Page 35 - 《广西植物》2022年第10期

１０ 期 何爽等: 新疆阿魏雄性不育的细胞形态学研究 １ ６ ５ ３

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｆｅｒｕｌａ ｓｉｎｋｉａｎｇｅｎｓｉｓ ｉｓ ａ ｐｅｒｅｎｎｉａｌ ｈｅｒｂꎬ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｆｒｕｉｔｓ ｏｎｌｙ ｏｎｃｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｔｓ ｌｉｆｅ ｈｉｓｔｏｒｙꎬ ａｎｄ ｅｘｃｌｕｓｉｖｅｌｙ
ｈａｂｉｔａｔｅｄ ｉｎ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ｂｅｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｌｉｓｔ ｏｆ ｓｔａｔｅ ｒａｒｅ ａｎｄ ｅｎｄａｎｇｅｒｅｄ ｐｌａｎｔｓ Ｌｅｖｅｌ ２. Ｂｅｓｉｄｅｓ ａｎｄｒｏｍｏｎｏｅｃｙꎬ ｕｓｕａｌｌｙ ｆｏｕｎｄ
ｉｎ Ｕｍｂｅｌｌｉｆｅｒａｅꎬ ｐｌａｎｔｓ ｏｆ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｉｔｙ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅｉｒ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ. Ａｉｍｅｄ ｔｏ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ
ｉｎｄｕｃｉｎｇ ｉｔꎬ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｎ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｉｔｙ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｆｅｍａｌｅ ｆｌｏｗｅｒｓ ｗｅｒｅ
ｅｘｅｃｕｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｆｉｅｌｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｙｔｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｔｈｅｒ ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｆｅｍａｌｅ ｆｌｏｗｅｒｓ
ｗｅｒｅ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ ｐａｒａｆｆｉｎ ｓｅｃｔｉｏｎｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｆｅｍａｌｅ ｐｌａｎｔｓ ｇｅｒｍｉｎａｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ Ｍａｒｃｈ ａｎｄ
ｂｌｏｓｓｏｍｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｏｆ Ａｐｒｉｌꎬ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｆｒｕｉｔｓ ｍａｔｕｒｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ Ｍａｙꎻ Ｐｈｅｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｈａｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅｍ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ
ａｓ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ａｎｄｒｏｍｏｎｏｅｃｙ. (２) Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｐｌａｎｔꎬ ａｎｄ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｌｅｖｅｌ ｂｒａｎｃｈ ｏｆ ｆｅｍａｌｅ
ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ ｗｅｒｅ (７１.００±１０.９２) ｃｍꎬ (７１.６７±１７.６４) ｃｍꎬ ａｎｄ (２３.８３±２.０４)ꎬ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙꎻ Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｗｉｄｔｈ
ｏｆ ｂａｓａｌ ｌｅａｖｅｓ ｗｅｒｅ (３３.４１±１１.６３) ｃｍ ａｎｄ (２４.４７±８.６０) ｃｍꎻ Ｔｈｅ ｆｅｍａｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｄｒｏｍｏｎｏｅｃｙ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｉｎ ｓｉｚｅ
ｏｆ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅａｆ. (３) Ｏｎ ｆｅｍａｌｅ ｐｌａｎｔｓꎬ ｉｎｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｌｅｖｅｌ ｂｒａｎｃｈｅｓ ｗｅｒｅ ａｌｌ
ｆｅｍａｌｅꎬ ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｂｅａｒ ｆｒｕｉｔｓ ｗｈｏｌｌｙꎻ Ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｕｍｂｅｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅ (１３.２２±４.７０) ａｎｄ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｆｌｏｗｅｒｓ
ｉｎ ｔｈｅ ｕｍｂｅｌ (１２.０３± ２.３０) ａｎｄ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌｏｗｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅ (１５９.０８) ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｉｎ
ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ ｏｆ ｈｅｒｍａｐｈｒｏｄｉｔｅꎻＦｅｍａｌｅ ｐｌａｎｔｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｍｏｒｅ ｆｌｏｗｅｒｓ ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｓｅｔ ｆｒｕｉｔｓ ａｎｄ ｂｏｒｅ ｏｕｔ￣ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｓｅｅｄｓ ｏｆ
ｈｅｔｅｒｏｓｉｓ. (４) Ｉｎ ｆｅｍａｌｅ ｕｍｂｅｌｓ ｆｌｏｗｅｒｓ ｌｏｃａｔｅｄ ｔｉｇｈｔｌｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｆｌｏｗｅｒｓ ｗｅｒｅ ｓｈｏｒｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｉｎ ｂｏｔｈ
ｈｅｒｍａｐｈｒｏｄｉｔｅ ａｎｄ ｍａｌｅ ｕｍｂｅｌｓꎻ Ｆｅｍａｌｅ ｆｌｏｗｅｒｓ ｏｐｅｎｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｓｔａｇｅꎬ ｗｈｉｌｅ ｐｅｔａｌｓ ｏｆ ｂｏｔｈ
ｈｅｒｍａｐｈｒｏｄｉｔｅ ａｎｄ ｍａｌｅ ｆｌｏｗｅｒｓ ｆｏｌｄｅｄ ｒｅｖｅｒｓｅｌｙ. (５) Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｎｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｅｔａｌｓ
ａｎｄ ｐｉｓｔｉｌｓ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅｘｕａｌ ｆｌｏｗｅｒｓ. Ｂｕｔ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ (１.７９±０.３９ ｍｍ) ａｎｄ ｗｉｄｔｈ (１.１０±０.２１ ｍｍ) ｏｆ ｐｅｔａｌｓꎬ ａｎｄ
ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｓｔａｍｅｎｓ (０.６－１.３ ｍｍ) ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｆｅｍａｌｅ ｆｌｏｗｅｒ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｓｍａｌｌｅｓｔꎬ ｗｈｅｒｅ ａｎｔｈｅｒｓ ｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ａｎｄ ｎｏ
ｐｏｌｌｅｎ ｓｔａｉｎ ｗｅｌｌ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ. (６) Ａｂｎｏｒｍａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｔｈｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｓｔａｍｅｎ ａｐｐｅａｒｅｄ ｉｎ ｂｏｔｈ ｏｆ
ｐａｒｉｅｔａｌ ｃｅｌｌｓ ａｎｄ ｍａｌｅ ｇａｍｅｔｏｐｈｙｔｅｓ ｆｒｏｍ ｓｐｏｒｏｇｅｎｏｕｓ ｃｅｌｌ ｓｔａｇｅ ｔｏ ｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅ ｔｅｔｒａｄ ｓｔａｇｅ. Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎꎬ ｔｈｅ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｐｌａｎｔｓ ｏｆ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｉｔｙ ｉｓ ｓｉｍｉｌａｒ ａｓ ａｎｄｒｏｍｏｎｏｅｃｙꎬ ｂｕｔ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｒｅ ｑｕｉｔｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔꎻ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｅｍａｌｅ ａｎｄ ｈｅｒｍａｐｈｒｏｄｉｔｅ/ ｍａｌｅ ｆｌｏｗｅｒｓ ｉｎ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ
ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎꎻ ａｂｎｏｒｍａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐａｒｉｅｔａｌ ｃｅｌｌｓꎬ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｃｋ ｏｆ ｔａｐｅｔｕｍꎬ ｃａｕｓｅｄ ａｂｏｒｔｉｏｎ ｏｆ
ｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｆｅｍａｌｅ ｆｌｏｗｅｒ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｅｎｄａｎｇｅｒｅｄ ｐｌａｎｔꎬ Ｆｅｒｕｌａ ｓｉｎｋｉａｎｇｅｎｓｉｓꎬ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｉｔｙꎬ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙꎬ ｃｙｔｏｌｏｇｙ

植物雄性不育( ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｉｔｙꎬＭＳ) 是指被子植 不育基因所控制ꎮ 细胞质雄性不育属于母性遗
物有性繁殖过程中两性花因花粉败育、无法产生 传ꎬ因其易于保存而在杂种优势利用的实践活动
花粉而丧失雄性功能的遗传现象ꎮ 在显花植物中 中广泛应用ꎬ在作物的育种和选种工作中取得了
雄性不育广泛存在ꎬ现已在 ４３ 科 １６２ 属 ３２０ 种、 理想的生产效益( 黄晋玲和杨素英ꎬ１９９８ꎻ范彦君
６１７ 品种 / 杂种中被发现( Ｋａｕｌꎬ １９８８ꎻ 郝岗平等ꎬ 等ꎬ２０１７ꎻ石凤岩等ꎬ２０１８ꎻ王文然等ꎬ２０１９)ꎬ具有
２００３)ꎬ常由遗传物质变异、营养缺乏、环境刺激等 广阔的理论研究意义和应用推广价值ꎮ
内 / 外部因素引起(李泽福等ꎬ２０００)ꎮ 能够引发植 新 疆 阿 魏 ( Ｆｅｒｕｌａ ｓｉｎｋｉａｎｇｅｎｓｉｓ ) 是 伞 形 科
物雄性不育的因素多种多样ꎬ因而对于雄性不育 (Ｕｍｂｅｌｌｉｆｅｒａｅ)阿魏属(Ｆｅｒｕｌａ Ｌ.) 一种多年生一次

的分类也就有多种方式ꎮ 目前ꎬ研究成果较丰富、 结实的草本植物ꎬ是我国新疆的特有种ꎬ仅分布于
实际应用价值较高的植物雄性不育分类系统是按 新疆伊宁县拜什墩农场附近海拔 ７５０ ~ １ ２００ ｍ 的
照导致雄性不育的基因型组成来进行划分ꎬ将植 蒿属荒漠上( 中国科学院« 中国植物志» 编委会ꎬ

物雄性不育分为细胞质雄性不育( ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ ｍａｌｅ １９９２)ꎮ 作为药用阿魏植物之一ꎬ新疆阿魏植株分
ｓｔｅｒｉｌｉｔｙꎬＣＭＳ) 和 细 胞 核 雄 性 不 育 ( ｎｕｃｌｅｕｓ ｍａｌｅ 泌的具有特殊葱蒜样臭味的油胶树脂是药材市场
ｓｔｅｒｉｌｉｔｙꎬＮＭＳ) 两种类型ꎮ 其中ꎬ细胞质雄性不育 上必不可少的中药“ 阿魏”ꎬ具有截疟、消积、解毒
也称为核质互作雄性不育ꎬ是由来源于细胞核与 等功效ꎬ可用于治疗胃病、风湿病、消化不良等ꎬ具
细胞质的两套基因相互作用而产生植物的不育 有重要的药用价值ꎮ 同时ꎬ它还是新疆西部早春
性ꎻ与之相对的是细胞核雄性不育ꎬ它由细胞核的 草场上的牧草之一ꎬ具有一定的饲用价值( 沈观