野雉尾金粉蕨配子体发育及其系统学意义

野雉尾金粉蕨为中国蕨科金粉蕨属植物,而金粉蕨属的系统位置一直存在争议。该研究用原生境腐殖土和改良克诺普氏(Knop’s)营养液对野雉尾金粉蕨的孢子进行培养,培养条件为温度25℃、光照强度2 500 lx、光照12 h/d,在光学显微镜下观察记录其孢子萌发和配子体发育过程。结果表明:野雉尾金粉蕨的孢子为黄褐色,四面体型,三裂缝,赤道面观为扇形,具周壁,外壁表面具网状纹饰。孢子培养7 d后开始萌发,孢子萌发类型为书带蕨型(Vittaria-type)。孢子萌发后,配子体原始细胞经多次横向分裂形成3~9个细胞的丝状体,丝状体细胞呈圆筒形,壁薄,侧壁向外鼓起,含有颗粒较大且数量较多的叶绿体。15 d左右发育为片状体,片状体多为匙状。25 d左右形成幼原叶体,幼原叶体不对称,配子体发育类型为水蕨型(Ceratopteris-type)。在原叶体发育过程中分枝丝状体非常发达,配子体呈丛状生长,整个发育过程没有毛状体产生。野雉尾金粉蕨的假根为单细胞管状,偶有分支,内无叶绿体。45 d左右精子器开始出现,精子器顶面观近圆形,侧面观为近椭圆形或短柱状。精子器成熟时,盖细胞裂开,精子逸出。60 d左右颈卵器出现,颈卵器比较大,基部略大于顶部,侧面观呈烟囱状,顶面观为铜钱状,颈部由四列细胞构成。90 d左右发育出肉眼可见的幼孢子体。从研究结果看,其配子体发育的特征与凤尾蕨科(Pteridaceae)凤尾蕨属(Pteris L.)相似,支持金粉蕨属归于凤尾蕨科的观点。该研究结果为野雉尾金粉蕨系统学研究提供了配子体发育方面的证据。     

龙津蕨的配子体发育特征及其系统学意义

采用改良Knop's营养液液体培养基于25℃恒温培养箱中培养龙津蕨(Mesopteris tonkinensis)的孢子,每天光照12 h,黑暗12 h,光照强度为2 500 lx。用光学显微镜观察记录其孢子萌发、配子体发育的全过程,为龙津蕨系统学的研究提供配子体发育方面的详实资料。结果表明:成熟孢子深褐色,不透明,两侧对称,极面观椭圆形,赤道面观圆角三角形,具单裂缝,孢子周壁具密集的脊状褶皱。播种后15 d左右萌发,形成2~5个细胞长的丝状体。孢子萌发类型为书带蕨型(vittaria-type)。具单细胞假根,不含叶绿体,基部膨大。20 d左右发育成片状体,30 d左右形成幼原叶体,幼原叶体不对称,成熟原叶体心脏形对称,56 d左右形成成熟原叶体,原叶体发育类型为铁线蕨型(adiantum-type)。幼原叶体仅左右两翼顶端细胞产生乳突毛状体,成熟原叶体边缘及背腹面都具少量乳突毛状体,毛状体由单细胞构成。68 d左右精子器开始出现,精子器近圆球形,由基细胞、环细胞、盖细胞构成。75 d左右颈卵器出现,成熟颈卵器颈部由3层细胞构成。其侧面观柱状,顶面观为铜面状。颈卵器垂直于原叶体表或向原叶体基部倾斜。另外,根据已知的金星蕨科其他属的配子体发育特征,发现龙津蕨配子体发育的这些特征与他们存在较大的区别,因此龙津蕨系统学位置还有待于进一步研究。     

东方荚果蕨配子体发育的研究

报道在光学显微镜下,观察到的东方荚果蕨配子体发育的过程。培养5 d左右孢子萌发;丝状体单列细胞;片状体发育方式为槲蕨型(D rynaria type);成熟雄配子体近心形,成熟雌配子体呈阔圆心形;毛状体由1~3个细胞组成;精子器发育方式为水龙骨科型(Polypod iaceae type);配子体中部及基部细胞内存在哑铃型叶绿体;在近原丝体细胞中,可观察到极不规则的叶绿体;假根单细胞,丝状。     

傅氏凤尾蕨配子体发育及其无配子生殖的研究

采用光学显微镜对傅氏凤尾蕨（Pteris fauriei Hieron.）的配子体发育进行了研究。傅氏凤尾蕨孢子深褐色,呈四面体形,三裂缝,极面观为钝三角形,赤道面观近半圆形。孢子自播种3～7 d左右开始萌发,萌发类型为书带蕨型。18 d左右发育为丝状体,大约为6～10个细胞长;25 d左右,丝状体可通过顶端细胞或中间细胞分裂产生片状体。播种40～50 d左右,在片状体的侧面产生分生组织,发育成原叶体,发育类型为水蕨型。雄配子体形状不规则,其上可产生精子器。大型原叶体形状较规则,顶端为心形,发育2～3个月左右,在生长点下方产生无性胚芽,进行无配子生殖。此后不久,在胚芽和生长点之间产生导管连接孢子体和配子体。经多次培养表明傅氏凤尾蕨不产生颈卵器,为专性无配子生殖。     

日本蹄盖蕨配子体发育的研究

采用混和土培养日本蹄盖蕨(Athyrium niponicum)孢子,显微镜下观察记录其孢子萌发及配子体发育过程。结果表明:孢子黑褐色,赤道面豆形,极面观椭圆形,单裂缝。播种7 d左右孢子萌发,萌发类型为向心型,配子体发育为铁线蕨型。丝状体7~11细胞时开始发育为片状体。播种14 d后发育形成幼原叶体,成熟原叶体呈心脏形。原叶体边缘可产生单细胞毛状体。播种后20 d左右精子器出现,精子器近圆球形,由3细胞组成。7 d后颈卵器出现,成熟颈卵器3~5层细胞高。精卵受精后14 d左右即可观察到从原叶体上生成的幼胚。     

普通针毛蕨配子体发育的研究

采用混合土培养普通针毛蕨（Macrothelypteris torresiana (Gaud.) Ching）孢子,显微镜下观察记录其孢子萌发及配子体发育过程。结果表明：孢子褐色,赤道面观为半圆形,极面观椭圆形,单裂缝。播种3 d左右孢子萌发,萌发类型为书带蕨型,配子体发育为槲蕨型。播种7 d左右发育为片状体,丝状体与片状体两阶段的界限不明显。原叶体边缘及背腹面均可产生毛状体。播种21 d左右发育形成幼原叶体,成熟原叶体呈心脏形。播种35 d左右开始有性器官出现,精子器近圆球形,由3个细胞组成,成熟颈卵器颈部由4列细胞组成,4～5层细胞高。原叶体受精后1个月内即可观察到从原叶体上生成的幼胚。     

阔鳞瘤蕨(水龙骨科)配子体形态发育的研究

利用光学显微镜详细观察记录了阔鳞瘤蕨孢子萌发、配子体发育及幼孢子体形成的整个形态发育过程。结果表明:成熟孢子黄色,极面观椭圆形,赤道面观肾形,近极单裂缝,表面具大小不一的球形颗粒。接种后6~8 d孢子萌发,萌发类型为书带蕨型,形成3~7个细胞的丝状体。原叶体发育为槲蕨型,接种后30 d左右进入片状体阶段,毛状体出现在片状体形成之后,幼原叶体短舌状,成熟原叶体心脏形。精子器在接种后60 d左右开始产生,颈卵器在精子器发生后10 d左右形成,每个原叶体上只能形成一个受精卵。培养基培养的片状体常在基部进行营养繁殖。     

假瘤蕨属植物配子体与幼孢子体发育的比较形态学研究

配子体及幼孢子体发育过程对蕨类植物的系统学研究具有重要意义,但在假瘤蕨属植物中较少报道.本研究比较了3种假瘤蕨属植物的配子体及幼孢子体发育过程:孢子均为单裂缝,萌发类型为书带蕨型.原叶体发育为槲蕨型.丝状体2～6细胞,成熟配子体心形,中肋明显加厚.配子体两性,在播种后48 ～ 55 d产生精子器,之后15 ～ 18 d产生颈卵器.播种后80 ～ 100 d,形成胚胎,后者分化出第一叶、第一根和茎端,发育为幼孢子体.配子体边缘分布有单细胞毛状体,配子体腹面分布有单列多细胞的毛状体,以中肋处最多,围绕并保护胚胎和幼孢子体.本属3个种的配子体和幼孢子体,在孢子体积、萌发时间、丝状体和成熟配子体特征以及性器产生时间等方面存在差异.土培条件下的配子体发育不同步,即配子体分批发育,原因为配子体的营养繁殖或孢子萌发不整齐.     

石灰岩地区蕨类植物低头贯众的配子体发育研究

采用原生境腐殖土对低头贯众[Cyrtomium nephrolepioides (Christ) Cop.]孢子进行培养,在显微镜下详细观察了其配子体发育的全过程.结果表明:低头贯众孢子深棕褐色,二面体形,极面观椭圆形,孢子萌发不具假根或为书带蕨型(Vittaria-type);丝状体由3～8个细胞构成;片状体上偏斜具毛状体,宽达10个细胞;原叶体的发育为叉蕨型(Asplenium-type).成熟的原叶体为对称心形,具乳头状毛状体,假根分叉,根尖膨大,精子器壁由3细胞构成和颈卵器弯曲等表现出进化的特征,但假根含有叶绿体又表现了原始的系统学特征.研究认为孢子萌发较慢,假根尖膨大和毛状体等似乎是该种配子体对石灰岩土壤特殊生境的适应对策.     

舟山碎米蕨配子体发育及无配子生殖

采用光镜对舟山碎米蕨(Cheilosoria chusana)配子体发育及无配子生殖的全过程进行了观察。舟山碎米蕨孢子黄褐色,具三裂缝,极面观三角圆形,周壁表面具刺状纹饰,接种后15~20 d萌发,萌发类型为书带蕨型。丝状体一般具有5~10个细胞,片状体可通过丝状体顶端或居间细胞分裂产生。播种两个月左右,在片状体的顶端或侧面产生分生组织,发育成原叶体,发育类型为水蕨型。精子器出现在不规则片状体的表面,数量较多。经多次重复培养并没有发现颈卵器的存在,原叶体通过无配子生殖发育成为孢子体。无论在丝状体、片状体还是原叶体阶段都可能产生分枝,而且只要培养条件适宜,还可发育为分枝丝状体和分枝片状体相间的配子体丛。舟山碎米蕨配子体丛比单一原叶体更能适应干旱的环境。