魏兆兆,謝 云,孟 輝,關玉梅,吳窈窈
(1.浙江農林大學風景園林與建筑學院,浙江 臨安 311300;2.浙江農林大學天目學院,浙江 臨安 311300)
浙江紅山茶Camellia chekiangoleosa又名紅花油茶,是山茶科Theaceae山茶屬Camellia中的一個特有種,兼有“山茶花”和“油茶果”雙重優(yōu)點[1-2]。其適應性較強,抗寒性高,在野生狀態(tài)下能夠正常生長發(fā)育,且在浙江麗水的慶元、龍泉、景寧、云和、青田、遂昌、松陽、縉云、仙居、平陽、泰順、文成及開化等市縣山區(qū),江西的永新、南豐以及福建的建寧等地均發(fā)現(xiàn)有野生種存在。由于受不同環(huán)境因素的影響,這些地區(qū)的浙江紅山茶在樹型、花色、葉形、果形等方面產生了很多變異類型[3]。本研究依據(jù)花瓣顏色的差異將浙江紅山茶劃分為3種類型:白花型、淺紅花型和深紅花型,其中白花型僅發(fā)現(xiàn)2株,淺紅花型和深紅花型相對較多,3種類型分別取2株的花粉作為研究對象?;ǚ鄣男螒B(tài)特征受基因的控制,具有高度的遺傳保守性和穩(wěn)定性,為植物起源、演化及親緣關系的研究提供重要依據(jù)[4],同時也是解決某些植物在分類系統(tǒng)中地位問題的重要特征之一。目前,國外對山茶屬植物花粉形態(tài)的研究未見報道, 國內對山茶屬的一些種[5-8], 云南山茶 Camellia reticulata 及其近緣種[9], 茶樹Camellia chiensis[10-11],及耐冬山茶Camellia japonica[12]等的花粉形態(tài)已有研究,關于不同類型間花粉形態(tài)的研究也有報道[13],但是對浙江紅山茶不同類型間花粉形態(tài)的研究還未見報道。該研究就調查的3種變異類型進行特征描述和掃描電鏡觀察,為山茶屬植物的系統(tǒng)研究和浙江紅山茶的分類提供孢粉學依據(jù)。
在野生浙江紅山茶的盛花期,根據(jù)花瓣顏色的不同采集了3種類型的成熟花粉作為研究材料見表1。
表1 3種類型浙江紅山茶花粉掃描電鏡實驗材料Table1 SEM pollen experimental materials of three types of Camellia chekiangoleosa
各種類型采集5朵花,用鑷子取出其中的花藥放入硫酸紙袋中,在室溫下干燥24 h后置于-4℃的冰箱中低溫保存。掃描電鏡制樣,將花粉均勻撒布在貼有雙面膠帶的金屬載物臺上,用常規(guī)真空噴鍍法噴金3~4 min后,置于島津SS-550型掃描電鏡(工作電壓15 kV)下觀察。經觀察,選取有代表性的視野,放大500倍觀察花粉粒的群體形態(tài),2000倍觀察花粉個體形態(tài),5000倍觀察花粉表面紋飾,并分別進行顯微拍攝,表面紋飾攝影取赤道面中部。測量花粉粒極軸長、赤道軸長(取樣n=10),以常見值(最小值~最大值)表示花粉粒的大小,極軸與赤軸比表示花粉粒形狀。
形態(tài)性狀的鑒定和描述,是種質資源研究的最基本的方法,形態(tài)性狀數(shù)據(jù)是種以上或種內分類不可缺少的重要依據(jù)之一。本實驗通過調查訪問和實地測量等方法對3種類型浙江紅山茶的形態(tài)特征進行了描述,見表2。
表2 3種類型浙江紅山茶的形態(tài)特征Table2 Morphological characteristics of three types of Camellia chekiangoleosa
通過掃描電鏡觀察(表3和圖1),可以看出:3種類型浙江紅山茶花粉平均極軸長都在50μm以上,最長為60.2μm,最小的為43.6μm,根據(jù)G.Erdtman的標準[14],屬于大粒型的花粉粒。花粉的赤道軸長為18.8~41.3μm,其中類型J-1(白花型)最小為18.8μm,而類型J-3(深紅花型)中最大的達到41.3μm,其余大部分在26.0μm左右。按G.Erdtman的花粉整體形狀分級長球形(P/E為2.00~1.14)或超長球形(P/E>2.0),表3中得出3種類型的P/E值均>1.7,因此3種類型花粉粒的形狀為長球形或極長球形。
浙江紅山茶的赤道面觀通常為長橢圓形,從表3可看出,類型J-1和類型J-2均與前人的研究一致,但是類型J-1存在個別的變異形狀,如三角形(圖1-4),近球形(圖1-5),嵌合形(圖1-6)等。而類型J-3有2種形態(tài),分別為長橢圓形或卵圓形,且以卵圓形為主(圖1-11)。極面觀主要有2種形態(tài),類型J-1多為三裂正三角形(圖1-1),類型J-2和類型J-3為三裂近圓形。
3種類型的花粉萌發(fā)孔都為三孔溝,但類型J-3的溝有些具有顆粒狀的突起物或贅物(圖1-11)。從圖1可以看出,類型J-1和類型J-3的花粉外壁紋飾都為皺溝狀,而類型J-2的外壁紋飾為皺溝-顆粒狀(圖 1-9)。
表3 3種類型浙江紅山茶的花粉形態(tài)特征Table3 Main characters of the pollen morphology in three types of Camellia chekiangoleosa
圖1 掃描電鏡下的花粉形態(tài)Figure1 Pollen morphology under scanning electron microscope
目前,關于浙江紅山茶花粉形態(tài)的研究報道很少,倪穗[15]在紅山茶組系統(tǒng)學的研究中得出浙江紅山茶的花粉形狀為長球形,極面觀三裂正三角形,赤道面觀為梭形至卵球形,P/E=1.58,萌發(fā)孔為3孔溝類型,外壁紋飾為顆粒狀、有疣粒。而本研究3種類型的野生浙江紅山茶的花粉形狀為極長球形或長球形,P/E值在1.7以上,極面觀為三裂正三角形或近圓形,赤道面觀為長橢圓形或卵圓形,外壁紋飾為顆粒狀或皺溝狀,與倪穗的研究在很大程度上有相似之處。這些形態(tài)性狀表明了該物種的自然屬性,說明它是一個自然類群。
3種類型浙江紅山茶的花粉形態(tài)特征有一定的差異,主要表現(xiàn)在花粉粒的極軸長、花粉粒的赤道軸長、外壁紋飾等方面,這與倪穗[15]研究得出紅山茶組種間花粉形態(tài)差別主要表現(xiàn)為外壁紋飾和花粉大小的結果一致,可將它作為浙江紅山茶類型間分類的依據(jù)之一。
在山茶的傳統(tǒng)形態(tài)分類學中,常將花瓣顏色作為分類的一級標準。本研究對所收集的3種類型的浙江紅山茶進行了傳統(tǒng)的形態(tài)分類學和孢粉學研究,2種方法的分類結果基本一致,即以花色劃分的類型通過花粉形態(tài)的差異也可將它們進行區(qū)別。但是,觀察發(fā)現(xiàn)花粉形態(tài)特征與花瓣顏色差異沒有直接的聯(lián)系,比如類型J-1(白花型)和類型J-3(深紅花型)它們的顏色差異很大,卻有相似的花粉外壁紋飾特征及萌發(fā)孔類型。
Walker[16]認為,最原始的被子植物的花粉是光滑的,且有無定形的外壁;束際林等[11]在山茶屬植物花粉的研究中也得出,紅山茶組及較原始的茶組外壁紋飾為光滑型,而較進化的茶組外壁紋飾為粗糙型且形成皺網狀。根據(jù)上述觀點,可得出類型J-3為相對原始的類型,類型J-1和類型J-2為相對進化的類型,這一觀點與形態(tài)學所指的方向基本一致。
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