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植物比较胚胎学

[拼音]:zhiwu bijiao peitaixue

[外文]:compartive embryology of plant

比较分析各类植物胚胎特征,以探讨不同分类单位植物的亲缘关系的植物胚胎学分支学科。

植物比较胚胎学是20世纪初,在描述胚胎学的基础上发展起来的。奥地利植物胚胎学家K.施拉夫于1929,1931,1933年对被子植物和裸子植物的胚胎学研究分别作了经典总结,为植物比较胚胎学奠定了基础。1950年美国植物胚胎学家D.A.约翰森概括了被子植物胚胎发生的规律和类型;印度植物胚胎学家P.马赫什瓦里提出了12个对确定被子植物类群具有重大价值的胚胎学特征。1955年英国植物形态学家C.W.瓦德洛对各类群植物的胚胎发育作了扼要的分析。澳大利亚植物胚胎学家G.L.戴维斯1966年系统地收集了关于《被子植物系统胚胎学》的研究文献,并分科属作了扼要的叙述。1976年苏联植物胚胎学家В.А.波杜布娜亚-阿诺尔迪,1978年印度植物胚胎学家H.辛格,又先后总结了这方面的较新成就。

100多年的研究证明,在被子植物分类上有价值的胚胎特征有:

(1)花药和花粉:包括小孢子囊数目,药壁发育类型;药室内壁与毡绒层;小孢子形成与四分体类型;雄配子体发育。

(2)胚珠:包括胚珠类型;珠被及其附属物;珠被毡绒层;维管组织与珠心。

(3)大孢子与卵的发生:包括孢原组织;四分体类型;有效大孢子的位置;大孢子的发生与雌配子体发育图式;成熟雌配子体与吸器等。

(4)受精(植物)与胚胎发生:包括花粉管的生长途径;胚乳类型;胚胎发育类型;珠心组织的命运;种皮的来源与结构。

(5)无融合生殖和多胚现象等。运用胚胎学资料解决分类问题的例子很多。柳叶菜科的植物全部为单孢4核胚囊,经研究发现菱属(Trapa)植物为8核胚囊,考虑到该属与本科植物在胚胎发育方面有许多不同特点,因而把菱属从柳叶菜科中分出,单独成立新科──菱科。一般认为,至少对于某些性状来说,一种占优势的类型代表基本的或较原始的方面,而其余则是衍生的或特化的。下列胚胎学性状是比较原始的表现:花粉具4个小孢子囊;2细胞花粉;倒生胚珠;2层珠被;厚珠心胚珠,具复孢原,蓼型胚囊;合点端大孢子具功能;不具珠被毡绒层等。

对裸子植物的胚胎学研究表明,下列特征对探讨裸子植物系统演化具有重大意义:

(1)雄配子体发育:包括花粉形态;传粉时细胞数目; 结构。

(2)雌配子体发育:包括雌配子体游离核分裂次数;颈卵器数目;颈卵器的结构和位置;是否具腹沟细胞或核。

(3)原胚:包括原胚游离核数目;原胚发育类型;有无裂生多胚。

(4)成熟胚:包括子叶数目,成熟胚的结构等。裸子植物雌雄配子体和原胚发育的演化一般是从复杂趋向简单。例如就原胚游离核分裂次数而言,由苏铁和银杏的10次与8次,到南洋杉和部分罗汉松减少至6次与5次,杉科和柏科植物为3次。

从20世纪60年代开始,植物胚胎学的研究应用了新的细胞生物学技术,有些工作深入到超微结构和分子生物学的水平,并且由于边缘科学之间的相互渗透,比较胚胎学的研究范围也在逐渐发展和扩大,包括结构和功能的关系、胚胎发育的生理与生化基础以及个体发育与系统发育研究等。

参考书目

C.W.Wardlaw, Embryogenesis in Plants, Methuen, London,1955.

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