园艺学报 ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (12): 3157-3166.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2025-0560
郭红彦1,*, 武晋帆1,*, 向敏1, 蒋少东1, 赵爱玲2,**(
)
收稿日期:2025-07-28
修回日期:2025-10-13
出版日期:2025-12-25
发布日期:2025-12-20
通讯作者:
作者简介:* 共同第一作者
基金资助:
GUO Hongyan1, WU Jinfan1, XIANG Min1, JIANG Shaodong1, ZHAO Ailing2,**(
)
Received:2025-07-28
Revised:2025-10-13
Published:2025-12-25
Online:2025-12-20
摘要:
以壶瓶枣(Ziziphus jujuba‘Hupingzao’)为试材,采用石蜡切片技术,观察大小孢子发生及雌雄配子体发育进程,为壶瓶枣花发育和育种提供理论依据。壶瓶枣花药具4室,花药壁由1层表皮、1层药室内壁、2层中层和1层分泌型绒毡层组成,发育类型为基本型;小孢子母细胞胞质分裂为同时型,经减数分裂形成四分体,呈四面体型排列;成熟花粉为2细胞型,具3个萌发孔。胚珠为倒生型;大孢子母细胞经减数分裂形成四分体,呈纵向线形排列,合点端大孢子发育为功能大孢子,雌配子体发育经历二核、四核胚囊阶段,最终形成7细胞8核的成熟胚囊,发育类型为蓼型。雌雄异熟,雄蕊发育早于雌蕊。
郭红彦, 武晋帆, 向敏, 蒋少东, 赵爱玲. 壶瓶枣大小孢子发生与雌雄配子体发育[J]. 园艺学报, 2025, 52(12): 3157-3166.
GUO Hongyan, WU Jinfan, XIANG Min, JIANG Shaodong, ZHAO Ailing. Sporogenesis and Gametogenesis of Ziziphus jujuba‘Hupingzao’[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(12): 3157-3166.
图1 壶瓶枣花药壁的发育过程 A:4个角隅处细胞分裂,箭头所指为药隔;B:箭头所指为4个花粉囊;C:箭头所指为两药室;D:初生周缘细胞和初生造孢细胞;E:表皮与药室内壁;F:完整花药壁结构;G:中层退化;H:绒毡层退化;I:药室内壁仅留有纤维层;J:纤维层破裂散出花粉粒。ppc:初生周缘细胞;psc:初生造孢细胞;ssc:次生造孢细胞;epi:表皮;end:药室内壁;ml:中层;tap:绒毡层
Fig. 1 Development process of anther wall of Ziziphus jujuba‘Hupingzao’ A:Cell division at the four corners,the arrow refers to the septum;B:The arrow refers to four pollen sacs;C:The arrow refers to two locules;D:Primary peripheral cells and primary sporogenous cells;E:Epidermis and drug chamber wall;F:Complete anther wall structure;G:Middle layer degradation;H:Tapetal degeneration;I:There is only fiber layer on the inner wall of the chamber;J:The broken fiber layer scattered pollen grains;ppc:Primary peripheral cells;psc:Primary sporogenous cell;ssc:Secondary sporogenic cell;epi:Epidermis;end:Endothecium;ml:Middle layer;tap:Tapetum
图2 壶瓶枣小孢子和雄配子体的发育过程 A:箭头所指为染色体移向两级;B:箭头所指为二分体;C:箭头所指为二分体至四分体分裂;D:箭头所指为四分体;E:小孢子从四分体释放;F:小孢子单核居中期;G:小孢子单核靠边期;H:生殖细胞形成期;I:成熟花粉粒;J:成熟花粉粒具3个萌发孔。vc:营养细胞;gc:生殖细胞;pa:萌发孔
Fig. 2 The development process of microspore and male gametophyte in Ziziphus jujuba‘Hupingzao’ A:The arrow refers to the chromosome moving to two levels;B:The arrow refers to the dyad;C:The arrow refers to the dyad to tetrad splitting;D:The arrow refers to a tetrad;E:Microspore released from tetrads;F:Microspore monokaryon in middle stage;G:Microspore mononuclear marginal stage;H:The period of germ cell formation;I:Matured pollen grain;J:Mature pollen grains with 3 pollen aperture. vc:Vegetative cell;gc:Germ cell;pa:Pollen aperture
图3 壶瓶枣大孢子的发生过程 A ~ E:倒生胚珠产生过程;F、G:箭头所指为二分体产生过程;H:箭头所指为四分体时期;I:箭头所指为四分体退化;J:箭头所指为大孢子。fu:珠柄;in:珠被;asc:孢原细胞;mea:大孢子
Fig. 3 Macrosporogenesis process of Ziziphus jujuba‘Hupingzao’ A-E:The process of inverted ovule production;F,G:The arrow refers to the process of dyad generation;H:The arrow refers to the tetrad period;I:The arrow refers to the tetrad degeneration;J:The arrow refers to the megaspore. fu:Funicle;in:Integument;asc:Archesporial cell;mea:Megaspore
图4 壶瓶枣雌配子体的发育过程 A:箭头所指为二核胚囊;B:箭头所指为二核胚囊靠近合点端的一个细胞;C:箭头所指为二核胚囊靠近珠孔端的一个细胞;D:箭头所指为合点端的核分裂成两个细胞;E:箭头所指为珠孔端的核分裂成两个细胞;F ~ J:7细胞8核胚囊成熟切片(F:箭头所指为中央细胞;G-H:箭头所指为卵器;I:箭头所指为中央细胞和卵器;J:箭头所指为反足细胞)。cc:中央细胞;ec:卵细胞;sy:助细胞;ea:卵器;ant:反足细胞
Fig. 4 Development process of female gametophyte in Ziziphus jujuba‘Hupingzao’ A:The arrow refers to the two-nuclear embryo sac;B:The arrow refers to a cell near the chalazal end of the binuclear embryo sac;C:The arrow refers to a cell near the micropylar end of the binuclear embryo sac;D:The arrow refers to the nuclear division of the chalazal end into two cells;E:The arrow indicates that the nucleus at the end of the micropylar divides into two cells;F-J:7-cell 8-nuclear embryo sac mature section(F:The arrow refers to the central cell;G,H:The arrow refers to the egg apparatus;I:The arrow refers to the central cell and egg apparatus;J:The arrow refers to antipodal cells). cc:Central cell;ec:Egg cell; sy:Synergist;ea:Egg apparatus;ant:Antipodal cell
| 采样时期/(M-D) Sampling stages | 花形态特征 Floral morphology | 雄蕊发育阶段 Stamen developmental stage | 雌蕊发育阶段 Pistil development stage |
|---|---|---|---|
| 05-15—05-16 | 嫩绿色,纵横比0.87 Light green,aspect ratio 0.87 | 花药原始体 Anther primordium | 未分化 Undifferentiation |
| 05-17—05-18 | 嫩绿色,纵横比0.86 Light green,aspect ratio 0.86 | 孢原细胞分裂 Archesporial cell division | 未分化 Undifferentiation |
| 05-19—05-20 | 颜色逐渐加深,纵横比0.88 Color gradually deepened,aspect ratio 0.88 | 孢原细胞平周分裂 Periclinal division of archesporial cells | 未分化 Undifferentiation |
| 05-21—05-22 | 深绿色,纵横比0.84 Dark green,aspect ratio 0.84 | 花药壁分化,次生造孢细胞形成 Anther wall differentiation,formation of secondary sporogenous cell | 未分化 Undifferentiation |
| 05-23—05-24 | 深绿色,蕾扁期,纵横比0.82 Dark green,bud stage,aspect ratio 0.82 | 小孢子母细胞形成 Formation of microspore mother cell | 未分化 Undifferentiation |
| 05-25—05-26 | 深绿色,蕾膨大,纵横比0.79 Dark green,bud enlargement,aspect ratio 0.79 | 小孢子母细胞减数分裂 Microspore mother cell meiosis | 胚珠原基 Ovule primordium |
| 05-27—05-28 | 深绿色,蕾膨大,纵横比0.75 Dark green,bud enlargement,aspect ratio 0.75 | 小孢子四分体时期 Microspore tetrad stage | 孢原细胞造孢细胞发育 Development of archesporial cells into sporogenous cell |
| 05-29—05-30 | 深绿色,蕾胖期,纵横比0.79 Dark green,bud fat stage,aspect ratio 0.79 | 小孢子单核居中期 Microspore monokaryon at central position stage | 大孢子母细胞形成 Formation of megaspore mother cells |
| 05-31—06-01 | 黄绿色,纵横比0.69 Yellow green,aspect ratio 0.69 | 小孢子单核靠边期 Microspore monokaryon at peripheral position stage | 二分体—四分体时期 Dyad-tetrad stage |
| 06-02—06-03 | 黄绿色,纵横比0.74 Yellow green,aspect ratio 0.74 | 二细胞花粉发育期 Two-celled pollen grain development stage | 四分体—单核胚囊 Tetrad- uninucleate embryo sac |
| 06-04—06-05 | 黄绿色,纵横比0.70 Yellow green,aspect ratio 0.70 | 二细胞花粉成熟期 Two-celled pollen grain maturation stage | 单核胚囊—二核胚囊 Uninucleate embryo sac- binucleate embryo sac |
| 06-06—06-07 | 黄色,蕾黄期,部分花开,纵横比0.71 Yellow,bud yellow stage,part of the flower blooming,aspect ratio 0.71 | 成熟花粉粒形成 Mature pollen grain formation | 二核胚囊—四核胚囊 Binucleate embryo sac-four nucleate embryo sac |
| 06-08—06-09 | 黄色,花开放,纵横比0.76 Yellow,flower open,aspect ratio 0.76 | 成熟花粉粒,花药部分开裂 Mature pollen grain,partial anther dehiscence | 四核胚囊—八核胚囊 Four nucleate embryo sac- eight nucleate embryo sac |
表1 壶瓶枣不同发育时期对应的花形态特征和雌雄蕊发育阶段
Table 1 Floral morphology and developmental stages of pistils and stamens at different growth periods in Ziziphus jujuba‘Hupingzao’
| 采样时期/(M-D) Sampling stages | 花形态特征 Floral morphology | 雄蕊发育阶段 Stamen developmental stage | 雌蕊发育阶段 Pistil development stage |
|---|---|---|---|
| 05-15—05-16 | 嫩绿色,纵横比0.87 Light green,aspect ratio 0.87 | 花药原始体 Anther primordium | 未分化 Undifferentiation |
| 05-17—05-18 | 嫩绿色,纵横比0.86 Light green,aspect ratio 0.86 | 孢原细胞分裂 Archesporial cell division | 未分化 Undifferentiation |
| 05-19—05-20 | 颜色逐渐加深,纵横比0.88 Color gradually deepened,aspect ratio 0.88 | 孢原细胞平周分裂 Periclinal division of archesporial cells | 未分化 Undifferentiation |
| 05-21—05-22 | 深绿色,纵横比0.84 Dark green,aspect ratio 0.84 | 花药壁分化,次生造孢细胞形成 Anther wall differentiation,formation of secondary sporogenous cell | 未分化 Undifferentiation |
| 05-23—05-24 | 深绿色,蕾扁期,纵横比0.82 Dark green,bud stage,aspect ratio 0.82 | 小孢子母细胞形成 Formation of microspore mother cell | 未分化 Undifferentiation |
| 05-25—05-26 | 深绿色,蕾膨大,纵横比0.79 Dark green,bud enlargement,aspect ratio 0.79 | 小孢子母细胞减数分裂 Microspore mother cell meiosis | 胚珠原基 Ovule primordium |
| 05-27—05-28 | 深绿色,蕾膨大,纵横比0.75 Dark green,bud enlargement,aspect ratio 0.75 | 小孢子四分体时期 Microspore tetrad stage | 孢原细胞造孢细胞发育 Development of archesporial cells into sporogenous cell |
| 05-29—05-30 | 深绿色,蕾胖期,纵横比0.79 Dark green,bud fat stage,aspect ratio 0.79 | 小孢子单核居中期 Microspore monokaryon at central position stage | 大孢子母细胞形成 Formation of megaspore mother cells |
| 05-31—06-01 | 黄绿色,纵横比0.69 Yellow green,aspect ratio 0.69 | 小孢子单核靠边期 Microspore monokaryon at peripheral position stage | 二分体—四分体时期 Dyad-tetrad stage |
| 06-02—06-03 | 黄绿色,纵横比0.74 Yellow green,aspect ratio 0.74 | 二细胞花粉发育期 Two-celled pollen grain development stage | 四分体—单核胚囊 Tetrad- uninucleate embryo sac |
| 06-04—06-05 | 黄绿色,纵横比0.70 Yellow green,aspect ratio 0.70 | 二细胞花粉成熟期 Two-celled pollen grain maturation stage | 单核胚囊—二核胚囊 Uninucleate embryo sac- binucleate embryo sac |
| 06-06—06-07 | 黄色,蕾黄期,部分花开,纵横比0.71 Yellow,bud yellow stage,part of the flower blooming,aspect ratio 0.71 | 成熟花粉粒形成 Mature pollen grain formation | 二核胚囊—四核胚囊 Binucleate embryo sac-four nucleate embryo sac |
| 06-08—06-09 | 黄色,花开放,纵横比0.76 Yellow,flower open,aspect ratio 0.76 | 成熟花粉粒,花药部分开裂 Mature pollen grain,partial anther dehiscence | 四核胚囊—八核胚囊 Four nucleate embryo sac- eight nucleate embryo sac |
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