杜鹃兰授粉方法和胚胎学研究

摘要

以杜鹃兰为试验材料，开花后通过疏花程度、授粉时期和授粉方式处理，比较不同处理下杜鹃兰植株的结实率，以及不同授粉方式的蒴果发育、种子（包括种胚）形态、种胚活力、种子有胚率、种子无菌萌发率，以建立适用于杜鹃兰人工授粉的适宜方法。以此为基础，研究杜鹃兰大小孢子形成与雌雄配子体发育、胚胎发生与种子萌发过程中种胚发育等过程，进而丰富杜鹃兰胚胎学资料。主要研究结果如下： （1）通过对杜鹃兰开花植株进行不同处理，发现授粉花朵数对结实率有较大影响。综合结实率和蒴果产量可知，疏花至10~15朵花/株授粉效果较好；在花朵盛开期（花朵开放过程中侧萼开口度大于90°）进行人工授粉，其结实率最高；不同人工授粉方式下的结实率存在差异，异株异花授粉的结实率略高于其它授粉方式。大量种子聚集成堆时可见同株同花、同株异花授粉的种子为乳白色，异株异花授粉的种子为浅褐色；同株同花授粉的种子体积最大；异株异花授粉的种胚体积最大，且种子与胚的体积比最小、气腔最小、种子最饱满；且异株异花授粉的种胚活力、萌发率最高，蒴果发育较快。 （2）以不同时期的花蕾和子房为试验材料，研究了杜鹃兰胚胎发育过程。结果表明，杜鹃兰花药发育的整个过程中其花粉粒始终由胼胝质包裹，并聚集成块状；花药壁绒毡层为变形绒毡层，一直处于单核期；花药内具有4个花粉囊，小孢子四分体以四面体形为主，也有左右对称形。花药发育成熟时，胚囊尚未发育，授粉后刺激胚囊发育，子房3心皮1室，侧膜胎座，薄珠心，倒生胚珠；大孢子母细胞减数分裂形成直线排列的四分体，近合点端的3个大孢子退化消失，仅珠孔端的发育为功能大孢子。内珠被由两层细胞组成，在胚胎发育过程中内珠被细胞逐渐形成紧贴种胚的致密薄膜，外珠被由单细胞层组成，成熟外种皮细胞无内含物。单核胚囊经过3次有丝分裂发育为成熟胚囊，成熟胚囊由8个细胞组成，授粉前中央细胞不融合，胚囊发育类型为单孢形胚囊。 （3）杜鹃兰受精后胚乳核不经分裂直接消失退化，合子第一次不均等分裂形成两个细胞的原胚，一个体积较大的基细胞，一个体积小的顶细胞；随后二细胞原胚继续分裂形成多细胞球形原胚，原胚顶端细胞四边形，体积小，排列整齐，中部细胞体积大，基部为胚柄细胞，体积较大，由3~5个细胞组成。至采收期杜鹃兰种子仅由单细胞外种皮、紧贴种胚的致密薄膜状的内种皮和未分化的球形原胚组成。 显微观察杜鹃兰球形原胚在无菌萌发过程中经历梨形胚之后发育成熟。在萌发过程中，种胚结构发育逐渐完全。根据种子萌发过程中结构变化，将萌发过程分为三个时期：种子吸水膨胀期、原球茎形成期和出芽期。第一个时期为球形原胚从一侧突破种皮，原胚呈白色透明状，原胚发育至梨形胚时，胚体出现极性，一端表层细胞分裂形成分生组织，另一端细胞体积变大，细胞分化为薄壁细胞；第二个时期，胚体完全脱离种皮，初期表层细胞凸起形成大量白色透明的“假根”，至原球茎由白色透明转变为淡绿色时“假根”逐渐开始枯萎，切片观察原球茎胚芽和胚轴原基形成；第三个时期，胚芽原基先分化形成幼叶，然后根形成，叶基部与根之间膨大形成假鳞茎。

目录

第一章 文献综述

1 兰科植物传粉生物学研究概况

2 兰科植物胚胎学研究概况

2.1 兰科植物大小孢子发育与雌雄配子体发生

2.2 兰科植物早期胚胎发生

2.3 兰科植物胚柄发生

2.4 兰科植物胚乳发育

3.1 形态特征

3.2 药用价值

3.3 组织培养

3.4 人工授粉研究

3.5 解剖学研究

4 杜鹃兰研究中存在的主要问题

5 研究内容、目的及意义

6 技术路线

第二章 杜鹃兰人工授粉方法研究

1 试验材料

2.1 授粉试验设计

2.2 材料处理

2.3 试验方法

2.4 生理学指标测定

2.5 数据统计分析

3 结果与分析

3.1 处理方式对杜鹃兰结实率的影响

3.2 授粉方式对果实表型的影响

4 讨论

第三章 杜鹃兰生殖细胞发育研究

1 试验材料

2.1 试验设计

2.2 石蜡切片方法

3 结果与分析

3.1 小孢子发生与雄配子体形成

3.2 大孢子发生与雌配子体形成

4 讨论

第四章 杜鹃兰胚胎发育研究

1 试验材料

2.1 试验设计

2.2 石蜡切片方法

3 结果与分析

3.1 授粉受精后胚胎发育

3.2 种子萌发过程中胚的发育

4 讨论

第五章 总结与展望

1 总结

1.1 人工授粉方法对杜鹃兰结实率和种子质量的影响

1.2 杜鹃兰生殖细胞产生及胚胎发育

2 展望

参考文献

附录

附图

致谢

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