朱顶红开花的秘密

发布时间:2021-12-15浏览次数:10


 

朱顶红Hippeastrum rutilum,又名:孤挺花百支莲、喇叭花、柱顶红等,为石蒜科、孤挺花属多年生具鳞茎的草本植物原产秘鲁和巴西一带,现在美洲、亚洲、欧洲以及非洲均有分布[1]朱顶红20世纪初传入中国,约有75个种,经过杂交选育,如今已形成了包括约600多个杂交品种 [2]主要为杂交大花种,花色有白、淡红、玫红、橙红、大红,具有各种条纹[3]。花期由冬末至春天,有时可延至初夏。蒴果球形,果熟期秋季

朱顶红的总花梗中空,高约40厘米,宽约2厘米;顶生花2-6朵;佛焰苞状总苞片披针形,长约3.5厘米;花梗中空,纤细,长约3.5厘米;花被管绿色,圆筒状,长约2厘米,花被裂片长圆形,顶端尖,长约12厘米,宽约5厘米,洋红色,略带绿色,喉部有小鳞片;雄蕊6花丝长4-5厘米,花药线状长圆形;花柱长约6-8厘米,柱头3子房下位(图版1-A)。

朱顶红的花,花柱和花丝已形成,花柱长于花丝,而柱头与花药尚未形成(图版1-B)。花微开时,雌雄蕊发育完整,柱头3瓣闭合,花药为丁着药,因花丝未伸出花被筒,花药与丝平行(图版1-C)。花被绽放后,花丝伸长且花药端微微上翘,花药垂直于花丝,呈丁字形,此时,花药长16-20mm,呈浅紫色。花柱长于花丝(图版1-D)。花丝花药成熟前停止伸长,而花柱在花丝停止伸长后继续伸长。花药成熟后,依次逐个开裂,内轮雄蕊的花药开裂早于外轮(图版1-E)。花药开裂后,花粉囊壁反卷并逐渐缩短,单枚雄蕊每隔半小时花粉囊长度约缩短0.5-1mm,开始时缩短速度较快,后程缩短速度放缓,整个过程约4-6小时,一朵花上6枚雄蕊花粉囊缩短过程约需要8-10小时,花粉囊17mm缩至5mm在花粉囊缩短过程的前期,花柱保持笔直向前伸长,三叉柱头未展开,同时,柱头在,花药在后,从而避免了花粉落在自身雌蕊的柱头上(图版1-F花粉囊缩短结束后,雌蕊的花柱开始上翘,约经过24小时,花柱上翘至90度夹角位置,而后柱头三叉逐渐打开,此时,柱头在上,花药在下,亦可避免自花授粉(图版1-G)。朱顶红的过程以闭合为终结

 

图版1  朱顶红开花过程

A. 朱顶红植株; B.花苞期花朵,花药与柱头尚未发育完全;C. 花药与柱头已发育完全;

D. 雄蕊发育成熟,丁着药; E. 花药次第开裂、反卷并缩短; F. 花粉囊缩短完成,花药在后,柱头在前,三叉柱头闭合;G. 花柱上翘,三叉柱头打开,接受花粉。花药在下,柱头在上。

花药开裂后缩短,是一个有趣的开花特征。朱顶红的花药有四个花粉囊,同侧两个花粉囊交界处的细胞保持薄壁状态,抗拉力弱,花药成熟时,由于药室内壁失水,花药首先在薄壁细胞处开裂,散出花粉。花粉囊壁由表皮和纤维层构成,纤维层细胞在花药成熟时,除外切向表皮壁外,其他各面的壁多产生不均匀的条纹状加厚,加厚成分一般为纤维素,成熟时略为木质化[4]花粉囊开裂后,药室内壁失水,其细胞壁加厚特点所形成的拉力,使纤维层细胞易在外切向裂开,表皮层和纤维层细胞中水分的快速蒸发,导致花囊壁收缩药室,使花粉充分散出。温度和湿度影响朱顶红开花过程,在高温干燥的天气里,开花历程加速,花粉囊缩短过程也大幅加速;阴湿的,花药延迟开裂,开花历程需要较长的时间,若是雨天,即使即将开裂的花药也会终止开裂。推测花药表皮细胞可能对湿度有感知功能

朱顶红在开花过程中,雌、雄蕊异熟,雄蕊成熟早于雌蕊;同时,花药开裂时,花柱长于花丝,且柱头闭合;花药散粉结束后,花柱才开始上翘,其高度超过花丝后,柱头才开始逐渐开裂,此时柱头在上,花药在下,这种雌雄异熟现象所造成的时间差,以及花柱和花丝长度差异、柱头与花药的相对错位造成的空间差,将传粉过程中两个阶段分开,使花粉避免落到同一朵花的柱头上,能够有效避免自花传粉的发生,保证异花传粉的实现。

 

 

作者:福建师范大学生命科学学院   吴文珊 陈杨菲  

 

主要参考文献

[1] 马慧王琪袁燕波. 2012, 朱顶红属植物种质资源及园林应用世界林业研究. 25(4): 28~33

[2] 王贤熊敏卫尊征. 2014, 朱顶红研究综述农业科技与信息(现代园林), 11(8): 49~54

[3] 中国农业百科全书总编辑委员会观赏园艺卷编辑委员会中国农业百科全书编辑部编. 1996. 中国农业百科全书观赏园艺卷北京农业出版社550~551

[4] 马炜梁王幼芳李宏庆. 2015. 植物学北京高等教育出版社, 84~85