下载:
-
薄壳山核桃(Carya illinoensis (Wangench.)K.Koch)，又名美国山核桃、薄皮山核桃，为胡桃科(Julandaceae)山核桃属(Carya Nutt)的一种落叶乔木[1-2].天然分布于美国密西西比河流及其东、西两面支流的河谷地带，20世纪20年代我国正式从美国引进该树种.薄壳山核桃是集园林绿化与食用油料于一体的兼用优良树种，果仁含多种维生素及人体所必需的不饱和脂肪酸，营养价值巨大[3-5]，人均消费量持续增加，市场前景广阔.
花芽分化的早晚、数量、质量直接影响果树的早实性、丰产性、稳产性及果实的品质和商品价值[6]，薄壳山核桃属雌雄同株异花异熟植物，目前我国栽培的薄壳山核桃品种较为单一，导致雌花的可授粉期与雄花的散粉期不一致，使薄壳山核桃果用林大小年明显、产量不稳定[7].针对这一问题姚小华等[8]研究了薄壳山核桃的物候开花习性，为种植园品种搭配提供了理论依据，张瑞等[9]根据雌花柱头外部形态变化将薄壳山核桃柱头发育分为显蕾期、初开期、V字期、倒八字期和变黑期5个阶段，以期确定合理授粉配置品种.在花芽分化解剖学研究方面，黄有军等[10]将山核桃(Caryacathayensis Sarg.)雌花芽发育分为未分化期、分化初期、花序分化期、总苞形成期和雌蕊形成期5个时期，李永涛等[11]将早实核桃雌花发育详细划分为雌花形态分化临界期、雌花花序分化期、花柄原基和雌花原基分化期、花被原基分化期、苞片原基分化期、花瓣原基和雌蕊原基分化期、胚珠分化期、雌花成熟期、雌花开放期9个阶段并对各个时期做了详细描述.但有关薄壳山核桃雌花发育的形态学方面研究尚不多见.本文选取目前主要栽培品种马罕(Mahan)为研究对象，采用石蜡切片法，对其雌花发育过程进行解剖学研究，探讨了雌花发育过程中外部形态与解剖结构之间的对应关系，进一步确认薄壳山核桃雌花芽分化的各个时期，为薄壳山核桃授粉品种配置及人工授粉提供参考.
全文HTML
-
试验取样地位于浙江省建德市更楼街道洪宅村，地理位置119°18′21″E，29°34′42″N，属中亚热带季风气候带，年平均气温16.9℃，海拔100~200 m，平均坡度25°，土壤为紫砂土且土层深厚，雨量丰沛，年均降雨量1 500 mm，四季分明，日照充足，年均日照总时数为1 760 h，无霜期254 d，试验地每年进行常规抚育管理.
-
选择立地条件，生长状况较为一致的健壮、无病虫害的12年生薄壳山核桃马罕(Mahan)品种为试验材料，从2016年3月15日至6月1日每隔3~5 d取样1次，每次剪取10~15个带有顶花芽的短枝，顶花芽取自树冠外围中部，装入自封袋内后立即放置于冰袋泡沫箱中带回实验室.从中取出15~20个花芽用FAA固定，固定时间24 h以上，制作石蜡切片，石蜡切片的制作参照叶创兴等[12]的方法，经脱水、透明、浸蜡、包埋、切片(Thermo HM 325切片机)、番红固绿染色、中性树胶封片等步骤制成切片(厚度7~8 μm)，Nikon DS-Ri2荧光显微镜镜检和拍摄.其余花芽用游标卡尺测量长度和宽度后置于-80℃的超低温冰箱中保存，用于对比外部特征变化.
1.1. 试验地概况
1.2. 材料与方法
-
根据花芽外部特征及显微镜镜检结果，可将薄壳山核桃雌花芽的发育过程大致分为4个阶段：分化初期、花序形成期、雌花总苞形成期、雌蕊形成和发育期.
分化初期：3月中旬，薄壳山核桃混合芽萌动并开始萌芽，新梢各节位腋芽不断增大，内部生长点顶端尖而小，花芽与叶芽为同源器官，此时花芽形态分化尚未开始，其形态特征与叶芽相同(图 1-1)，生长点逐步伸长生长，顶端变宽呈圆球状突起，花序原基高度和基部宽度随之增加，侧芽内节数增多(图 1-2).
花序形成期：4月上旬，顶端半球状突起下部进一步发育为花柄原基，上部分化为雌花原基.花柄原基由两个以上雌花原基构成，并将发育形成多个雌花(图 1-3).随后雌花原基发育明显顶端形成多个突起状小花原基(图 1-4)，随后花原基增大并呈椭圆状(图 1-5).
雌花总苞形成期：4月中旬，此时薄壳山核桃雌花发育加速，花原基上部进一步发育为总苞，总苞略呈四方形，中央部分为雌蕊原基.雌蕊原基进一步分化出胚珠原基(图 1-6)，该部分细胞具有小而致密的特点且细胞质较浓，切片染色较深.
雌蕊形成和发育期：4月下旬至5月中旬，此时小花进一步发育，体积增大，子房明显(图 1-7).顶端花柱呈嫩绿色表面具不规则突起，横切有明显的空心花柱(图 1-8)，随后柱头加深向两侧张开，逐渐呈倒八字形，并产生分泌物.胚珠发育迅速，珠心、珠被、珠柄及引导组织发育明显(图 1-9).珠心进一步发育形成胚囊(图 1-10).
-
薄壳山核桃雌花芽发育的不同阶段其内部解剖结构与外部形态特征均有一定的对应关系，外部形态特征与内部花芽发育具有一定的相关性(表 1)，通过外部形态的观察和内部解剖结构的对比，有利于确定各发育阶段的关键期，从宏观上了解雌花的发育进程(图 2).
2.1. 薄壳山核桃雌花发育各个时期及其形态特征
2.2. 薄壳山核桃外部形态及与解剖结构之间的相关性
-
薄壳山核桃花芽分化是一个连续过程，各相邻分化时期可能存在一定的重叠现象.本研究的结果表明，薄壳山核桃马罕(Mahan)品种雌花芽发育过程从3月中下旬开始到5月中旬基本完成，历时约45 d，整个过程可分为：分化初期(3月中下旬)、花序形成期(4月上旬)、雌花总苞形成期(4月中旬)、雌蕊形成和发育期(4月下旬至5月中旬)4个阶段，其花芽分化基本与黄有军等[10]、谷澎芳[13]的报道相似，但是自花序原基出现以后的各发育阶段时间均比山核桃的要稍早一些，且各个花期的分化始期、间隔时间也不规律.黄有军等[10]对浙江临安山核桃花芽分化进程的研究表明，山核桃雌花芽3月末开始分化，历时35 d左右；而谷澎芳[13]对浙江天目山地区山核桃花芽分化进程的研究表明，雌花芽一般在4月上旬开始分化，5月中、下旬雌花发育基本完成.这说明品种和环境条件不同可能会导致薄壳山核桃花芽发育进程的不同.
通常以季节或时期来判断花芽分化存在局限性，不够准确，多数研究结果认为花芽分化过程中外部特征变化与内部形态之间存在一定的相关性[14]，可以作为分化时期的判断标准.如高英等[15]对早实核桃(Juglansregia L.)的研究认为，雌花芽外部的变化可以直观反映内部结构的变化，为研究早实核桃花芽分化时期提供直观参考；黄有军等[10]认为可以通过外部形态特征判断山核桃雌花花芽的分化程度，以便确定取材时间.本文研究结果表明，薄壳山核桃雌花花芽发育过程中的外部形态特征与其解剖结构也存在一定的对应关系.当芽锈黄色并且小花原始体可见，则表明花芽总苞片原基分化；当小花出现，叶片完全展开时则表明胚珠原基形成；当柱头颜色加深则表示内部胚珠进一步发育，珠被、珠心、珠柄出现；当柱头颜色变为褐色则说明胚囊发育完成.因此依据薄壳山核桃的外部形态特征判断花芽分化发育阶段是可行的，可为花芽分化、人工授粉等相关研究的适时取材提供科学依据.