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花粉具有高浓度营养的生物学原理.pdf

花匠小妙招
2024-11-23 10:01

花粉具有高浓度营养的生物学原理支崇远文宗迈 (1贵州师范大学地理与生物科学学院贵阳市宝山北路116号550001 2CanadianMuseumof KIP6P4) Nature，Ottawa,Ontario，Canada 摘要花粉的高浓度营养有生物学的原理，它必须为植物受精过程提供物质和能量。花粉的萌发、花粉管的形成、精子细胞的分裂和转移、受精过程能量的转化等等，都要由花粉在短时间内高效地提供，这就使花粉必须具备高浓度营养种类全的特点。花粉的营养物质有累集、浓缩、转化和利用几个阶段。二核花粉和三核花粉的营养量可能不相同。囚为花粉具有高浓度营养物质，所以自然界很多动物都取食花粉。甚至有的动物以花粉为主要食物。关键词花粉高浓度营养生物学原理在全世界的60多亿人口中II,2]，了解花粉营养的人并不多。由于某些花粉对现代化城市中的部分居民会产生过敏，美国和加拿大的天气预报有花粉指数的内容以提醒花粉过敏的人群，因此很多人对花粉退避三舍，敬而远之【3】。在美国和加拿大，研究花粉营养的报道和服用花粉的人相对较少[41，即使中国人具有几千年服用花粉的历史，且花粉的功能载入《本草纲目》等经典药书中【5】，但是要让人们相信和理解花粉是营养丰富的天然食品，还有很多工作需要做。很多营养化学分析研究表明，花粉具有3000多种营养元素【5，6J，其中包括18种必需氨基酸，A、B、C、D、E、K等多种维生素，很多种常量和微量元素，单糖、双糖和多糖， 100多种酶，多种不饱和脂肪酸和少量脂肪，也包括有黄酮、芸香苷等对心脑血管很有益处的营养物质，以及一些植物甾醇和多种芳香物质【5，6】。最重要的是，花粉中所含有的营养元素比例很恰当，很符合人体对营养的需要【6，7J 花粉营养及其利用的研究报道已经很多彤n，但是迄今尚未见及系统地分析花粉具有高浓度营养的报道。花粉营养的实验室研究结果无人质疑，然而花粉营养生物学原理的揭示更容易让大众明白和信服。花粉具有营养的生物学原理的阐明，对花粉研究、开发应用和市场拓展均有积极的意义。 l花粉具有高浓度营养物的组织学原理成熟的花粉粒是很特殊的植物细胞，它由大量的营养物质、一个或两个生殖核(精子)、一个营养核、完整的原生质膜、花粉外壁和花粉衣包组成【8J。营养物质成分很多，包括多糖、氨基酸、矿物质(常量元素和微量元素)、维生素、脂类和酶类。生殖核和营养核的主要成分是核酸，这使花粉成为具有高核酸的食物。花粉外壁主要由多聚体的孢粉素组成，它有多层结构；原生质膜的成分主要是纤维素、磷脂和一些蛋白质。花粉衣包由脂类、蛋白质、色素、芳香物质组成，它填充于花粉外壁的凹陷之中，它可防止花粉过度干燥，避免紫外线和病原体的入侵，其中蛋白质在构架、信息传递起主要作用，脂类和蛋白质在花粉的水合作用中是不可少的。成熟花粉的营养物质占花粉总体积的85％以上，但是其中含有一定水分。花粉刚从花粉囊中释放出来时，其水分在15—35％之间。花是被子植物有性生殖过程中的繁殖器官，一朵完整的花由花柄、花托、花被、雄蕊和雌蕊五个部分组成。雄蕊为紧靠花冠内部所着生的丝状物，其下部称为花丝，花丝上部两侧有花药，花药中有花粉囊，花粉囊中产生花粉粒。在四棱形的花药中，其表皮下有一些较大的孢原细胞，孢原细胞进行有丝分裂所产生的细胞中，靠外层的细胞与花药的表皮共同形成花药的外壁，靠内的细胞直接或经几次有 32 丝分裂形成大量的花母细胞，每个花母细胞经减数分裂形成4个单倍体的小孢子。单倍体的小孢子生长过程中早期会出现空腔，然后集聚营养物质，接着就进行有丝分裂，形成具有一个营养核和一个生殖核的细胞，这就成了花粉粒。此时的花粉粒尚未成熟(图1)。有些植物的花粉粒里有两个核，故称为二核花粉粒，如桃树、梨树等；有些植物的花粉在这个发育时期再进行一次有丝分裂，形成两个生殖核和一个营养核，称为三核花粉粒，如水稻和小麦等植物就是三核花粉植物。生殖核位于营养细胞之中。·大多数有花植物的花粉是是三核花粉，另有32个科植物中既有二核花粉也有三核花粉[91。刚从花粉母细胞分化而来的未成熟花粉要继续生长，沉积营养物质。可以观察到花粉体积逐渐增大，里面的空腔也逐渐由营