不同类型绣球属花粉形态特征观察

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　　摘要 利用扫描电镜对4种类型绣球属共10个品种的花粉形态特征进行了观察和比较，并进行了聚类分析。结果表明，10个绣球属品种花粉粒为小型花粉，花粉粒近长球形、长球形成超长球形，三孔沟;花粉外壁纹饰可分为网状和皱波状2个类型;花粉形状、网眼大小、沟长、沟宽等方面存在一定差异，可作为区分不同品种的辅助依据;花粉形态聚类分析结果与传统形态分类结果有一定的相似之处。
　　关键词 绣球属;花粉形态;品种分类;扫描电镜
　　中图分类号 Q944.58  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2020）05-0001-03
　　Abstract Pollen morphological features of 10 Hydrangea L. cultivars were examined using scanning electron microscopy（SEM）， and cluster analysis was  conducted based on observation result. The results showed that the pollen grain was in smallsize， and subprolate， prolate or perprolate in shape with three colporate. The pollen surface ornamentation of 10 Hydrangea L. can be divided into reticular and corrugated. There were certain differences in details of pollen morphology， size of pollen grain， size of reticulate， length and width of colpus， so they could provide ancillary evidence for cultivar identification. And the result of cluster analysis forpollen morphology was similar to traditional morphological classification.
　　Key words Hydrangea L.;Pollen morphology;Variety classification;Scanning electron microscopy （SEM）
　　绣球属（Hydrangea L.）属于虎耳草科植物，约80种，分布于北半球的温带地区，我国有46种10变种，除南部海南，东北部黑龙江、吉林，西北部新疆等省区外，全国各地均有分布，尤以西南部至东南部种类最多[1-2]。目前，主要依据子房位置、蒴果顶端特征、花瓣分离或连合等性状，将我国绣球屬分为离瓣组、绣球组、挂苦子组、冠盖组、藤绣球和星毛组6个类型[3-4]。花粉是种子植物的繁殖载体，有着极强的遗传稳定性，有大量的研究表明花粉形态特征在一定程度上可反映植物演化与亲缘关系[5-7]。笔者拟选择不同的绣球属品种进行花粉形态学观察，以期找到种间花粉形态与传统形态学分类的关联性。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　材料来源于上海市林业总站即农业农村部花卉产品质量监督检验测试中心（上海）、国家林业和草原局花卉产品质量检验检测中心（上海）绣球属资源种植圃。采集绣球属4种类型10个品种的花粉作为材料（表1），用镊子取出其中的花药放入硫酸纸袋中，在室温下干燥，置于低温冰箱中保存备用。
　　1.2 方法
　　扫描电镜制样前，将贴有导电双面胶带的金属载物台轻轻粘取花粉，用常规真空喷镀法喷金3～4 min后，置于JSM-6380LV扫描电镜下观察。经观察，选取有代表性的视野，放大400倍观察花粉粒的群体形态;4 000倍测量花粉极轴长（P），赤道轴长（E）;10 000倍下观察花粉表面纹饰，测量网眼大小、网脊宽度、沟长、沟宽及沟间距。每个品种的花粉粒测20粒，取平均值，统计各类型花粉的赤道面观、极面观和外壁纹饰特点。
　　1.3 数据分析
　　聚类分析采用SPSS 19.0软件进行。根据扫描电镜的观测结果，选取11个指标，即极轴长（P）、赤道轴长（E）、P/E、花粉大小、沟长、沟间距、沟宽、网眼大小、网脊宽度9个定量指标，纹饰及网眼颗粒有无2个定性二元性状。其中定量指标直接取用其数值，定性指标则编号为0，1。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同类型绣球属品种花粉粒大小和形态
　　花粉粒的极轴长（P）、赤道轴长（E）、花粉大小（PE）的平均值分别见表2。按Erdtman G 的标准[8]划分：4种类型的品种花粉粒均为小型，供试品种中，花粉粒最大的是圆锥绣球“白玉”（16.86 μm），最小的是乔木绣球“贝拉安娜”（12.28 μm）;花粉粒形状有3种类型（表 2），其中7个品种为长球形，2个品种为超长球形，仅大花绣球“无尽夏”1个品种为近长球形，P/E为1.33～2.08，P/E最大的是乔木绣球“贝拉安娜”（2.08），最小的是大花绣球“无尽夏”（1.33）。极面观均为三裂圆形。
　　2.2 不同类型绣球属品种花粉粒萌发孔
　　4种类型花粉粒均有3条萌发沟，沿极轴方向延伸呈环状分布，极面观可看到3条，赤道观可看到1～2条，根据Erdtman G的NPC分类系统，4种类型的花粉属于3沟类型。所有类型的沟长、沟宽及沟间距有所不同，其中粗齿绣球“珍贵”和大花绣球“塔贝”沟最宽为0.95 μm，大花绣球“塞布丽娜”和圆锥绣球“白玉”沟最窄为0.29 μm（表2）。 　　2.3 不同类型绣球属品种花粉粒外壁纹饰
　　4种类型的花粉外壁纹饰有2种类型：网状和皱波状（图1）。银边八仙花、大花绣球“精灵”等9个品种为网状，网脊明显并连结成各种大小的网状雕纹，网眼形状和大小不同，网眼最大为平顶八仙花0.70 μm，较小为大花绣球“塞布丽娜”（0.28 μm）和圆锥绣球“白玉”（0.29 μm）（表2）;网眼形状为圆形或不规则形，其中圆锥绣球“白玉”网眼具颗粒物（图1-3c）;仅粗齿绣球“珍贵”花粉粒外壁为皱波状（图1-4c），脊突出且脊间穿孔少。
　　2.4 不同类型绣球屬品种花粉形态聚类分析
　　4种类型绣球属品种花粉形态的系统聚类树系图比较直观地反映了各分类单位在花粉形态上的相似性（图2）。以连接距离为15来算，10个绣球属品种被分成3类，第1类包括大花绣球“帝沃利”、大花绣球“精灵”和银边八仙花3个品种，其共同之处在于花粉形状相同，纹饰类型相同，网眼大小十分接近。从绣球属分组依据的角度看，10个绣球属品种在连接距离为15时可划分出离瓣组的一类，第2、3类均包含归属于不同组的品种。
　　3 讨论
　　该研究表明，4种不同类型绣球属的10个品种花粉为小型花粉，形状为近长球性、长球形和超长球形，三孔沟，极面观为三裂圆形，花粉纹饰以密网状为主，网眼大小、网脊宽度、沟长、沟宽及沟间距不同。这与郝刚等[9]对绣球亚科花粉形态的研究中关于绣球属花粉为近球形和近长球形，三孔沟，网状和孔穴状纹饰观察结果有一致之处，也有补充。从孢粉学的角度进一步探讨了不同类型绣球属品种间的亲缘关系。同时，聚类结果表明，在连接距离为15时，10个绣球属品种可分为3类，表现出了一定的规律性，花粉形态聚类分析结果与传统形态分类结果存在一定的关联。该研究仅对10个绣球属品种进行了初步观察与分析，还有待加大品种数量的研究，以及从形态学、分子生物学[10]等方面展开研究，以进一步掌握绣球属花粉性状的演化和组间的亲缘关系。
　　参考文献
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