被子植物(angiosperms)作为植物在进化过程中出现最晚的一个类群,同其他类群植物相比,最显著的特征在于独特的繁殖器官——花。花瓣作为最晚出现的一轮花器官,被认为是由其他花器官次生演化而来。花瓣依来源可分为苞片源和雄蕊源,因此花瓣的起源与演化成为探讨被子植物起源的关键问题。在长期的演化过程中,花瓣在形态结构、蜜腺位置与泌蜜方式等性状上形成丰富的多样性,特别是在毛茛目(Ranunculales)核心类群中,花瓣形态结构丰富多样,同时具有分泌功能称之为“蜜腺叶”,因而毛茛目成为研究花瓣起源的理想材料。木通科(Lardizabalaceae)作为核心毛茛目成员之一,花多为功能上的单性花,雌雄同株或异株,稀杂性。花被分化为花萼与花冠,花瓣通常为绿色、短小、倒匙形、顶端伴有二裂。本研究通过扫描电镜、半薄切片、超薄切片、荧光染色等方法,以木通科3属植物为研究对象,对花瓣的形态结构发育过程、成熟花瓣的表皮微形态、蜜腺组织结构、超微结构、退化雄蕊形态结构特征进行研究,旨在通过形态学手段,对木通科有花瓣类群其花瓣的形态结构特征进行观察、总结木通科不同分支上的花瓣其蜜腺在形态发育、组织结构、泌蜜方式上是否存在差异,为探讨毛茛目花瓣的起源与演化提供证据。研究结果表明:成熟花瓣形态多样:木通科成熟花瓣为片状结构,串果藤属(Sinofranchetia)的花瓣早期发育为倒梯形,顶端产生二裂,成熟花瓣为倒匙形,顶端二裂,基部有较长花瓣柄;大血藤属(Sargentodoxa)的花瓣发育为顶端尖的倒卵形或近菱形,成熟花瓣为倒卵形,基部有花瓣柄;八月瓜属(Holboellia)的花瓣发育为卵圆形,成熟花瓣为卵形,花瓣柄部不明显。花瓣在发育过程中历经四个关键阶段。阶段1:花瓣原基均为新月形;阶段2:在心皮原基发生、雄蕊完成花药分化期间,花瓣暂时停止发育。阶段3:花瓣重新发育,呈宽卵形;阶段4:花瓣成熟。各属成熟花瓣在形态上的差异主要来源于重新发育时期(阶段3)产生的分化:串果藤属、大血藤属的花瓣产生花瓣柄部的分化,而八月瓜属的花瓣柄部分化不明显。花瓣结构及表皮细胞微形态多样:花瓣均由表皮细胞、薄壁细胞和维管束组成。薄壁组织具有5到10层细胞,细胞体积较大,排列疏松,有较大的胞间隙。花瓣具有一条维管束。表皮细胞包括分泌细胞和非分泌细胞两类,具有分泌功能的细胞共3种:不规则多边形细胞(类型1,如大血藤属、八月瓜属)、圆柱形细胞(类型4,如串果藤属)、乳突状细胞(类型5,如串果藤属),不规则多边形细胞和圆柱形细胞多集中在在花瓣瓣片的近轴面和远轴面顶端;乳突状细胞集中在花瓣近轴面中部。非分泌功能的细胞5种:不规则多边形细胞(类型2,如大血藤属、八月瓜属)、长矩形细胞(类型3,如花瓣柄部)、为多边形乳突状细胞(类型6,如串果藤属)、不规则细胞(类型7,如八月瓜属)、多边形山脊状细胞(类型8,如串果藤属)。蜜腺组织结构与泌蜜方式:蜜腺组织位于花瓣的顶端,由分泌表皮、表皮下的薄壁组织(如大血藤属、八月瓜属)或分泌表皮、薄壁组织、维管束组成(如串果藤属)。分泌表皮细胞细胞体积较小,细胞核占据细胞内部大量空间,细胞壁外覆着较厚的角质层,在角质层内具有微通道,分泌物以丝状物的形式通过微通道释放到外界。具有分泌功能的薄壁细胞体积较大,细胞间存在发达的胞间隙,贮存蜜汁;相邻细胞壁上具有胞间连丝,行使传递功能,细胞内包含大量细胞器,如线粒体、核糖体、质体等。此外,大血藤花瓣远轴面具有分泌功能的变态气孔器,串果藤属盛花期时,乳突状细胞通过细胞壁破裂,将蜜汁释放到外界。退化雄蕊:三属花药壁均由5至6层细胞构成,其中仅大血藤属退化雄蕊为花瓣状,退化的花粉囊及花粉囊间的表皮细胞具有分泌功能,成熟时期花粉囊扁平且不开裂;串果藤属和八月瓜属的退化雄蕊较小,八月瓜属无花丝,花粉囊呈长椭圆形,盛花期花药不开裂,串果藤属退化雄蕊花丝较长,花粉囊偶尔存在开裂现象。木通科植物花在发生发育过程中,花瓣原基为新月形、雄蕊原基为半球形;二者连续发生,当雄蕊原基出现后,花瓣具有延迟发育现象;花瓣内维管束条数为1,成熟花瓣与退化雄蕊形态接近,退化雄蕊具有分泌功能,分泌区与花瓣相近,位于顶端(大血藤属)。