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以国家二级保护植物永瓣藤(Monimopetalum chinense)为研究对象,采用半薄切片法和石蜡切片法研究生殖器官形态结构,探究永瓣藤的结种率低和胚珠败育的成因。研究结果可填补这方面研究的空白,为探讨永瓣藤分布范围狭窄的原因及其生殖生物学和保护生物学研究提供基础资料,也为进行生物多样性保护及恢复和持续利用提供一些帮助。
结果表明,永瓣藤花药四囊型,小孢子形成时胞质分裂方式为同时型,小孢子四分体排列方式为四面体,成熟花粉粒为二细胞型。花粉结构研究结果表明永瓣藤花粉发育基本正常,花粉的实验观察未见异常结构。胚珠倒生,厚珠心,双珠被,大孢子四分体呈直线排列,功能大孢子位于合点端。胚乳发育属于沼生目型。
花器官的外部形态研究结果表明永瓣藤的花器官是介于风媒花与虫媒花之间的一种类型,永瓣藤花粉的外壁有纹饰,粗糙,花盘表皮有类似分泌结构(显微观察),具有虫媒花的特征。花瓣展开后呈十字扁平状,花药和花柱突现于花盘之上,花粉微小,花药是丁字着生:雌蕊成熟时柱头四裂,略向外扩展,表皮细胞特化成乳突状;具有风媒体的特征。但花药小,花丝短,花丝着生于花盘处凹陷,不利于花药借助风力传播花粉;花柱短,柱头小,也不利于在空中拦截花粉。
花梗观察结果表明永瓣藤落花严重,与花梗近基部的出现的缢缩有关系。永瓣藤花梗近基部有一缢缩,花梗常在缢缩部位断开,缢缩的出现使落花的机率大大增加。
果实研究结果表明永瓣藤果实为蒴果,果实适合风力传播。花瓣果时宿存,如同生长在果实上的翅,有利于果实借助风力进行传播。
切片观察研究结果显示永瓣藤子房陷于花盘之中,花盘与花托合生;果实形成时,花托并没有参与果皮的形成,花萼、花瓣又宿存于果实基部,因此认为永瓣藤花的子房是上位(周位花)。子房由4心皮组成,心皮边缘相互合并成隔膜,向心室中心延伸,但没有在子房中央完全连合封闭,子房1室,胚珠4枚,但有胚珠不育,常常仅1—2枚发育成种子。
种子观察研究结果表明永瓣藤的种皮坚硬且厚,胚结构比较小,因而不利于种子的萌发。
综合上述研究结果,可以得出如下结论:
(1)花梗近基部的缢痕结构使花梗、果柄容易脱落。
(2)永瓣藤花药四囊型,小孢子形成时胞质分裂方式为同时型,成熟花粉粒为二细胞型;上位子房周位花,心室为不完全四心室,胚乳发育属于沼生目型。
(3)花粉的发育基本正常,而胚珠的发育则存在败育的现象,部分胚珠败育是永瓣藤结实率低的主要因素。
(4)永瓣藤的花器官是介于风媒花与虫媒花之间的一种类型,但花器官的结构不利于风媒传粉。
(5)永瓣藤果实为蒴果类,适于风力传播。
(6)永瓣藤的种子结构不利于种子萌发。
研究发现永瓣藤由于胚珠败育而导致结种率低,种子结构也不利于种子萌发,可见永瓣藤的繁殖主要是依靠营养繁殖。永瓣藤茎在地上匍匐生长并产生无性系小株,从而扩大其种群数量,因此保护永瓣藤免于濒危,就必须保护现有的永瓣藤群落,消除人类活动对其生长环境的破坏,让其通过营养繁殖扩大种群。
具体措施:(1)研究提高永瓣藤种子萌发率的方法,或采取扦插繁殖,培育出大量的苗木,扩大永瓣藤的种群。(2)研究迁地保护的有效方法。由于现存永瓣藤分布的环境易受人类活动的干扰,采取迁地保护也是一种可行的办法。