天目铁木是中国特有物种,也是中国东南部唯一的桦木科铁木属植物。目前浙江省临安市的天目山自然保护区内仅尚存5株野生植株,极度珍稀且濒危,是国家重点保护植物。这5个天然个体虽然均为百年以上树龄的成年植株,但育性差异巨大,仅1个个体结种能力稳定、种子数量较多(4号树),其余4个个体均结种数量不定,甚至不结种。目前已有对天目铁木致濒机制的研究着重于生境生态、生活习性等宏观方面,尚未有关于天目铁木花、种胚发育过程的研究报道,也欠缺深入的针对这方面致濒机制的解析。为了解天目铁木花和种子发育过程对植株后代繁育的切实影响,本课题拟开展针对天目铁木的植物胚胎学研究:通过植物形态学、发育学的组织化学染色、解剖观察等技术方法,首次完整报道了天目铁木的雌雄配子体发育、受精、胚及胚乳的发育等重要生殖阶段及其特征;首次提出了雌蕊甚至幼胚的败育是导致野生植株育性极低的关键因素,拓展了天目铁木的致濒机制,为这一树种的进一步保护、繁衍和利用提供新的见解和决策参考。本研究中获得的主要实验结果如下:1、明确了天目铁木的雄配子体发育过程及相关结构:花药壁由外向内分别为表皮(栓质化)、药室内壁、中层、绒毡层(腺质型),小孢子母细胞减数分裂(同时型),小孢子四分体(四面体型),成熟花粉粒(三细胞型),萌发孔(三个)。2、明确了天目铁木的雌配子体发育过程及相关结构:胚珠类型(倒生胚珠),珠被(单珠被),珠心(厚珠心),大孢子四分体(直线型),胚囊类型(蓼型),多胚囊。3、明确了天目铁木的胚和胚乳发育过程及相关结构:胚乳的发育早于胚的发育,受精(双受精),胚乳(核型胚乳);胚发育成熟前,主要经历球形期、心形期和鱼雷期。4、天目铁木野生成年植株育性的高低与雄花的形态结构和发育过程基本无关联,与雌花的形态结构和发育过程可能有极大的相关性。高育性植株雌花的基部可膨大、可正常发育产生果实,低育性植株雌花基部干瘪,发育停滞,出现败育。