花葯

花葯

花葯,植物学名词,是指花丝顶端膨大呈囊状的部分,是雄蕊的重要组成部分。花葯通常由4个或2个花粉囊组成,左右对称分开,中间以葯隔相连。
  • 中文名称
    花葯
  • 外文名称
    anther
  • 拉丁学名
    anther
  • 十字花科
  • 杜鹃属
  • 中文学名
    花葯
  • 属性
    花的雄性生殖器官
  • 被子植物门
  • 着生方式
    全着葯、底着葯、贴着葯等
  • 植物界
  • 双子叶植物纲

基本介绍

花葯(anther)是花丝顶端膨大呈囊状的部分,是雄蕊的重要组成部分。花粉囊是产生花粉的地方。每一花葯通常由4个或2个花粉囊(pollen sac)组成,左右对称分开,中间以葯隔(connective)相连。花粉囊内产生许多花粉粒(pollen grain)。花粉成熟后,花粉囊裂开花粉粒散出。

雄蕊是花的雄性生殖器官,是由具花粉囊(小孢子囊)的花葯(anther)着生于一个细的花丝(faliment)上构成。 花葯是花丝顶端膨大呈囊状的部分,是雄蕊产生花粉的主要部分。大多数被子植物的花葯是由4个花粉囊(pollen sac)(少数植物为2个)组成,分为左、右两半,中间由葯隔相连。在成熟的花葯中,同侧的两个花粉囊之间的分隔被打破,形成一室,使4个花粉囊的花葯现出两个花粉囊的样子。花葯的壁由表皮层、纤维层、中间层和绒毡层构成。绒毡层为花粉囊周围的特殊细胞层,具双核或多核结构,细胞内含较多的RNA和蛋白质,并有油脂和类胡萝卜素等营养物质,具有供应花粉粒发育所需养料的作用。花粉成熟时,花粉囊自行开裂,散出花粉。依花葯在花丝上着生的方式,可以区分为全着葯(花葯全部着生在花丝上,如莲)、底着葯(花葯以其基部着生于花丝顶端,如莎草、扁果草等)、背着葯(花葯以其背部贴着在花丝上,如马鞭草、山茱萸等)、丁字着葯(花葯横卧,以其背部中央的一点着生于花丝顶端,如百合、水稻等)等几种类型。菊科植物的雄蕊花丝分离,花葯联合,称聚葯雄蕊。

结构介绍

花葯壁的结构与功能如下(从外到内):

表皮

外壁具角质膜,有些植物的表皮上还有气孔器和毛状体。

葯室内壁

在花葯幼嫩时期,葯室内壁细胞含有大量淀粉粒。当花葯接近成熟时,细胞径向增大,储藏物质逐渐消失,细胞壁除外切向壁外其他各面壁产生不均匀的条状加厚,加厚的成分为纤维素,略有木质素。因此,葯室内壁又称纤维层(fibrous layer)。同侧两个花粉囊交接处的葯室内壁细胞,细胞壁无条状加厚,始终保持产生的拉力使花葯在薄壁细胞处形成纵向裂口裂开,花粉弹散而出。在一些花葯孔裂和闭花受精的植物中,葯室内壁不发生条状加厚。

中层

当花粉囊内造孢细胞发育成花粉母细胞,再进入减数分裂时,中层内储藏物质被吸收,由于受到花粉囊内部细胞的增殖和体积扩大所产生的挤压,使中层细胞呈现扁平状。待花葯成熟时,中层多已被吸收、解体并消失。少数植物如百合,花葯中层细胞壁有一定程度的条状加厚,故成熟时,中层仍有部分保留。

绒毡层

绒毡层是花葯壁的最内一层,具独特的分泌功能,它的作用对花粉粒的发育是必不可少的。绒毡层细胞较大,细胞器丰富,初期具单核,后来发生核分裂不伴随新壁的形成,故成为双核、多核或多倍体细胞,这些特徵表明绒毡层具有高度的生理活性。此外,细胞中含有较多的RNA、蛋白质和酶,并有脂类、胡萝卜素和孢粉素等物质。绒毡层的物质为花粉粒的发育提供了重要的作用:分泌的胼胝质酶,能适时地分解花粉母细胞和四分体的胼胝质壁,使小孢子彼此分离;合成的蛋白质运送到花粉壁,成为花粉外壁蛋白,在与雌蕊柱头的相互识别中起作用;合成的孢粉素形成花粉粒壁物质,具有坚硬、抗性强的特徵,若绒毡层发育不正常,常会出现雄性不育现象。

开裂方式

花葯开裂方式分为以下四种: 纵裂:沿二花粉囊交界处成纵行裂开,如油菜、牵牛、百合等。横裂:沿花葯中部成横向裂开,如木槿,蜀葵等。孔裂:在花葯顶端开一小孔,花粉由小孔散出,如茄、番茄等。瓣裂:在花葯的侧壁上裂成几个小瓣,花粉由瓣下的小孔散出,如香樟等。

离体培养

花葯採取离体培养方式。花葯离体培养是属于有性生殖。

花葯离体培养常被误认为是无性生殖的一种类型,主要原因是:①花葯离体培养发育的起点是单核花粉粒,无生殖细胞(精子)的产生。②组织培养属于无性克隆技术。③这裏没有两性生殖细胞的结合。

①无性生殖的本质是子代与亲代含有相同的遗传物质,即基因型不变(不考虑后代发生基因突变)。花葯离体培养发育的起点单核花粉粒(染色体数N)是经母体(染色体2N)减数分裂形成,由其发育成单倍体植株的遗传物质与母体差异较大。

②组织培养所用的外殖体(染色体数2N)是经有丝分裂形成,而这裏所用的外殖体(染 花蕊的形成色体数N)是经减数分裂形成,并非通常意义上的外殖体。

③有性生殖的本质是产生两性配子(经减数分裂形成,染色体数N),且具有两性配子结合。这同时具备通常意义上的有性生殖,但只要经过减数分裂形成配子,就已经完成了有性生殖的关键一步,这与自然界中许多单倍体的形成有着相似之处,如雄蜂,雄蚁的孤雌生殖,同样仅有生殖细胞的形成,而无两性配子的结合。

花葯繁殖一般是离体培养花粉处于单核时期(小孢子)的花葯。通过培养使它离开正常的发育途径(即形成成熟花粉最后产生精子的途径)而分化成为单倍体植株,这是目前获得单倍体植株的主要方法。大体上要经过製备培养基、接种花葯和培养三步骤。

由花粉长成单倍体一般有两条途径:

①由花粉分裂形成愈伤组织(即分化程式很低的薄壁细胞团),再由愈伤组织分化出根和芽,最后形成植株。

②由花粉分裂形成胚状体(不是由合子发育成的胚叫胚叫胚状体),再由胚状体长成植株。当瓶中花葯内长出的小苗达到一定大小时,应调节温度、温度及光照等条件,使幼苗得到锻炼并逐步适应自然的环境条件,然后从试管中移出种植于土壤中,进行一般的栽培和管理。

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