3种类型浙江红山茶的花粉形态学研究

魏兆兆，谢 云，孟 辉，关玉梅，吴窈窈

（1.浙江农林大学风景园林与建筑学院，浙江 临安 311300；2.浙江农林大学天目学院，浙江 临安 311300）

浙江红山茶Camellia chekiangoleosa又名红花油茶，是山茶科Theaceae山茶属Camellia中的一个特有种，兼有“山茶花”和“油茶果”双重优点[1-2]。其适应性较强，抗寒性高，在野生状态下能够正常生长发育，且在浙江丽水的庆元、龙泉、景宁、云和、青田、遂昌、松阳、缙云、仙居、平阳、泰顺、文成及开化等市县山区，江西的永新、南丰以及福建的建宁等地均发现有野生种存在。由于受不同环境因素的影响，这些地区的浙江红山茶在树型、花色、叶形、果形等方面产生了很多变异类型[3]。本研究依据花瓣颜色的差异将浙江红山茶划分为3种类型：白花型、浅红花型和深红花型，其中白花型仅发现2株，浅红花型和深红花型相对较多，3种类型分别取2株的花粉作为研究对象。花粉的形态特征受基因的控制，具有高度的遗传保守性和稳定性，为植物起源、演化及亲缘关系的研究提供重要依据[4]，同时也是解决某些植物在分类系统中地位问题的重要特征之一。目前，国外对山茶属植物花粉形态的研究未见报道， 国内对山茶属的一些种[5-8]， 云南山茶 Camellia reticulata 及其近缘种[9]， 茶树Camellia chiensis[10-11]，及耐冬山茶Camellia japonica[12]等的花粉形态已有研究，关于不同类型间花粉形态的研究也有报道[13]，但是对浙江红山茶不同类型间花粉形态的研究还未见报道。该研究就调查的3种变异类型进行特征描述和扫描电镜观察，为山茶属植物的系统研究和浙江红山茶的分类提供孢粉学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

在野生浙江红山茶的盛花期，根据花瓣颜色的不同采集了3种类型的成熟花粉作为研究材料见表1。

表1 3种类型浙江红山茶花粉扫描电镜实验材料Table1 SEM pollen experimental materials of three types of Camellia chekiangoleosa

1.2 方法

各种类型采集5朵花，用镊子取出其中的花药放入硫酸纸袋中，在室温下干燥24 h后置于-4℃的冰箱中低温保存。扫描电镜制样，将花粉均匀撒布在贴有双面胶带的金属载物台上，用常规真空喷镀法喷金3～4 min后，置于岛津SS-550型扫描电镜（工作电压15 kV）下观察。经观察，选取有代表性的视野，放大500倍观察花粉粒的群体形态，2000倍观察花粉个体形态，5000倍观察花粉表面纹饰，并分别进行显微拍摄，表面纹饰摄影取赤道面中部。测量花粉粒极轴长、赤道轴长（取样n=10），以常见值（最小值～最大值）表示花粉粒的大小，极轴与赤轴比表示花粉粒形状。

2 结果和分析

2.1 3种类型浙江红山茶的形态特征

形态性状的鉴定和描述，是种质资源研究的最基本的方法，形态性状数据是种以上或种内分类不可缺少的重要依据之一。本实验通过调查访问和实地测量等方法对3种类型浙江红山茶的形态特征进行了描述，见表2。

表2 3种类型浙江红山茶的形态特征Table2 Morphological characteristics of three types of Camellia chekiangoleosa

2.2 3种类型浙江红山茶的花粉形态特征

通过扫描电镜观察（表3和图1），可以看出：3种类型浙江红山茶花粉平均极轴长都在50μm以上，最长为60.2μm，最小的为43.6μm，根据G.Erdtman的标准[14]，属于大粒型的花粉粒。花粉的赤道轴长为18.8～41.3μm，其中类型J-1（白花型）最小为18.8μm，而类型J-3（深红花型）中最大的达到41.3μm，其余大部分在26.0μm左右。按G.Erdtman的花粉整体形状分级长球形（P/E为2.00～1.14）或超长球形（P/E＞2.0），表3中得出3种类型的P/E值均＞1.7，因此3种类型花粉粒的形状为长球形或极长球形。

浙江红山茶的赤道面观通常为长椭圆形，从表3可看出，类型J-1和类型J-2均与前人的研究一致，但是类型J-1存在个别的变异形状，如三角形（图1-4），近球形（图1-5），嵌合形（图1-6）等。而类型J-3有2种形态，分别为长椭圆形或卵圆形，且以卵圆形为主（图1-11）。极面观主要有2种形态，类型J-1多为三裂正三角形（图1-1），类型J-2和类型J-3为三裂近圆形。

2.3 花粉的萌发孔形态和外壁纹饰的特征

3种类型的花粉萌发孔都为三孔沟，但类型J-3的沟有些具有颗粒状的突起物或赘物（图1-11）。从图1可以看出，类型J-1和类型J-3的花粉外壁纹饰都为皱沟状，而类型J-2的外壁纹饰为皱沟-颗粒状（图 1-9）。

表3 3种类型浙江红山茶的花粉形态特征Table3 Main characters of the pollen morphology in three types of Camellia chekiangoleosa

图1 扫描电镜下的花粉形态Figure1 Pollen morphology under scanning electron microscope

3 讨论

3.1 浙江红山茶原种与3种类型间的花粉形态特征比较

目前，关于浙江红山茶花粉形态的研究报道很少，倪穗[15]在红山茶组系统学的研究中得出浙江红山茶的花粉形状为长球形，极面观三裂正三角形，赤道面观为梭形至卵球形，P/E=1.58，萌发孔为3孔沟类型，外壁纹饰为颗粒状、有疣粒。而本研究3种类型的野生浙江红山茶的花粉形状为极长球形或长球形，P/E值在1.7以上，极面观为三裂正三角形或近圆形，赤道面观为长椭圆形或卵圆形，外壁纹饰为颗粒状或皱沟状，与倪穗的研究在很大程度上有相似之处。这些形态性状表明了该物种的自然属性，说明它是一个自然类群。

3.2 花粉形态特征对浙江红山茶类型分类的意义

3种类型浙江红山茶的花粉形态特征有一定的差异，主要表现在花粉粒的极轴长、花粉粒的赤道轴长、外壁纹饰等方面，这与倪穗[15]研究得出红山茶组种间花粉形态差别主要表现为外壁纹饰和花粉大小的结果一致，可将它作为浙江红山茶类型间分类的依据之一。

3.3 3种类型浙江红山茶花粉形态与传统形态分类的关系

在山茶的传统形态分类学中，常将花瓣颜色作为分类的一级标准。本研究对所收集的3种类型的浙江红山茶进行了传统的形态分类学和孢粉学研究，2种方法的分类结果基本一致，即以花色划分的类型通过花粉形态的差异也可将它们进行区别。但是，观察发现花粉形态特征与花瓣颜色差异没有直接的联系，比如类型J-1（白花型）和类型J-3（深红花型）它们的颜色差异很大，却有相似的花粉外壁纹饰特征及萌发孔类型。

3.4 3种类型浙江红山茶花粉演化趋势分析

Walker[16]认为，最原始的被子植物的花粉是光滑的，且有无定形的外壁；束际林等[11]在山茶属植物花粉的研究中也得出，红山茶组及较原始的茶组外壁纹饰为光滑型，而较进化的茶组外壁纹饰为粗糙型且形成皱网状。根据上述观点，可得出类型J-3为相对原始的类型，类型J-1和类型J-2为相对进化的类型，这一观点与形态学所指的方向基本一致。

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