花粉作为植物的生殖单位，其形态特征是相对稳定的，从花粉的形状、大小及萌发孔沟的特征和表面纹饰等都可以看出植物的进化趋势。因此，孢粉形态研究早已应用于植物分类和系统演化研究中，成为植物分类学的一个重要方法和手段(张金谈，1979；郭先锋等，2005；王玉国等，2006；倪穗等，2007)。对于种以下的栽培品种也已进行过不少研究，如在园艺植物方面，应用花粉形态进行品种分类和演化研究的有苹果(Malus pumila)、梨(Pyrus bretschneideri)、葡萄(Vitis vinifera)、柑橘(Citrus reticulata)、桃(Prunus persica)、玫瑰(Rosa rugosa)、梅花(Prunus mume)、山茶(Camellia japonica)、杜鹃花属(Rhododendron)、枇杷(Eriobotrya japonica)等(Westwood et al., 1978；康素红等，1997；王文莉等，2005；王奎玲等，2007)，取得了不错的结果。

木瓜属(Chaenomeles)属于蔷薇科(Rosaceae)，是一个东亚分布属，共有5个种，即贴梗海棠(C. speciosa)、木瓜海棠(C. cathayensis)、木瓜(C. sinensis)、西藏木瓜(C. tibetica)和日本木瓜(C. japonica)。除日本木瓜产于日本外，其余4个种均产我国，但西藏木瓜目前尚无栽培。此外，日本木瓜和贴梗海棠的杂交种傲大贴梗海棠(C. × superba=C. japonica × C. speciosa)在国内外也普遍栽培。目前国内尚无该属植物花粉研究的报道。

本研究选择了木瓜属4个种和1个杂交种的19个品种进行花粉亚显微形态研究，以期探讨该属种类和品种的孢粉学特点及演化关系。

1 材料与方法 1.1 材料与来源

用于孢粉学研究的木瓜属各种和品种的花粉分别于2004—2006年春季采集，材料来源见表 1，共19个样品。新鲜花粉的采样方法为摘取含苞待放的或初开花朵的未开裂的花药包于吸水纸中，编号后分别装入纸袋中，置干燥处备用。

1.2 研究方法

花药样品经自然干燥后已开裂，花粉散落。在解剖镜下，直接取花粉撒落在样品台双面胶纸上，IB-5离子喷涂仪喷金后，送到扫描电镜下扫描，观察、测量、拍照。所使用扫描电镜型号为：日立S-570扫描电镜。

主要观察项目包括花粉形状、对称性、赤道面观和极面观特点、萌发器官类型、外壁纹饰特点等。在观察过程中，随机选择花粉20粒，测量极轴长、赤道轴长、条纹宽度、穿孔密度、穿孔大小、萌发沟长等。根据观测结果，以供试的19个品种作为分类运算单位进行系统聚类分析。

2 结果与分析 2.1 花粉形态

各品种的花粉照片编号见表 1。从图版中可以看出，木瓜属植物的花粉为单粒、等极、辐射对称。花粉外形为超长球形和长球形；赤道面观椭圆形；极面观三裂圆形或近圆形，花粉粒大小中等，极轴长(P) 39.95~48.64 μm，赤道轴长(E)20.97~25.28 μm，P/E值1.66~2.13。萌发器官为3条沿极轴方向走行、等间距分布的孔沟，从赤道面可观察到1~2条，在极面可以看到3条，长度几达花粉两极，沟宽因品种而异。按Erdtman(1979)的N.P.C分类系统，木瓜属的花粉属于N₃P₄C₃型。

花粉外壁纹饰为条纹状或皱波状，具覆盖层穿孔，品种间差异显著。①条纹状纹饰：外壁表面具有沿极轴方向在赤道面表现为纵向平行的条纹，条纹间的嵴洼内散生覆盖层穿孔，如木瓜品种‘玉兰’、‘豆青’。②皱波状纹饰：外壁表面纹饰呈不规则形状和分布之脊状隆起，条纹间的嵴洼内散生覆盖层穿孔，纹饰清晰度、嵴洼的深浅、宽窄、疏密，穿孔的多少和孔径大小因种类和品种而异，除木瓜外，其他种类均属于此类型。

木瓜：花粉为长球形或超长球形，大小(42.00~43.70)μm × (20.97~25.28)μm，极面观近圆形，外壁为典型条纹状纹饰，非常清晰，穿孔多。包括‘豆青’和‘玉兰’(图版Ⅱ 1—8)。

木瓜海棠：花粉为长球形或超长球形，大小(40.40~47.69)μm × (21.60~23.37)μm，极面观三裂圆形或近圆形，外壁为皱波状纹饰，非常清晰，穿孔少或较多。包括‘长俊’、‘红霞’、‘金陵粉’、‘罗扶’、‘蜀红’、‘一品香’和‘醉杨妃’(图版Ⅰ1—22)。

贴梗海棠：花粉为长球形或超长球形，大小(46.06~46.47)μm × (22.83~23.34)μm，极面观三裂圆形，外壁为皱波状纹饰，纹饰不清晰，穿孔少。包括‘红星’和‘多彩’(图版Ⅱ9—14)。

日本木瓜：花粉为长球形，大小(39.95~47.28)μm × (21.60~24.46)μm，极面观三裂圆形，外壁为皱波状纹饰，纹饰清晰，穿孔多。包括‘单白’、‘矮红’和‘日落’(图版Ⅰ23—30)。

傲大贴梗海棠：花粉为超长球形，大小(43.41~48.64)μm × (21.61~24.09)μm，极面观近圆形，外壁为皱波状纹饰，纹饰清晰，穿孔较多，个别品种纹饰不清晰、穿孔较少。包括‘猩红与金黄’、‘大富贵’、‘复长寿’、‘红宝石’和‘绿宝石’(图版Ⅱ15—30)。

2.2 品种分类检索表

木瓜属各品种的花粉在花粉形状、外壁纹饰类型、条纹清晰度和宽窄、穿孔密度和大小等方面存在着明显的区别。根据花粉观测结果，编制了品种分类检索表。

         木瓜属品种分类检索表(根据花粉形态)

1.花粉外壁具条纹状纹饰；纹饰非常清晰，穿孔多。

    2.花粉为长球形，P/E约1.66………………………………………………………………………………………………‘豆青’

    2.花粉为超长球形，P/E约2.10……………………………………………………………………………………………‘玉兰’

1.花粉外壁具皱波状纹饰；纹饰清晰或否，穿孔多或少。

      3.花粉为超长球形，P/E≥2.00。

        4.嵴洼较深，纹饰清晰。

          5.条纹宽度>0.6 μm……………………………………………………………………………………………………‘复长寿’

            5.条纹宽度 < 0.5 μm。

              6.穿孔多且分布较密。

                7.孔径大小不均，分布不均匀，条纹较凌乱…………………………………………………………………红宝石’

                7.孔径大小均匀，分布均匀，条纹整齐……………………………………………………………………‘一品香’

              6.穿孔较少，分布稀疏。

                  8.孔径0.35~0.5 μm……………………………………………………………………………………………‘绿宝石’

                  8.孔径≤0.15 μm……………………………………………………………………………………………………‘罗扶’

        4.嵴洼浅，纹饰不清晰。

                    9.穿孔多，分布密集，条纹细窄。

                      10.孔径0.4~0.5 μm…………………………………………………………………………………………‘大富贵’

                      10.孔径约0.15 μm………………………………………………………………………………………………‘蜀红’

                    9.穿孔较少，分布稀疏。

                        11.穿孔分布较均匀，条纹宽度约0.4 μm………………………………………………………………‘多彩’

                        11.穿孔分布不均匀，条纹宽度约0.3 μm……………………………………………………‘猩红与金黄’

      3.花粉为长球形，P/E＜2.00。

                          12.嵴洼较深，条纹较清晰。

                            13.条纹凌乱，排列无规律。

                              14.穿孔极少………………………………………………………………………………………………‘金陵粉’

                              14.穿孔多且密，孔径大小不一……………………………………………………………………‘醉杨妃’

                            13.条纹排列较整齐。

                                15.穿孔较少。

                                  16.穿孔孔径约0.35 μm………………………………………………………………………………‘红霞’

                                  16.穿孔孔径不及0.25 μm……………………………………………………………………………‘红星’

                                15.穿孔较多。

                                    17.穿孔孔径约0.5 μm………………………………………………………………………………‘日落’

                                    17.孔径不及0.25 μm…………………………………………………………………………………‘长俊’

                          12.嵴洼极浅，条纹不清晰。

                                      18.极面观近圆形，条纹宽约0.5 μm…………………………………………………………‘单白’

                                      18.极面观三裂圆形，条纹较宽不及0.35 μm………………………………………………‘矮红’

2.3 系统聚类分析

为了探讨各分类单位花粉形态的差异，尽可能从花粉形态上获取品种和种类亲缘及演化关系的信息，以19个品种作为分类运算单位，按照数量分类学性状选择的原则，选取10个性状(P、E、P/E、条纹宽度、穿孔密度、穿孔大小、花粉形状、极面观轮廓、外壁纹饰特点、条纹清晰度)，采用统计分析软件SPSSWIN进行聚类分析。其中前6个为数量性状，其余为二态和多态性状。聚类方法采用类平均法，距离系数的计算采用样本间最长距离。结果见图 1。

等级结合线L₁将19个品种分成2个组，其中‘豆青’和‘玉兰’相聚成一组，其余品种聚为一组。‘豆青’和‘玉兰’2个品种属于木瓜，其花粉外壁具有条纹状纹饰，与其他品种的皱纹状纹饰显著不同，这说明木瓜与其他种类的亲缘关系疏远，与传统分类结果一致。

等级结合线L₂将19个品种分成3个组，除了木瓜的品种自成一组、且与其他品种距离系数较大外，7个木瓜海棠品种和1个贴梗海棠品种‘红星’组成一组，傲大贴梗海棠和日本木瓜的所有品种以及贴梗海棠品种‘多彩’组成一组，基本反映了这些品种的植物学分类地位。其中，傲大贴梗海棠属于贴梗海棠和日本木瓜之间的杂交种，因此，它们共同聚合在一起，符合这几种植物亲缘关系的实际。较为特别的是‘红星’这一品种，该品种在华东地区常见栽培，但其来源不甚清楚，以往的文献一般置于贴梗海棠种内，但其分类地位值得进一步探讨。

进一步作等级结合线L₃则可将19个品种划分为6组。第1组为木瓜品种，第2组为日本木瓜的品种，第3、4组为傲大贴梗海棠和贴梗海棠的品种，第5、6组主要为木瓜海棠的品种，因此每一组内的品种基本上都属于同一种类。除‘红星’外，仅‘猩红与金黄’例外，不过，该品种虽然置于傲大贴梗海棠内，但与亲本之一的贴梗海棠亲缘关系密切，其植物学形态也是如此。因此，就花粉特征而言，截取水平L₃可以看作是种的等级线。

3 小结与讨论

供观察的木瓜属4个种、1个杂交种共19个品种，其花粉性状在扫描电镜下表现出明显的种间和品种间的多样性，尤其是在外壁纹饰特征方面，突出表现在外壁纹饰类型、清晰度、覆盖层穿孔的密度和大小、条纹宽度等。

木瓜属的经典分类认为，木瓜与其他种类的亲缘关系疏远，而且从植物外部形态看，木瓜为乔木、枝条无刺、花朵单生、花萼反折等特征在本属内非常特别，与其他种类的灌木、枝条有刺、花朵簇生、萼片不反折等特征显著不同。因此，一些早期的植物分类学家还以木瓜为模式种建立了独立的属Pseudochaenomeles Carr.(1882)和Pseudocydonia Schneid.(1906)。在其他种类中，贴梗海棠和日本木瓜以及二者的杂交种傲大贴梗海棠具有密切的亲缘关系，它们与木瓜海棠的亲缘关系相对较远。花粉特征的系统聚类分析结果能够客观反映该属不同种类之间的亲缘关系。

花粉亚显微形态研究表明，花粉特征对于木瓜属植物种和品种的分类具有很大价值。尽管不同品种的花粉形状和大小差别不大，但花粉表面纹饰各有特点，聚类分析结果能够反映不同品种的分类地位和品种之间的亲缘关系。