臺中區農業改良場研究彙報 116:57-67 (2012) 57 朝天椒大孢子發育與子房組織化學特徵的探討 1 陳裕星 2 柯惠喻 3 4 李國基 摘 要 朝天椒 (Capsicum annuum var. conoides) 為番椒育種重要之耐熱 抗病毒種原, 本研究就朝天椒不同生長期的花蕾, 依據其縱徑大小與外觀型態將花蕾分為七期, 進行解剖與埋蠟切片觀察記錄, 調查大孢子分化發育情形與探討組織化學特徵 花蕾第一期花器已經大致發育完成, 此期蕾柱伸長, 胚珠原陸續形成 ; 第二期時花瓣可見但包覆於花萼內 ; 第三期花瓣略為突出花萼, 在胎座同一切面上排列 12 到 15 個胚珠已形成大孢子 ; 第四期為花器完成期, 花瓣已突出花萼達 1/3; 第五期開花初期, 花瓣突出花萼超過 1/2 第六期為開花中期, 雄蕊逐漸開裂, 花瓣外露部分達花萼兩倍, 第七期為花瓣完全開放, 授粉完成 組織化學染色分析顯示, 在第五期時, 胚胎基部與胎座間有明顯的油滴形成, 多醣體主要分佈在子房壁內側, 蛋白質則存在於胚與維管束, 結晶沙則隨著花蕾發育逐漸堆積在維管束周遭 關鍵字 : 番椒 胚珠 油胞 前 言 番椒 (Capsicum annuum L.) 屬於茄科 (Solanaceae) 番椒(Capsicum) 屬草本作物, 原產地為新大陸熱帶與亞熱帶地區 哥倫布發現新大陸後於 1493 年首度傳到西班牙, 於 15 世紀推廣至全歐洲,17 世紀傳到中國, 但另一途徑於 16 世紀時已傳到日本 (1,2,12) 番椒植株高度為 1~3 m, 不耐霜雪, 於溫帶地區屬一年生作物, 而熱帶地區雖可行多年栽培, 不過由於經濟產能考量, 多數經濟生產仍以一年栽培為主 番椒依其是否具辛辣味, 可分成甜椒 (bell pepper, sweet pepper) 及辣椒 (hot pepper, chili pepper) 辣椒的辛辣味主要來自於辣椒素(Capsaicin, C 9 H 12 O 2 ), 具辣味品種的胎座及其附近表皮細胞中含有油腺細胞 (oil cell) 可製造此辣椒素 (6,12,15,16), 但種子並不具有此物質, 具辛辣味者, 為有少量胎座附著的原故 (17,20) 辣椒果實中辣椒素的含量隨品種 品系 栽培地域 季節及採收成熟度而異 (13) 雖然辣椒只作為調味佐料之用, 在蔬菜重要性不及同科的番茄, 但不論在熱帶 亞熱帶 溫帶地區, 辣椒均不失為重要的經濟作物 根據 FAO (13) 的介紹, 其 1 行政院農業委員會臺中區農業改良場研究報告第 0793 號 2 行政院農業委員會臺中區農業改良場助理研究員 3 長榮大學生物科技系學生 4 通訊作者, 行政院農業委員會科技處技正
58 臺中區農業改良場研究彙報第一一六期 乾物平均營養價值 (AVI average nutritive value) 高達 80.7, 為番茄的兩倍多, 而鮮重的 AVI 值則為番茄的 11.7 倍 (3,13), 尤其富含 vitamin A 和 C, 因此栽培面積及其產量都有逐年增加的趨勢 (5) 辣椒的辣椒素 (Capsaicin) 也深受重視, 其芬芳的辛辣味有促進食慾 幫助消化之用 (16), 在醫學領域也發現辣椒素可以抑制部分癌症細胞 具有抗氧化 抗關節炎 止痛功效, 並可刺激腸胃道黏膜, 減少腸胃道癌症發生機率 (17) 番椒花序單生, 具有雄蕊和雌蕊兩性器官的兩性花 (hermaphrodite flower), 雌雄同株, 通常有五枚萼片和五枚花瓣, 罕有六 七枚, 著生葉腋 甜椒花蕾長約 0.7~0.8 cm, 橫徑 0.7 cm 左右 ; 而辣椒花較小, 長 0.6 cm 左右, 橫徑 0.5~0.7 cm, 花冠多為白色, 也有少數品種為綠白色或淡黃色 (8) 雄蕊花藥 5 枚成一輪, 圍繞著雌蕊, 雄蕊具有短花絲和較長的花藥, 藥隔狹長, 兩邊各具有兩個花粉囊 子房下位, 具有二心皮, 屬中軸胎座, 每一心皮具有多個直立胚珠, 其花期為四到五月之間, 為自花授粉作物, 其自然雜交率, 依據報告可達 9~32% (1,4,5,18) 開花植物器官分化發育的過程一般為向頂順序 (acropetal), 亦即依花萼 花瓣 雄花器 隨後雌花器的順序, 向心地逐漸從位於外側的器官順次向內側器官分化發育 若從更微觀的花芽分化過程探討, 則可觀察到花器通常由芽體中央肥厚隆起的花原基的周圍開始發育, 從最外側的萼片原隆起, 在萼片隆起的過程中, 在萼片內側花瓣原突起, 隨後在花瓣突起處的內側出現雄蕊原突起, 接著在雄蕊原內側雌蕊原隆起 這時萼片變大, 將其餘的花器包被起來, 其後在雄蕊花藥中形成花粉, 在雌蕊的子房中形成胚囊 (9,11,14) 番椒的始花節位早熟品種在主莖的 6~7 節, 晚熟品種在 14~18 節, 少數品種在 20~22 節才始花 ; 其開花順序是由下至上陸續開放, 在正常栽培條件下, 下層花開放後 4~5 天, 上層花即開放, 若過早進行雜交, 會使植株提前由營養生長轉向生殖生長, 影響植株生長勢及後期著果, 從而降低了種子產量及果粒重, 所以應將第一花序去除 (3,5,8,10) 成熟的花朵在晴天, 一般在早晨 6~8 時左右花瓣逐漸綻放張開, 如逢陰天則開放較遲, 隨著花的張開, 花藥也逐漸裂開, 在 8~10 時左右花粉散出, 在氣溫過低或不良環境條件下, 花藥往往會在花蕾內提前開裂 在自然條件下, 以自花授粉為主, 風力傳粉範圍在 1 m 左右 番椒的花為兩性花, 授粉後花粉會在柱頭上萌發, 形成花粉管, 雄配子通過花粉管進入子房完成其受精過程 (1,18) 番椒喜溫暖乾燥氣候, 種子發芽適溫在 25~30 之間, 植株發育適溫在 25 左右, 溫度高時不易受精結果, 溫度低時生長緩慢而不旺盛, 果實變型, 開花時溫度在 10~15 時, 縱使能結果, 種子常會敗育 本研究所使用之材料屬於直立椒或簇生椒類 (C. annuum var. fasciculatum Bailey), 其葉片狹長, 果實簇生向上生長 果色深紅, 果肉薄, 辣味甚強, 油分高, 晚熟, 耐熱, 抗病毒力強, 多作乾辣椒栽培 本研究主要目的為探討朝天椒胚囊發育過程, 同時探討子房發育早期組織化學的特徵, 並和甜椒果實比較, 希望能了解不同發育時期子房內油腺細胞與辣油分佈的情形, 以作為育種參考
朝天椒大孢子發育與子房組織化學特徵的探討 59 材料與方法 試驗材料本研究的試驗材料為亞蔬中心所提供之朝天椒 (Capsicum annuum var. conoides) 及甜椒 (Capsicum annuum var. annuum), 花蕾材料均採收於亞洲蔬菜研究發展中心, 依據其大小與外觀型態, 將花蕾生長依其縱徑大小分為七期, 拍照後, 固定於 FAA ( 福馬林 : 冰醋酸 :50% 酒精 ) 溶液中帶回實驗室, 再分別就以下方法進行切片觀察與紀錄 試驗方法一 埋蠟切片法大小不同時期的花蕾, 以 FAA 固定後, 經 TBA 系列脫水 滲蠟, 再以石蠟包埋, 將修整後的蠟塊放上轉動式切片機切成 11 μm, 再以蛋白黏著劑貼附於載玻片上, 在 40 的熱板上使其平展並黏附於載玻片上, 再以二甲苯溶蠟 酒精系列復水, 進行 safranin 和 fast green 雙重染色 二甲苯脫水, 最後以巴爾森液進行封片, 烘乾, 並於顯微鏡下觀察 (7) 二 組織化學檢定 ( 一 ) 脂質檢測埋蠟切片以二甲苯溶蠟後, 復水至 70% 酒精中, 再以新鮮蘇丹黑 B (Sudan Black B) 溶於 70% 酒精中, 在 30~60 下處理 60 分鐘, 再以 70% 酒精浸泡數分鐘, 再以蒸餾水沖洗, 滴甘油後封片觀察, 脂質會呈黑色反應 ( 二 ) 多醣體檢測埋蠟切片以二甲苯溶蠟後, 復水至 50% 酒精中, 先以 0.4% 高碘酸溶液 (periodic acid solution, PAS) 在 56 下處理 30 分鐘, 以蒸餾水沖洗三次, 浸於希佛氏液 (Schiff s reagent), 再於溫室下處理 15 分鐘, 以 0.5% 亞硫酸氫鈉 (NaHSO 4 ) 處理 2 分鐘, 最後以蒸餾水沖洗後, 再以甘油與水 1:1 蓋上玻片封片, 以顯微鏡下觀察, 多醣類會呈現粉紅色 ( 三 ) 蛋白質檢測埋蠟切片以二甲苯溶蠟後, 復水至 50% 酒精中, 以 7% 醋酸 (acetic acid) 浸泡 2 分鐘, 再以考馬斯亮藍 (Coomassie brilliant blue) 溶於 7% 醋酸中, 以 60 處理 20 分鐘, 再浸泡於 0.1% 醋酸中, 最後以蒸餾水沖洗後, 再以甘油與水 1:1 蓋上玻片封片, 以顯微鏡下觀察, 蛋白質呈藍色 結果與討論 一 花蕾型態及不同分期觀察朝天椒花朵最外圍是五枚花萼, 平滑無齒狀緣呈綠色 ; 在內側的五枚花瓣呈白色與花萼互生排列生長 本研究參考 Novak (18) 對番椒植株花蕾發育外觀與小孢子發展之階段關係進行區分, 將朝天椒與甜椒花蕾生長依其縱徑大小分為七期, 針對不同時期的發育之花蕾進行觀察與紀錄 本研究之分類依據其大小與外觀形態分述如下 ( 圖一 ):
60 臺中區農業改良場研究彙報第一一六期 第一期 : 縱徑 3 mm 以下, 花萼尚未開裂且看不見花瓣 第二期 : 縱徑約 3~4 mm, 花萼內側隱約可看見深綠色花瓣生成 第三期 : 縱徑約 5 mm, 花萼已開裂, 花瓣呈綠色, 完整圓弧型, 剛凸出花萼 第四期 : 縱徑約 6~8 mm, 花瓣呈綠色且已完全凸出花萼 2 mm 第五期 : 縱徑約 9~10 mm, 花瓣變薄轉為白綠色, 且已有膨脹現象 第六期 : 縱徑約 10~12 mm, 花瓣變為白色, 此時為花朵開放前 1~2 天 第七期 : 縱徑約 12~15 mm, 花瓣開放, 雄蕊花藥開裂 朝天椒的花從第一期到第七期開花, 約經歷 7~10 天可完成, 視溫度而定 開花開始後 ( 圖一 -A6) 在室溫下經過一到兩天, 萼片和花瓣都會同時完全向外張開 ( 圖一 -A7) 朝天椒具雄蕊四枚, 每個雄蕊的花絲上帶有一枚花藥, 緊密的圍住蕾柱和柱頭, 開花時花藥開裂, 同時花柱伸長 由於花柱向上延伸時, 柱頭與花藥的內面接觸 這樣的過程使大量花粉容易附著於柱頭上, 便於進行授粉的動作, 因此辣椒常常靠自花授粉的方式受精, 而不需藉助於昆蟲或其他外力來行花粉授精 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 圖一 不同大小花蕾分期之型態與解剖觀察 A 不同階段花朵外觀,B 花朵型態解剖,C 花苞埋蠟切片觀察 BAR = 1 mm Fig. 1. Morphology and anatomy of pepper flowers at different developmental stages. A. Floral bud morphology; B. Flower anatomy; C. longitudinal section of floral buds. BAR = 1 mm.
朝天椒大孢子發育與子房組織化學特徵的探討 61 二 各時期花蕾內部解剖觀察由花蕾發育的第一期到第七期, 縱徑亦從小於 3 mm 成長到 15 mm, 為了比較不同時期花蕾的內部發育情形, 因此組合各階段的解剖切片 ( 圖一 B C), 以對各階段的發育特徵有較全面性的認識 針對各階段雌配子體的發育情形, 則另以切片圖作更深入的解剖特徵探討 ( 圖二 ) A B C D E F 圖二 朝天椒大孢子分化發育特徵 A 第一期時胚珠原從胎座邊緣隆起 B 第三期形成大孢子母細胞 C 第四期時大孢子母細胞開始分裂形成兩個細胞 D 第四期之胚基部有一群細胞質濃厚多邊型細胞, 推測為油細胞 E F 第五 六期時, 胚囊已大致形成 BAR = 100 μm Fig. 2. Characteristics of megasporogenesis in Capsicum annuum var. conoids). A. Ovules arise from placenta sequentially at stage 1. B. Megaspore mother cell form at stage 3. C. Cell division of megaspore mother cell is observed at stage IV. D. At stage 4, a group of polygonal cells with dense cytoplasm are observed at the base of ovule, presumably the oil cells. E, F. At stage 5 and 6, embryo sac is formed completely. BAR = 100 μm
62 臺中區農業改良場研究彙報第一一六期 由各個時期的縱切面來看, 第一期的子房大小約 0.3 mm 0.5 mm ( 圖一 -B1), 花柱高度 略低於花藥, 且花藥尚未成熟, 柱頭亦未受粉, 由子房縱面解剖可觀察到 8 個胚珠原 (ovule primordium) 形成, 陸續突出於胎座表面 ( 圖一 -C1) 第二期時, 已經可觀察到花瓣但其尚未突 出花萼 ( 圖一 -B2), 子房大小約為 0.4 mm 0.5 mm, 花柱高度約等高於花藥, 此時期, 小孢 子母細胞已分裂產生四分子體 (tetrad, 圖一 -C2) 第三期的子房大小約為 0.9 mm 1.1 mm, 花柱長約 0.6 mm ( 圖一 -B3), 花粉囊尚未成熟呈乳黃色, 柱頭尚未有授粉反應, 胚珠中心為大 孢子母細胞 (megaspore mother cell) 被珠被包覆 ( 圖一 -C3), 而珠被會形成未來的種皮 (seed coat) 第四期的子房明顯拉長到約 1.5 mm, 長寬比約 2:1, 胚珠基部分化出一群胞質濃密的細 胞 第五期的子房和柱頭都明顯伸長, 且柱頭突出於花藥之上 ( 圖一 -B5), 推測此時花藥已經 預備開裂授粉, 胚珠基部特化的細胞即為油腺細胞群, 有濃密物質分泌, 由組織化學染色可證實為油滴 ( 圖一 -C5) 第六期則柱頭明顯高於花藥, 有褐化的現象應為已授粉狀態 ( 圖一 -B6), 胚珠中心有明顯加大情形 ( 圖一 -C6) 第七期時花朵已展開, 成熟花粉為黃色 ( 圖一 -B7), 胚珠基部胎座處有大範圍油滴分佈, 胚胎發育也已經開始 ( 圖一 -C7) 由不同發育階段子房的切片觀察推測, 胚珠原首先由胎座邊緣陸續突起, 其內產生造孢細胞, 在第一期時, 可觀察到胚珠原自胎座邊緣突起成圓球形 ( 圖二 A), 造孢細胞四面八方向外分裂加厚 到第二 第三期時, 已形成明顯胚珠構造, 此時珠被為 4~5 層仍在分裂的細胞 ( 圖二 B), 最內層行平周分裂 (periclinal division) 持續加厚, 外層則行垂周分裂 (anticlinal division), 未來發育為種皮, 中央為大孢子母細胞 第四期時大孢子母細胞於胚珠中央呈長橢圓形, 開始分裂形成大孢子 ( 圖二 C), 珠被也有伸長情形, 在第四期之胚珠基部有一群細胞質濃厚的多邊型細胞 ( 圖二 D), 未來分化為油腺細胞 第五期時, 大孢子發育已完成, 在胎座下方可觀察到細胞產生大量色素體 (plastids) ( 圖二 E), 以 safranin 和 fast green 雙重染色可以看出細胞物質的差異 胚珠的基部有一群細胞質濃厚的細胞, 由組織化學染色判斷為油腺細胞, 本區延伸到胎座 第六期時, 大孢子已進行細胞分裂產生卵細胞 伴細胞 極核與反足細胞形成胚囊構造, 此時花朵隨時可授粉授精 三 組織化學檢定 ( 一 ) 脂質染色 - 朝天椒與不辣甜椒細胞脂質分布的比較由朝天椒子房組織化學之檢定觀察脂質 (lipid) 的分佈, 可知朝天椒在胚珠尾端到胎座組織上有顏色較深的油胞染色 ( 圖三 A 第五期, 箭頭所指處 ), 反觀在甜椒胎座上顏色較不明 (17) 顯 ( 圖三 B, 第五期 ) 過去認為辣椒種子上並無油腺組織分部,Narasimha Prasad 等以辣素合成基因的組織免疫染色分析, 認為辣素合成基因分佈在胎座處表層組織之上, 但是從本研究觀察, 朝天椒油腺細胞由胚珠內部距表皮約 3~4 層細胞即開始分化產生 ( 圖二 D), 因此 Narasimha Prasad 等所觀察到胎座表面的綠色極可能是表皮細胞角質的螢光反應而已 Broderick 與 Cooke 也利用切片和螢光觀察, 認為辣素在細胞中合成之後, 透過 apoplast 途徑運輸到細胞之外貯存於細胞壁的皺摺狀結構中 (21), 此結果和本研究並無衝突之處 但本研究從胚胎發育初期即觀察到此油腺細胞的分化與油脂的合成, 提供了更明確的證據, 本屬
朝天椒大孢子發育與子房組織化學特徵的探討 63 其他辣椒品種是否有同樣的油腺細胞分布方式值得進一步探討, 未來更可以從組織切片上觀察辣油生成與特化的油腺細胞是否有關連性 ( 二 ) 多醣類 (polysaccharides) 與蛋白質之染色檢測各時期子房組織的橫切面, 第一期花蕾近子房壁内側表皮的薄壁細胞呈現較亮的粉紅色區域為檢測的多醣體 ( 圖四 A, 箭號所指處 ) 此內側表皮層細胞在花芽發育初期便會迅速膨大, 細胞核大而明顯, 這一層細胞在第五期時變成為且規則排列的大細胞 ( 圖二 E, 箭號所指處 ) 除此之外, 表皮下 3~5 層細胞也富含多醣體 由第二期花蕾組織切片的蛋白質染色中也發現, 在子房壁表皮下 2 層細胞 維管束和胚珠有較濃稠的蛋白質分佈 ( 圖四 B) 一般推測, 細胞中較高量的蛋白質代表有旺盛的代謝活動, 子房壁和胚珠因為有旺盛的細胞分裂活性, 富含蛋白質並不令人意外, 但是維管束部位也呈現濃稠蛋白質反應, 是否意味著除了醣類 胺基酸等基礎細胞建構物質被輸入到花蕾之外, 也包括蛋白質的輸送, 但在本研究並無法確認, 需要多方比較不同區域的維管束, 進行組織化學檢測才能進一步確定蛋白質的反應位在韌皮部 ( 三 ) 結晶沙的觀察在花蕾的各個發育時期, 結晶沙的量有隨著胚珠發育逐漸增加的趨勢, 且大多集中在胎座和子房壁兩大位置, 在暗視野顯微鏡觀察第一期的花蕾, 鮮有結晶沙的出現 ( 圖五 A), 但第二期已可觀察到結晶沙在胎座與子房壁上堆積 ( 圖五 B) 到第四期結晶沙已經廣泛分布在子房壁的維管束組織中, 到第六期時結晶沙幾乎可見於所有的維管束組織中 植物結晶被認為具有調節細胞水份的功能, 植物結晶所分佈的位置和數量不同對調節水分的效果也不同, 也影響到植物的生長發育 觀察朝天椒子房發育的各個時期, 發現結晶沙會隨著子房發育而逐漸累積, 推測應是隨著植物蒸散流而被帶到胎座與子房壁並堆積在維管束組織附近 A B 圖三 朝天椒與不辣甜椒品系花蕾發育第五期切片 A 在朝天椒胚珠基部和胎座可觀察到油腺細胞的位置與油滴累積 ;B 不辣甜椒則無法區分油腺細胞亦無油滴分泌 BAR = 1 mm Fig. 3. Histochemical test for oil cells in ovary of pungent (Capisum annuum var. conoides) and non-pungent pepper (C. annuum var. annuum) at stage 5. A. Oil cells are localized at the base of ovule and surface of placenta detected by Sudan black staining. B. There is no oil cell in non-pungent pepper ovule and placenta. BAR = 1 mm.
64 臺中區農業改良場研究彙報第一一六期 A 圖四 子房組織化學染色分析 A 第一期花蕾多醣體染色 B 第三期的花蕾蛋白質染色 BAR = 1 mm Fig. 4. Histochemical test for polysaccharides and protein in ovary of Capisum annuum var. conoides. A. PAS test for polysaccharide of floral bud at Stage 1. B. Protein test of floral bud at stage 3. BAR = 1 mm. B A B C 圖五 不同花蕾發育期在暗視野下觀察結晶沙的合成與分佈 A 第二期時僅在花藥橫切面可觀察到結晶沙 B 第二期已可觀察到結晶沙在胎座與子房壁上形成 C 第四期時結晶沙已經廣泛分布在子房壁中的維管束組織 D 第六期時結晶沙已幾乎分佈在所有維管束組織 BAR = 1 mm Fig. 5. Distribution of crystal sands in ovary at different stages. A. At stage 1, crystal sands distributes mainly in vascular bundles of filament. B. Crystal sands also found in stage 2 ovary wall and placenta. C. At stage 4 and 6, crystal sands distributes widely in vascular tissue of ovary wall and placenta. D
朝天椒大孢子發育與子房組織化學特徵的探討 65 結 論 本研究以朝天椒不同發育時期之花蕾為材料, 將之分為七期進而切片觀察大孢子發育過程, 可知孢原細胞漸次發生於胎座上並持續生長發育, 為連續性過程, 人為分期乃為了能掌握大孢子發育的主要特徵 在番椒育種實務上, 各界所關切的主題包括細胞質雄不稔性基因 (cytoplasmic male sterility, CMS) 的發掘與運用, 以及耐熱甜椒品系的育成 目前已知番椒 CMS 基因為母系控制之粒線體基因變異, 在花蕾發育階段會造成雄不稔性 (18), 而甜椒在高溫下無法著果亦肇因於花蕾期雄蕊及雌蕊發育階段對高溫敏感, 因此有必要對照探討耐熱品種如朝天椒花蕾發育各階段大 小孢子分化發育的情形 辣椒的辣素為人們所消費食用的主要對象, 了解辣油或辣素在辣椒果實中的累積與分布, 亦有助於對辣番椒或不辣番椒的育種 本研究首次以切片配合組織化學染色方式, 得知辣椒油腺細胞在花蕾發育第四期即開始分化並累積油脂, 而此細胞起源於胚珠延伸到胎座, 這個結果與前人研究所認為辣素合成基因分布在胎座表面有所不同 (17), 未來或可進一步探討此組織與油脂量多寡的關係 此外, 在胚珠與胎座表皮層下 2~5 層細胞, 於第五期細胞中的色素體大量發生, 這些色素體即為葉綠體之前身, 在根部與其他貯藏組織, 色素體負責澱粉的代謝與貯存, 在油性種子如大豆與油菜, 色素體則負責脂肪酸與三酸甘油酯的合成, 在此處是否也同時扮演與辣素 油脂合成相關的角色仍有待更深入探討 本研究限於人力與時間, 無法對各階段花蕾切片進行全面的分析研究, 小孢子分化發育的切片雖已完成, 仍需時間作進一步的檢視 儘管仍有未盡完善之處, 本研究已經建立各階段的大孢子的發育特徵, 未來不論是針對 CMS 基因或耐熱性品系的研究探討, 皆可以運用本研究成果以切片對照檢視大 小孢子發育階段所受的影響 本研究也驗證子房中胚珠發育階段, 油腺細胞在胚珠的分佈與發育的進程, 可作為未來辣椒辣油與辣素育種研究之參考 誌 謝 本試驗承蒙亞蔬中心謝雪琴小姐提供試驗材料, 臺大生科系黃玲瓏教授與陳香君老師提供實驗設備與指導, 並不吝分享經驗使本計畫能順利執行, 在此特誌謝意 參考文獻 1. 李柏年 1982 蔬菜育種與採種 - 茄科蔬菜茂昌出版社 p.267~273 2. 洪進雄 陳士略 1988 番椒屬之起源及其分佈中國園藝 34(3): 160~176 3. 郭孚燿 1998 彩色甜椒生產技術 - 少量多樣化產品臺中區農業專訊 22: 14~22 4. 張武男 1995 番椒農作物篇 ( 二 ) p.437~440 臺灣農家要覽豐年社 5. 張連宗 1988 番椒品種改良 p.145~172 蔬菜品種改良研討會論文輯 6. 蔡平里 1972 番椒不同品系辣椒精含量之分析中國園藝 18(6): 309~313 7. 蔡淑華 1975 植物組織切片技術綱要茂昌出版社臺北
66 臺中區農業改良場研究彙報第一一六期 8. 謝雪琴 黃鈺倫 林世雯 吳婉貞 楊瑞玉 葛立夫 2006 應用雜種優勢和組合力的評估研發辣椒品種植物種苗 8(2): 47~62 9. Berger, F., A. Taylor and C. Brownice. 1994. Cell fate determination by the cell wall in early fucus development. Science 263: 1421-1423. 10. Diaz, I., R. Moreno and J. B. Power. 1988. Plant regeneration from protoplast of Capsicum annuum. Plant Cell Rep. 7: 210-212. 11. Dumas, C., J. Faure, R. Mol, E. Matthys-Rochon and C. K. Digonnet. 1994. How do flowering plants make a zygote?in: Stephenson, A. G. and T. Kao. (eds.) Pollen-pistill interactions and pollen tube growth. Amer. Soc. Plant Physiol. Press. Maryland. USA p.253-264. 12. Eshbaugh, W. H. 1976. Genetic and biochemical systematic studies of chili peppers (Capsicum-Solanaceae). Bull. Torrey Bot. Club. 102: 396-403. 13. FAO. 1972. Food composition table for use in east Asia 1972. FAO. Rome. 14. Faure, J. E., H. L. Mogensen, E. Kranz, C. Digonnet and C. Dumas. 1992. Ultrastrutural characterization and three-dimensional reconstruction of isolated maize (Zea mays L.) eggcell protoplasts. Protoplasma. 171: 97-103. 15. Lee C. J., E. Y. Yoo, J. H. Shin, J. Lee, H. S. Hwang and B. D. Kim. 2005. Non-pungent Capsicum contains a deletion in the capsaicinoid synthetase gene, which allows early detection of pungency with SCAR markers. Mol. Cells, 19 (2): 262-267. 16. Lee, Y., L. R. Howard and B. Villalon. 1995. Flavonoids and antioxidant activity of fresh pepper (Capsicum annuum) cultivars. J. Food Sci. 60(3): 473-476. 17. Narasimha Prasad, B. C., V. Kumar, H. B. Gururaj, R. Parimalan, P. Giridhar and G. A. Ravishankar. 2006. Characterization of capsaicin synthase and identification of its gene (csy1) for pungency factor capsaicin in pepper (Capsicum sp.). Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 103: 13315-13320. 18. Novak, F., J. Betlach and J. Dubovsky. 1971. Cytoplasmic male sterility in sweet pepper (Capsicum annuum L.). I. Phenotype and inheritance of male sterile character. J. Plant Breed. 65: 129-140. 19. Shinohara, S. 1989. Pepper. In: Vegatable seed production technology of Japan. Vol(II). Nishiooi, Japan. 20. Tewksbury, J. J. and G. P. Nabhan. 2001. Directed deterrence by capsaicin in chillies. Nature. 412: 403-404. 21. Broderick C. E. and P. H. Cooke. 2009. Fruit composition, tissues and localization of antioxidants and capsaicinoides in Capsicum peppers by fluorescence microscopy. Acta Hort. 841: 85-90.
朝天椒大孢子發育與子房組織化學特徵的探討 67 Megasporogenesis and Histochemical Characteristics of Ovary in Pungent Pepper (Capsicum annuum var. conoides) 1 Yuhsin Chen 2, Huei-Yu Ko 3 and Guo-Chi Lee 4 ABSTRACT The pungent pepper Capsicum annuum var. conoides is an important variety for breeding, which is heat and virus tolerant. In this study, the development of floral buds are classified into 7 stages according to their length and morphology, and then subject to anatomy and paraffin section to study histochemical features and megasporogenesis. At stage 1, floral organs have developed, style is elongating rapidly and ovules arise sequentially from placenta. At stage 2, petals are visible but still covered by calyx. At stage 3, petals protrude through calyx, 12-15 ovules are observed protruding from placenta on the same section. At stage 4, floral organs have fully developed, 1/3 of petals in length protrude through calyx. Stage 5 is the initial stage of flower opening with 1/2 of petals protruding from calyx. At stage 6, pollen sacs opening, appeared petals are twice as long as calyx. At stage 7, flower open, anther dehiscence and pollination. From histochemical test, oils are found at the basal region of ovules and on the surface of placenta at stage 5. Polysaccharides are found to be more apparent in the inner layer of cells of ovary wall. Proteins distribute more densely on ovules and vascular bundle. Crystal sands deposited surrounding vascular bundles progressively with the development of flower bud. Key words: pepper, ovule, oil cells. 1 Contribution No. 0793 from Taichung DARES, COA. 2 Assistant Researcher of Taichung DARES, COA. 3 BSc of Chang Jung Christian University. 4 Specialist, Council of Agriculture, Corresponding author.