被子植物的花是所有器官中結構最穩定的部分,是植物分類和系統學研究的基礎,是植物進化和發育研究的核心。但即使在當今分子生物學占主導的年代,人們對于花的多樣性的認識還僅基于成熟花的單有形態,對于花部細微部分的發育所反映的重大理論性問題模糊不清。花器官從發育早期到成熟的不同階段其實蘊含了非常豐富的分類、系統和進化發育信息,掃描電鏡的運用使人們對花部多樣性的認識上升到新的高度。
武漢植物園系統與進化植物學組博士生張紫剛和科研人員孟愛平分別對葉下珠科(浙江葉下珠)和防己科(千金藤屬)植物的花器官進行了觀察和研究。珠心喙是某些被子植物胚胎珠孔端向外突出的部分,以前一致認為珠心向外延展生長形成后,靠近珠孔塞并和花粉管接觸,從而協助受精作用完成。葉下珠的研究顯示珠心喙是整個花器官發育的最終階段,其原基殘留才是喙部形成的真正原因。
被子植物花的對稱性基本包含輻射對稱和兩側對稱兩種形式,其相互轉換以及所代表的系統發育和演化方向長期以來是系統與進化植物學研究中的重要課題。千金藤屬是真雙子葉植物基部核心類群防己科中唯一同時具有輻射對稱和兩側對稱的植物。研究表明,輻射和兩側對稱在系統樹上顯現為清晰的兩支,花部器官的減少和融合導致了輻射對稱和兩側對稱的轉換,花部的簡化基本代表了植物演化的方向。
這兩項研究內容分別以Floral development of Phyllanthus chekiangensis (Phyllanthaceae), with special reference to androecium and gynoecium和Floral Development of Stephania (Menispermaceae): Impact of Organ Reduction on Symmetry為題發表在系統與進化領域主流期刊Plant Systematics and Evolution和International Journal of Plant Sciences上。
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浙江葉下珠珠心喙的形成過程


(系統與進化植物學組)