药用植物曼陀罗开花习性及花器形态观察

权赫根，于楷力，洪 国，赵 洋，哈 洋，全雪丽

(延边大学 农学院，吉林 延吉 133002)

茄科曼陀罗属植物在全世界分布有14个种，在中国分布有4个种[1]。有些物种在英国等欧洲国家作为花卉植物[2-3]，在印度等国家被作为药用植物[4-5]。曼陀罗Daturastramonium是曼陀罗属的1年生草本植物，全国各地都有分布，大多为野生。曼陀罗的花、叶、种子均可入药，具有平喘、止咳、镇痛、麻醉等作用。还有杀鼠、杀虫、杀菌、除草等生物活性，在植保领域具有广阔的应用前景。曼陀罗研究目前主要集中在化学成分、药理和医学方面[6-8]，缺少生殖生物学方面的内容。本试验以曼陀罗为试验材料，调查开花习性、花粉活力、柱头可授性等，为其系统学研究提供重要资料。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验材料为种植在延边大学农学院试验田的曼陀罗植株。

1.2 方 法

1.2.1 曼陀罗开花习性及花器形态调查

开花习性主要调查现蕾期(花蕾开始出现)、始花期(开花数在20%左右)、盛花期(开花数在80%左右)、成熟结果期(果实出现到结果数在80%左右)和枯萎期。花器形态调查主要是在曼陀罗开花盛期，剪取不同大小新鲜花朵，调查花器各部位大小、形态及颜色变化。

1.2.2 花粉活力及柱头可授性测定

选取4个不同发育阶段(花瓣即将露出花萼、花瓣已露出花萼、花朵开放时期、花朵萎蔫时期，以下简称为A、B、C、D)的花粉，采用TTC法染色，测定其花粉活力。有生活力的花粉都会被染成红色，活力一般的花粉被染成粉色，无活力的花粉呈无色。花粉活力=(被染花粉数/总花粉数)×100%。每个发育阶段测定花粉活力时重复3次。剪取柱头，依次放在载玻片上，滴加联苯胺-过氧化氢溶液1～2滴，4～5 min后观察柱头可授性。根据气泡的多少确定可授性的强弱。若有大量白色气泡出现，说明柱头具有强的可授性，否则可授性弱。

1.2.3 果实性状调查

在果实成熟期，选具有代表性的5株植株，用种子袋分别采收植株上全部果实，并拿回实验室进行果实性状调查，包括单株果实数、单株果实质量、单果质量、果实心皮数、单果种子数、果实长度和宽度、种子百粒质量等。

2 结果与分析

2.1 曼陀罗开花习性及花器调查

曼陀罗现蕾期出现较早，5月已有个别花蕾出现，但花蕾期比较集中时期为6月到7月中旬。始花期为7月中旬到8月初，盛花期为8月，成熟结果期为8月末到9月末。10月初开始进入枯萎期。

曼陀罗处于开花盛期时，剪取不同大小新鲜花蕾并立刻带回实验室进行花器形态调查。调查结果见图版Ⅰ和表1。

注：1为盛花期曼陀罗；2为不同大小曼陀罗花蕾；3为去掉花萼后的花蕾；4为去掉花瓣后的内部结构。

表1 曼陀罗花器形态调查结果 cm

从图版Ⅰ可知，曼陀罗的花萼开始为绿色，随着花的发育最后变成淡黄色，当花蕾长到4.7 cm左右时，花瓣从花萼内部露出(图版Ⅰ 2)。花瓣的颜色由最初的黄绿色变为黄色，再变为最后的浅黄色(图版Ⅰ 3)。每朵花的花瓣内部有5枚雄蕊和1枚雌蕊(图版Ⅰ 4)。花药颜色一直没有大变化，开始为淡黄色，最后成熟开裂时带浅褐色。花药最长1.0 cm，之后随着开裂长度有所变短。花丝伸长非常迅速，从1.0 cm开始飞速伸长至6.0 cm。当花蕾长9.0 cm左右时，内部花药已经开裂。花丝底部与花瓣内侧粘连。雌蕊比雄蕊长，柱头小，花柱长。子房小，表面有很多毛刺，子房上位。花柱与花丝一样伸长迅速。柱头黄绿色，花柱接近乳白色，子房淡绿色。

2.2 曼陀罗花粉活力及柱头可授性测定

从表2可以看出，A发育阶段(花瓣即将露出花萼)的花粉平均活力为53.47%，且被染成红色的花粉数量少。B、C和D发育阶段间虽然没有显著差异，但B发育阶段染成红色的花粉数最多，说明其花粉数量相对较多，活力强。C和D发育阶段虽然花粉活力高，但染成红色的花粉数低，说明活力强的花粉没有B发育阶段多。总之，花粉活力最强的阶段为B发育阶段，即花瓣刚从花萼露出时期。此外，从表1还可以发现，A发育阶段没有产生气泡，说明花瓣露出花萼之前的柱头没有可授性。而B和D发育阶段柱头产生了一些气泡，有一定的可授性，而C发育阶段柱头表面产生了大量的气泡，说明这个时期柱头具有很强的可授性。

表2 曼陀罗花粉活力测定结果及柱头可授性

2.3 曼陀罗果实特性

从表3可以看出，每株曼陀罗产生的果实数为78～131个，平均果实数为98个。不同单株间果实质量差异较大。单果质量差异不大，平均单果质量为4.713 g。果实心皮数大部分为4个，均等，极个别有6个心皮。果实平均长度为3.48 cm，平均宽度为2.52 cm。每个果实内平均有种子508粒。种子黑色，圆肾形，种子百粒质量为0.65 g。

表3 曼陀罗果实特性调查结果

3 结论与讨论

曼陀罗始花期为7月中旬到8月初，盛花期8月，成熟结果期8月末到9月末，10月初开始进入枯萎期；花瓣即将露出花萼发育阶段花粉活力最低，为53.47%，花瓣已露出花萼、花朵开放时期和花朵萎蔫时期之间，花粉活力无显著差异，而花瓣已从花萼露出时期染成红色的花粉数最多，说明这时期的花粉活力最强。柱头可授性结果表明，在花朵开放时期柱头具有很强的可授性。

每株曼陀罗产生的平均果实数为98个，平均单果质量为4.713 g。果实心皮数大部分为4个，均等。果实平均长度为3.48 cm，平均宽度为2.52 cm。每个果实内平均种子数为508粒，种子平均百粒质量为0.65 g。

植物花粉活力大小一方面由环境因素决定，还有一方面是由植物本身遗传基因所决定[9]。有些植物的花粉活力维持时间短，有些植物的花粉活力维持时间长，如海枣的花粉活力可维持数月，棉属的花粉超过24 h没有1粒存活，茄的花粉只能存活1天[10]。对曼陀罗花来说，花粉活力已经在开花之前具备(花瓣在花萼内还没露出时期)，只是活力不高，之后的即将开放、花朵开放到萎蔫期一直具有较高的活力，这种长时间保持活力的优势为曼陀罗杂交育种提供技术保证。曼陀罗柱头可授性在花朵开放时期最强，可为今后遗传育种工作提供参考依据。