板栗雄花序生长发育规律及雄花结构

　　《基层农技推广》PrimaryAgriculturalTechnologyExtension(月刊)2013年创刊，本刊立足农村基层，是一本面向基层农技推广人员和广大农民群众的电子期刊，为了落实党和国家对“三农”发展提出的方针和政策，及时宣传基层农技推广工作的新成果、新事迹、新人物、新风貌，展现农技推广人员的实践成果，加强农技推广经验的共享与交流。

　　通过对板栗雄花序的生长发育规律和雄花解剖结构观察，结果表明，同一枝条上基部雄花序首先形成，依次向上进行，同一枝条上从基部雄花序开始生长至最顶部一个雄花序发育完全需要50 d左右;同一个雄花序上，基部雄花簇首先开放，依次向上进行，而从基部雄花序开始开花至顶部雄花序完全开花需要20 d左右;一个雄花簇有雄花5～7朵，一般为单数，顶部一朵，下方四朵为两朵并列排列，同一雄花簇中最顶部一朵雄花最先开放，依次向下进行，并列排列的两朵同时开花;板栗雄花小孢子囊数量多，且发育进程有较大差异，表现为无限分化的趋势，小孢子囊两室，偶而有四室出现，内含大量花粉粒。总之，板栗雄花多，花粉数量大，开花散粉时间长，对于相对数量较少的雌花而言，是否为适应风媒传粉所需，有待进一步研究。

　　板栗为壳斗科栗属植物，原产于中国。板栗的适应能力极强，耐干旱，耐瘠薄，能在荒山、沙滩大量发展，且具有较高的营养和药用价值，使之成为中国很多山区种植业结构调整，实现农民增收致富的首选经济树种之一，被誉为“铁杆庄稼”[1]。生产上认为，板栗的雄花极多，雌花相对很少，雌花与雄花之比可达1∶2 000～1∶3 000[2]，而且板栗雄花序先于雌花形成，在营养分配、输导上不利于雌花的孕育，是限制板栗产量形成的关键因素，弄清板栗雌雄花分化和发育的规律及机理，调控板栗形成较多的雌花，对于提高板栗产量非常重要[3]。对于板栗花芽分化的过程前人已开展了一些研究，如任立忠等[4]指出板栗的花芽孕育期一般在6月中下旬至8月中下旬，雄花的形态分化可持续10多个月，而雌花只有2～3个月。白志英等[5]发现板栗雄花中有退化的雌蕊，并认为在花芽原基分化时，如果采取一定的措施，可以使之向两性花的方向发展，多产生结实花。张林平等[6]观察了板栗雌花簇分化的过程，也有不少学者研究了施肥及喷施激素等对雌雄比例的影响[7-12]。然而由于板栗芽的组成复杂，从冬前形成芽到第二年花序形成之间，从外在形态上是一个怎样的变化过程，以及其与内部结构的对应关系如何，都还不是很清楚。同时，对板栗雄花分化过程虽然有了一些研究[5]，但是成熟雄花的结构尤其是内部孢子囊的结构还报道很少，为此，通过对板栗花序发育过程进行观察，并通过石蜡切片技术研究了板栗成熟雄花内部孢子囊的形态结构，旨在为板栗雄花的发育及其与雌花簇形成的关系研究打下基础。

　　1 材料与方法

　　1.1 试验材料

　　板栗来源于黄州市新港三路橘子园内生长健壮的板栗树，定期对板栗雄花序发育规律进行观察统计并拍照记录，同时采集一定发育时期的板栗雄花序直接解剖通过体视显微镜观察其结构。

　　1.2 雄花及孢子囊结构的观察

　　采用石蜡切片法对雄花及孢子囊的结构进行观察。选择一雄花序基部尚未完全开花的雄花簇，将其从花序轴上用镊子小心地取下，并用FAA固定液固定24 h后进行乙醇梯度脱水，二甲苯逐级透明，石蜡包埋，Leica RM2145半薄切片机切片，苏木精-伊红染色，Nikon eclipse E200光学显微镜下观察花药内部结构，并用Tiger ProMedia系统摄像。

　　1.3 花药中色素吸收光谱的测定

　　选择包裹于花朵内部的花药100个，用镊子小心地将其取出，并用80%的丙酮研磨提取，用Agilent Cary 100紫外-可见分光光度计测定其吸收光谱。

　　2 结果与分析

　　2.1 板栗雄花序生长发育规律

　　观察结果表明，分化雄花序的芽冬前包裹在多层芽鳞中越冬(图1a)，3月上旬芽体开始萌动，芽鳞逐渐脱落，首先露出的是基部叶片的托叶，基部叶片托叶较大，紧紧包裹在叶片原基外侧(图1b)，3月中上旬可见叶片露出(图1c)，剥开托叶和叶片(图1d)可见叶腋处有小的突起状结构(图1e)，可能为雄花序原基，4月上旬可见基部雄花序伸出叶片(图1 f、1g)，并随着时间的推移依次向上进行，枝条顶部雄花序最后露出叶片，5月10日前后可见部分枝条基部雄花序的基部花簇开始露出花丝(图1h)，5月20日前后可见基部3～4个雄花序上雄花全部开放，完全开放的雄花花丝伸直，花药位于花丝顶端，露在整个花序的最外围(图1i)。每个结果枝上雄花序的数量5～13个不等，雄花序轴长5～25 cm，一般中部雄花序轴比基部和上部雄花序轴长，顶部几个雄花序基部可分化出雌花簇(图1i)。一个结果枝上从基部雄花序开始生长至最顶部一个雄花序发育完全需要50 d左右，而从基部雄花序开始开花至顶部雄花序完全开花需要20 d左右。

　　2.2 板栗雄花在雄花序上的着生规律及开花顺序

　　试验统计表明，板栗雄花5～7朵成一簇，组成聚伞花序，50～200个不等的聚伞花序着生在同一花轴上形成葇荑花序(图1h)。花序轴上一个花簇中雄花的朵数以基数和顶部较少，中间较多，平均一花轴有雄花500朵左右。雄花簇开花的顺序为从基部逐渐向上进行，顶部雄花簇最后开放，属于无限花序(图2a、2b和2c)，但也有极少数顶部花提前露出花丝(图2c 箭头所示)。同一个雄花簇中，顶部花最大，中部和基部花呈两两对称排列，中部两朵花体积大于基部两朵花，雄花簇中花朵的开放顺序与葇荑花序上花簇的开放顺序正好相反，顶端的最先开放，中部两朵花几乎同时开放且均先于基部两朵花开放(图3a)。

　　2.3 板栗雄花解剖结构

　　通过对单朵雄花进行解剖，可以看到每朵雄花有萼片6枚，无花瓣，萼片绿色，其上密生绒毛(图3b、3c)。花丝细长而透明，基部密生绒毛，花药淡黄色(图3d)，测定花药的有机溶剂提取液的吸收光谱表明内含有少量叶绿素(图4)。

　　对板栗雄花簇进行石蜡切片制片并平行于花序轴做横切，结果显示，板栗雄花为单被花，这与上述解剖镜下观察结果一致，同一花簇中相邻花朵之间由于相互挤压而使花朵呈不对称结构，顶端的雄花花药几乎都已露出花朵之外，在花被内侧看不到成熟小孢子囊，然而在花朵的基部却仍能看到少数尚未分化完全的小孢子囊，甚至还有一些刚突起的小孢子囊原基，可见是一个无限分化的过程，因此，每朵花中孢子囊数量是不确定的(图5)。

　　在只有少数花药伸出花朵之外的中部的雄花中观察到有许多小孢子囊(花药或花粉囊)，小孢子囊两室，呈近似椭圆形结构(图5)，同时在所观察的6个样本中(6朵不同雄花的切片)发现了有一朵花中有一个四室的小孢子囊(图5箭头所示)。