牡丹是我国的传统名贵花卉,被誉为“花中之王”。随着人们生活水平的提高和花卉业的发展,牡丹越来越受到人们的喜爱。人们对高质量牡丹品种的需求与日俱增。有花植物的花粉形态因其稳定性、保守性和可靠性而在植物分类、系统发育、起源与演化等方面得到广泛应用,花粉形态是由基因控制的,受外界环境条件的影响很小,带有大量的有关演化的信息,具有很强的遗传稳定性。本研究利用光学显微镜和扫描电子显微镜,对36个牡丹品种进行了花粉形态观察,通过对花粉形状、大小、外壁纹饰及萌发器官等方面的研究,旨在建立牡丹花粉形态学的量化指标,探讨花粉形态与品种起源、演化、分类的关系。以期为牡丹植物的分类、鉴定、遗传育种、进化及开发利用提供科学的基础依据。试验结果如下:1.牡丹品种花粉形态的共性和差异。花粉均以单粒形式存在,花粉极面观均为三裂圆形或三裂三角形,所有品种均含近球形花粉和长球形品种,花粉均具3孔沟,花粉外壁均为网孔状纹饰,网孔直径在近赤道面中部最大,向两极逐级变小,各个品种群都含有两种或三种形状或纹饰的花粉,网脊为条纹状,较长,萌发沟长几达两极,沟宽均两极窄中间宽,边缘明显增厚,呈裂开状,沟内覆盖细密小颗粒,在赤道处常由较大颗粒堆积成凸起等。从花粉形态、萌发孔和外壁纹饰看,特征较为一致,上述共同特征表明栽培牡丹是一个亲缘关系极为接近的、自然的类群,本研究再次证实了前人对牡丹花粉基本形态的观察做的结论。牡丹种间花粉的极轴长、赤道轴长、网脊宽度和网孔直径大小、网孔均匀度及外壁纹饰形态特征等种间均有一定的差异。所观察的36个栽培牡丹品种,极轴长度范围为24.19～33.20μm;赤道轴长度范围为21.06～27.92μm;P/E变化范围为1.06～1.35;网脊变化范围为685～231nm;外壁纹饰有粗网状,网状、穴网状、穴状、小穴状及脑纹穴状6种类型;各品种萌发沟沟长、沟宽的大小不同。3.主成分分析结果。对牡丹栽培品种花粉进行分析,结果显示花粉性状指标的重要性依次为:极轴长、沟宽、外壁纹饰类型、网孔直径、网孔均匀度、极面观形状、沟长、网脊宽、赤道面观形状、赤道轴长、P/E。综合重要性状依次为外壁纹饰特征,花粉粒大小,萌发器官特点等。说明花粉外壁纹饰、花粉粒大小、萌发器官特点的差异是利用花粉形态分类的重要参考依据。4.聚类分析结果。在遗传距离L=76.647处,牡丹品种可以明确的分成两大类,第一类包括13个日本品种群品种和13个中原牡丹品种群品种,第二类包括10个西北品种群品种。说明日本牡丹品种群与中原牡丹品种群亲缘关系较近,西北牡丹品种群和中原牡丹品种群亲缘关系较远,西北牡丹品种群和日本牡丹品种群亲缘关系也较远。日本牡丹品种从栽培历史、发展规模以及社会影响等方面都仅次于中国,但日本牡丹在品种栽培类型、观赏性等方面都已远远超出我国,在国际牡丹市场上的声誉和竞争力相当好。而花粉形态特征与花色、花型等遗传性状间存在一定的相关性,本文通过比较中原牡丹品种群、西北牡丹品种群和日本牡丹品种群的花粉形态,为培育优良品种的亲本选配及种质资源选择提供孢粉学依据。