于楷力，洪 國(guó)，金英花，吳松權(quán)，全雪麗

(延邊大學(xué) 農(nóng)學(xué)院， 吉林延吉 133000)

杠柳(PeriplocasepiumBunge)是蘿藦科(Asclepiadaceae)杠柳屬(Periploca)多年生蔓生性灌木，又叫羊奶子、羊角桃、羊桃，其根皮被稱為香加皮、北五加皮等[1-2]。杠柳具有耐蔭、喜光、耐瘠薄、耐寒、耐鹽堿等特性。由于根蘗性強(qiáng)，具有抗沙埋、抗風(fēng)蝕能力，固沙及水土保持能力都很強(qiáng)[3]。傳統(tǒng)中藥材杠柳的干燥根皮，有抗腫瘤、強(qiáng)筋骨、強(qiáng)心、祛風(fēng)濕等功效[4-5]。除此之外,杠柳還有殺蟲作用，可毒殺瓢蟲、菜青蟲、蚜蟲、小菜蛾和麥二叉蚜等[6-10]。近幾年，隨著杠柳藥理作用的不斷研究發(fā)現(xiàn)，杠柳莖皮活性成分含量較高的相關(guān)報(bào)道較多，使其市場(chǎng)需求量也隨之增加[11]。杠柳的莖葉光滑無(wú)毛，花紫紅色，形態(tài)奇特，觀賞效果好。在園林應(yīng)用上，宜作園林綠地、庭院及風(fēng)景區(qū)的假山、棚架、籬垣、木樁、林緣地帶垂直綠化，也可做地被材料[12]。

花作為植物的繁殖器官影響植物的傳粉、授粉和結(jié)實(shí)[13]?；ㄓ肿鳛橛^賞性狀，它的數(shù)量多少、花期的長(zhǎng)短和品質(zhì)的好壞是衡量其景觀價(jià)值的重要指標(biāo)[14-15]。而植物的花芽分化與開花的數(shù)量、開花的質(zhì)量和開花的時(shí)間密切相關(guān)，了解花芽分化過(guò)程及特點(diǎn)，是進(jìn)行雜交育種、花器調(diào)控等相關(guān)研究的基礎(chǔ)。

目前，關(guān)于杠柳的研究主要集中在藥理和化學(xué)成分方面，但在花芽分化相關(guān)研究很少。因此，本研究以杠柳花為試材，通過(guò)石蠟切片法對(duì)其花芽分化過(guò)程進(jìn)行觀察研究，為杠柳在園林栽培應(yīng)用上提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

2016年10月采自吉林向海濕地保護(hù)區(qū)杠柳植株的種子。采集地海拔高度為215 m，E122°15′07.20″，N45°01′32.64″。收集的試驗(yàn)材料在2017年5月播種在營(yíng)養(yǎng)缽上，等幼苗長(zhǎng)到10 cm左右時(shí)移栽到延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)田。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于吉林省延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)田，地理位置處于吉林省東部，海拔252 m，E129°28′31″，N42°54′47″，屬于中溫帶半濕潤(rùn)氣候區(qū)。根據(jù)延吉市氣象局資料，本地年平均氣溫為5.5 ℃，年平均降水量為479.0 mm，無(wú)霜期160 d，平均日照2 447.2 h。

1.3 試驗(yàn)方法

從2017年開始連續(xù)5年觀察其生長(zhǎng)節(jié)律，主要測(cè)量株高(隨機(jī)挑選10株，取平均值)。每年杠柳開花后調(diào)查開花數(shù)(任選10株，取平均值)、花期以及開花動(dòng)態(tài)。2021年6月，杠柳(生長(zhǎng)第5年)處于花期時(shí)(圖1、2)，采集不同發(fā)育階段的花芽，用FAA進(jìn)行固定，制作常規(guī)石蠟切片，徠卡RM2016輪轉(zhuǎn)式切片機(jī)進(jìn)行切片，切片厚度為10～12 μm。用番紅-固綠進(jìn)行雙重染色后，利用OLIYMPUS 光學(xué)顯微鏡觀察并拍照。利用Image J軟件測(cè)定不同發(fā)育時(shí)期花芽大小。

2 結(jié)果與分析

2.1 杠柳生長(zhǎng)節(jié)律和開花物候期調(diào)查

杠柳每年的株高變化如圖3。杠柳從種子播種開始的第一年只進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，并且生長(zhǎng)較緩慢，后期平均株高為18.96 cm；第二年同樣只進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，但生長(zhǎng)速度較快，平均株高能達(dá)到102.40 cm；第三年植株繼續(xù)長(zhǎng)高，平均株高達(dá)到123.00 cm，并且能產(chǎn)生花芽，但開花數(shù)量不多，平均開花數(shù)為36.7朵，沒(méi)有結(jié)果；第四年平均株高能達(dá)到156.00 cm，既能開花，又能結(jié)果，開花數(shù)明顯比前一年多，平均開花數(shù)為149.9朵，同時(shí)植株主莖莖尖呈現(xiàn)藤本性狀，并且產(chǎn)生很多分蘗；第五年繼續(xù)開花，植株繼續(xù)長(zhǎng)高，開花數(shù)更多，平均開花數(shù)能達(dá)到522.7朵，平均株高達(dá)到172.00 cm，藤本性狀越來(lái)越明顯(圖4)。

對(duì)第三、第四、第五年的花期調(diào)查結(jié)果如圖5。在延邊地區(qū)杠柳每年開花最早在5月末，花蕾期在5月末至6月初，始花期在6月初至6月中旬，盛花期在6月中旬至6月末，末花期在6月末至7月初，結(jié)果結(jié)實(shí)期在7月初到10月中旬。其中結(jié)果結(jié)實(shí)期時(shí)間最長(zhǎng)，能達(dá)到將近3個(gè)月。

2.2 杠柳花芽分化各階段解剖結(jié)構(gòu)特征

杠柳在5月下旬開始進(jìn)入花芽形態(tài)分化階段，花芽分化可以分為未分化期、分化初期、花萼原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期、雌蕊原基分化期和副花瓣原基分化期。

2.2.1 未分化期這個(gè)時(shí)期顯微解剖切片顯示，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)錐形態(tài)圓潤(rùn)，表面光滑，圓丘狀(圖版Ⅰ，A)。表面細(xì)胞排列密集，細(xì)胞小，但細(xì)胞核相對(duì)大，具備了分生組織的特征。

2.2.2 分化初期此時(shí)圓丘狀生長(zhǎng)錐寬度增加，生長(zhǎng)錐兩側(cè)陸續(xù)出現(xiàn)小花原基(圖版Ⅰ，B-C)。從形態(tài)上看，這時(shí)標(biāo)志著進(jìn)入生殖生長(zhǎng)狀態(tài)，過(guò)后杠柳植株開始進(jìn)行花部各個(gè)器官分化過(guò)程。

2.2.3 花萼原基分化期隆起的小花原基表面面積和體積逐漸變大，并且在生長(zhǎng)錐兩側(cè)出現(xiàn)隆起，就是花萼原基(圖版Ⅰ，D-E)?；ㄝ嘣饾u變大，包裹中部生長(zhǎng)錐。

2.2.4 花瓣原基分化期花萼原基分化一定階段，緊接著在內(nèi)側(cè)又出現(xiàn)新的隆起，即花瓣原基(圖版Ⅰ，F(xiàn)-G)?；ㄝ嘣突ò暝纬珊螅疾粩喾只L(zhǎng)，并向中心位置伸長(zhǎng)彎曲，包裹花芽中心的即將產(chǎn)生的雌雄蕊原基。

2.2.5 雄蕊原基分化期花萼原基和花瓣原基繼續(xù)生長(zhǎng)分化，在花瓣原基內(nèi)側(cè)出現(xiàn)隆起，即雄蕊原基(圖版Ⅰ，H-J)。雄蕊原基形成后生長(zhǎng)迅速，趕上花瓣的生長(zhǎng)速度，大小相差不大(圖版Ⅰ，J)。之后花瓣原基進(jìn)入生長(zhǎng)迅速階段，僅僅包裹著雄蕊原基。雄蕊原基形成后，首先分化形成的是花藥原基，花絲原基形成較晚(圖版Ⅰ，K-P)。

2.2.6 雌蕊原基分化期當(dāng)雄蕊原基分化成花藥，花藥進(jìn)入孢原細(xì)胞時(shí)期，在雄蕊原基的內(nèi)側(cè)觀察到兩個(gè)小隆起，即雌蕊原基(圖版Ⅰ，K)。雌蕊原基形成后進(jìn)入生長(zhǎng)分化階段，最后達(dá)到與雄蕊相同高度(圖版Ⅰ，M-N)。隨著生長(zhǎng)分化，雌蕊原基的兩個(gè)小隆起，慢慢并在一起(圖版Ⅰ，N)，逐漸分化出柱頭、花柱和子房(圖版Ⅰ，O-R)。雄蕊的花藥原基僅僅包裹著雌蕊，柱頭膨大，花柱很短，子房下位。

2.2.7 副花瓣原基分化期杠柳的花芽除了以上器官以外，花瓣內(nèi)側(cè)還有副花瓣器官，經(jīng)過(guò)解剖觀察發(fā)現(xiàn)，副花瓣原基分化時(shí)期出現(xiàn)較晚，大約在雌蕊原基分化后期在花瓣的內(nèi)側(cè)出現(xiàn)小隆起，即副花瓣原基(圖版Ⅰ，P)?；ㄑ块_放之前，副花瓣的生長(zhǎng)較緩慢(圖版Ⅰ，R)。

2.3 杠柳花芽各分化階段對(duì)應(yīng)的花芽大小

杠柳的雌雄蕊均為向心式發(fā)育，雄蕊比雌蕊先發(fā)育?；ㄑ啃螒B(tài)不同分化階段與花芽的大小對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。從表1的花芽長(zhǎng)度和寬度大小可知，花芽最初的形態(tài)為扁圓形，長(zhǎng)度短，寬度大；當(dāng)雄蕊原基分化后，花芽變長(zhǎng)，長(zhǎng)度比寬度大。雄蕊原基形成后的一段時(shí)間只進(jìn)行伸長(zhǎng)分化生長(zhǎng)，當(dāng)雌蕊原基形成之前，雄蕊原基分化形成的花藥進(jìn)入小孢子母細(xì)胞時(shí)期、減數(shù)分裂時(shí)期，而且維持一定時(shí)間，直到雌蕊各部位器官分化之前。當(dāng)杠柳花芽形態(tài)完全分化成熟時(shí)，雄配子體處于四分體時(shí)期，此時(shí)花芽長(zhǎng)度大約在2.223～3.289 mm，寬度約在1.910～2.985 mm。

表1 杠柳花芽形態(tài)分化階段對(duì)應(yīng)的花芽大小

2.4 杠柳單花開放動(dòng)態(tài)

杠柳的花芽為綠色，從花芽狀態(tài)逐漸膨大后進(jìn)入開放狀態(tài)。杠柳單花的開放狀態(tài)如圖6～7。從花芽的形成到即將開放大約需要10～14 d。之后花朵開放，花瓣打開，露出雄蕊和雌蕊。圖6～7的A～F的記錄時(shí)間為每隔1 h的開放進(jìn)展，G～H的記錄間隔時(shí)間為4 d。杠柳單花花期(花芽的形成至花朵枯萎)為18～23 d不等，而單花的開放時(shí)間(即將開放到完全開放，即圖6～7中的A～F)很短，6～8 h。

3 討 論

在吉林延邊地區(qū)，杠柳種子萌發(fā)后第一年和第二年主要進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，第三年能形成花芽，進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期，但僅開花，不結(jié)果，開花數(shù)也少。第四、五年開花數(shù)越來(lái)越多，也能結(jié)果結(jié)種子。杠柳的株高隨著年份增加逐漸升高，在第四年開始出現(xiàn)藤本性狀。

植物的花芽形成過(guò)程是一個(gè)極其復(fù)雜的形態(tài)分化和生理過(guò)程。掌握植物花芽分化的詳細(xì)進(jìn)程能夠?yàn)橹参锏幕ㄆ谡{(diào)控、雜交育種、生產(chǎn)栽培提供重要的科學(xué)依據(jù)[16]。國(guó)內(nèi)外大多研究報(bào)道認(rèn)為，花芽形態(tài)分化可分為未分化期、花芽分化初期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期和雌蕊原基分化期6個(gè)時(shí)期[17-18]。花芽分化時(shí)其順序是由外向內(nèi)進(jìn)行，比如最初分化花萼原基，之后依次是花瓣、雄蕊、雌蕊。杠柳的花芽分化幾乎符合這個(gè)規(guī)律。唯一特殊的是花瓣內(nèi)側(cè)副花瓣的分化順序，它是在雌蕊原基形成后不久形成，分化較晚?；ㄑ糠只艿綔囟鹊目刂?，達(dá)到一定的溫度進(jìn)入花芽分化階段，而且不同植物花芽分化所需的溫度是有差異的。本研究發(fā)現(xiàn)在延邊地區(qū)杠柳花芽分化較早，5月末至6月初進(jìn)入花芽分化階段，說(shuō)明花芽分化需要的溫度較低。本研究豐富了杠柳花發(fā)育的理論基礎(chǔ)，也為杠柳資源開發(fā)利用提供重要的參考價(jià)值。