几种菊科植物花粉粒形态的比较研究

陈科 张梅

[摘 要] 用光学显微镜观察菊科万寿菊、百日菊、雏菊、野菊四种植物的花粉粒，其形态特征是：花粉粒近球形，赤道面观椭圆形，极面观3裂圆形，具3萌发沟;外壁表面具刺状雕纹。结果表明：这四种植物花粉形态在种的水平上具有分类学意义，而且具有明显的演化趋势。

[关键词] 菊科;花粉粒;形态;比较

[作者简介] 陈 科（1978—）男，安徽六安人，学士，皖西学院生物与制药工程学院教师，主要从事生物资源开发与利用研究。

[中图分类号] Q944.58    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）38-0121-02    [收稿日期] 2020-02-20

菊科（Asteraceae）是双子叶植物中种类最多的一个科，广泛分布在全世界，但热带地区较少[1]。在被子植物门中，菊科的种类仅次于兰科，是被子植物门的第二大科[2]。中国约有220属近3000种，全国各地都有分布，根据花冠类型的不同、乳汁的有无，分为两个亚科，管状花亚科和舌状花亚科，本实验选取万寿菊（Caltha）、百日菊（Zinnia elegans Jacq）、雏菊（Daisy）、野菊（Chrysanthemum）四种菊科植物的花粉粒进行比较，它们均为管状花亚科[3]。万寿菊为万寿菊属，百日菊为百日草属，雏菊为雏菊属，野菊为菊属[4]。

因花粉形态特征可为植物分类、系统发育和进化提供依据，且在目以上的分类单位中，花粉形态特点的相似性和植物分类系统是非常一致的，对科、属、种甚至种下等级的分类常可提供有价值的资料，故得到了广泛的应用[5]。孢粉学是研究植物的孢子、花粉（简称孢粉）的形态、分类及其在各个领域中应用的一门科学。对花粉粒形态结构的比较有重要意义，由于采集材料不足，在此作者对万寿菊、百日菊、雏菊、野菊四种菊科植物的花粉粒进行显微比较研究。

一、材料和方法

（一）材料

1.实验仪器：

光学显微镜（型号：GY-5000 厂家：江南制造厂）

离心机（型号：TD5-II 厂家：长沙平凡仪器仪表有限公司）

水浴锅（型号：HH-2 厂家：常州国华电器有限公司）

标本夹、玻璃棒、纱布、剪刀、镊子、离心管（10ml）树胶、盖玻片、载玻片、标签、酒精灯、小烧杯（100ml）、滴管、移液管（5ml、10ml）、试管架、量筒（50ml）、培养皿，蒸馏水。

2.实验试剂：

冰醋酸、醋酸酐、浓硫酸、无水乙醇（以上试剂均为分析纯AR等级）、蒸馏水（由系水处理室提供）。

3.供试材料：

万寿菊（Caltha）

百日菊（Tagetes erecta L）、（又名百日草）

雏菊（Daisy）、

野菊（Chrysanthemum）

（二）方法

1.花粉材料的采集与处理。（1）作者在皖西学院校园内采集了几种常见的菊科植物的花朵制成植物标本。（2）选取完全开放的花朵，尽可能多的采集，并将它们放进采集袋内，敞口做好标记。（3）标本采回来之后要使其尽快干燥，以免霉变。本次实验采用自然晾晒法，将鲜花朵放在有阳光的室内窗旁边，通风自然光晾晒两天即可[6]。

2.从标本上采集花粉。（1）在采集前将工具准备好，用具有小烧杯、记录本、镊子、载玻片、显微镜、小烧杯等。镊子每采一号标本后须待洗干净后才能再用，也可以每种用不同的镊子，以免花粉混杂[7]。（2）找出要采集花粉的标本以后，检查花药中是否有花粉。（3）用镊子直接将雄蕊取下，放入小烧杯中。并标上标签。

3.花粉的分解。花粉分解采用醋酸酐分解法[8]：（1）在装有花粉的小烧杯中加入少量冰醋酸，用培养皿盖住。浸泡两天以后用玻璃棒将花药捣碎（注意：用四根干净的玻璃棒，并做好标记）。（2）将捣碎的标本用两层纱布过滤到贴有同号标签的小烧杯内，再将小烧杯内的过滤液倒入标有同号的离心管中，加冰醋酸少许（各管的量要均匀），然后放到离心机（离心机用前要调平衡）上离心，让花粉沉淀，将上面的溶液倒掉。（3）加入醋酸酐和硫酸的混合液（9：1）（现配现用）5ml，放入水浴中加热（30℃）。在分解过程中，可用玻璃棒或滴管随时取出少量花粉放在载玻片上，在显微镜下观察，当孢粉内原生质已被去掉，外壁及孔沟清晰时即停止处理。如果里面的原生质还没有完全溶解，可以继续进行分解，一直到完全溶解为止。（4）分解好后，再将离心管放入离心机内离心（4000转/分钟），离心10分钟。（5）离心完毕后，将分解溶液用滴管吸出，每管加入8ml蒸馏水洗两次（离心后将水吸出）。

4.花粉的制片。（1）将保存在离心管内的花粉用玻璃棒或吸管取出少量，放在载玻片上，如有杂物，可用镊子取出。（2）在酒精灯上或烘箱中将水分烘干，避免气泡的发生。（3）然后滴半滴用二甲苯稀释的树胶，将盖玻片在酒精灯或微型电热板上稍烤热，迅速盖上，确保将盖玻片四周封好（烤热盖玻片可减少汽泡的发生，盖玻片的厚度一般不超过17μm）。（4）封好后，在载玻片的右上角贴上标签。待树胶完全凝固后，即成永久制片。

二、结果分析

（一）光学显微镜观察

光学显微镜观察结果如下：花粉粒近球形，赤道面观椭圆形，极面观3裂圆形，具3萌发沟;外壁表面具刺状雕纹。結果表明：这四种植物花粉形态在种的水平上具有分类学意义，而且具有明显的演化趋势。

菊科四种植物花粉粒的亚显微结构[9]表明，四者具有共同的形态特征，即花粉粒近球形，具3萌发沟，表面纹饰为具刺状雕纹，体现了他们的亲缘关系。同时，每种花粉粒又具有自己的特征（见上表），种间区别明显，表明花粉形态在种的水平上具有分类学意义[ 10 ]。

作者认为这四种菊科植物花粉大小基本相同;花粉外壁纹饰演化趋势是由平滑→粗糙。可以得出百日菊，野菊，雏菊，万寿菊进化的顺序是从晚—早，由显微照片可以看出，雏菊和野菊的亲缘关系较近，百日菊和万寿菊的亲缘关系较远。

参考文献

[1]傅玉兰.寒菊新品种花粉形态特征的研究[J].北京林业大学学报，1998，20（2）：110-113.

[2]任永霞，楊承琴.菊科植物的区系特征及资源开发利用[J].草业科学，2001，18（2）：56-66.

[3]张玉龙.花粉粒的艳丽3D照[J]，西北植物学报，1995，15（6）：47-49.

[4]王文莉，赵兰勇，朱西存.花卉孢粉学[J]，山东林业科技，2002，28（6）：5-14.

[5]韦仲新，吴征镒.菊科植物[J].云南植物研究，1993，15（2）：163-166.

[6]郭春兰.木兰属几种药用植物花粉粒形态扫描电镜观察[J].武汉植物学，1996，14（3）：204-206.

[7]王伏雄，钱南芬，张玉龙，等.中国植物花粉形态[M].北京：科学出版社，1997：3-5.

[8]马丁奥格雷利.扫描电镜下的植物花粉形态研究[J]，西北植物学报1999，19（6）：206-220.

[9]马玉贞，蒙红卫，桑艳礼.光学显微镜下松柏类和菊科花粉的分类、鉴定要点及生态意义[J].古生物学报，2009（2）.

[10]中国科学院植物研究所古植物室孢粉组，中国科学院华南植物研究所形态研究室.中国热带亚热带被子植物花粉形态[M].北京：科学出版社，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