华南植物园在肉豆蔻科植物合生雄蕊柱发育研究

来源:http://www.020tL.com 作者:云顶集团简介 人气:100 发布时间:2019-09-22
摘要:相关研究结果已在线发表在国际学术期刊 Botany 上。 基部被子植物肉豆蔻科隶属于木兰目,其花单性,雌雄异株。其雄蕊数量变异大,合生成雄蕊柱,雄蕊柱的形态具有很高的多样性,

相关研究结果已在线发表在国际学术期刊Botany上。

基部被子植物肉豆蔻科隶属于木兰目,其花单性,雌雄异株。其雄蕊数量变异大,合生成雄蕊柱,雄蕊柱的形态具有很高的多样性,是该科分属的主要依据,对于研究被子植物花特别是雄蕊群的起源和进化也具有重要意义。

山毛榉科植物花的结构特点、壳斗的来源及属间分类意义

山毛榉科常为雌雄同株但为单性花。雄花是柔荑花序,花被 4~8 片,但经常合生而有覆瓦状排列的裂片,花被内有 4~7 或更多的雄蕊,有细长的花丝,但花药仅为 2 室而纵裂。雌花位于雄花序的基部,可能单生,或是二歧聚伞状的 3 朵雌花,其外就是总苞,有刺或鳞或毛;雌花花被合生而有 4~7 裂,且和下位子房合生,子房却有 2~6 室;可能有退化的雄蕊,子房内有 2 个胚珠。

壳斗的来源主要有二歧聚伞花序说和花被片说。前者认为壳斗起源于花序中不育花的花柄和不育的小花序轴,因而是轴/枝性器官;后者认为壳斗起源于外轮花被片和外果皮的复合,因而是叶性的器官。两种学说都缺乏形态发生上的证据,壳斗的来源仍未有较好的说法。

包围果实的壳斗由总苞增大、变坚硬而来,因而带有总苞的一些特征,如带刺或鳞,且在果实成熟时会有不同的开裂方式,在山毛榉科的各属间有不同表现,可以作为分类的依据。我国有 6 属,其中石栎属(柯属/椆属) 总苞为不完全封闭的杯状,其上有螺旋状或轮状排列的覆瓦状鳞片;栲属 总苞封闭而带针刺;栗属 总苞完全封闭且密生针状长刺;三棱栎属 的壳斗开裂,呈裂瓣状;栎属 的总苞有覆瓦状或宽刺状的鳞片;水青冈属 总苞具刺或瘤突。由上述各属壳斗的特性可见,单凭总苞与壳斗并无法将各属区分开来,如栲属与栗属的总苞均为相似的封闭带针刺型,石栎属与栎属的总苞可能同时有覆瓦状的鳞片。但当植物出现独特的性状,如栎属宽刺状的鳞片和水青冈属的瘤突时,壳斗可作为属间分类的有力辅助。

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中国科学院华南植物园植物科学研究中心博士生阳桂芳在导师徐凤霞指导下,对肉豆蔻科代表种的合生雄蕊柱发育及结构进行对比,研究发现该科合生雄蕊柱的起源变异大,其中央不育柱来源于花托组织,或者由花原基分生组织和药隔组织共同组成,或者由花托组织和雄蕊组成,表明合生雄蕊柱在肉豆蔻科不同属、种中的发育是不同的且独立演化的。滇南风吹楠(Horsfieldia tetratepala)多个雄蕊共用一个维管束,揭示雄蕊数量存在次生增长。

本报讯(记者朱汉斌 通讯员周飞)中科院华南植物园植物科学研究中心阳桂芳博士生在导师徐凤霞研究员指导下,对肉豆蔻科代表种的合生雄蕊柱发育及结构进行对比,研究发现该科合生雄蕊柱的起源变异大。相关研究日前在线发表于《植物学》。

中柱主要有原生中柱、管状中柱和真中柱。原生中柱通过髓化作用而发展为管状中柱,管状中柱再因为叶迹、枝迹的形成而被分割为多个维管束,因而成为真中柱

典型的花,在一个有限生长的短轴上,着生花萼、花瓣和产生生殖细胞的雄蕊与雌蕊。花由花冠、花萼、花托、花蕊组成,有各种各样颜色,有的长得很艳丽,有香味。

基部被子植物肉豆蔻科隶属于木兰目,其花单性,雌雄异株。其雄蕊数量变异大,合生成雄蕊柱,雄蕊柱的形态具有很高的多样性,是该科分属的主要依据,对于研究被子植物花特别是雄蕊群的起源和进化也具有重要意义,然而对于雄蕊柱的组成及起源,一直没有明确的认识。

科学家发现肉豆蔻科植物合生雄蕊柱的起源变异大

蕨类植物生活史

(孢子体世代): 合子 -> 配子体上长出孢子体 -> 孢子体脱离并成熟 -> 孢子囊释放孢子

(配子体世代): 孢子发育为配子体 -> 配子体产生配子 -> 配合成合子

花萼:花最外轮的变态叶,由若干萼片组成;常绿色,有离萼、合萼、副萼,有保护幼花的作用。

论文链接

《中国科学报》 (2017-01-09 第4版 综合)

被子植物有哪些基本特征

  1. 真正的花:由花被、雄蕊群和雌蕊群组成,其中雌蕊是心皮将胚珠包裹在子房内的结构;
  • 真正的果实:由子房(和花萼、花托及花序轴)发育而成,可保护种子及协助种子扩散;
  • 双受精作用:除受精卵外,胚珠中中央细胞的两个极核与两个精细胞中的一个结合,产生双倍体的胚乳;
  • 更发达的维管束:被子植物开始有导管、筛管、纤维,运输效率更高,支持能力更强;
  • 高度分化:孢子体组织分化更细致,适应性强,生活于各种不同环境中;
  • 营养方式多样:除了行自养的营养方式外,还常见寄生、半寄生、腐生,及捕虫植物和与细菌真菌共生;
  • 配子体进一步简化:雄配子体只有 2 到 3 个细胞,雌配子体不再出现颈卵器且只有7个细胞;
  • 传粉方式多样:除了风媒外,还有水媒、虫媒、鸟媒和蝙蝠,植物与动物传粉者间的共同进化使更多花型的出现;

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研究人员对肉豆蔻科代表种的合生雄蕊柱发育及结构进行对比,发现其起源变异大。中央不育柱来源于花托组织,或者由花原基分生组织和药隔组织共同组成,或者由花托组织和雄蕊组成,表明合生雄蕊柱在肉豆蔻科不同属、种中的发育是不同的且独立演化的。此外,该科的滇南风吹楠多个雄蕊共用一个维管束,揭示雄蕊数量存在次生增长。

大型叶和小型叶

小型叶是较原始的一类叶,无叶隙、叶柄,由枝干侧生;大型叶是较进化的叶,由顶枝起源,可分为叶柄、叶片两部分,有叶隙、叶迹,多具分支的叶脉。因而根据叶片的形态和结构即可划分,但最根本的依据是它们的起源不同,是叶片的两种演化类型。

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肉豆蔻雄蕊柱结构与发育

早期陆地植物的演化

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桑科植物花的结构类型,隐头花序结构在进化上的优越性和异花传粉的实现

桑科有同株或异株的单性花,花序类型十分丰富,包括柔荑、穗状、头状和隐头花序。

桑科榕属的隐头花序采用独特的传粉方式,与瘿蜂共同进化而实现专一、高效的异花传粉。在单性的雄花序中,雄花聚集在肉质内陷花序托的开口处,花序内壁上有较多不育的瘿花,柱头缩短且呈喇叭状开口可供瘿蜂产卵;当瘿蜂经过布满雄花的花序开口 进入其中以产卵于瘿花中时,身上必定带有花粉,若瘿蜂后来再寻找该种雄花以产卵时,会误入雌花序中而实现榕属同种间的异花传粉。

花冠:花第二轮的变态叶,由若干花瓣组成;常有各种颜色和芳香味。有离瓣花、合瓣花。可吸引昆虫传粉,并保护雄蕊、雌蕊。

思考题

热爱花艺的同学们,是否都清楚的了解花的形态与结构,布尔玛小百科带你一起回顾一下。

思考题

花托:是花梗顶端略膨大的部分,着生花萼、花冠等部分,有多种形状。

本书中基本上生活在水中的单子叶植物包括那几个科?并简述其特征

花被:花萼和花冠的合称。常分为两被花、单被花、无被花(裸花)三类。

如何看待虫媒与风媒植物,单性花与两性花,柔荑花序类与多心皮类

由被子植物的系统发育看,风媒、单性花、柔荑花序是较原始的特征,而虫媒、两性花和多心皮均是较进化的特征,但由于植物在环境压力下也会出现由复杂到简单的演化,因而对于某些植物而言,前者可能是来自后者的次生特征。所以,并不能片面地由性状判断植物类群的原始性,还必须经过全面、综合的考察。

花,具有观赏价值的草本植物,是用来欣赏的植物的统称,喜阳且耐寒,具有繁殖功能的短枝,有许多种类。

杨柳科杨属与柳属在花的结构上的区别

杨柳科为雌雄异株而有单性花,雄花与雌花均为柔荑花序,而杨属与柳属的花的结构的区别主要体现在苞片边缘、花被退化为的类型及雄蕊花序上。杨属的苞片条裂,花被退化为杯状花盘,雄蕊常多数而花序下垂;柳属的苞片边缘完整,花被退化为鳞片状的蜜腺,雄蕊常为 2 枚而花序直立。

花卉的形状千姿百态,大约25万种被子植物中,就有25万种的花式样。但是所有的花仍有共同的结构图式,它们的组成通常为:

大麻科与桑科植物有共同特征吗?作纤维用的大麻与提取毒品的大麻是同一种吗?

大麻科与桑科均有草本和藤本植物,叶可对生,花均为单性,雌花中子房均为上位且具 1 室 1 胚珠 2 花柱。

作纤维用的大麻与提取毒品的大麻均是大麻科大麻属中的寻常大麻(Cannabis sativa L.),只是以提取大麻碱的为寻常大麻的一个亚种(C. sativa subsp. indica)。

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松叶蕨的原始特征

  • 茎结构:原生中柱,木质部外始式,无髓;
  • 外观:二叉分支,没有叶片而只有突起;
  • 生殖:孢子囊厚囊性,孢子同形;

大多数植物的花都如上所述,同时具有雌蕊和雄蕊,这在植物学上称为“完全花”、“两性花”或者“雌雄同花”。不过,也有一些植物的花是“不完全花”或“单性花”,即只有雄蕊或雌蕊的花。此种情况下,如果雌花与雄花分别生长在不同的植株上,则称为“雌雄异株”。相反,如果单性的雄花和雌花同生于一植株,则称为“雌雄同株”。

蓼科植物具有基生胎座,中央子目的藜科、苋科亦具有基生胎座,为什么蓼科单独列为蓼目?

尽管蓼科与藜科、苋科一同具有基生胎座这一独特的生殖结构,但是由于它们在种子结构上的显著差异而被划分为不同的目。蓼科种子有丰富的胚乳,包围着胚;而藜科、苋科的外胚乳却反被弯曲的胚所包围,与蓼科形成鲜明的对比。同时,藜科、苋科植物的基生胎座被认为是由商陆科植物的特立中央胎座发展而来,不一定与蓼科植物的基生胎座同源。

雌蕊群:一朵花内所有雌蕊的总称。可由一个或多个雌蕊组成。组成雌蕊的繁殖器官称为心皮,包含有子房,而子房室内有胚珠(内含雌配子)。一个雌蕊可能由多个心皮组成,在这种情况下,若每个心皮分离形成离生的单雌蕊,即称为离心皮雌蕊,反之若心皮合生,则称为复雌蕊。雌蕊的黏性顶端称为柱头,是花粉的受体。花柱连接柱头和子房,是花粉粒萌发后花粉管进入子房的通道。

单子叶植物有哪些识别特征,大多数单子叶植物种子都有胚乳吗?

  有些植物的花单生于植株上,而有些植物的花则簇生于植株,对于后者而言,这些花若按照一定规律排列于花轴上,便形成了“花序”。在这一点上,必须要注意“花”的实际概念。从植物学角度看,一朵菊花或向日葵并不是一朵花,而是一头状花序,即由许多小花组成的花序,而且其中的所有小花都具有前文提及的结构。有些花具有辐射对称性,亦即如果其花被以任何角度通过中央轴线一分为二,所得的两半都是对称相等的,称为辐射对称花或整齐花,例如月季和桃花。还有些花只能按一个角度切得两个对称面,则称左右对称花或不整齐花,例如金鱼草和大部分兰花。

制定被子植物分类原则的依据

植物器官形态演化的过程由简单到复杂、由低级到高级,并可能有简化现象,而整个过程都是植物有机体适应环境的结果。

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厚囊性与胞囊性发育的特征

花在一个有限生长的短轴上,着生花萼、花冠和产生生殖细胞的雄蕊与雌蕊。花的各部分不易受外界环境影响,长期以来,人们都以花的形态结构作为被子植物分类鉴定和系统演化的主要依据。除了作为被子植物的繁殖器官,花还一直广受人们的喜爱和使用,主要用于美化环境、人际交往,而且还作为一种食物来源。也被多数文学者以花为媒,蔓为枝来描述花品寓意。

如何看待颤杨和无花果属的独木成林现象

雄蕊群:一朵花内所有雄蕊的总称,有多种类型,但每个雄蕊的结构如下:柱头、花药、花柱、花丝、花瓣、萼片、胚珠、子房、花托、花柄

原始花被纲与合瓣花纲是如何划分的

由花瓣的离合状态以及雄蕊着生的位置划分。原始花被纲的花较原始,花瓣离生,雄蕊着生在花托上;合瓣花纲的花瓣联合成花冠管,而雄蕊着生在花冠管上。

花梗:是连接茎的小枝,也是茎和花相连的通道,并支持着花。有长、有短、或无。

石松目和卷柏目的主要区别

在外形上,石松目的茎直立或悬垂,茎实心,叶上无叶舌;而卷柏目为平卧的草本植物,茎中皮层与中柱有巨大的间隙并由横桥细胞相连,叶腹面基部有叶舌。

生殖上,石松目孢子同形,配子体块状并在地下与菌丝共生;卷柏目分大、小孢子,其萌发均在孢子壁内进行且配子体极度退化。

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蕨类植物

蓼科植物的雄蕊的基本数目为 6 枚,但有时表现为不定数,为什么?

蓼科植物的雄蕊最基本的形态为内外两轮各 3 枚雄蕊,因而有 6 枚雄蕊。但由于外轮雄蕊可能一分为二而可能导致共有 9 枚雄蕊。这种两轮排列还可能因部分的分裂与退化而产生进一步的分化,如内轮一雄蕊的退化便导致 8 枚雄蕊、外轮雄蕊只有侧生的 2 枚雄蕊分裂而内轮 3 枚雄蕊退化则导致 5 枚雄蕊,类似的方式还可产生 4、7 枚雄蕊的现象,因而其雄蕊数可能在 4~9 之间不定。

孢子囊的特征和演化

蕨类的孢子囊由叶表皮细胞发育而来;由单个表皮细胞发育而来的为薄囊性孢囊,较进化,孢囊壁只有 1 层细胞,且具长柄;而由多个表皮细胞发育而来的则为厚囊性,较原始,孢囊壁为多层细胞,无柄。孢子囊可聚集成为孢子囊群,进化的种类有囊群盖,水生的种类还会特化为孢子囊果。有的孢囊壁增厚为形成环带,用于开裂并弹出孢子。

原始类群的孢子囊已有侧生(Zosterophyllophtes)顶生(莱尼蕨类)的区别。孢子囊侧生的 Zosterophyllophytes 发展为现代的石松类,保持侧生及厚囊性;孢囊顶生的莱尼蕨类发展为现存的木贼类(楔叶蕨类)真蕨类,还有不确定的松叶蕨类。楔叶蕨类孢子叶轮生于囊轴上,形成纺锤状的孢子叶球;真蕨类孢子囊聚集成孢囊群,有的有囊群盖,孢囊有环带;松叶蕨的 3 个孢子囊汇合生育孢子叶叶腋内。

被子植物

胡桃科植物花的特点,以及胡桃属与核桃属的区分

胡桃科植物雌雄同株,但花为单性。雄花是柔荑花序,花被与苞片连生,不规则地 3~6裂,雄蕊一般有 3 个。雌花为穗状花序或单生花,没有柄,有 1 或 2 枚小苞片,而花被与子房连生,花被有 3~5 处浅裂,子房是 1 室的下位子房,或有的为不完全的 2~4室,其中只有 1 个基生的胚珠,其上有 2 个羽毛状的花柱。

胡桃属与核桃属植物主要由果实区分。两者果实均为核果,但胡桃属的外果皮是肉质的(干后成纤维质,开裂不规则),却在坚硬的内果皮上有雕纹;核桃属的外果皮是较硬的木质,规则地 4 裂,果核平滑而有纵棱。

维管组织的演化意义

维管组织具有支持和输导的作用,这使植物可以在干燥的陆地上通过植根以从地下吸收水分,同时允许植物向上生长出高大并分支的茎叶系统以在上获得更多的光照。因此维管组织的出现是植物适应陆地生活的重要特征,是植物发展出高大的个体、在陆地上繁盛的基本条件。

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