是:大孢子母细胞连续二次减数分裂形成四分体,随后珠孔端的三个大孢子退化,
合点端一个大孢子体积增大发育为功能大孢子;功能大孢子再连续三次有丝分裂从而形成八核胚囊,成
熟胚囊包含一个卵细胞,两个助细胞,三个反足细胞和一个具两个极核的中央细胞.双孢子葱型胚囊发
育特点是:大孢子母细胞减数分裂的第一次分裂形成两个二分体细胞,随后珠孔端的一个二分体细胞退
化,合点端的一个二分体细胞体积增大发育成功能大孢子,功能大孢子进行减数分裂的第二次分裂后不
形成壁,所形成的两个大孢子核共同参加胚囊的形成,每个大孢子核进行二次有丝分裂从而形成八核胚
囊,成熟胚囊的结构与蓼型相似n】.Yasugit51虽然报道五唇兰胚囊发育为单孢子蓼型,但在其文献中胚囊
发育过程仅有二分体和成熟胚囊的照片,未见其他发育时期.在本试验中,五唇兰的胚囊发育类型为双
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孢子葱型,与唐源江等的报道基本一致,而与Yasugi[51的试验结果不同. 关于双胚囊的来源有不同的报道【3'_J.PaceTM认为草粉兰(鲫,DgD,1)的胚珠分化过程中指状分枝末端
表皮下的一个细胞先垂周分裂成两个细胞,这两个细胞再一并发育为双胚囊.而Abe[41报道白及砌
striata)的双胚囊是由指状分枝末端的两个细胞分化而来,在两个胚囊之间有珠心细胞相隔,而双胚囊具
共同的珠被.在本试验中,双胚囊胚珠有的两个胚囊之间没有珠心细胞(图版I:1,2,3),而有的两个胚
囊之间有珠心细胞存在(图版I:4).因此,五唇兰双胚囊的来源可能有两个发育途径,进一步研究这些
双胚囊的发生和发育,有助于对被子植物胚囊发育机理的认识.
参考文献:
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带植物,1998,6(4):289-292.
露f?
第2期伍成厚,叶秀,梁承邺:五唇兰双胚囊的观察lOl
图版说明
珠孔端朝下.
图版I:1.大孢子母细胞时期(M)的双胚囊,示具共同的内,外珠被,X550;2.二核时期
的双胚囊(Es),X550;3.双胚囊
(ES),示左边的胚囊为4-核时期(在本切面仅合点端2个核),右边胚囊已经成熟(本
切面仅珠孔端),X550;4.双胚囊胚珠的
横切面,(T)示减数分裂中期,()示分裂问期,×550.
Explanationofplate
Themicropylarendsdownwardinallfigures.
PlateI:1.Twinembryosacsatmegasporemothercell(M)stage,vimcommonouterandinnerinteguments,X550;2.Twin
embryosacs(ES)attwo-nucleatestage,X550;3.Twinembryosac(ES),showingtheleftoneat4-nucleatestage(only
twonucleiatthechalazalendaleseenonthissection)andtherightoneismatured(onlythemicropylarendonthissection);
4.Transversesectionofovalecontainingtwinembryosacs,(T)showingthemeioticmetaphaSeand()showingthe
meioticinterphaserespectively,X550.
ObservationontheTwinEmbryoSacsofDoritispulcherrima
WUCheng.hou一,YEXiu.1in2,
LIANGCheng.ye2
(1.DepartmentofBiologicalSciencesandTechnology,ZhangzhouNormalCollege,Zhangz
hou363000,China;2.SouthChina
InstituteofBotany,theChineseAcademyofSciences,Guangzhou.
510650,China)
Abstract:ThedevelopmentofembryosacinDoritispulcherrima(Orchidaceae)wasobservedbywaxslicemethods.Theresults
showthatthedevelopmentalpatternofDoritispulcherrimaembryosacbelongstoAlliumtype,oneofthebisporicmodes.
Althoughsingleembryosacdevelopsinanovuleusually,thereoccur1percentovulesthathavetwirlembryosacs.Theovules
b0mcontainsingleortwinembryoSacsaleanatropous,tenuinucellateandbitegmic,buttherateofwidth(X-AXIS)vel'suslength
(Y-AXIS)oftwinembryoSacstypeisas1.3-2.0foldsasthesingletypeandthedevelopmentsofthetwirlembryosacsinthe
sameovulearenotcertainlysynchronous.
Key
s:DoritispulcherrimaLind1.;twinembryosacs;embryologys