紫花地丁两型花相互转变过程中花部形态结构的变化式样研究

紫花地丁(Viola philippica)是具典型开放花与闭锁花混合繁育系统的植物,其两型花的形态差异为花器官发育研究提供了极好的模型。该文以不同光周期下生长的或在不同光周期间调换的紫花地丁植株为研究对象,基于形态解剖学方法,研究了过渡闭锁花的形态结构、开放花到完全闭锁花或完全闭锁花到开放花的变化式样,以及完全闭锁花与过渡闭锁花中不发育雄蕊与花瓣的位置效应。结果显示:该物种在短日照与中日照下均有开放花与过渡闭锁花形成,短日照下大多数花芽为开放花,少数为过渡闭锁花,中日照下大多数花芽为过渡闭锁花,少数为开放花;长日照下全为完全闭锁花。在过渡闭锁花芽中,存在着一系列雄蕊与花瓣数目不同的过渡类型,既有偏向开放花的5雄3瓣的过渡类型,也有偏向完全闭锁花的2雄1瓣的过渡类型。其中,前一种类型在短日照下的过渡闭锁花芽中所占比例较大,而后一种类型在中日照下所占比例较大。另外,过渡闭锁花与完全闭锁花的雄蕊与花瓣发育程度均存在一定的位置效应,其花芽腹侧的下花瓣(对应于开放花的下花瓣)与相邻的2枚雄蕊普遍发育最好,而后花瓣(相对于前花瓣)的发育与完全闭锁花的基本一样,为器官原基状,与后花瓣相邻的2枚雄蕊也普遍最小,而且也最容易发育为无小孢子发生的膜质状结构或原基状结构。同时,将具完全闭锁花的植株置于短日照下或将具开放花的植株置于长日照下一段时间后,重新诱导的花芽经历一系列过渡闭锁花类型后发生花型的相互转变。因此,不同光周期对紫花地丁两型花发育的影响是渐进的,长日照会抑制部分花瓣与雄蕊的发育,短日照能拮抗并破除长日照对雄蕊与花瓣的抑制。