对蒲公英属植物繁殖生物学的研究

摘要：指出了目前蒲公英属植物已发现的种类已经高达70多种，这些蒲公英被广泛地运用到食品生产和医疗卫生事业中。当前，我国针对蒲公英属植物的繁殖问题研究虽取得了一定的进展，但整体上来说研究还不够深入。基于此，针对蒲公英属植物的繁殖生物学研究意义进行了简要概述，然后提出了蒲公英属植物在繁殖生物学中存在的普遍问题，重点对蒲公英属植物的繁殖问题、繁殖类型等展开动态分析，以期为完善我国对蒲公英属植物繁殖生物学的相关研究提供一点微弱的理论帮助。

关键词：蒲公英属植物;繁殖生物学;繁殖问题;动态分析

中图分类号：S682 文献标识码：A 文章编号：16749944（2020）2-003002

1 引言

随着我国科技水平的不断进步，植物生物学领域也取得了重要发展。蒲公英属植物的繁殖方式主要是种子繁殖，对蒲公英属植物进行深入研究，有利于进一步了解蒲公英属植物的生长和繁殖习性，为我国食品和医疗行业提供科学依据。

2 对蒲公英属植物繁殖生物学展开研究的意义

根据相关的调查发现，全世界的蒲公英属植物大概有300多种，以及2000多小种，甚至更多没有发现的，广泛地分布在世界各地。我国是蒲公英属植物资源大国，北方地区发现了11种蒲公英的类型，并且很多蒲公英具有极高的药用价值及商业价值，蒲公英属植物含有丰富的钾无素，有利尿消肿的作用，另外蒲公英还含有多种维生素，对人体有清热解毒、保健美容的作用。近来由于我国药品、食品开发的力度加大，加强了蒲公英属植物的研究，致使其廣泛的用于食品、药品以及保健品等行业的加工当中。但是蒲公英属植物利用远远没有穷尽，非常具有研究的意义，蒲公英属植物的种子繁殖是通过风的传播以及虫媒传播等进行的，这种传播方式具有扩散性、快捷性、适应性。这也是其广泛的分布在世界各地的原因。通过对蒲公英属植物繁殖生物学进行研究，深入理解不同倍性的蒲公英繁育系统，掌握蒲公英属植物繁育传粉的相关媒介、以及相关的交配系统等，力求更好的对蒲公英进行繁育…，利于人们对它们的应用，更深入地开发它的利用价值。

3 在蒲公英属植物繁殖生物学研究方面存在的问题

3.1 传粉媒介问题

当前，在我国现有专项针对蒲公英属植物繁殖生物学的相关学术研究中，缺乏针对重力玻璃法和传粉昆虫的数量、日常生活周期、种类和采花频率的详细描述。对花粉和柱头的生物形态也缺乏系统的研究，鲜少有对花粉传播途径的科学报道，因而蒲公英的传粉媒介到底是风还是昆虫，还有待研究。

3.2 生殖类型问题

截至目前，对蒲公英属植物繁殖的生殖类型还没有确切的研究说明及数据支持，要想获得实验结果，需要进一步根据花粉的存活率、受精过程等进行实验和检测才能确定其生殖类型，并且对蒲公英属植物的生殖类型情况以科普的形式进行宣传报道，让更多的人了解这种属性植物的生殖类型。

3.3 进化方向问题

作为一种在世界范围内遍布的属性植物，蒲公英属植物的分布范围与其生殖类型之间也存在着密切的联系。蒲公英的进化会朝着什么方向发展，需要进行一系列的试验来证明，可以通过对专性无融合的植物进行观察，以发现蒲公英属植物的进化方向。

4 蒲公英属植物花部综合征及繁殖系统

本文将以北方地区的蒲公英属植物为例，对该属植物繁殖生物学下的花部综合特征和具体的繁殖系统展开研究论述。

4.1 花部特点

一般来说，位于我国北方地区的蒲公英属植物大都在早上6：00～7：00开花，其中单花的花期约为3～4 d：第一天，开第1～2轮花;第二天，开第3～4轮花;第三天，花朵完全开放，偶尔出现极少数不开花的现象;过了第四天，在花朵全部开放后，又自然地永久闭合。在我国北方地区，蒲公英属植物的雄蕊通常在小花没有完全开放前就会完全成熟，药筒中布满分散的花粉，等到花冠全部展开后，花柱将会获得快速的生长，当花柱成长到一定的程度后，花柱中的两片柱头进行融合，而后药筒中的花粉被完全挤出，在这股力的作用下，花柱破裂，花柱的心态至此发生变化。这个时候如果加以一定的外力，柱头开裂的速度将会加快，如果完成受精，那么柱头将会变为羊角的形状。在花序中，消化不断开放的过程给予了昆虫充分的访花时间，访花时间一直会持续到花朵闭合、花序结束。

4.2 花粉呈现

为了深入研究蒲公英属植物花粉的获取方式和生殖系统等，需要借助全面扫描电镜的方法来分别观察雌蕊和雄蕊，充分了解它们柱头的生长情况以及对次级花粉的展现方式，通过仔细观察，发现蒲公英属植物都具有花柱和花药分割明显的特点，花药表面普遍光滑，花柱则是自然凸起的状态，在逐渐凸起的过程中，花粉被生长起来的毛带出，花粉附着在花柱表面，柱头越成熟时，花粉可供散落的空间也就越大，柱头可授周期相对更长，大大增加了植物繁殖的可能性。

4.3 繁殖系统

根据相关统计数据，我国北方地区的蒲公英属植物的异交指数远远超过了4，由此可以说明蒲公英属植物的繁殖系统主要为异交系统。有学者做过研究：不对蒲公英去雄套袋，发现蒲公英结实的可能性几乎为O，不难看出，北方地区的蒲公英属植物尚不具有自主白交能力，无融合生殖也很难实现;反之，在对蒲公英进行去雄套袋后，结实率完全为O，由此说明北方地区的蒲公英不以风作为传粉的媒介，因此，该地区的蒲公英花粉传播很大可能是虫媒传播[2]。总的来说，北方地区蒲公英属植物繁殖系统为异交繁殖，结实率在很大程度上受到虫媒的影响。

5 花粉管萌发特性

虽然花粉进入花柱是一个很常见的过程，但是一般只有极少数的花粉管可以通往子房底部，因此能够通过花粉管和珠孔实现双受精的过程就更加少见了。北方蒲公英的花粉管生长过程中一般是从柱头接受面抵达花柱，其花粉管顺着柱头乳突细胞的间隙逐渐生长，最终花粉管生长至雌蕊下的种子器官——子房。子房中的胚珠在花粉受精后发育成蒲公英种子。绝大部分花粉管在进入子房前或进入时便停止了生长，不过可以在子房底部的珠孔位置发现大量的花粉管残留，这很有可能是因为花粉管没有生长至珠孔的生长能力，也有可能是花粉管在进入了珠孔后，由于某些生理变化从而导致了其它花粉管难以进入珠孔，现有的花粉管生产异常，逐渐消亡。北方地区二倍体蒲公英在双受精的过程中表现正常，但是三倍体蒲公英的花粉则萌发异常。三倍体蒲公英的花粉大小发生的变异，这很有可能是由于在减数分裂的过程中花粉母细胞分裂不均等所导致的，进一步降低了花粉的繁殖能力，这也有可能是因为花粉附着在柱头上所导致的。虽然偶尔也能够进行正常的萌发，但是整体上来说在柱头上生长的花粉管长势缓慢，能够进入花柱的更是少之又少，在花柱中就慢慢扭曲或断裂，在进入胚珠前就全部消亡。以上科学观测说明了三倍体蒲公英在进行专性无融合生殖时，种子发育无需对花粉进行刺激。实验中在花柱区有花粉管穿行时产生了胼胝塞，产生了强烈的突光，能够迅速对植物授粉的亲和性进行测定[3]。此外，研究表明二倍体蒲公英和三倍体蒲公英在从花授粉开始，花粉管无法在花柱上自行萌发，这种现象属于孢子体内自交不亲和。在相关实验中，研究人员发现不论哪种蒲公英植物，当为异花授粉时，花粉管能够在柱头处进行萌发;当为自花授粉时，花粉则不能进行萌发。北方地区的蒲公英植物与其它地区的植物情况相似，二核花粉花柱内的花粉管在生长时生长状态都有一快一慢的现象。在蒲公英的划分萌发时，柱头中的花粉管在穿过花柱时，相对而言正处在生长加快的阶段，没有显著的快慢生产差异变化，这种特性与小麦和水稻等植物的花粉管生长特性类似，因此专家学者大都认为蒲公英属植物为三核花粉植物。在实验过程中，花粉管在不同的生长阶段的速度呈现出差异性，导致这种现象的原因很多，除了授粉误差和花粉活性等因素外，与柱头上的情况也有着密切的联系。由于花粉在萌发的过程中，和柱头上的水分情况、营养成分和生理状态等有关，因此应当全面认识花粉管萌发的问题。

6 蒲公英繁殖的类型以及动态分析

上文提及，北方地区的蒲公英属植物属于异交繁殖系统。通过花粉荧光显微镜可以看到，蒲公英的花柱柱头只能够同异花花粉结合萌发。只有具备有性生殖功能的蒲公英才能实现花粉和柱头生长萌芽，最终进入子房当中。如果不具备生殖功能，这类蒲公英的花粉会随着生长过程逐渐弯曲，在进入子房前就会消失[4]。由此可见，在花粉无融合生殖中，不需要对花粉进行刺激，在借助专业设备观察蒲公英的种子时，发现其种子上有两个峰，倍性比例大约为2：3，表明蒲公英为双受精。在实验中还发现从花期开始，蒲公英便开始进行繁殖，其中最小值是12.66%，花期越往后，该值越大，最高能够达到79.86%。果期一到便开始逐渐下降。此外，蒲公英属植物由于受生态环境的影响，其繁殖功能的表现存在差异。由于北方地区普遍地势较低，虫媒对繁殖的影响至关重要。

7 结语

蒲公英分布的广泛性、复杂性以及品种在世界上的多样性，决定了不同国家与地区由于地势、环境、气候等原因的影响，蒲公英属植物的生长和繁殖方式大相径庭。本文重点以北方地区的蒲公英繁殖研究为例对蒲公英属植物繁殖生物学进行研究，由于笔者学识有限，本文意在抛砖引玉，以期有更多的专家和学者能够对蒲公英属植物的繁殖生物学展开研究。

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作者简介：乔鸿尧（1999-），男，湖北第二师范学院化学与生命科学学院学生。