墨西哥山柑科内寄生属Pilostyles三种植物的花部形态解剖与花粉管发育比较研究

《Annals of Botany》：Comparative floral morphoanatomy and the progamic phase reveal conserved reproductive organization in Pilostyles (Apodanthaceae)

　　

摘要

背景与目的

不同的生殖系统可能与花部结构和生殖功能的差异有关。在内寄生属Pilostyles（Apodanthaceae，山柑科）中，生殖系统从单性异花授粉到雌雄同株闭花授粉都有。然而，尚不清楚这些系统差异是否与花部组织和花粉管途径有关。我们比较了墨西哥Pilostyles属三个物种的花部形态解剖和花粉管发育，以描述花部组织和生殖功能的异同。

方法

使用光学显微镜、共聚焦显微镜和扫描电子显微镜，结合组织化学分析，在生殖前期阶段对Pilostyles maya、P. mexicana和P. thurberi的花粉管途径进行了表征。

主要结果

尽管生殖系统存在差异，三个物种共享了高度保守的花部组织结构，包括副花冠、中央生殖柱、传粉组织、单心皮子房、侧膜胎座、裂生珠柄和倒生双胚珠。花粉管途径也高度保守，花粉管从柱头通过传粉组织经珠孔到达胚珠。在P. maya的闭花授粉花中，花粉管遵循额外的路径，在开裂的花粉囊中萌发，并通过柱头直接生长进入传粉组织，这与花内自主自交一致。组织化学分析证实了P. mexicana和P. thurberi的雄蕊分泌细胞和蜜盘的活性，而在P. maya的蜜盘中未检测到分泌活性。

结论

三个Pilostyles物种揭示了不同的生殖系统，这些系统与花部组织或花粉管引导的明显修改关系不大。尽管生殖特征存在差异，这些物种共享了用于花功能的高度保守的结构框架。本研究首次全面表征了Pilostyles生殖前期的花粉管途径，并为内寄生被子植物的生殖多样性和功能提供了新的见解。