东兴金花茶花芽分化和发育的初步研究

唐健民，邹 蓉，柴胜丰，史艳财，陈宗游，韦 霄

(中国科学院广西植物研究所，广西 桂林 541000)



东兴金花茶花芽分化和发育的初步研究

唐健民，邹 蓉，柴胜丰，史艳财，陈宗游，韦 霄

(中国科学院广西植物研究所，广西 桂林 541000)

摘要：采用常规的石蜡切片法，对东兴金花茶花芽分化的整个发育过程进行了观察研究。结果表明：东兴金花茶的花芽分化始于12月下旬，整个分化时期约持续一个多月；东兴金花茶花芽分化的顺序是由外至内进行，分为花芽未分化期、花芽分化始期、花萼分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期6个时期，各时期依次发生，花芽的每个分化期之间有重叠现象。

关键词：东兴金花茶；石蜡切片法；花芽分化

1引言

东兴金花茶，又名小叶金花茶，属山茶科山茶属金花茶组，是常绿灌木或者小乔木，花色淡黄，枝繁花密，树型美观，具有较高的欣赏价值；东兴金花茶分布范围非常狭窄，野生资源稀少，目前仅见于防城国家级金花茶保护区内，已被列为我国二级濒危保护植物。随着金花茶市场领域的快速发展，滥挖盗采现象日趋严重，其野生资源濒临灭绝，亟待人类的保护。东兴金花茶目前的研究主要集中在分类[1]、群落[2]、扦插繁殖[3，4]、遗传多样性[5]等方面。采用石蜡切片法，从显微和亚显微结构水平上，对东兴金花茶花芽分化的整个发育过程进行观察研究，较为完整的描绘了东兴金花茶花芽分化的先后时间顺序，以及发育过程中的组织学和细胞学变化，为东兴金花茶的传粉育种、花期调控和栽培保护提供科学的理论依据。

2材料与方法

2.1试验材料

供试材料来源于桂林雁山广西植物研究所，取阳光充足，生长正常的东兴金花茶植株。

2.2试验方法

从2013年12月开始至2014年3月结束，每隔7d，采集树冠外围生长良好，无病虫害的花芽，每次采集10～15个花芽，测量花芽的长和宽，取其平均值，用长宽比表示花芽大小，花芽经FAA固定液进行固定。试验采用常规石蜡切片法[6]：样品用FAA溶液固定→洗涤→依次经30%-50%-70%-85%-95%-100%各级乙醇溶液脱水→脱乙醇→浸蜡→包埋→切片→脱蜡→1%番红水溶液染色→固绿→透明→封藏，最后在德国卡尔蔡司显微镜下进行切片观察东兴金花茶花芽分化形态进程及特征，并拍照保存。

3结果与分析

3.1花芽分化的进程和特点

试验采用常规石蜡切片法对东兴金花茶花芽分化发育的不同阶段特征进行观察研究[7，8]，结果表明东兴金花茶的形态分化始于12月下旬，整个分化时期约持续一个多月；东兴金花茶花芽分化的顺序是由外至内进行的，随着萼片原基、花瓣原基、雄蕊原基、雌蕊原基各部分依次发生，依次形成花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊。花芽的每个分化期之间有重叠现象，此后一直到开花前都在进行雄蕊原基和雌蕊原基的发育。

3.1.1花芽未分化期

该阶段是植物叶芽从营养生长进入花芽生殖生长的转变过程，此时生长锥扁平，尚未伸长，顶端分生组织的细胞排列整齐而紧密；细胞较大，细胞内的高尔基体、线粒体、核糖体数量增加，表明细胞呼吸强度增大，核酸合成速度加快，从而提高细胞分裂的频率，促使花部原基逐渐依次形成。

3.1.2花芽分化初期

随着不断生长和分化，生长锥的表面有一层或数层细胞加速分裂，生长锥的基部加宽，且生长锥出现伸长，生长点逐渐向上突起，变得肥大圆厚，生长锥两侧的细胞分裂快，中部分裂慢，叶原基是由顶端生长锥基部两侧的表层细胞分裂产生；此阶段生长锥下方的初生髓部，细胞变得大而圆，出现大液泡，排列疏松无规则。从生长锥正中纵切面上结果可看出，生长锥的基部加宽，变得大而肥，其宽度明显大于高度，这是花芽开始进入分化的标志[9，10](见图1)。

3.1.3花萼分化期

顶端原基的两侧出现小颗粒突起时，花芽即进入花萼分化期；生长锥两侧突起部分就是萼片原基，随着萼片原基经过细胞平周和垂周的分裂，增加萼片的长度和宽度，使得圆润的花芽两侧出现明显的2个隆起的萼片，此时的生长锥变得宽而平坦。随着不断生长，萼片向上并弯曲形成弧形状，生长锥向上凸起(见图2)。

3.1.4花瓣分化期

由于萼片原基较短，其生长很快就停止了，在萼片两侧内部会出现突起点，这就是花瓣原基。随着花蕾不断分化和生长，花瓣原基逐渐伸长(见图3、4)。

图1花芽分化初期图2花萼分化期图3花瓣分化期

3.1.5雄蕊分化期

雄蕊原基是花瓣原基形成后，在花瓣原基两侧内部出现，其在花瓣原基两侧内部逐渐凸起，与花原基中央向下凹陷形成一个凹字形。雄蕊原基的不断分化和生长，使雄蕊基部宽大且顶端圆肥，随着花蕾的不断生长，雄蕊的基部以后生长伸长为花丝，顶端肥大部分发育为花药(见图5、6)。

图4花瓣分化期图5雄蕊分化期图6雄蕊分化期

3.1.6雌蕊分化期

在雄蕊原基产生和生长锥向下凹陷形成凹字形以后，随着雄蕊原基的发育的同时，雄蕊原基内侧基部的生长锥向上突起，突起部分即雌蕊原基(见图7、8)。雌蕊原基以后经心皮原基发育成花器官的子房部分。在花芽切片试验中，在翌年的春天，大致1月底便可观察到东兴金花茶的花器官子房、花药的切片(见图9)。

图7雌蕊分化初期图8雌蕊分化期图9花蕾横切片

3.2花芽分化期外部形态特征

根据花芽长宽比(图10)可知，在12月15日前花芽处在未分化时期，其芽体扁平矮小，芽宽大于芽长，随着花芽顶端分生细胞不断的伸长，芽体的生长锥不断变大，一周以后其长宽比表明，花芽的长度已经超过了花芽的宽度，说明花芽在不断的生长；到了第二周花芽分化到达峰值，花芽的长度差不多是花芽宽度的2倍。

4结论与讨论

植物的花芽分化是植物有性繁殖器官形成的一个重要过程，是一个复杂的形态建成，是植物由生理生长状态转向生理生殖状态，形成花器官的关键时期[11，12]。

图10　东兴金花茶花芽各时间段的长宽比

花芽分化分为三个阶段：生理生化阶段、形态分化阶段和性细胞形成阶段，三个阶段在整个分化发育过程中顺序不可改变，而且缺一不可。东兴金花茶花芽分化分为花芽未分化期、花芽分化始期、花萼分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期六个时期，各时期依次发生，各个时期均有重叠现象，整个细胞分化过程大概持续一个多月；花芽外部形态也随着花芽的不断分化，芽长从小于芽宽变为将近是芽宽的2倍。本试验较为完整地描绘了东兴金花茶花芽整个分化过程中组织学和细胞学的变化，掌握了东兴金花茶花芽分化的先后时间顺序和每个分化阶段的细胞组织变化，可以保证花芽阳光充足，为花芽的分化提供优越的条件，以保证花的质量和数量，从而达到对东兴金花茶的花期可以进行人工调控，为东兴金花茶传粉繁育及引种栽培提供科学的理论依据。

参考文献：

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[2]韦霄，蒋运生，韦记青，等.珍稀濒危植物金花茶地理分布与生境调查研究[J].生态环境，2007，16(3): 895～899.

[3]蒋运生，唐辉，韦霄，等.濒危珍稀植物东兴金花茶的引种驯化的研究[J].广西植物,2010,30(3):362～366.

[4]唐文秀,盘波,毛世忠,等.凹脉金花茶和东兴金花茶的繁殖试验研究[J]. 西北林学院学报,2009,24(2):63～67.

[5]唐健民,陈宗游,韦霄,等.东兴金花茶SSR-PCR反应体系的优化及引物筛选[J].基因组学与应用生物学,2014,33(2):1～6.

[6]张姝媛，秦永生，郭金丽，等.华北紫丁香花芽分化及发育的初步研究[J].内蒙古农业大学学报,2009,30(3):65～68.

[7]沈惠娟，黄作喜，桂仁意，等.麝香百合、仙客来、瓜叶菊花芽分化的调控[J].南京林业大学学报,2001,25(2):55～57.

[8]孙建云，王庆亚，黄清渊.李花芽形态分化的研究[J].江西农业大学学报,2005,27(3):413～416.

[9]钟晓红，罗先实，陈爱华.李花芽分化与体内主要代谢产物含量的关系[J].湖南农业大学学报,1992,25(1):31～35.

[10]区善汉，李雁群，麦适秋，等.Lanelate脐橙花芽形态分化研究[J].西北农业学报,2009,22(6):1670～1673.

[11]王彩云，高莉萍，鲁涤非，等.厚瓣金桂桂花花芽形态分化的研究[J].园艺学报,2002,29(1):52～56.

[12]李凤英，唐绍清，王任翔，等.中国蜘蛛抱蛋属植物营养器官的解剖学研究[J].广西植物,2004,24(3):239～242.

收稿日期：2016-04-15

基金项目：国家自然科学基金项目(编号：31160137)；广西自然科学基金项目(编号：2015GXNSFBA139089)

作者简介：唐健民(1988—)，男，硕士，研究实习员，主要从事药用和保护植物学研究工作。

通讯作者：韦霄(1967—)，男，博士，研究员，主要从事经济植物引种驯化和濒危植物保护生物学研究。

中图分类号：S794

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)11-0015-03