多花黄精大小孢子发生及雌雄配子体发育

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2025.02.007

摘要/Abstract

摘要：

利用石蜡切片技术对多花黄精（Polygonatum cyrtonema）不同发育时期的花芽切片，探究多花黄精大小孢子发生及雌雄配子体发育特征，为多花黄精遗传育种提供基础资料。结果显示：（1）多花黄精花药壁由表皮、药室内壁、中层和绒毡层各1层细胞构成，绒毡层为分泌型，成熟药室内壁具纤维性加厚，成熟绒毡层细胞含二核或多核结构；（2）小孢子母细胞减数分裂过程中胞质经连续型分裂形成左右对称的四分体，成熟花粉粒多为二细胞型，偶见三细胞型；（3）多花黄精大孢子母细胞经减数分裂后形成直线排列的四分体，胚囊发育类型为蓼型。多花黄精生殖细胞的发育特征与黄精属其他植物具有相似性，分泌型的绒毡层和三细胞型花粉粒的存在说明多花黄精具有更为进化的发育特征。

关键词: 多花黄精, 大小孢子发生, 雌雄配子体

Abstract:

The floral bud development of Polygonatum cyrtonema was examined at various stages using paraffin sectioning techniques， the characteristics of megasporogenesis and microsporogenesis and the development process of male and female gametophytes were explored respectively， the fundamental data for the genetic improvement and breeding of P. cyrtonema was provided.The results showed that：（1）The anther wall was composed of epidermis， endothecium， middle layer and tapetum layer. The tapetum layer was secretory， with mature tapetal cells exhibiting binucleate or multinucleate structures. The mature endothecium displayed fibrous thickened. （2）During the meiosis of microspore mother cell， cytokinesis occurred through a continuous type， resulting in tetrads arranged symmetrically in a linear pattern. Most mature pollen grains were two-cell type， occasionally three-cell type. （3）Meiosis of the megaspore mother cell produced a linear tetrad， and the development of the embryo sac followed the Polygonum type. The reproductive cellular development in P. cyrtonema demonstrated similarities to other members of the Polygonatum genus. Notably， the presence of a secretory tapetum and the three-celled pollen grain suggests that P. cyrtonema might have a relatively advanced evolutionary status.

Key words: Polygonatum cyrtonema, megasporogenesis and microsporogenesis, male and female gametophytes

中图分类号:

Q944

张棋, 李佳音, 王海燕, 马子钦, 何夫. 多花黄精大小孢子发生及雌雄配子体发育[J]. 植物研究, 2025, 45(2): 211-216.

Qi ZHANG, Jiayin LI, Haiyan WANG, Ziqin MA, Fu HE. Sporogenesis and Gametogenesis of Polygonatum cyrtonema[J]. Bulletin of Botanical Research, 2025, 45(2): 211-216.

图/表 3

图1

图2

图3

参考文献 27

1	龙志望.多花黄精的特征特性及林下种植技术［J］.种子科技，2024，42（7）：66-68.
	LONG Z W.Characteristics and cultivation techniques of Polygonatum cyrtonema Hua in shaded forest［J］.Seed Science & Technology，2024，42（7）：66-68.
2	雷云仙.多花黄精的特征特性及林下栽培技术［J］.现代农业科技，2020（22）：54-55.
	LEI Y X.Characteristics and cultivation techniques of Polygonatum cyrtonema Hua［J］.Modern Agricultural Science and Technology，2020（22）：54-55.
3	罗敏，章文伟，邓才富，等.药用植物多花黄精研究进展［J］.时珍国医国药，2016，27（6）：1467-1469.
	LUO M， ZHNAG W W， DENG C F，et al.Advances in studies of medicinal crop Polygonatum cyrtonema Hua［J］.Lishizhen Medicine and Materia Medica Research，2016，27（6）：1467-1469.
4	XIAO J D， XIE L M， ZHENG B，et al. Polygonatum cyrtonema saponin supplementation ameliorated DSS-induced intestinal barrier injury via targeting the PI3K/AKT/mTOR-mediated autophagy/microbiota axis［J］.Food Bioscience，2024，61（22）：104727.
5	陈祖铿.植物的生殖讲座（八）：植物生殖生物学研究进展［J］.生物学通报，1996，31（10）：29-31.
	CHEN Z K.Lecture on plant reproduction （VIII）：research progress in plant reproductive biology［J］.Bulletin of Biology，1996，31（10）：29-31.
6	王康鑫，王仕沁，王毅敏，等.濒危植物小勾儿茶大小孢子发生和雌雄配子体发育［J］.植物研究，2024，44（5）：662-669.
	WANG K X， WANG S Q， WANG Y M，et al.Megasporogenesis，microsporogenesis and development of male and female gametophytes of endangered Berchemiella wilsonii ［J］.Bulletin of Botanical Research，2024，44（5）：662-669.
7	施慧嫒，陈发菊，梁宏伟，等.濒危植物瑶山苣苔的大小孢子发生和雌雄配子体发育研究［J］.植物研究，2021，41（3）：329-335.
	SHI H A， CHEN F J， LIANG H W，et al.Sporogenesis and gametogenesis on endangered Dayaoshania cotinifolia ［J］.Bulletin of Botanical Research，2021，41（3）：329-335.
8	王金子.玉簪大小孢子发生及雌雄配子体发育［J］.华中农业大学学报，2011，30（3）：295-299.
	WANG J Z.The mega-/micro-sporogenesis and female-/male-gametogenesis of Hosta plantaginea Aschers［J］.Journal of Huazhong Agricultural University，2011，30（3）：295-299.
9	BARRANCO-GUZMÁN Á M， RODRÍGUEZ-GARAY B.Development of the female gametophyte of Agave colimana，subgenus Littaea （Asparagaceae）［J］.The Journal of the Torrey Botanical Society，2020，147（3）：281-288.
10	宫丽婷，吕东明，王天媛，等.玉竹小孢子发育的研究［J］.人参研究，2016，28（3）：38-41.
	GONG L T， LÜ D M， WANG T Y，et al.Interrelation of cytological development period of Polygonatum odoratum microspore and the morphology of flower organ［J］.Ginseng Research，2016，28（3）：38-41.
11	SONG Y Y， ZHAO Y Y， LIU J X.Embryology of Polygonatum （Asparagaceae） and its systematic significance［J］.Phytotaxa，2018，350（3）：235-246.
12	李华荣，周财，魏薇，等.湖北黄精大小孢子发生及雌雄配子体发育［J］.西北植物学报，2024，44（5）：813-823.
	LI H R， ZHOU C， WEI W，et al.The reproductive biology theory of sporogenesis and gametogenesis in Polygonatum zanlanscianense Pamp［J］.Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2024，44（5）：813-823.
13	MOSER M， GROVES N R， MEIER I.The Arabidopsis KASH protein SINE3 is involved in male and female gametogenesis［J］.Plant Reproduction，2024，37（4）：521-534.
14	HUANG X R， SUN M X.Epigenetic regulation and intercellular communication during male gametophyte development［J］.Journal of Plant Physiology，2021，258：153391.
15	WANG X Y， WANG X Q， GAO F，et al.Polysaccharides from Polygonatum cyrtonema Hua prevent depression-like behaviors in mice with chronic unpredictable mild stress through refining gut microbiota-lipopolysaccharide-paraventricular nucleus signal axis［J］.Heliyon，2024，10（19）：e38554.
16	孙思宇，王华磊，陈松树，等.不同品系多花黄精药理和食用成分比较研究［J］.食品安全质量检测学报，2022，13（22）：7272-7278.
	SUN S Y， WANG H L， CHEN S S，et al.Comparative study on pharmacological and ediable components of different strains of Polygonatum polyflora ［J］.Journal of Food Safety and Quality，2022，13（22）：7272-7278.
17	田雪丽，冉舞，陆红霞，等.油茶林下黄精高产栽培技术及病虫害防治措施［J］.种子科技，2024，42（15）：4-6.
	TIAN X L， RAN W， LU H X，et al.Cultivation techniques of high-yield yellow essence under Polygonatum sibiricum oleifolia forest and measures of pest control［J］.Seed Science & Technology，2024，42（15）：4-6.
18	白洁，周涛，马江，等.三叶木通大小孢子发生和雌雄配子体发育研究［J］.植物研究，2022，42（6）：946-955.
	BAI J， ZHOU T， MA J，et al.Sporogenesis and gametogenesis of Akebia trifoliata ［J］.Bulletin of Botanical Research，2022，42（6）：946-955.
19	王瑞，胡玥，崔宏安，等.19种菊科植物花药结构及绒毡层的发育类型研究［J］.草业学报，2020，29（6）：182-190.
	WANG R， HU Y， CUI H A，et al.Anther structures and tapetum development types of 19 species of Asteraceae［J］.Acta Prataculturae Sinica，2020，29（6）：182-190.
20	ZHANG H Y， ZHANG X Y， NING K，et al.Stamen and pollen development in Menispermaceae with contrasting androecium structure［J］.Plant Systematics and Evolution，2022，308（5）：36.
21	GAO X L， YANG Y， YE J W，et al.Abnormal calcium accumulation and ROS homeostasis-induced tapetal programmed cell death lead to pollen abortion of petaloid-type cytoplasmic male sterility in Camellia oleifera ［J］.Agronomy，2024，14（3）：585.
22	DAVIS G L.Systematic embryology of the angiosperms［M］.Hoboken：John Wiley & Sons，1967.
23	AKITA K， TAKAGI T， KOBAYASHI K，et al.Ultrastructural characterization of microlipophagy induced by the interaction of vacuoles and lipid bodies around generative and sperm cells in Arabidopsis pollen［J］.Protoplasma，2021，258（1）：129-138.
24	XIA C， WANG Y J， LIANG Y，et al.The ARID-HMG DNA-binding protein AtHMGB15 is required for pollen tube growth in Arabidopsis thaliana ［J］.The Plant Journal，2014，79（5）：741-756.
25	孙颖，王蕾，杨雪，等.侧金盏大小孢子发生及雌雄配子体发育［J］.东北林业大学学报，2017，45（7）：61-65.
	SUN Y， WANG L， YANG X，et al.Megasporogenesis，microsporogenesis and development of male and female gametophytes of Adonis amurensis Regel et Radde［J］.Journal of Northeast Forestry University，2017，45（7）：61-65.
26	孙豪愽，孔冬瑞，胡德昌.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［J］.植物研究，2024，44（1）：27-33.
	SUN H B， KONG D R， HU D C.Sporogenesis and gametogenesis of Messerschmidia sibirica L.（Boraginaceae） and their taxonomic implications［J］.Bulletin of Botanical Research，2024，44（1）：27-33.
27	付琳，徐凤霞，曾庆文，等.广西含笑的小孢子发生及雄配子体形成的研究［J］.广西植物，2011，31（3）：312-317.
	FU L， XU F X， ZENG Q W，et al.Studies of microsporogenesis and male gametophyte formation of Michelia guangxiensis ［J］.Guihaia，2011，31（3）：312-317.

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[1]	王康鑫, 王仕沁, 王毅敏, 程志杰, 陈发菊, 王玉兵. 濒危植物小勾儿茶大小孢子发生和雌雄配子体发育[J]. 植物研究, 2024, 44(5): 662-669.
[2]	李迎春；杨清平；陈双林*；郭子武；李应；庄明浩. 光照对多花黄精生长、光合和叶绿素荧光参数特征的影响[J]. 植物研究, 2014, 34(6): 776-781.
[3]	孙鹏;李云*;姜金仲;袁存权;张立玲. 植物同源四倍体花器官及种子变异研究进展[J]. 植物研究, 2011, 31(2): 249-256.
[4]	陈发菊;李凤兰*;梁宏伟;姚露;何正权. 珍稀濒危植物巴东木莲胚胎学研究[J]. 植物研究, 2008, 28(6): 657-662.