我國學者揭示金鉤花單性器官與單性花形成機理

　　被子植物中花的性別分化是避免自交衰退、促進異交和保持遺傳多樣性的重要途徑，對其形成機制的研究有助于理解被子植物進化的機制。單性花的進化起源和形態均具有豐富的多樣性，表明不同的性別分化模式由不同的發育機制如孢子體組織（sporophytic）和/或配子體（gametophytic tissue）組織所控制。然而，導致單性花形成的相關發育機制的研究一直較少。

圖1. 金鉤花雄花花藥開裂組織的發育過程（LM）

　　隸屬于番荔枝科（Annonaceae）的金鉤花（Pseuduvaria trimera），野外發現同一植株上存在兩性花和雄花。由于兩性花的花藥在整個花期都不開裂，其在形態上雖表現為兩性花，功能上實則為雌性花，然而導致其花藥不開裂的機制并不清楚。

　　中國科學院華南植物園植物科學中心通過對金鉤花的雄花和功能性雌花的花藥和花粉發育進行對比研究發現，兩種類型的花藥表皮、藥室內隔、中層及花粉的發育過程均一致，但在絨氈層和開裂組織的發育過程表現出不同。雌花花藥的絨氈層細胞為三核，細胞核延后至單核小孢子早期開始降解，細胞質卻高度液泡化，花粉成熟時絨氈層細胞仍宿存；開裂組織細胞始終保持完整結構。金鉤花發育過程中出現兩性花階段（具有和功能性雄蕊形態結構類似的不育雄蕊），在減數分裂之后，孢子體組織異常導致花藥不能正常開裂，從而形成功能性雌花（假兩性花）。性器官敗育的時期及所涉及的組織是揭示單性花形成機理的重要方面。

　　該研究得到國家自然科學基金（31270227）和中科院A類戰略性先導科技專項（XDA13020500）的資助。相關研究成果已發表在國際學術期刊Botany (DOI: 10.1139/cjb-2017-0203) 上。

圖2. 金鉤花雌花花藥開裂區域的發育過程（LM）