重金属铅对3种蕨类植物孢子萌发和配子体发育的影响

研究了重金属铅对水蕨、中华桫椤和扇蕨孢子萌发及其对水蕨配子体发育的影响。结果表明：随着铅浓度的增加,水蕨、中华桫椤和扇蕨孢子的萌发率逐渐降低;在低于10^-4 mol·L^-1的环境中,水蕨孢子可以正常萌发;在低于10^-5 mol·L^-1的环境中,中华桫椤和扇蕨孢子能正常萌发;水蕨、中华桫椤和扇蕨的孢子都对铅具有一定的耐受性;铅对水蕨配子体的发育存在一定影响,铅使水蕨配子体呈不规则的心脏形,多发育为雄配子体;精子器凹陷入原叶体边缘;配子体细胞中叶绿体分布不均匀。本研究为铅污染土壤的植物修复筛选后备植物。     

粤紫萁离体再生技术研究

粤紫萁(Osmunda mildei)为新近形成的自然杂交种,其分布区狭窄、种群个体数量少、有性繁殖能力极低。该文以孢子为外植体,以MS、3/4MS、1/2MS和1/4MS为基本培养基,探讨不同生长调节剂对粤紫萁孢子萌发、原叶体增殖和孢子体形成的影响。结果表明:粤紫萁孢子中极少的可育孢子在植物生长调节剂的作用下,能够萌发并发育形成原叶体;原叶体生长及增殖的最适组合为1/2MS+1.0 mg·L^-16-BA+0.05 mg·L^-1 NAA和1/2MS+1.0 mg·L^-16-BA+0.5 mg·L^-1 IBA;在1/4MS基本培养基中,原叶体增殖的同时生长发育完善,形成正常的幼孢子体,形成率达83.49%;孢子体最佳生根配方为MS+0.5 mg·L^-1 IBA;组培苗在河沙∶黄土∶腐殖质=1∶1∶3的栽培基质中成活率在98%以上,且生长旺盛。综上结果,该研究为粤紫萁的人工繁育及其资源保护以及其他濒危蕨类植物的人工保育提供了参考。     

香鳞毛蕨的组织培养和快速繁殖体系构建

香鳞毛蕨(Dryopteris fragrans)是一种多年生野生草本蕨类植物, 具有抗氧化、抑菌、抗银屑病和抗肿瘤等多种功效。香鳞毛蕨的野生资源匮乏, 通过组织培养建立其人工再生体系, 是保护香鳞毛蕨资源可持续利用的有效途径。通过对香鳞毛蕨孢子的无菌培养, 比较分析不同因素对原叶体增殖、孢子体诱导、愈伤组织诱导与增殖、丛生芽分化及生根的影响, 建立了快速繁殖体系, 为香鳞毛蕨规模化生产奠定基础。研究结果表明, 当培养基组分为1/2MS时, 原叶体生长状态较好, 颜色翠绿, 增殖倍数最高可达5.67±0.59, 此时有大量幼孢子体产生, 孢子体诱导率为(37.50±2.04)%; 愈伤组织诱导最佳培养基为1/2MS+2.0 mg·L^-1 6-BA+1.0 mg·L^-12,4-D, 诱导率可达(96.67%±5.77)%; 愈伤组织增殖最佳培养基为1/2MS+ 1.0 mg·L^-1 6-BA+0.5 mg·L^-1 2,4-D, 增殖倍数达13.30; 颗粒状愈伤组织在1/2MS培养基中生长出大量丛生芽, 诱导率为(53.33±3.33)%; 1/2MS+0.2 mg·L^-1 NAA培养基促进幼孢子体苗生根, 移栽成活率约为60%。     

Establishment of a Tissue Culture and Rapid Propagation System of Dryopteris fragrans

香鳞毛蕨(Dryopteris fragrans)是一种多年生野生草本蕨类植物, 具有抗氧化、抑菌、抗银屑病和抗肿瘤等多种功效。香鳞毛蕨的野生资源匮乏, 通过组织培养建立其人工再生体系, 是保护香鳞毛蕨资源可持续利用的有效途径。通过对香鳞毛蕨孢子的无菌培养, 比较分析不同因素对原叶体增殖、孢子体诱导、愈伤组织诱导与增殖、丛生芽分化及生根的影响, 建立了快速繁殖体系, 为香鳞毛蕨规模化生产奠定基础。研究结果表明, 当培养基组分为1/2MS时, 原叶体生长状态较好, 颜色翠绿, 增殖倍数最高可达5.67±0.59, 此时有大量幼孢子体产生, 孢子体诱导率为(37.50±2.04)%; 愈伤组织诱导最佳培养基为1/2MS+2.0 mg·L^-1 6-BA+1.0 mg·L^-12,4-D, 诱导率可达(96.67%±5.77)%; 愈伤组织增殖最佳培养基为1/2MS+ 1.0 mg·L^-1 6-BA+0.5 mg·L^-1 2,4-D, 增殖倍数达13.30; 颗粒状愈伤组织在1/2MS培养基中生长出大量丛生芽, 诱导率为(53.33±3.33)%; 1/2MS+0.2 mg·L^-1 NAA培养基促进幼孢子体苗生根, 移栽成活率约为60%。     

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.     

同形鳞毛蕨成精子囊素系统的初步研究

研究了同形鳞毛蕨成精子囊素对该种和水蕨孢子萌发和配子体发育的影响,结果表明：同形鳞毛蕨配子体能产生成精子囊素,该成精子囊素能抑制同种孢子的萌发,抑制作用随配子体成熟度的增加而增强;同形鳞毛蕨成精子囊素还可促进同种孢子发育为雄配子体;光照条件下,同形鳞毛蕨成精子囊素对水蕨孢子萌发和配子体发育影响不大,黑暗条件下,同形鳞毛蕨成精子囊素能显著的促使水蕨孢子提早萌发,但都不影响其孢子最终萌发率和配子体的性别分化,表明同形鳞毛蕨和水蕨的成精子囊素不属于同一系统。     

变异鳞毛蕨的孢子培养与配子体发育研究

应用无菌培养和常规泥土培养两种方法对变异鳞毛蕨(Dryopteris varia)孢子进行了比较研究,并在光学显微镜下观察了其配子体的发育过程.结果表明:蔗糖浓度为2%的1/2MS与MS培养基对孢子萌发时间和萌发率影响不大,但前者较适于孢子萌发,而后者则适于孢子体形成;在1/2MS培养基上,1%的蔗糖浓度比其它浓度更适宜于孢子的萌发.以菜园士为培养基质时,变异鳞毛蕨孢子的萌发时间短且萌发率高,但幼孢子体出现的时间明显晚于无菌培养.孢子萌发为书带蕨型,原叶体发育为三叉蕨型,符合鳞毛蕨属配子体发育的特征.     

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。     

中华刺蕨和长耳刺蕨配子体发育研究

采用光镜观察,对中华刺蕨和长耳刺蕨配子体发育进行了观察研究.结果表明:中华刺蕨和长耳刺蕨的孢子和配子体发育特征相似,孢子均两侧对称,单裂缝,孢子萌发方式为书带蕨型;配子体经丝状体、片状体发育为心形原叶体,毛状体多产生于幼原叶体生长点两侧边缘,为多细胞棒状,原叶体发育方式为槲蕨型;幼原叶体阶段即可产生精子器,而颈卵器只产生于大型心形原叶体生长点下方,性器官发育类型为薄囊蕨型,卵受精后发育成孢子体.该研究结果支持秦仁昌将刺蕨属和实蕨属独立为实蕨科的观点.     

瘤蕨孢子组织培养与快速繁殖(简报)

以瘤蕨的孢子为外植体进行组织培养研究。结果表明,瘤蕨的成熟孢子在1/2 MS培养基上萌发速度最快,萌发率最高;瘤蕨的原叶体在1/2MS + 1.0 mg/L 6-BA + 0.5 mg/L NAA培养基上增殖速度较快,但增殖过程中不能形成孢子体;在培养基1/2MS +1.0 m/L AgNO3 + 0.05 mg/L NAA上成功诱导出孢子体;孢子体在培养基1/2MS + 0.5 mg/L IAA上可进行分株扩增,最终获得大量孢子无菌苗。     

扇蕨配子体发育与濒危机制的探讨

采用改良Knop’s固体培养基、原生境腐殖质土和红壤分别培养扇蕨（Neocheiropteris palmatopedate）孢子,光学显微镜及解剖镜下观察记录其孢子萌发及配子体发育过程,比较了3种培养方法对其配子体发育和有性繁殖的影响,并在此基础上探讨了扇蕨的濒危原因。结果表明：成熟孢子黄褐色,赤道面观为豆形,极面观椭圆形,单裂缝。孢子萌发类型为书带蕨型,原叶体发育为槲蕨型。成熟原叶体呈心脏形。毛状体在原叶体阶段出现。有性生殖周期长及配子体发育成幼孢子体的百分率低是扇蕨在配子体世代的主要濒危原因。此外,红壤固有的理化性质导致扇蕨配子体发育极其缓慢、精子器和颈卵器发生的时间间隔过长使其不能受精产生孢子体。原生植被遭受破坏引起的林下腐殖质土消失、红壤裸露,加剧了扇蕨的濒危。     

光照强度对水蕨孢子萌发及配子体性别分化的影响

研究了不同光照强度条件对水蕨孢子萌发以及配子体性别分化的影响。结果表明:2 000~4 000 lx的光照强度条件有利于水蕨孢子萌发,4 000 lx光照条件下孢子萌发最快。光照强度约为4 000 lx时最有利于使水蕨发育为两性配子体。光照强度约为1 000 lx时最有利于使水蕨发育为雄性配子体。为水蕨的人工栽培和分子生物学研究提供理论依据。     

狭眼凤尾蕨配子体发育及其成精子囊素对水蕨配子体发育的影响

对狭眼凤尾蕨（Pteris biaurita）配子体发育特征及其外源成精子囊素对模式植物水蕨（Ceratopteris thalictroides）在黑暗和光照条件下孢子萌发和配子体发育的影响进行了研究。结果表明：（1）狭眼凤尾蕨孢子深褐色,三裂缝,孢子萌发为书带蕨型,原叶体发育为水蕨型,无毛状体产生;培养发现,其配子体能产生精子器,但不产生颈卵器,当接种密度适中时,可进行无配子生殖。（2）在光照和黑暗条件下狭眼凤尾蕨成精子囊素有促进和抑制水蕨孢子萌发的作用,但效果均不显著。（3）在光照条件下,狭眼凤尾蕨成精子囊素可以延迟水蕨心脏形配子体分生组织缺刻的形成,但对其配子体形态和性别分化无明显影响;而在黑暗条件下狭眼凤尾蕨成精囊素对水蕨长条形配子体的形态发育具有一定影响,与对照组相比其顶端分生组织发达,整体呈长楔形,对性别分化影响不显著。可见,狭眼凤尾蕨和水蕨不具有同种成精子囊素系统。     

银粉背蕨配子体及幼孢子体发育的研究

银粉背蕨是一种小型观赏蕨类植物,但目前我国对该蕨的研究还不够成熟。本文利用改良Knop's培养基和腐殖土培养银粉背蕨的孢子,观察其配子体及幼孢子体形态发育特征,并研究了其配子体发育的最适培养基pH值。研究结果显示：（1）银粉背蕨孢子黄褐色,具三裂缝,极面观三角圆形,赤道面观为近半圆形,孢子具网状纹饰;孢子萌发为书带蕨型;原叶体发育为水蕨型;颈卵器和精子器为薄囊蕨型;成熟原叶体为对称的心脏形,不具毛状体;上述特征为银粉背蕨孢子和配子体发育的稳定特征。（2）培养基pH值在7.0~9.0时随着碱性的增强,银粉背蕨孢子萌发和配子体生长发育速度逐渐增加。（3）利用腐殖土培养银粉背蕨孢子,7~8周可发育成幼叶,成苗率达90%,成苗健壮,根系发达,是扩繁银粉背蕨的适宜方式。本文为资源植物银粉背蕨人工繁殖和演化研究提供科学依据。     

孢子大小和培养基对水蕨孢子萌发及配子体性别分化的影响

利用MS培养基、改良Knop’s培养基、自来水和蒸馏水分别培养水蕨中等大小孢子,同时利用改良Knop’s培养基培养不同大小的水蕨孢子,观察记录不同条件下水蕨孢子萌发和性别分化情况。实验表明,二级孢子（赤道轴120～140μm）萌发率最高;一级孢子（赤道轴〉140μm）萌发最有利于使水蕨发育为两性配子体,三级孢子（赤道轴〈120μm）萌发最有利于使水蕨发育为雄配子体;MS培养基和改良Knop’s培养基相对于自来水和蒸馏水有利于水蕨孢子萌发;各培养基中水蕨两性配子体比率排序是MS培养基〉改良Knop’s培养基〉自来水〉蒸馏水,而雄配子体比率排序与之相反。此结果为水蕨的引种保护、人工繁育和分子生物学研究提供理论依据。     

阔叶鳞盖蕨和粗毛鳞盖蕨(碗蕨科)配子体发育的研究

以腐殖土为基质,对阔叶鳞盖蕨Microlepia patyphylla（D．Don）J．Sm．和粗毛鳞盖蕨M.strigosa（Thunb．）Presl进行了孢子繁殖;利用光学显微镜观察和记录了它们的孢子萌发和配子体发育过程。结果表明,两者的孢子及配子体性状极为相似：孢子同型,三裂缝,萌发慢;孢子萌发需要光,萌发方式为书带蕨型Vittaria-type;配子体生长慢,发育类型为铁线蕨型Adiantum—type;原叶体心形或其他形状,无毛状体,多数为雌雄异株。性器类型为薄囊蕨型Leptosporangiate-type。它们既具有大量的原始性状,也具有少数进化性状。与阔叶鳞盖蕨相比,粗毛鳞盖蕨的配子体发育特征更为原始。说明粗己鳞盖蕨的系统位置更加低下。首次观察到阔叶鳞盖蕨中细胞自然死亡时的叶绿体聚集现象。粗毛鳞盖蕨原叶体老化时叶绿体呈现规则的、相互镶嵌的多边形的形状以及在正常光照下粗毛鳞盖蕨某些细胞中的部分叶绿体成链珠状排列等现象。     

寄生植物锁阳种子萌发方法及愈伤组织、初生吸器诱导研究

专性寄生植物锁阳以干燥肉质茎入药,为常用中药材。在锁阳的生活史中,需要经历种子萌发、芽管状器管伸长、初生吸器形成、次生吸器形成等过程,其中种子萌发和初生吸器形成是锁阳完成生活史的最基本条件。目前,触发锁阳种子萌发、初生吸器形成的植物生长调节物质的阈值和种类并不清楚,导致人工调控锁阳生活史困难及栽培收益不高。本论文运用组织培养方法,研究赤霉素、生长素和细胞分类素等多种激素交互作用对锁阳种子萌发和吸器形成的影响。研究结果显示：（1）多种激素的共同作用促进锁阳球形原胚的发育。（2）B₅培养基添加1.0 mg·L^-1 2,4-D,0.5 mg·L^-1 KT,1.0 mg·L^-1 GA₃可以高效诱导锁阳种子愈伤组织形成,愈伤诱导率达13.7％±3.1%。（3）B₅培养基添加0.5 mg·L^-1 2,4-D,0.25 mg·L^-1 KT可以高效诱导锁阳愈伤组织分化初生吸器,一些初生吸器继续分化成芽管状气管,延伸3~4 cm后,顶端膨大,形成新的初生吸器。本论文研究结果可为进一步研究锁阳种子萌发、初生吸器形成的内源激素变化规律及发生机制研究奠定基础。     

华南紫萁和粗齿紫萁的配子体发育研究

以腐叶土为基质 ,对华南紫萁和粗齿紫萁进行了孢子繁殖 ;利用Olympus显微镜观察和记录了它们的孢子萌发和配子体发育过程。结果表明 ,两者的孢子及配子体性状极为相似 :孢子同型 ,三裂缝 ,壁厚 ,含叶绿体 ,萌发快 ;在常温下 ,孢子的存活期短 ;孢子萌发需要光 ,萌发类型为紫萁型 ;丝状体阶段不发达 ,仅 2～ 3个细胞 ;原叶体无毛状体 ,中脉厚 ,精子器和颈卵器较大 ;由原叶体发育成幼孢子体所需时间极长。不同之处 :粗齿紫萁的孢子和精子器大些、颈卵器成对着生、成熟配子体多数为雌雄异株、受精率极低。华南紫萁和粗齿紫萁的孢子及配子体发育特点与紫萁、分株紫萁、绒紫萁、桂皮紫萁的极为相似 ,它们既具有大量的原始性状 ,也具有少数进化性状 ,支持把紫萁科列入原始薄囊蕨纲的观点。此外 ,也从孢子和配子体性状方面说明了紫萁属是一个自然的分类群     

球子蕨孢子的无菌繁殖

以球子蕨成熟孢子为外植体,研究了不同激素及浓度对其孢子萌发、愈伤组织诱导、丛生芽分化及生根的影响。结果表明:孢子萌发最适培养基为1/2MS+2%蔗糖,20d后萌发率达55.7%;诱导愈伤组织的最适培养基为MS+0.5mg·L-1KT+0.5mg·L-12,4-D,诱导率达36%,愈伤组织为绿色颗粒状;颗粒状愈伤组织在不添加激素的MS培养基中即可生长出大量丛生芽,转化率可达49.3%;低浓度(0.2mg·L-1)的IAA可有效促进幼孢子体苗生根。     

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。