香桂植物雄性生殖器官的发育初步研究
作者：刘圆 白志川
单位：刘圆(成都中医药大学 药学院，四川 成都 610075)；白志川(西南农业大学园艺系)
关键词：香桂；雄性生殖器官；发育
成都中医药大学学报000229 中图分类号：R282.2；S567 文献标识码：B 文章编号：1004-0668(2000)02-0055-01
作者简介：刘圆，女，1968年6月生；在读中药学博士研究生；研究方向：中药品质与新药开发。
香桂是临床常用中药，而且其枝叶、树皮、根等部的提取物还具有重要的医药、工业等作用，因而推广种植该植物具有良好的经济效益和现实意义。目前关于香桂栽种的研究报道尚不多见，为此，我们对香桂植物雄性生殖器官发育时间和特征进行了研究，以便为香桂的裁培育种提供理论和实践上的科学依据。
, http://www.100md.com
1 材料和方法[1]
香桂花蕾采自四川日用化学工业研究所香料植物园内。1998年2月～5月，每3天采样一次，采样后立即用FAA固定，固定时间为1个月，采用常规的石蜡切片技术，厚度为8～10 μm，海登氏苏木精乙液染色，加拿大树脂封片作永久标本，并进行显微摄影。用电子扫描显微镜对花粉进行了扫描。
2 观察结果
2.1 形态特征
花序总状，纤细，被绢毛，花3～7枚，总梗长0.7～4 cm，两侧压扁，花梗被绢毛，花被黄白色，长约4～4.5 mm，裂片6枚，内侧和外侧都被灰白色短丝毛。能育雄蕊9枚，排成3轮，第4轮为退化雄蕊三角状，被短柔毛。
2.2 花原基的形成
, 百拇医药 在花芽过程中，首先是花芽顶端分生组织伸长、扩展，即成花的分生组织──花原基。外观上，从原来营养芽顶端分生组织的圆锥状变为较为宽广的馒头状(见封三图1)在宽的顶端上具二层细胞的原套，其细胞小、染色深，排列均一，在形成花原基各部份的分裂中只行垂直分裂，覆盖着液泡的基本组织核心──原体。原体细胞较大，排列较不规则，染色较浅，分裂时可行各个方向分裂。
2.3 花被的发育
在花原基顶端所有区域有丝分裂活动增加，在分生组织周围边缘，原套细胞常垂周分裂，原体细胞平周及垂周分裂逐步形成了突起，顶面观6个，纵切面仅见2个位于顶端分生组织两侧，此为花被原基(见封三图2)。花被原基迅速地离轴生长，其下部较上部宽大，逐渐增大而互相抱合，密被小柔毛。
2.4 雄蕊的发育
在花被形成后不久，花被之内花中央的细胞平周分裂加快，形成突起，即雄蕊原基(见封三图3)，再在突起上分化成膨大的花药原基，同时突起亦伸长为花丝，其内有来自花柄的维管束。每花药原基不断伸阔，在中央分出几列药隔细胞，将原基分成4个药室原基(见封三图4)，再在药室原基内分化出药壁和雄配子体。在每一瓣的表皮下分化出多个孢原细胞，孢原细胞成一个初生壁细胞和一个初生造孢细胞，初生壁细胞继续平周分裂和垂周分裂，产生一系列的同心圆排列的细胞层，连同最外层的表皮构成花药的壁。初生造孢细胞可以直接地或是进行少数几次分裂后行使小孢子母细胞的功能。花药壁包括表皮，药室内壁、2层中层和绒毡层(见封三图5)。
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2.4.1 花药壁的发育
(1)表皮：在花药发育过程中，表皮只进行垂周分裂增加细胞的数目以适应内部组织的迅速增长，随着花药的扩大，表皮细胞逐渐扩展成扁长形。最后，表皮细胞彼此分离，当花药成熟时仅留下残迹。
(2)药室内壁：又称“纤维层”只有一层细胞，当花药发育至成熟期，药室内壁细胞径向延长，并带状加厚。在两个花粉囊连接处的花药内壁细胞无带状加厚，花粉囊从此处破裂，成熟花粉粒散出(见封三图8)。
(3)中层：有2层细胞。当小子孢子母细胞减数分裂时期，中层细胞变为扁平，然后逐渐趋于解体和被吸收(见封三图7)。
(4)绒毡层：细胞较其处面的药壁细胞大，细胞质浓厚、液泡少而小。早期，绒毡层细胞发生内壁和径向壁的破坏，原生质体实出并移向花药腔内，形成绒毡层的周原质团(见封三图6)。当发育至小孢子后期，被发育的花粉吸收殆尽(见封三图7)。
, 百拇医药
2.4.2 小孢子母细胞及小孢子发生
小孢子母细胞来源于孢原细胞分裂所成的初生造孢细胞。生造孢细胞经过一次有丝分裂，形成更多的细胞，即为次生造孢细胞，然后进入减数分裂。小孢子母细胞的形态显著地与周围的药壁细胞不同，它们体积大，细胞核也较大，细胞质浓厚，没有明显的液泡。小孢子母细胞排列紧密，并有胞间连丝使互相联系(见封三图5)。
小孢子母细胞经过减数分裂，产生四个一群的单倍体细胞，即小孢子。子孢子母细胞减数分裂过程所发生的胞质分裂为连续型、减数分裂分裂的第一次分裂后形成细胞壁。因此，在减数分裂I后形成二分体时期。在减数分裂的第二次分裂中，两个核同时进行分裂，当分裂完成时，在四个核之间产生壁，同时地分隔成四个细胞。小孢子四分体为四面体形。由于胼胝质壁的溶解，四个小孢子彼此分开，释放到充满绒毡层分泌物的花室中(见封三图8)。
2.4.3 雄配子体
, 百拇医药
新形成的小孢子有浓厚的细胞质和一个位于中央的细胞核。当小孢子从四分体释放后，进一步形成明显的壁，同时体积迅速增大。经过一个短时期的生长，小孢子达到要比原来大许多倍的最后全积。随着体积的增长，小孢子的细胞质发生液泡化，逐渐形成一个中央大液泡，细胞质成一薄层贴着细胞壁，核随着从中央移到细胞的一侧。成熟花粉粒圆球形，成熟花粉粒的壁很薄，表面具小刺状突起，无萌发孔(见封三图9)。
2.4.4 退化雄蕊和圆肾状无柄腺体
雄蕊为4轮排列，第4轮为退化雄蕊三角状，花丝比正常花丝短，花粉为一团无分化的组织，密布油细胞(见封三图10)。在能育雄蕊的第3轮花丝近中部各具2枚圆肾状无柄腺体，有单个油细胞大量分布在分泌组织中(见封三图11、12)。
图1 花芽纵切，营养生长期×40 图2 花芽纵切，花被原基形成期×1033 图3 花芽纵切，雄蕊原基×1033
, 百拇医药
图4 花药横切,四室花粉囊×40 图5 花药横切,示未成熟花药壁及小孢子母细胞×1033 图6 花药横切,绒毡层的周原质图×40
图7 花药横切,花药壁(示中层绒毡层退化)×40 图8 示4个成熟花粉囊×100(扫描电镜下) 图9 成熟蕴含粉粒×1400(扫描电镜下)
图10 花芽纵切,示退化三角状雄蕊×100 图11 花芽纵切,示圆肾状无柄腺体×1033 图12 花芽纵切,示无柄圆肾状腺体×40
3 讨论
3.1 香桂(Cinnamomum micranthum Hagata)，又名少花桂、岩桂、三股筋和香叶子树，隶属樟科樟属，为常绿小乔木，原为四川宜宾地区独有的野生资源植物，现已在三峡库区推广种植。用其枝叶提取黄樟油，精油的黄樟油素含量高达95%[2]左右，已成为黄樟油的独特替代产品[3]。 香桂油还具有提取工艺简单等特点适合开发利用，而且，香桂的树皮的根可直接入药作官桂用，具开胃健脾、散热的功效，可治肠胃病及腹痛[2]。香桂油可用来合成香料，洋茉莉醛、香兰素、乙基香兰素、α-胡椒基丁醇等10多种名贵香料和重要中间产物，可直接出口创汇，也可供国内厂家的需要。还用于医药工业、电度抛光和农药工业等。因而，对香桂栽培育种的研究具有一定的现实意义。
, 百拇医药
3.2 本研究结果表明：①香桂为两性花，总状花序，花芽原基发生于叶腋；②花各部发生顺序：花被、雄蕊、雌蕊，雄蕊早熟；③雄性孢原细胞表皮下起源，花药壁四层药壁发育为Davis的基本型，绒毡层细胞2核，为变形绒毡层，小孢子四分体为四面体形，成熟花粉粒为二细胞，天萌发孔，外壁薄，表面具小刺或小刺状突起；④4退化雄蕊三角状，具圆肾状无柄腺体在第三轮花丝中部。
参考文献
1 中国科学院《中国植物志》编辑委员会.中国植物志.31卷[M].北京：科学出版社，1980.191～194
2 林正奎，华映芳.香桂精油成分的研究[J].植物学报，1980，22(3)：252～256
3 李名扬.植物显微技术[M].西南农业大学园艺系教研组，1992.
(收稿日期：1999-10-08)
, 百拇医药
单位：刘圆(成都中医药大学 药学院，四川 成都 610075)；白志川(西南农业大学园艺系)
关键词：香桂；雄性生殖器官；发育
成都中医药大学学报000229 中图分类号：R282.2；S567 文献标识码：B 文章编号：1004-0668(2000)02-0055-01
作者简介：刘圆，女，1968年6月生；在读中药学博士研究生；研究方向：中药品质与新药开发。
香桂是临床常用中药，而且其枝叶、树皮、根等部的提取物还具有重要的医药、工业等作用，因而推广种植该植物具有良好的经济效益和现实意义。目前关于香桂栽种的研究报道尚不多见，为此，我们对香桂植物雄性生殖器官发育时间和特征进行了研究，以便为香桂的裁培育种提供理论和实践上的科学依据。
, http://www.100md.com
1 材料和方法[1]
香桂花蕾采自四川日用化学工业研究所香料植物园内。1998年2月～5月，每3天采样一次，采样后立即用FAA固定，固定时间为1个月，采用常规的石蜡切片技术，厚度为8～10 μm，海登氏苏木精乙液染色，加拿大树脂封片作永久标本，并进行显微摄影。用电子扫描显微镜对花粉进行了扫描。
2 观察结果
2.1 形态特征
花序总状，纤细，被绢毛，花3～7枚，总梗长0.7～4 cm，两侧压扁，花梗被绢毛，花被黄白色，长约4～4.5 mm，裂片6枚，内侧和外侧都被灰白色短丝毛。能育雄蕊9枚，排成3轮，第4轮为退化雄蕊三角状，被短柔毛。
2.2 花原基的形成
, 百拇医药 在花芽过程中，首先是花芽顶端分生组织伸长、扩展，即成花的分生组织──花原基。外观上，从原来营养芽顶端分生组织的圆锥状变为较为宽广的馒头状(见封三图1)在宽的顶端上具二层细胞的原套，其细胞小、染色深，排列均一，在形成花原基各部份的分裂中只行垂直分裂，覆盖着液泡的基本组织核心──原体。原体细胞较大，排列较不规则，染色较浅，分裂时可行各个方向分裂。
2.3 花被的发育
在花原基顶端所有区域有丝分裂活动增加，在分生组织周围边缘，原套细胞常垂周分裂，原体细胞平周及垂周分裂逐步形成了突起，顶面观6个，纵切面仅见2个位于顶端分生组织两侧，此为花被原基(见封三图2)。花被原基迅速地离轴生长，其下部较上部宽大，逐渐增大而互相抱合，密被小柔毛。
2.4 雄蕊的发育
在花被形成后不久，花被之内花中央的细胞平周分裂加快，形成突起，即雄蕊原基(见封三图3)，再在突起上分化成膨大的花药原基，同时突起亦伸长为花丝，其内有来自花柄的维管束。每花药原基不断伸阔，在中央分出几列药隔细胞，将原基分成4个药室原基(见封三图4)，再在药室原基内分化出药壁和雄配子体。在每一瓣的表皮下分化出多个孢原细胞，孢原细胞成一个初生壁细胞和一个初生造孢细胞，初生壁细胞继续平周分裂和垂周分裂，产生一系列的同心圆排列的细胞层，连同最外层的表皮构成花药的壁。初生造孢细胞可以直接地或是进行少数几次分裂后行使小孢子母细胞的功能。花药壁包括表皮，药室内壁、2层中层和绒毡层(见封三图5)。
, http://www.100md.com
2.4.1 花药壁的发育
(1)表皮：在花药发育过程中，表皮只进行垂周分裂增加细胞的数目以适应内部组织的迅速增长，随着花药的扩大，表皮细胞逐渐扩展成扁长形。最后，表皮细胞彼此分离，当花药成熟时仅留下残迹。
(2)药室内壁：又称“纤维层”只有一层细胞，当花药发育至成熟期，药室内壁细胞径向延长，并带状加厚。在两个花粉囊连接处的花药内壁细胞无带状加厚，花粉囊从此处破裂，成熟花粉粒散出(见封三图8)。
(3)中层：有2层细胞。当小子孢子母细胞减数分裂时期，中层细胞变为扁平，然后逐渐趋于解体和被吸收(见封三图7)。
(4)绒毡层：细胞较其处面的药壁细胞大，细胞质浓厚、液泡少而小。早期，绒毡层细胞发生内壁和径向壁的破坏，原生质体实出并移向花药腔内，形成绒毡层的周原质团(见封三图6)。当发育至小孢子后期，被发育的花粉吸收殆尽(见封三图7)。
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2.4.2 小孢子母细胞及小孢子发生
小孢子母细胞来源于孢原细胞分裂所成的初生造孢细胞。生造孢细胞经过一次有丝分裂，形成更多的细胞，即为次生造孢细胞，然后进入减数分裂。小孢子母细胞的形态显著地与周围的药壁细胞不同，它们体积大，细胞核也较大，细胞质浓厚，没有明显的液泡。小孢子母细胞排列紧密，并有胞间连丝使互相联系(见封三图5)。
小孢子母细胞经过减数分裂，产生四个一群的单倍体细胞，即小孢子。子孢子母细胞减数分裂过程所发生的胞质分裂为连续型、减数分裂分裂的第一次分裂后形成细胞壁。因此，在减数分裂I后形成二分体时期。在减数分裂的第二次分裂中，两个核同时进行分裂，当分裂完成时，在四个核之间产生壁，同时地分隔成四个细胞。小孢子四分体为四面体形。由于胼胝质壁的溶解，四个小孢子彼此分开，释放到充满绒毡层分泌物的花室中(见封三图8)。
2.4.3 雄配子体
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新形成的小孢子有浓厚的细胞质和一个位于中央的细胞核。当小孢子从四分体释放后，进一步形成明显的壁，同时体积迅速增大。经过一个短时期的生长，小孢子达到要比原来大许多倍的最后全积。随着体积的增长，小孢子的细胞质发生液泡化，逐渐形成一个中央大液泡，细胞质成一薄层贴着细胞壁，核随着从中央移到细胞的一侧。成熟花粉粒圆球形，成熟花粉粒的壁很薄，表面具小刺状突起，无萌发孔(见封三图9)。
2.4.4 退化雄蕊和圆肾状无柄腺体
雄蕊为4轮排列，第4轮为退化雄蕊三角状，花丝比正常花丝短，花粉为一团无分化的组织，密布油细胞(见封三图10)。在能育雄蕊的第3轮花丝近中部各具2枚圆肾状无柄腺体，有单个油细胞大量分布在分泌组织中(见封三图11、12)。
图1 花芽纵切，营养生长期×40 图2 花芽纵切，花被原基形成期×1033 图3 花芽纵切，雄蕊原基×1033
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图4 花药横切,四室花粉囊×40 图5 花药横切,示未成熟花药壁及小孢子母细胞×1033 图6 花药横切,绒毡层的周原质图×40
图7 花药横切,花药壁(示中层绒毡层退化)×40 图8 示4个成熟花粉囊×100(扫描电镜下) 图9 成熟蕴含粉粒×1400(扫描电镜下)
图10 花芽纵切,示退化三角状雄蕊×100 图11 花芽纵切,示圆肾状无柄腺体×1033 图12 花芽纵切,示无柄圆肾状腺体×40
3 讨论
3.1 香桂(Cinnamomum micranthum Hagata)，又名少花桂、岩桂、三股筋和香叶子树，隶属樟科樟属，为常绿小乔木，原为四川宜宾地区独有的野生资源植物，现已在三峡库区推广种植。用其枝叶提取黄樟油，精油的黄樟油素含量高达95%[2]左右，已成为黄樟油的独特替代产品[3]。 香桂油还具有提取工艺简单等特点适合开发利用，而且，香桂的树皮的根可直接入药作官桂用，具开胃健脾、散热的功效，可治肠胃病及腹痛[2]。香桂油可用来合成香料，洋茉莉醛、香兰素、乙基香兰素、α-胡椒基丁醇等10多种名贵香料和重要中间产物，可直接出口创汇，也可供国内厂家的需要。还用于医药工业、电度抛光和农药工业等。因而，对香桂栽培育种的研究具有一定的现实意义。
, 百拇医药
3.2 本研究结果表明：①香桂为两性花，总状花序，花芽原基发生于叶腋；②花各部发生顺序：花被、雄蕊、雌蕊，雄蕊早熟；③雄性孢原细胞表皮下起源，花药壁四层药壁发育为Davis的基本型，绒毡层细胞2核，为变形绒毡层，小孢子四分体为四面体形，成熟花粉粒为二细胞，天萌发孔，外壁薄，表面具小刺或小刺状突起；④4退化雄蕊三角状，具圆肾状无柄腺体在第三轮花丝中部。
参考文献
1 中国科学院《中国植物志》编辑委员会.中国植物志.31卷[M].北京：科学出版社，1980.191～194
2 林正奎，华映芳.香桂精油成分的研究[J].植物学报，1980，22(3)：252～256
3 李名扬.植物显微技术[M].西南农业大学园艺系教研组，1992.
(收稿日期：1999-10-08)
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