Embed Size (px)
Citation preview
*Corresponding author: [email protected]
Received: 28 August 2010 Accepted: 15 November 2010
การเกดสปอร การเกดเซลลสบพนธ และการเกดเอมบรโอ ในกลวยไมดนหมกลง (Eulophia andamanensis Rchb.f.)
Sporogenesis, Gametogenesis and Embryogenesis of Eulophia andamanensis Rchb.f. นราศกด ศรยศ* และ อจฉรา ธรรมถาวร
NARASAK SRIYOS* & ACHARA THAMMATHAWORN
ภาควชาชววทยา คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน ขอนแกน 40002
Department of Biology, Faculty of Science, Khon Kaen University, Khon Kaen 40002, Thailand
วารสารพฤกษศาสตรไทย 2 (2): 83-99. 2553.
THAI JOURNAL OF BOTANY 2 (2): 83-99. 2010.
บทคดยอ. ศกษาการเกดสปอร การเกดเซลลสบพนธ และการเกดเอมบรโอ ในกลวยไมดนหมกลง (Eulophia andamanensis Rchb.f.) โดยการตดอบเรณตามขวางดวยกรรมวธพาราฟนและการทำใหออวลใส เพอคนหาลกษณะเฉพาะทางดานชววทยาการสบพนธของกลวยไมชนดน พบวาการแบง ไซโทพลาซมของเซลลกำเนดไมโครสปอรเกดขนพรอมกน ไดไมโครสปอรกลมละสมรปรางแบบ ตรงขามสลบตงฉาก แบบสมมาตร แบบเสนตรง แบบรปตวท และแบบประมดฐานสามเหลยม เรณระยะสองเซลล ประกอบดวยเซลลเจเนอเรทฟและเซลลไมเกยวกบเพศ ผนงอบเรณประกอบดวย เนอเยอชนผว 1 ชน โดยเซลลในเนอเยอชนผวมปมเลกรปสามเหลยม ชนเอนโดทเชยมมความหนา 2-3 ชน เนอเยอชนกลาง 1 ชน และชนทาพตมแบบหลงทม 1 นวเคลยส 1 ชน โดยเนอเยอชนกลางและทาพตมจะสลายไปหลงจากเกดไมโครสปอร ดงนนผนงอบเรณในระยะทเจรญเตมทจะเหลอเพยงเนอเยอชนผวและเอนโดทเชยมเทานน ออวลเปนแบบควำ มผนงออวล 2 ชน และมนวเซลลสบาง ถงเอมบรโอเกดจาก 1 เมกะสปอร แบบ Polygonum type ปรากฎการณสไตรค (strike phenomenon) ทำใหไดถงเอมบรโอทเจรญเตมทม 7 นวเคลยส หลอดเรณเจรญเขาสถงเอมบรโอแบบพอโรแกม ไซโกตแบงเซลลตามขวางไดโพรเอมบรโอระยะ 2 เซลล ทประกอบดวยเซลลฐานทมขนาดใหญกวา
เซลลปลาย โพรเอมบรโอในระยะ 4 เซลล เปนรปสมมาตร แกนยดเอมบรโอม 4 เซลล โดย 2 เซลล
เจรญไปทางดานไมโครไพล สวนอก 2 เซลลเจรญไปทางดานฐานออวล เอนโดสเปรมเปนแบบนวเคลยส เมอเมลดเจรญเตมทประกอบดวยเอมบรโอรปกลมทมคลอโรฟลล ไมมใบเลยง สวนแกนยดเอมบรโอและเอนโดสเปรมสลายไป
84 นราศกด ศรยศ และ อจฉรา ธรรมถาวร
ABSTRACT. Sporogenesis, gametogenesis and embryogenesis of Eulophia andamanensis Rchb.f. were investigated by cross section of anther and ovule clearing technique in order to
search specific reproductive characters of the studied species. The results show that simultaneous
cytokinesis of microspore mother cell produces decussate, isobilateral, linear, T-shape, and
tetrahedral microspore tetrad. The two-celled pollen grain contains a generative cell and a
vegetative cell. The anther wall is composed of triangular papillae epidermal cells, two to
three layers of endothecium, one layer of middle layer and uninucleate secretory tapetum.
The middle layers and the tapetum disappear after the microspore stage though the mature anther wall is composed of epidermis and endothecium. The ovules are anatropous, bitegmic and tenuinucellate. The development of the embryo sac is monosporic conformed to Polygonum type. The seven nuclei mature embryo sacs result from the strike phenomena produced reduction of the embryo sac nuclei. The pollen tubes enter the embryo sac through the micropyle (porogamy). The unequal zygotic mitosis produced the two celled proembryo with a larger basal cell and a smaller terminal cell. Four celled proembryo is isobilateral. A suspensor comprises four cells, two cells develop toward the micropylar end and the other direct to the chalazal end. The mature embryo is globular, chlorophyllous and acotyledonous. The suspensors and nuclear endosperm degenerate at the final stage of ovule development.
คำสำคญ: การเกดสปอร, การเกดเซลลสบพนธ, การเกดเอมบรโอ, กลวยไมดนหมกลง KEYWORDS: sporogenesis, gametogenesis, embryogenesis, Eulophia andamanensis Rchb.f.
บทนำ
กลวยไมหมกลง (Eulophia andamanensis Rchb.f.) จดอยในเผาซมบด (Tribe Cymbidieae) (Dressler, 1993) มลกษณะวสยเปนกลวยไมดน
ดอกเปนดอกชอ ภายในหนงชอประกอบไปดวยดอกประมาณ 10 – 20 ดอก ดอกจะเรมบานจากฐานชอดอกขนสปลาย กลบรวมมสนำตาลหรอ
เหลองออน มชวงการออกดอกในเดอนกมภาพนธ
– เดอนพฤษภาคม มเขตการกระจายพนธในเขตประเทศไทย อนเดย พมา ลาว เวยดนาม และจน
ทวโลกพบพชสกลนประมาณ 200 ชนด สวนใน
ประเทศไทยพบพชสกลน 13 ชนด (Seidenfaden, 1983)
พชวงศกลวยไม (Orchidaceae) เปนพช อกวงศหนงทมความหลากหลายคอนขางสง ทวโลกคาดวามประมาณ 20,000 ชนด (Dressler, 1993) พชวงศนมลกษณะทางวทยาเอมบรโอทม
ความนาสนใจ โดยถงเอมบรโอ (embryo sac) มทงแบบทเกดจาก 1 เมกะสปอร (monosporic)
2 เมกะสปอร (bisporic) และ 4 เมกะสปอร
(tetrasporic) และมความหลากหลายในชนดของแกนยดเอมบรโอ (suspensor) การเกดแอโพมกซส
(apomixis) และการมหลายเอมบรโอ (polyembryony)(Swamy, 1943a & 1949a) การศกษาวทยา
เอมบรโอใน E. epidendraea (Swamy, 1943b)
พบวาถงเอมบรโอเกดจาก 1 เมกะสปอร ถงเอมบรโอ
การเกดสปอร การเกดเซลลสบพนธ และการเกดเอมบรโอ ในกลวยไมดนหมกลง 85
ทเจรญเตมทม 7 นวเคลยส และการศกษาใน
E. herbacea (นราศกด ศรยศ และอจฉรา
ธรรมถาวร, 2553) พบวาถงเอมบรโอเกดจาก
1 เมกะสปอร และ 2 เมกะสปอร ถงเอมบรโอท
เจรญเตมทม 6 นวเคลยส การทถงเอมบรโอ
ทเจรญเตมท มนวเคลยสไมครบ 8 นวเคลยส
เกดจากการแบงเซลลทผดปกตของถงเอมบรโอ
ในระยะ 4 นวเคลยส เรยกวาเกดปรากฎการณ สไตรค (strike phenomenon) การวจยครงนเปนการศกษาการเกดสปอร การเกดเซลลสบพนธ และการเกดเอมบรโอในกลวยไมดนหมกลง ซงผลการศกษาทไดจะเปนขอมลเพมเตมสำหรบกลวยไมในสกลน เพอเปนพนฐานสำหรบการอนรกษพนธ การปรบปรงพนธกลวยไมชนดน และสามารถนำไปประยกตใชกบงานดานอนกรมวธานพชไดอกดวย (Johri et al., 1992)
อปกรณและวธการวจย
กลวยไมดนหมกลง (ภาพท 1 ก) ปลกอยทแปลงปลกพชทดลอง ภาควชาชววทยา คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน เกบตวอยางเปนพรรณไมอางองไวทพพธภณฑพช ภาควชาชววทยา มหาวทยาลยขอนแกน หมายเลขตวอยาง Narasak 12 (KKU) การศกษาการเกดไมโครสปอร และกายวภาคศาสตรของผนงอบเรณ ทำไดโดย
นำดอกทมขนาดแตกตางกน มาวดขนาดของดอก
โดยวดเฉพาะความยาวของกลบรวม (ภาพท 1 ข) ได 9 ระยะ นำอบเรณของดอกแตละระยะ ไปศกษาโดยการตดตามขวางดวยกรรมวธพาราฟน
(ดดแปลงจากอจฉรา ธรรมถาวร, 2538) สวนการ
ศกษาการเกดเซลลสบพนธเพศผ นำกลมเรณ จากดอกทเรมบาน มาบดขยเบาๆ นำไปแชใน
สารละลายนำตาล 15% เปนเวลา 24 ชวโมง
ยอมดวยสอะซโตออรซน (aceto-orcein) นำไป
ศกษาดวยกลองจลทรรศนแบบใชแสง และ
บนทกภาพ
ออวลของกลวยไม มพฒนาการทชามาก
เมออยในระยะทดอกบานเตมท ออวลยงอยใน
ระยะเซลลอารคสปอร (Swamy, 1943a) การศกษา
การเกดเมกะสปอร การเกดเซลลสบพนธเพศเมย และการเกดเอมบรโอ ตองทำการถายเรณดวยมอกอน โดยดอกจะมชวงของการบานตงแตเวลา 04.00 – 10.00 น. เมอดอกบานเตมท ทดสอบการยอมรบเรณของยอดเกสรเพศเมยทนท ดวยการหยดไฮโดรเจนเปอรออกไซดลงบน ยอดเกสรเพศเมย (Dafni & Maués, 1998) ซงพบวาเกดฟองขน แสดงวาดอกทบานเตมทนน ยอดเกสรเพศเมยสามารถทจะยอมรบการถายเรณได จากนนเลอกดอกอนทอยในระยะเดยวกนหรอใกลเคยงกนกบดอกททดสอบแลว ถายเรณดวยมอ โดยใชไมปลายแหลมเขยฝาครอบอบเรณออก นำกลมเรณไปวางบนยอดเกสรเพศเมย สงเกตพฤตกรรมของกลบรวม หากกลบรวมเหยวลง แสดงวาดอกไดรบการถายเรณแลว เกบผลกลวยไมทไดรบการถายเรณแลวทกๆ 3 วน จนถงวนท 102 จากนนเกบผลกลวยไมทกๆ เดอน จนถงวนทผลกลวยไมแตก รกษาเซลลในผลดวย
สารละลาย FAA 70% แชออวลใน Herr's clearing
solution (Herr, 1971) นาน 1 นาท นำไปศกษาดวยกลองจลทรรศน Normaski Interference Contrast และบนทกภาพ
86 นราศกด ศรยศ และ อจฉรา ธรรมถาวร
ผลการวจย
1. การเกดไมโครสปอร และกายวภาคศาสตรของผนงอบเรณ (microsporogenesis and anther wall anatomy) สามารถแบงออกไดเปน 4 ระยะดงน
1.1 ระยะเซลลกำเนดไมโครสปอร พบในดอกยาว 4 – 6 มลลเมตร มเนอเยอทเปนหมนแทรกอยภายในอบไมโครสปอร (ภาพท 2 ก) เซลลกำเนดไมโครสปอรทอยในระยะอนเตอรเฟส มผนงคอนขางบาง นวเคลยสขนาดใหญเหนได
ชดเจนเกอบเตมเซลล เหนนวคลโอลสและ
เยอหมนวเคลยสชดเจน (ภาพท 2 ข) เมอเซลลกำเนดไมโครสปอรอยใน
ระยะโปรเฟส I เซลลมผนงหนาเนองจากมการ
สะสมแคลโลส ไซโทพลาซมเขมขน เพอเตรยมพรอม
สำหรบการแบงเซลลแบบไมโอซส นวคลโอลส
และเยอหมนวเคลยสสลายไป เหนโครโมโซม
ชดเจน ผนงอบเรณประกอบดวยเนอเยอชนผว 1 ชน เอนโดทเชยม 2 ชน ทไมมการพอกหนา
ของผนง เนอเยอชนกลาง 1 ชน และทาพตม 1 ชน (ภาพท 2 ค) ทาพตมจะถกแบงออกเปน
2 สวน คอสวนนอกและสวนใน โดยสวนนอก จะเกดมาจากผนงอบเรณ และสวนในจะเกดมาจากเนอเยอทเปนหมน (ภาพท 2 ง)
1.2 ระยะไมโครสปอรกลมละส พบในดอกยาว 9 มลลเมตร ไมโครสปอรกลมละสมรปรางแบบตรงขามสลบตงฉาก แบบสมมาตร แบบประมดฐานสามเหลยม แบบเสนตรง และแบบตวท (ภาพท 2 จ) ผนงอบเรณประกอบไปดวยเนอเยอชนผว 1 ชน เอนโดทเชยม 2 ชน ทไมมการพอกหนาของผนง เนอเยอชนกลาง 1 ชน และทาพตม 1 ชน ซงเนอเยอชนกลางและชนทาพตมเรมมการสลายไป
1.3 ระยะเรณตอนตน พบในดอกยาว 12 มลลเมตร พบวาม 2 นวเคลยสตอ 1 เซลล โดยม
นวเคลยสเจเนอเรทฟทตดสเขม และขนาดเลกกวาอยตดกบผนงดานนอก และนวเคลยสไม
เกยวกบเพศทตดสจาง และขนาดใหญกวาอย
ดานใน (ภาพท 2 ฉ) ผนงอบเรณประกอบไปดวยเนอเยอชนผว 1 ชน ทมปมเลก เอนโดทเชยม
2 ชน โดยทง 2 ชน เกดการพอกหนา เนอเยอชนกลางและทาพตมสลายไป
ก ข
ภาพท 1 สณฐานวทยาและการวดขนาดดอกของหมกลง (ก) ดอกของหมกลงทบานเตมท (ข) การวดขนาดดอกของหมกลงโดยวดเฉพาะความยาวของกลบรวม
การเกดสปอร การเกดเซลลสบพนธ และการเกดเอมบรโอ ในกลวยไมดนหมกลง 87
1.4 ระยะเรณเจรญเตมท พบในดอกยาว
13 – 17 มลลเมตร ในตอนตนของระยะ พบวาม
2 นวเคลยส คอนวเคลยสเจเนอเรทฟและนวเคลยส
ไมเกยวกบเพศ โดยนวเคลยสทงสองกลม (ภาพท
3 ก)
ในตอนปลายของระยะ เนอเยอทเปนหมน
ภายในอบไมโครสปอรสลายไปไดกลมเรณทม
ชองวางอยภายใน (ภาพท 3 ข) เซลลเจเนอเรทฟ กลม และมพนทวางลอมรอบ สวนเซลลไมเกยวกบเพศเปลยนเปนรปพระจนทรเสยว (ภาพท 3 ค) ผนงอบเรณประกอบไปดวยเนอเยอชนผว 1 ชน ทมปมเลกรปโดมตำ เอนโดทเชยม 2 – 3 ชนโดยทกชนเกดการพอกหนา (ภาพท 3 ง)
2. การเกดเซลลสบพนธเพศผ (microgameto- genesis)
เมอนำเรณไปแชในสารละลายนำตาล 15% เรณมการขยายขนาดมากขนกวาเดม หลอดเรณจะเจรญทะลชนแคลโลสทหมเรณกลมละสออกมา เซลลไมเกยวกบเพศจะเคลอนทลงมาตามหลอดเรณกอน สวนเซลลเจเนอเรทฟจะเคลอนทตามลงมา (ภาพท 3 จ) จากนนจะเกดแวควโอลขนภายในเรณ ซงจะชวยดนใหเซลลทงสองและ ไซโทพลาซมเคลอนทลงมาตามหลอดเรณ เมอหลอดเรณงอกยาวไปไดระยะหนง จะมการสราง
แคลโลสพลก (callose plug) เกดขน เพอทจะปองกนไมใหไซโทพลาซมทถกแวควโอลดนลงมาตามหลอดเรณ ไหลยอนกลบไปทางดานเรณ
(ภาพท 3 ฉ) เซลลเจเนอเรทฟจะมการแบงเซลลแบบไมโทซส 1 ครง ได 2 เซลลทำหนาทเปนสเปรม
ทมรปรางร จากนนเซลลไมเกยวกบเพศเรมจะ
สลายไป
3. การเกดเมกะสปอร และการเกดเซลล
สบพนธเพศเมย (megasporogenesis and
megagametogenesis)
ออวลจากรงไขทไดจากดอกทบานวนแรก
ยงไมไดรบการถายเรณ อยในระยะเรมเกด (ovular
primordium) ภายในมเซลลทเรยงกนในแนวแกน
1 แถว ตามความยาวของออวล ซงเซลลเหลาน
มเนอเยอชนผวหมไว 1 ชน สวนปลายสดมเซลลอารคสปอร ซงมขนาดใหญกวาเซลลขางเคยง (ภาพท 4 ก) หลงการถายเรณ ออวลจะมการเจรญตอไป กลาวคอ เนอเยอชนผวเรมมการแบงเซลลใหไดหลายชนเซลล และเจรญตอไปเปนผนง ออวล เซลลอารคสปอรเจรญไปเปนเซลลกำเนดเมกะสปอรโดยตรงโดยไมมการแบงเซลล ออวลเรมควำลง (ภาพท 4 ข) หลงการถายเรณได 33 วน ออวลจงจะอยในระยะทเจรญเตมท ซงพบวาออวลเปนแบบควำ (anatropous) มผนงออวล 2 ชน (bitegmic) ผนงออวลชนในทำใหเกดไมโครไพล และเซลลกำเนดเมกะสปอรอยตดผวนวเซลลส (ภาพท 4 ค) เมอเซลลกำเนดเมกะสปอรแบงเซลลแบบไมโอซส I จะไดไดแอดทประกอบดวยเซลลขนาดไมเทากน มผนงเซลลกนเซลลทงสองแยกออกจากกนอยางชดเจน โดยเซลลของไดแอดทอยทางดานฐานออวล (chalazal dyad) จะมขนาดใหญกวาเซลลของ
ไดแอดทอยทางดานไมโครไพล (micropylar dyad)
(ภาพท 4 ง) ซงในระยะนผนงออวลชนในไดเจรญมาหมนวเซลลสไวหมดแลว จากนนเซลลของ ไดแอดทอยทางดานไมโครไพลสลายไป เหน
รองรอยเปนรปสามเหลยม (ภาพท 4 จ) สวนเซลลของไดแอดทอยทางดานฐานออวล จะแบงเซลล
แบบไมโอซส II ไดเซลลเมกะสปอร 2 เซลล มผนงกนเซลลทงสองใหแยกกนอยางชดเจน
ระยะนเหนถงเอมบรโอม 3 เซลล เรยงตอกนเรยก
88 นราศกด ศรยศ และ อจฉรา ธรรมถาวร
ไตรแอด (tr iad) คอประกอบไปดวยเซลล
เมกะสปอร 2 เซลล และเซลลของไดแอดทอย
ทางดานไมโครไพลทนวเคลยสสลายไปอก
1 เซลล จากนนเซลลเมกะสปอรทอยทางดาน
ไมโครไพลสลายไป 1 เซลล เหลอ 1 เซลล
ของ เมกะสปอรททำหนาทตอไป (functioning
megaspore) (ภาพท 4 ฉ) จากนนเซลลนมการ
แบงนวเคลยสแบบไมโทซส 1 ครง ไดถงเอมบรโอในระยะ 2 นวเคลยส และมแวควโอลเกดขนตรงกลางถงเอมบรโอ ทำใหนวเคลยสทงสองถกแยกออกจากกนไปอยคนละขวของถงเอมบรโอ (ภาพท 5 ก) นวเคลยสทงสองจะแบงนวเคลยสแบบไมโทซส 1 ครง ทำใหไดถงเอมบรโอในระยะ 4 นวเคลยส (ภาพท 5 ข) จากนน 3 นวเคลยส จะแบงนวเคลยสแบบไมโทซสอก 1 ครง สวนอก 1 นวเคลยสจะไมมการแบง ไดถงเอมบรโอทเจรญเตมทประกอบไปดวย 7 นวเคลยส (ภาพท 5 ค) โดย 2 นวเคลยสทางดานฐานออวล เจรญไปเปนแอนตโพแดล (antipodal) และ 1 นวเคลยส ทางดานไมโครไพล เจรญไปเปนเซลลไข (egg cell) อก 2 นวเคลยส เจรญไปเปนซเนอรจดส (synergid) (ภาพท 5 ง-จ) สวนอก 2 นวเคลยส ทอยตรงกลางถงเอมบรโอทำหนาทเปนโพลารนวเคลยส (polar nucleus) และยงไมมการ รวมตวกนเพอพฒนาไปเปนเซลลกลาง (central
cell) กอนทจะเกดการปฏสนธ (ภาพท 5 จ) การ
เจรญของถงเอมบรโอเกดจาก 1 เมกะสปอร
(monosporic) จดเปนแบบ Polygonum type
4. การเกดเอมบรโอ (embryogenesis)
การปฏสนธเกดขนหลงการถายเรณได
ประมาณ 54 วน โดยหลอดเรณเจรญไปตามกานออวล และแทรกเขาสชองวางระหวางผนงออวล
ชนในทงสอง เขาสถงเอมบรโอทางดานไมโครไพล
เรยกรปแบบนวาพอโรแกม (porogamy) โดย
หลอดเรณจะเจรญเขาทางซเนอรจดส 1 เซลล
และจะปลดปลอยไซโทพลาซมรวมทงเซลลสเปรม
เขาสซเนอรจดสเซลลน ทำใหเหนเปนกลมของ
สารสเขมเปนแถบภายในถงเอมบรโอ (ภาพท
5 จ) ซงสารดงกลาวอาจมสวนชวยในการเคลอนท
ของสเปรมภายในถงเอมบรโอ จากนนเซลลน
สลายไป โดย 1 สเปรม จะเขาผสมกบเซลลไขไดไซโกต และอก 1 สเปรม จะเขาผสมกบเซลลกลางไดเปนเอนโดสเปรม (ภาพท 5 ฉ) ในระยะทเกดการปฏสนธน แอนตโพแดลยงปรากฏใหเหนอย เมออยในระยะไซโกต แอนตโพแดลจะสลายไป
ไซโกตจะมแวควโอลภายในเซลล และดนใหนวเคลยสเคลอนทไปอยทางดานฐานออวล ในระยะตนของไซโกต ยงปรากฏซเนอรจดสอก 1 เซลล ซงอยตดกนกบไซโกตใหเหนอย (ภาพท 5 ฉ) หลงจากนนเซลลนจะสลายไป (ภาพท 6 ก) ไซโกตจะมการแบงเซลลตามขวาง (ภาพท 6 ข-ง) ได 2 เซลลคอเซลลฐาน (basal cell) และเซลลปลาย (terminal cell) ทมขนาด ไมเทากน โดยเซลลฐานจะมขนาดใหญกวา และมแวควโอลดนใหนวเคลยสไปอยทางดานฐาน ออวล (ภาพท 6 จ-ฉ) เอนโดสเปรมมการแบงนวเคลยสและขยายขนาดใหญกวาเดม 3 – 4 เทา โดยเอนโดสเปรมมลกษณะไมเปนเซลล แตจะ
พบนวเคลยสกระจายอยภายในโพรโทพลาซม
เรยกวาเอนโดสเปรมแบบนวเคลยส (nuclear
endosperm) จากนนเซลลฐานจะแบงเซลล
ตามยาว ไดโพรเอมบรโอในระยะ 3 เซลล โดยเซลลท ไดจากการแบงมขนาดคอนขาง
เทากน (ภาพท 7 ก) จากนนเซลลปลายจะมการแบงเซลลตามยาวหนงครงไดโพรเอมบรโอในระยะ
4 เซลล ทมรปรางแบบสมมาตร หรอแบบ A1
(ภาพท 7 ข) ตามการจำแนกของ Veyret (1974)
การเกดสปอร การเกดเซลลสบพนธ และการเกดเอมบรโอ ในกลวยไมดนหมกลง 89
ภาพท 2 ลกษณะทางวทยาเอมบรโอและกายวภาคศาสตรของผนงอบเรณ (ก) อบเรณม 2 พ และม 2 อบไมโครสปอร โดยมมดทอลำเลยง 1 มด (ลกศรสดำ) และมเนอเยอทเปนหมนแทรกอยในกลมเซลลกำเนดไมโครสปอร (ลกศรสขาว) (สเกล = 300 ไมโครเมตร) (ข) เซลลกำเนดไมโครสปอร (สเกล = 20 ไมโครเมตร) (ค) ผนงอบเรณประกอบไปดวยเนอเยอชนผว (ลกศรสขาว) เอนโดทเชยมทยงไมมการพอกหนาของผนง (ลกศรสดำ) เนอเยอ ชนกลาง 1 ชน (หวลกศรสขาว) และทาพตม 1 ชน (หวลกศรสดำ) (สเกล = 20 ไมโครเมตร) (ง) ทาพตมสวนนอก ทเกดจากผนงอบเรณ (ลกศรสดำ) และทาพตมสวนในทเกดจากเนอเยอทเปนหมน (ลกศรสขาว) (สเกล = 150 ไมโครเมตร) (จ) ไมโครสปอรกลมละสเรยงตวแบบตรงขามสลบตงฉาก (สเกล = 20 ไมโครเมตร) (ฉ) เรณตอนตน ม 2 นวเคลยส โดยนวเคลยสเจเนอเรทฟอยบรเวณผนงเซลลดานนอก (ลกศรสขาว) และนวเคลยสไมเกยวกบเพศอยดานใน (ลกศรสดำ) (สเกล = 20 ไมโครเมตร)
ก
ค
จ
ข
ง
ฉ
90 นราศกด ศรยศ และ อจฉรา ธรรมถาวร
ภาพท 3 ลกษณะทางวทยาเอมบรโอและกายวภาคศาสตรของผนงอบเรณ (ก) เรณทเจรญเตมทม 2 เซลล โดยเซลลเจเนอเรทฟมขนาดเลกกวาตดสเขมกวา (ลกศรสขาว) และเซลลไมเกยวกบเพศมขนาดใหญกวาตดสจางกวา (ลกศรสดำ) (สเกล = 20 ไมโครเมตร) (ข) กลมเรณมรปรางคลายเกอกมา โดยตรงกลางเปนชองวางเนองจากเนอเยอทเปนหมนสลายไป (ลกศร) (สเกล = 300 ไมโครเมตร) (ค) เรณทเจรญเตมทม 2 เซลล โดยเซลลไมเกยวกบเพศเปลยนแปลงเปนรปรางคลายพระจนทรเสยว (ลกศรสดำ) (สเกล = 20 ไมโครเมตร) (ง) ผนงอบเรณทเจรญเตมทประกอบดวยเนอเยอชนผว (ลกศรสดำ) และเอนโดทเชยมทมผนงหนาเปนลาย (ลกศรสขาว) (สเกล = 80 ไมโครเมตร) (จ) เรณทมการงอกหลอดเรณ เหนเซลลไมเกยวกบเพศ (ลกศรสดำ) และเซลลเจเนอเรทฟ (ลกศร สขาว) (สเกล = 20 ไมโครเมตร) (ฉ) หลอดเรณทมการสรางแคลโลสพลก (ลกศร) (สเกล = 20 ไมโครเมตร)
ก
ค
จ
ข
ง
ฉ
การเกดสปอร การเกดเซลลสบพนธ และการเกดเอมบรโอ ในกลวยไมดนหมกลง 91
ภาพท 4 ลกษณะทางวทยาเอมบรโอและพฒนาการของออวล (1) (ก) ออวลจากรงไขในวนทดอกบานอยในระยะเซลลอารคสปอร (ลกศร) (ข) ออวลทเหนสวนทจะเจรญไปเปนผนงออวลชนนอก (ลกศรสดำ) สวนทจะเจรญ ไปเปนผนงออวลชนใน (ลกศรสขาว) และเซลลกำเนดเมกะสปอร (หวลกศร) (ค) ออวลทเจรญเตมทในระยะเซลลกำเนดเมกะสปอร เหนผนงออวลชนนอก (ลกศรสดำ) ผนงออวลชนใน (ลกศรสขาว) และนวเซลลส (หวลกศร สขาว) ทหมเซลลกำเนดเมกะสปอร (หวลกศรสดำ) ประกอบดวยเซลลเรยงกน 1 ชน (ง) ไดแอดทเปนผลจากไมโอซส I ของเซลลกำเนดเมกะสปอร (ลกศร) (จ) เซลลทอยทางดานไมโครไพลของไดแอดสลายไปเหนเปนรองรอยทมรปรางคลายสามเหลยม (ลกศรสขาว) (ฉ) เซลลเมกะสปอรททำหนาทตอไป เหนเมกะสปอร 1 เซลล ทสลายไป (ลกศรสขาว) และเซลลทสลายไปของไดแอด (หวลกศร) (สเกล = 20 ไมโครเมตร)
ก
ง
ข
จ
ค
ฉ
92 นราศกด ศรยศ และ อจฉรา ธรรมถาวร
ภาพท 5 ลกษณะทางวทยาเอมบรโอและพฒนาการของออวล (2) (ก) เมกะสปอร 2 นวเคลยส (ลกศรสขาว) มแวควโอล (ลกศรสดำ) (ข) ถงเอมบรโอในระยะ 4 นวเคลยส (ลกศรสขาว) มแวควโอลคนกลาง (ลกศรสดำ) (ค) ถงเอมบรโอในระยะทเกดการจดเรยงนวเคลยส เหน 6 นวเคลยส (รปดาว) (ง) ถงเอมบรโอทเจรญเตมทเหนเซลลไข (ลกศรสขาว) และซเนอรจดส 2 เซลล (ลกศรสดำ) (จ) ถงเอมบรโอในระยะทเกดการปฏสนธ เหนเซลลไข (ลกศรสดำ) โพลารนวเคลยสทยงไมเชอมรวมกน (ลกศรสขาว) ไซโทพลาซมของหลอดเรณ (หวลกศรสขาว) และ 2 เซลล ของแอนตโพแดล (หวลกศรสดำ) (ฉ) ไซโกต (ลกศรสดำ) เหนแวควโอลดนใหนวเคลยสไปอยทางดานฐานออวล (หวลกศรสขาว) ซเนอรจดส 1 เซลล (ลกศรสขาว) และเอนโดสเปรมแบบนวเคลยส (หวลกศรสดำ) (สเกล = 20 ไมโครเมตร)
ก
ง
ข
จ
ค
ฉ
การเกดสปอร การเกดเซลลสบพนธ และการเกดเอมบรโอ ในกลวยไมดนหมกลง 93
ภาพท 6 พฒนาการของไซโกตและเอมบรโอ (ก) ไซโกต (ลกศรสดำ) ซเนอรจดสทสลายไป (ลกศรสขาว) และ เอนโดสเปรมแบบนวเคลยส (หวลกศร) (ข) ไซโกตมแวควโอลดนใหนวเคลยสไปอยทางดานฐานออวล (ลกศร) (ค) ไซโกตในระยะเมทาเฟส (ลกศร) (ง) ไซโกตในระยะเทโลเฟส (ลกศร) (จ) โพรเอมบรโอในระยะ 2 เซลล ทเซลลฐานเหนแวควโอลดนใหนวเคลยสไปทางดานฐานออวล (ลกศร) (ฉ) โพรเอมบรโอในระยะ 2 เซลลทมขนาดไมเทากน (ลกศรสดำ) และเอนโดสเปรมแบบนวเคลยส (ลกศรสขาว) (สเกล = 20 ไมโครเมตร)
ก
ง
ข
จ
ค
ฉ
94 นราศกด ศรยศ และ อจฉรา ธรรมถาวร
ภาพท 7 พฒนาการของเอมบรโอ (1) (ก) โพรเอมบรโอในระยะ 3 เซลล (วงกลม) และเอนโดสเปรมแบบนวเคลยส (ลกศร) (ข) โพรเอมบรโอในระยะ 4 เซลล รปสมมาตร (วงกลม) และเอนโดสเปรมแบบนวเคลยส (ลกศร) (ค) กลมเซลลของเอมบรโอเกดจากการแบงเซลลทมรปแบบไมแนนอน (ง) เซลลทางดานไมโครไพลมการขยายขนาด มแวควโอลเกดขนเพอทจะเจรญไปเปนแกนยดเอมบรโอ (ลกศรสดำ) เหนเอนโดสเปรมแบบนวเคลยส (ลกศร สขาว) (จ) เซลลทางดานไมโครไพล 2 เซลล มการขยายขนาด มแวควโอลเกดขนเพอทจะเจรญไปเปนแกนยดเอมบรโอ (ลกศรสดำ) และเหนกลมเซลลทจะเจรญไปเปนตวเอมบรโอ (ลกศรสขาว) (ฉ) แกนยดเอมบรโอ 2 เซลลทมการขยายขนาดและเจรญไปทางดานไมโครไพล (ลกศรสดำ) และเหนกลมเซลลทจะเจรญไปเปนตวเอมบรโอ (ลกศรสขาว) (สเกล = 20 ไมโครเมตร)
ก
ง
ข
จ
ค
ฉ
การเกดสปอร การเกดเซลลสบพนธ และการเกดเอมบรโอ ในกลวยไมดนหมกลง 95
ภาพท 8 พฒนาการของเอมบรโอ (2) (ก) เอมบรโอ (หวลกศร) ทกำลงพฒนาไปเปนเอมบรโอรปกลม เหนแกนยดเอมบรโอ 4 เซลล โดย 2 เซลล เจรญไปทางดานไมโครไพล (ลกศรสดำ) สวนอก 2 เซลลเจรญไปทางดานฐาน ออวล (ลกศรสขาว) (ข)-(ค) เอมบรโอทมเซลลเรยงตวกนเปนแถวยาว (หวลกศรสดำ) เหนแกนยดเอมบรโอ 2 เซลลทางดานไมโครไพล (ลกศร) และยงปรากฏเอนโดสเปรมใหเหน (หวลกศรสขาว) (ง) เอมบรโอรปกลม สเขยวเนองจากมคลอโรฟลลภายใน (จ) เอมบรโอทเจรญเตมทอยในระยะเอมบรโอรปกลม สนำตาลดำ เหนรองรอยของเซลลทางดานฐานของเอมบรโอทสลายไป (ลกศร) (ฉ) เมลดทเจรญเตมทผวขรขระ ภายใน มเอมบรโอรปกลม (ลกศร) (ก)-(จ) สเกล = 20 ไมโครเมตร และ (ฉ) สเกล = 40 ไมโครเมตร
ก
ง จ ฉ
ข ค
96 นราศกด ศรยศ และ อจฉรา ธรรมถาวร
ตอมาจะมการแบงเซลลอกหลายครงและหลาย
แนวโดยไมมรปแบบทแนนอน ไดกลมเซลลทม
รปรางไมแนนอน (ภาพท 7 ค) เซลลทอยทางดาน
ไมโครไพล เรมมการขยายขนาดขน และม
แวควโอลเกดขน ดนใหนวเคลยสของเซลลน
เคลอนทไปอยทางดานไมโครไพล ซงเซลล
ดงกลาวจะมการพฒนาไปเปนแกนยดเอมบรโอ
(ภาพท 7 ง) จากนน 2 เซลลทางดานไมโครไพลจะมการพฒนาไปเปนแกนยดเอมบรโอทมการเจรญยดยาวแทรกถงเอมบรโอออกไป สวนกลมเซลลทอยทางดานฐานออวล จะมการพฒนาไปเปนตวเอมบรโอ (embryo proper) (ภาพท 7 จ – ฉ) จากนนเซลลทอยทางดานฐานออวล 2 เซลล จะมการพฒนาไปเปนแกนยดเอมบรโอ และเจรญไปทางดานฐานออวล ดงนนเอมบรโอจงมแกนยดเอมบรโอขนาดใหญ 4 เซลล โดย 2 เซลลเจรญไปทางดานฐานออวล สวนอก 2 เซลลเจรญไปทางดานไมโครไพล (ภาพท 8 ก) จากนนกลมเซลลของเอมบรโอจะมการแบงเซลลตอไปใหไดเอมบรโอทมเซลลเรยงกนเปนแถวยาว ซงในระยะนยงปรากฏเอนโดสเปรมใหเหนอย (ภาพท 8 ข-ค) และมการพฒนาไปเปนเอมบรโอรปกลมทมสเขยว เนองจากมคลอโรฟลลอยภายใน (chlorophyllous embryo) โดยเซลลทางดานฐานของเอมบรโอมลกษณะโคงเนองจากนำหนกของ
เอมบรโอมากดทบ ในระยะนเอนโดสเปรมและ
แกนยดเอมบรโอสลายไป (ภาพท 8 ง) เอมบรโอทเจรญเตมทอยในระยะเอมบรโอรปกลม (globular stage) สนำตาลดำ และไมมใบเลยง สวนเซลล
ทอยทางดานฐานของเอมบรโอจะสลายไป เหนเปนรองรอย (ภาพท 8 จ) เมลดทเจรญเตมทมเปลอก
เมลดทใส มผวขรขระ และมลวดลายของผวเคลอบ
ควทน (cuticle) (ภาพท 8 ฉ)
สรปและวจารณผลการวจย
Swamy (1949b) ไดแบงรปแบบการเกด
เอมบรโอของพชในวงศกลวยไมออกเปนทงหมด
3 รปแบบ ตามรปแบบของการแบงเซลล และ
การเจรญของเซลลปลาย และเซลลฐาน ไปเปน
ตวเอมบรโอ ดงน
(1) Group A (Asterad type) คอชนด
ทเซลลปลายของโพรเอมบรโอในระยะ 2 เซลล จะแบงเซลลตามแนวตงฉาก สวนเซลลฐานแบงใหไดเซลลเรมตนของแกนยดเอมบรโอ (suspensorinitial cell) และเซลลกลาง (middle cell) ทำใหไดโพรเอมบรโอในระยะ 4 เซลล จากนนทงเซลลปลายและเซลลกลาง และเซลลเรมตนของแกนยดเอมบรโอจะพฒนาไปเปนตวเอมบรโอ
(2) Group B (Onagrad type) คอชนด ทเซลลปลายของโพรเอมบรโอในระยะ 2 เซลล จะแบงเซลลตามแนวตงฉาก สวนเซลลฐานแบงใหไดเซลลเรมตนของแกนยดเอมบรโอ และ เซลลกลางทำใหไดโพรเอมบรโอในระยะ 4 เซลล จากนนเฉพาะเซลลปลายและเซลลกลางเทานนทจะพฒนาไปเปนตวเอมบรโอ สวนเซลลเรมตนของแกนยดเอมบรโอจะพฒนาไปเปนแกนยดเอมบรโอ
(3) Group C (Cymbidium type) มลกษณะทสำคญคอแนวการแบงเซลลของโพรเอมบรโอ
จะมลกษณะทตางไปจาก 2 แบบทกลาวขางตน
และไมมรปแบบการแบงเซลลทแนนอน เมอแบงใหไดกลมเซลลทมขนาด 6 – 8 เซลลแลว กลม
เซลลทอยทางดานไมโครไพลจะเจรญไปเปนแกนยดเอมบรโอ สวนกลมเซลลทอยทางดานฐาน
ออวลจะเจรญไปเปนตวเอมบรโอ ซงทำใหไดเอมบรโอทเรยงตวกน 1 แถว หลายเซลล และ
แกนยดเอมบรโอทมลกษณะเปนเสนยาว
การเกดสปอร การเกดเซลลสบพนธ และการเกดเอมบรโอ ในกลวยไมดนหมกลง 97
ซงหมกลงทศกษาในครงนมรปแบบการเกด
เอมบรโอแบบ Group C (Cymbidium type) คอ
มรปแบบในการแบงเซลลทไมแนนอน แตสดทายก
จะมการแบงเซลลใหไดเอมบรโอรปกลมเชน
เดยวกน
Veyret (1974) ไดแบงรปรางของโพรเอมบรโอ
ในระยะ 4 เซลลของกลวยไมเปน 4 แบบ คอแบบ
A1 หรอรปสมมาตร แบบ A2 หรอรปตวท แบบ C1 หรอรปตวทหวกลบ และแบบ C2 หรอรปเสนตรง โดยพบวาหมกลงมรปรางของโพรเอมบรโอในระยะ4 เซลลเปนรปสมมาตร ซงสอดคลองกนกบรายงานของนราศกด ศรยศ และอจฉรา ธรรมถาวร (2553) ทศกษาการเกดเมกะสปอร การเกดเซลลสบพนธ
เพศเมย และการเกดเอมบรโอในกลวยไมดน
องนวล (E. herbacea) ในการศกษาครงนจะไม
จดรปแบบของการเกดเอมบรโอตาม Veyret
(1974) เนองจากการเกดเอมบรโอในกลวยไมนน
มกจะมแบบแผนทแนนอนจากระยะไซโกตมาจนถง
โพรเอมบรโอในระยะ 4 เซลลเทานน หลงจาก
ระยะน มกจะมแบบแผนในการแบงเซลลทไมนอน
ดงนนจงยดรปแบบการเกดเอมบรโอตาม Swamy (1949b) ทไดแบงรปแบบการเกดเอมบรโอไว 3 แบบ ซงเปนการแบงไวในแนวทางทกวางกวา แตสามารถนำไปอธบายการเกดเอมบรโอไดครอบคลมพชทงวงศกลวยไมไดมากกวา Veyret (1974)
ตารางท 1 ระยะการเจรญสำคญทสมพนธกบจำนวนวนหลงการถายเรณของ E. andamanensis
วนหลงถายเรณ ระยะการเจรญทสำคญ
0-24 เซลลอารคสปอร
33 เซลลกำเนดเมกะสปอร
33-51 ถงเอมบรโอระยะ 2-7 นวเคลยส
54 ปฏสนธ
54 ไซโกต
57 โพรเอมบรโอระยะ 2-4 เซลล
60-63 เอมบรโอมเซลลเรยงกน 1 แถว เรมมแกนยดเอมบรโอ
66-81 เรมเกดเปนเอมบรโอรปกลม เอนโดสเปรมเรมสลาย
84-93 เอมบรโอรปกลม แกนยดเอมบรโอเรมสลาย
96-300 เอมบรโอรปกลม ไมมแกนยดเอมบรโอและเอนโดสเปรม
จากตารางท 1 ทแสดงระยะการเจรญทสำคญ
ทสมพนธกบจำนวนวนหลงการถายเรณ เปนการ
บอกเพยงคราวๆ วา ในวนหลงการถายเรณ วนใดมการเจรญของออวลอยในระยะใด แตในความ
เปนจรงแลว ภายใน 1 ผล จะมการเจรญทมหลาย
ระยะทเจรญซอนเหลอมกนอย ซงขอมลดงกลาว
มความจำเปนอยางยง ทจะนำไปประยกตใช
ในการผสมพนธและปรบปรงพนธกลวยไม และ
ขอมลทไดจากการศกษาครงนทำใหผททำการเพาะเลยงกลวยไมจากเมลด สามารถคาดเดา
ไดวาการเจรญของเมลดกลวยไมทเพาะเลยง จะแตกตางกน เนองจากระยะของเอมบรโอ
ในแตละเมลดมความแตกตางกน
98 นราศกด ศรยศ และ อจฉรา ธรรมถาวร
ลกษณะทางวทยาเอมบรโอของพชวงศอน
ชวยสนบสนนงานทางดานอนกรมวธานได
นอยมาก จากการศกษาของปยะรตน อฐรตน
(2542) ทศกษาการเกดแกมโทไฟตของพชวงศ
กก 11 สกล 20 ชนด พบวาทกชนดมลกษณะ
ทางวทยาเอมบรโอรวมกนคอ ถงเอมบรโอเกดจาก
1 เมกะสปอร แบบ Polygonum type ถงเอมบรโอ
ทเจรญเตมทม 8 นวเคลยส แตจากการศกษา
กลวยไมในสกลหมกลงดงตารางท 2 พบวา
แมกลวยไมทง 3 ชนดอยในสกลเดยวกน แตกม
ลกษณะทางวทยาเอมบรโอทมความหลากหลาย
และแตกตางกนอยางชดเจน โดยมบางลกษณะท
สามารถนำไปสนบสนนงานดานอนกรมวธานได
เชนจำนวนของเมกะสปอรทจะเจรญไปเปนถง
เอมบรโอ และจำนวนนวเคลยสในถงเอมบรโอ
ทเจรญเตมท
ตารางท 2 เปรยบเทยบผลการศกษาทางวทยาเอมบรโอของกลวยไมในสกลหมกลง (Eulophia) 3 ชนด
ชนดพช monosporic bisporic triad T-tetrad
megaspores
จำนวนนวเคลยส
\ถงเอมบรโอ
ระยะเวลาจากวน
ถายเรณจนถง
วนปฏสนธ
E. epidendraea (Swamy, 1943b,
1949b)
+ - - + 7 45 วน
E. herbacea (นราศกด ศรยศ
และอจฉรา ธรรมถาวร,
2553)
+ + + + 6 39 วน
E. andamanensis (การศกษาครงน)
+ - + - 7 54 วน
+ = ปรากฎลกษณะ, - = ไมปรากฏลกษณะ
กตตกรรมประกาศ
ขอขอบคณ ดร.ปยะรตน อฐรตน ทใหคำ
แนะนำแนวทางในการศกษาวจย อาจารยวรชาต โตแกว ทใหคำปรกษาเกยวกบอนกรมวธานของพชวงศกลวยไม ภาควชาชววทยา คณะวทยาศาสตร
มหาวทยาลยขอนแกน ทเออเฟออปกรณและ
สถานท ในการทำงานวจย บณฑตวทยาลย
มหาวทยาลยขอนแกน ทใหทนสนบสนนการทำวจยและโครงการพฒนากำลงคนดานวทยาศาสตร (ทนเรยนดวทยาศาสตรแหงประเทศไทย) ทให
ทนสนบสนนการศกษาในระดบบณฑตศกษา
การเกดสปอร การเกดเซลลสบพนธ และการเกดเอมบรโอ ในกลวยไมดนหมกลง 99
เอกสารอางอง
นราศกด ศรยศ และ อจฉรา ธรรมถาวร. 2553. การเกด
เมกะสปอร การเกดเซลลสบพนธเพศเมย และการ
เกดเอมบรโอในกลวยไมดนองนวล (Eulophia herbacea Lindl.). ใน: การประชมทางวชาการเสนอ
ผลงานวจยระดบบณฑตศกษา ครงท 11. หนา
576-587. บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยขอนแกน,
ขอนแกน.
ปยะรตน อฐรตน. 2542. การศกษาพฒนาการของเมกะ
สปอรและแกมโทไฟตเพศเมยของพชวงศกก
(Cyperaceae) 20 ชนด ในภาคตะวนออกเฉยง
เหนอของประเทศไทย. วทยานพนธปรญญา
วทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาชววทยา บณฑต
วทยาลย มหาวทยาลยขอนแกน.
อจฉรา ธรรมถาวร. 2538. คมอการทำสไลดถาวร
เนอเยอพชโดยกรรมวธพาราฟน. ภาควชา
ชววทยา คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน.
Dafni, A. & Maués, M.M. 1998. A Rapid and Simple
Procedure to Determine Stigma Receptivity.
Sexual Plant Reproduction 11: 177-180.
Dressler, R.L. 1993. Phylogeny and Classification
of the Orchid Family. Cambridge University,
Australia.
Herr Jr., J.M. 1971. A New Clearing Squash
Technique for the Study of Ovule Development
in Angiosperm. American Journal of Botany
58: 785-790.
Johri, B.M., Ambegaokar, K.B. & Srivastava, P.S.
1992. Comparative Embryology of
Angiosperm Vol. 2. Springer-Verlag, Germany.
Seidenfaden, G. 1983. Orchid Genera in Thailand
XI. Cymbidieae Pfitz. Opera Botanica 72:
1-123.
Swamy, B.G.L. 1943a. Embryology of Orchidaceae.
Current Science 12: 13-17.
. 1943b. Gametogenesis and Embryogeny
of Eulophia epidendraea Fischer. Proceedings
of the National Institute of Sciences of India
9: 59-65.
. 1949a. Embryological Studies in the
Orchidaceae. I. Gametophyte. American
Midland Naturalist 41: 184-201.
. 1949b. Embryological Studies in the
Orchidaceae. II. Embryogeny. American
Midland Naturalist 41: 202-232.
Veyret, Y. 1974. Development of the Embryo and
the Young Seedling Stages of Orchids. In:
The Orchids: Scientific Studies. C.L. Withner
(Ed.), pp. 223-265. John Wiley & Sons, Inc.,
New York.
