砂引草（紫草科）大小孢子发生和雌雄配子体发育及其分类学意义

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.005

摘要/Abstract

摘要：

砂引草属（Messerschmidia L.）在紫草科（BoraginaceaeJuss.）分类系统里位置不稳定，为更好地理解砂引草属的分类学位置，利用常规石蜡制片技术结合光学显微镜观察了砂引草（Messerschmidia sibirica L.）的大小孢子发生及雌雄配子体发育特征。结果如下：（1）花药4室，成熟花药壁由表皮、药室内壁、1层中层和绒毡层共4层细胞构成，双子叶型花药壁发育类型，分泌型绒毡层，成熟绒毡层细胞含2核，表皮宿存，药室内壁不规则2层，具纤维性加厚；（2）小孢子母细胞减数分裂过程中胞质分裂为同时型，小孢子四分体四面体型排列，成熟花粉粒为2-细胞型；（3）胚珠倒生，单珠被，珠孔狭长，具珠被绒毡层，假厚珠心，部分珠心组织宿存至成熟胚囊时期；（4）胚囊发育类型为蓼型，成熟胚囊梭形，极核在受精前融合，反足细胞退化早。砂引草胚胎学特征与天芥菜属（Heliotropium）其他种类胚胎学特征十分相似，稍有不同，鉴于胚胎学特征在属内较为稳定，支持分子系统中将砂引草属置于天芥菜属的分类学处理。

关键词: 花药, 胚珠, 胚囊, 砂引草, 天芥菜属

Abstract:

The systematic position of Messerschmidia L. has been problematic which was ever moved into Tournefortia L. or Heliotropium L. Sporogenesis and gametogenesis in Messerschmidia sibirica were observed using conventional paraffin sectioning and light microscopy to provide embryological data for a better understanding of the systematic position of Messerschmidia. The results were as follows：（1）The anther was tetra-sporangiate， the primarily matured anther wall comprised four layers： the epidermis， endothecium， a middle layer and tapetum， the development of the anther wall was of the Dicotyledonous type， the tapetum with two-nucleate cells was secretary， the epidermis was persistent and the endothecium was irregularly 2- layered with fibrous thickening；（2）Microsporocyte undergone a meiotic division with a simultaneous cytokinesis resulting in a tetrahedral microspore tetrad， the mature pollen grains were 2-celled；（3）The ovule was unitegmic， anatropous and crassinucellate with a long thin micropyle and weak integument tapetum， some of the nucellar tissue was persistent at the stage of mature embryo sac；（4）The development of the embryo sac was of a Polygonum type， the shape of the mature embryo sac was fusiform with polar nuclei fused before fertilization and antipodal cells already degenerated. The embryological characters of Messerschmidia sibirica might be very similar to those of Heliotropium. Considering the stability of embryological characters within genus， the results suggested that it might be suitable to classify Messerschmidia into Heliotropium based on the molecular phylogenies.

Key words: Anther, ovule, Embryo sac, Messerschmidia sibirica, Heliotropium

中图分类号:

Q949.777.4

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图/表 3

图版Ⅰ

图版Ⅱ

表1

砂引草和天芥菜属胚胎学特征比较

胚胎学特征 Embryological character	砂引草 Messerschmidia sibirica	天芥菜属 Heliotropium
花药室数目Number of thecae	4	4
花药壁发育类型Type of development of anther wall	双子叶型Dicotyledonous	双子叶型Dicotyledonous
绒毡层类型Type of tapetum	分泌型Secretary type	分泌型Secretary type
绒毡层细胞核数Number of nuclei per tapetal cell	2	2
花药壁表皮是否宿存Epidermis of anther wall persistent or not	宿存Persistent	宿存Persistent
药室内壁加厚情况Thickened state of endothecium	纤维性加厚Fibrous thickened	纤维性加厚Fibrous thickened
小孢子母细胞细胞质的分裂 Cytokinesis in a microspore mother cell	同时型Simultaneous	同时型Simultaneous
小孢子四分体形状Shape of microspore tetrads	四面体型Tetrahedral	四面体型，偶十字交叉型 Tetrahedral，occasionally decussate
成熟花粉粒细胞数Cell number in mature pollen grains	2	2
胚珠曲度Ovule curvature	倒生Anatropous	倒生或横生Anatropous or hemianatropous
珠被层数Number of integument	1	1
是否有珠被绒毡层Tapetum layer present or absent	有，微弱Present，undeveloped	有，微弱Present，undeveloped
珠孔长短 Length of micropyle	细长Long thin	细长Long thin
有无珠孔塞Obturator present or absent	无absent	有或无，present or absent
珠心性质Nucellar nature	假厚珠心Pseudo-crassinucellate	厚珠心或假厚珠心 Crassinucellate or pseudo-crassinucellate
珠心组织宿存与否 Presence of nucellar tissue at the stage of mature embryo sac	是Presence	否Absence
胚囊类型Embryo sac type	蓼型Polygonum type	蓼型Polygonum type
成熟胚囊形状Shape of embryo sac	梭形Fusiform	梭形Fusiform
助细胞形状Shape of synergids	有钩有喙Hooked and beaked	有钩有喙Hooked and beaked
反足细胞暂存或宿存 Antipodals ephemeral or persistent	暂存Ephemeral	暂存或宿存Ephemeral or persistent
极核融合时间Time of fusion of polar nuclei	受精前Before fertilization	受精前 Before fertilization

表1

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