瓶尔小草是观察厚囊蕨类孢子囊发育的好材料

瓶尔小草是观察厚囊蕨类孢子囊发育的一种好材料。以瓶尔小草为材料观察孢子囊发育具有如下优点:便于确定和获得孢子囊发育的各个时期;易制作半薄切片和观察;可代表较原始的蕨类植物孢子囊发育的特点(厚囊型)等;为丰富《植物学实验》的教学材料提供参考。     

红盖鳞毛蕨孢子囊早期发育与质体分化的研究

利用光学显微镜和透射电子显微镜观察了红盖鳞毛蕨(Dryopteris erythrosora(Eaton)O.Ktze.)孢子囊的发育及在此期间质体的分化过程。研究表明:(1)红盖鳞毛蕨孢子囊的发育类型属于薄囊蕨型;(2)绒毡层为混合型,即内层绒毡层为原生质团型,外层绒毡层为腺质型;(3)孢子囊原始细胞中的质体通过3条路径分化,其一,原始细胞中含淀粉粒的质体通过分裂分配到下方细胞,继而进入孢子囊柄;其二,原始细胞分裂产生的新生质体被分配到上方细胞,进而被分配到除顶细胞外的原基细胞中,顶细胞将含淀粉粒的质体通过分裂分配到外套层原始细胞中;其三,顶细胞也将具淀粉粒的质体通过分裂分配到内部细胞,使分裂产生的孢原细胞和绒毡层原始细胞具新生质体;造孢细胞和孢子母细胞的质体具淀粉粒,孢子母细胞还具油体,新生孢子中具造粉体和油体;两层绒毡层具新生质体,随着退化外层绒毡层出现造粉体,内层绒毡层出现油体;(4)红盖鳞毛蕨与少数被子植物小孢子发育阶段质体分化模式类似,由前质体分化为造粉体再到油体。研究结果为蕨类植物质体在孢子囊发育过程不同组织细胞中的差异分化提供了新观察资料,为蕨类植物发育生物学和系统演化研究提供科学依据。     

蕨类植物孢子囊形态 I. 鳞始蕨科

孢子囊是蕨类植物的繁殖器官, 其形态在蕨类植物的分类和系统发育研究上具有重要意义。用次氯酸钠溶液处理新鲜成熟的孢子囊, 在光学显微镜下获得清晰的孢子囊图像, 系统研究了中国鳞始蕨科4属13种孢子囊的形态特征。结果表明, 鳞始蕨科孢子囊呈椭球形, 孢子囊柄由3列细胞构成, 环带类型为垂直环带。通过分析孢子囊形态数据探讨了中国鳞始蕨科属内及属间差异。结果表明, 乌蕨属(Odontosoria)、香鳞始蕨属(Osmolindsaea)、达边蕨属(Tapeinidium)和鳞始蕨属(Lindsaea)的孢子囊环带细胞数依次减少, 囊蒴体积、唇细胞数和囊壁细胞数的变化由大(多)到小(少)依次为乌蕨属、达边蕨属、香鳞始蕨属和鳞始蕨属。孢子囊属内差异最大的是阔片乌蕨(Odontosoria biflora)与乌蕨(O. chinensis)以及香鳞始蕨(Osmolindsaea odorata)与日本鳞始蕨(O. japonica); 而达边蕨属和鳞始蕨属的属内差异则很小。研究结果为揭示鳞始蕨科系统发育关系提供了形态基础, 特别是提出阔片乌蕨和乌蕨以及香鳞始蕨和日本鳞始蕨在孢子囊形态上的差异值得进一步研究。     

蕨类植物孢子囊形态Ⅰ.鳞始蕨科

孢子囊是蕨类植物的繁殖器官,其形态在蕨类植物的分类和系统发育研究上具有重要意义。用次氯酸钠溶液处理新鲜成熟的孢子囊,在光学显微镜下获得清晰的孢子囊图像,系统研究了中国鳞始蕨科4属13种孢子囊的形态特征。结果表明,鳞始蕨科孢子囊呈椭球形,孢子囊柄由3列细胞构成,环带类型为垂直环带。通过分析孢子囊形态数据探讨了中国鳞始蕨科属内及属间差异。结果表明,乌蕨属(Odontosoria)、香鳞始蕨属(Osmolindsaea)、达边蕨属(Tapeinidium)和鳞始蕨属(Lindsaea)的孢子囊环带细胞数依次减少,囊蒴体积、唇细胞数和囊壁细胞数的变化由大(多)到小(少)依次为乌蕨属、达边蕨属、香鳞始蕨属和鳞始蕨属。孢子囊属内差异最大的是阔片乌蕨(Odontosoria biflora)与乌蕨(O.chinensis)以及香鳞始蕨(Osmolindsaea odorata)与日本鳞始蕨(O.japonica);而达边蕨属和鳞始蕨属的属内差异则很小。研究结果为揭示鳞始蕨科系统发育关系提供了形态基础,特别是提出阔片乌蕨和乌蕨以及香鳞始蕨和日本鳞始蕨在孢子囊形态上的差异值得进一步研究。     

团扇蕨孢子发生和发育的显微观察

利用光学显微镜对膜蕨科（Hymenophyllaceae）团扇蕨(Gonocormus minutus(Blume) Bosch)孢子的发生和发育进行了观察。研究结果表明：团扇蕨孢子为多边圆形,三裂缝不明显,外壁表面光滑,周壁薄,紧贴外壁表面,由周壁形成乳头状或颗粒状纹饰。在外壁形成后期,孢子表面和囊腔中出现大量小球;在周壁形成时期,孢子表面和周围出现较多小球体;小球和小球体参与孢子壁的形成。团扇蕨绒毡层为混合型,内层为周原质团绒毡层;外层为腺质型绒毡层。本文为膜蕨科系统演化和发育生物学研究提供依据。     

江西蕨类植物新记录

报道了10种新记录蕨类植物,包括仙霞铁线蕨、光脚短肠蕨、阔片短肠蕨、毛柄短肠蕨、粤紫萁、广东团扇蕨、雨蕨、顶果膜蕨、线羽凤尾蕨、舌蕨等,其中包括江西新记录科雨蕨科和极度濒危的珍稀蕨类植物粤紫萁.引用的标本均存放于湖南科技大学标本馆(HUST).     

水蕨孢子囊早期发育的超微结构

利用透射电镜对模式植物水蕨(Ceratopteris thalictroides)孢子囊的早期发育进行研究.结果表明:水蕨的孢子囊是由叶片表皮的原始细胞发育而来,经过横向和纵向分裂形成外套层原始细胞和内部细胞,此过程中各个细胞内线粒体和叶绿体逐渐变大,变发达;之后外套层原始细胞继续纵分裂形成孢子囊壁细胞,内部细胞分裂形成内外两层绒毡层和孢子母细胞,此过程中电子密集物在分裂最为旺盛的细胞内体积最大,数量最多;最后孢子母细胞减数分裂形成四分孢子,此时可见孢子之间以及孢子与原生质团之间均存在着表面膜.内层绒毡层为周原质团绒毡层,外层绒毡层为腺质型绒毡层.水蕨孢子囊的早期发育属于薄囊蕨型发育.     

两种蕨类植物孢子囊柄的结构观察

孢子囊柄是蕨类植物孢子囊与叶片的连接结构,但其形态结构和功能并不完全清楚。本文作者在观察维明鳞毛蕨(Dryopteris zhuweimingii)和东方荚果蕨(Pentarhizidium orientale)孢子囊柄的结构时发现:(1)两者的孢子囊柄都由3列细胞组成;(2)两者孢子囊柄的细胞壁可明显分为内外两层,内层为次生细胞壁的S1层,呈螺旋状紧密排列,紧贴外壁但容易分离;外层为初生细胞壁。这一结构对支持和保护孢子囊具有重要意义。     

蕨的培养与观察

蕨(Pteridium aquilinum(L.)Kuhn)是常见的蕨类植物。它属于蕨类植物门、真蕨纲、薄囊蕨亚纲、真蕨目、蕨科、蕨属。世界和我国南北各地都有它的分布。它们生长在山地、林     

液体培养基条件下乌毛蕨配子体发育的研究

在液体培养基条件下对中国产乌毛蕨(Blechnum orientaleL.)配子体发育进行了观察。结果表明:乌毛蕨的孢子为两面体型,两侧对称,极面观为椭圆形,赤道面观为半圆形或豆形,周壁具脊状褶皱;孢子萌发为书带蕨型;原叶体发育为三叉蕨型,成熟原叶体为对称的心脏形。经比较分析,蕨类植物孢子繁殖时采用混合土培养较适宜;液体培养基和混合土在研究蕨类植物配子体发育时同样具有可行性。孢子形态和配子体发育的观察结果表明,乌毛蕨是蕨类植物中较进化的种类;乌毛蕨科与鳞毛蕨科亲缘关系较近。     

狗脊孢壁发育超微结构的研究

鳞毛蕨型孢子类型众多,初步研究表明形态相似的孢子类型其孢壁发育特征存在差异,因此有必要对各代表类群的孢壁发育进行深入地研究。该文利用透射电镜对乌毛蕨科(Blechnaceae)狗脊(Woodwardia japonica)孢壁结构和发育的超微结构进行研究。结果表明:(1)狗脊孢子囊的结构由外向内分别为孢子囊壁细胞、两层绒毡层细胞和孢子母细胞;(2)狗脊孢子具乌毛蕨型(Blechnoid type)外壁,表面光滑,由两层构成,裂缝区域具辐射状的槽;(3)周壁属于空心型(cavity type),由四层构成,从内向外分别为P1、P2、P3和P4层,前三层叠合在一起,层间有不同程度的空隙,P4层与前三层之间具有明显而连续的空腔,并隆起形成片状褶皱纹饰;(4)有小球体和小杆共同参与孢子周壁的形成,周壁部分或全部来源于孢子囊壁细胞。综上所述,狗脊孢子与同属于鳞毛蕨型的贯众(Cyrtomium fortunei)和朝鲜介蕨(Dryoathyrium coreanum)孢壁的发育在周壁结构、周壁各层的发育顺序、周壁来源和参与成壁的特征物质等方面存在差异。该研究有利于进一步理解蕨类植物孢壁所蕴含的分类和演化上的科学意义和价值。     

观赏蕨类引种栽培及其物候期的观察

对中华水韭、福建观音座莲、华南紫萁、西南凤尾蕨、剑叶铁角蕨、翅轴蹄盖蕨、东方荚果蕨、同形鳞毛蕨、圆顶耳蕨等30种蕨类进行了引种栽培和物候期观察.结果表明:(1)引种成活率高;(2)管理粗放;(3)多数种类四季常青,形态优美,具有较高的观赏价值,能够在怀化市安全越冬,值得在亚热带地区开发利用;(4)华南紫萁、小黑桫椤、光蹄盖蕨、长江蹄盖蕨、翅轴蹄盖蕨、三相蕨、同形鳞毛蕨、圆顶耳蕨、镰羽贯众等9种蕨类在展叶时,同时长出孢子囊;(5)多数蕨类的孢子囊在长出后1个月左右发育成熟;(6)在叶开始萌动时引种栽培的蕨类,当年的营养叶萌发期和展叶期都推迟半个月左右,但孢子囊群的出现期和成熟期不受影响;(7)不同蕨类的孢子囊群形成期具有差异性,同种蕨类的孢子囊群形成期具有相对稳定性,因此,可以作为鉴别物种的依据之一。建议在编写、修订《中国植物志》和地方植物志时增加蕨类孢子囊群形成期的描述。     

湖南丹霞地貌区蕨类植物多样性

丹霞地貌是有别于石灰岩地貌和花岗岩地貌的特殊地貌类型,发育着较为独特的植被类型和植物区系。我们于2007-2010年间对湖南新宁崀山、茶陵浣溪、平江石牛寨、资兴程江口、浏阳达浒、通道万佛山、沅陵五强溪夸父山、溆浦思蒙等地丹霞地貌的蕨类植物进行了广泛调查,报道了湖南丹霞地貌区蕨类植物31科66属183种的详细名录。其中,无腺姬蕨(Hypolepis polypodioides)、隐囊蕨(Notholaena hirsuta)、仙霞铁线蕨(Adiantum juxtapo-situm)、百山祖短肠蕨(Allantodia baishanzuensis)、肉质短肠蕨(A.succulenta)、骨碎补铁角蕨(Asplenium ritoense)、钝齿耳蕨(Polystichum deltodon var.henryi)、无盖耳蕨(P.gymnocarpium)、单羽耳蕨(P.simplicipinnum)、二型肋毛蕨(Ctenitis dingnanensis)等9种为湖南新记录种。湖南丹霞地貌的蕨类植物种类组成主要有鳞毛蕨科、蹄盖蕨科、水龙骨科、金星蕨科、卷柏科、铁角蕨科等较大科及鳞毛蕨属(Dryopteris)、卷柏属(Selaginella)、铁角蕨属(Asplenium)、短肠蕨属(Allantodia)和凤尾蕨属(Pteris)等较大属。生态适应特点分析表明丹霞地貌既有喜钙质土的种类,也有喜酸性土的种类,仙霞铁线蕨和无盖耳蕨可能是丹霞地貌的特有植物,因而具有石灰岩地貌蕨类植物区系和花岗岩地貌蕨类植物区系之间的过渡性特点。建议将垫状卷柏(Selaginella pulvinata)、福建观音座莲(Angiopterisfokiensis)、仙霞铁线蕨、骨碎补铁角蕨、鞭叶蕨(Cyrtomidictyum lepidocaulon)、无盖耳蕨等种类列为丹霞地貌蕨类植物中的优先保护种类,将通道万佛山三十六湾、湖南沅陵夸父山列为丹霞地貌蕨类植物的优先保护地区。     

稀子蕨胞芽发育及营养器官的形态与解剖学研究

该研究采用形态观察法、石蜡切片法以及扫描电子显微镜法对稀子蕨(Monachosorum henryi)胞芽发育过程及营养器官进行观察分析,以揭示不同蕨类植物胞芽生殖在发育生物学上的异同,为进一步探讨蕨类植物胞芽发育与被子植物珠芽发育的异同等奠定基础。结果表明：(1)稀子蕨羽叶薄,由7~8层细胞组成,气孔分布于下表皮,无明显栅栏组织和海绵组织分化。(2)稀子蕨的叶轴含1束“心”形维管束,叶柄基部至中部含2束维管束;成熟根能看到明显的维管束组织,无髓。(3)稀子蕨的复羽叶发育过程可分为萌动期、卷拳期、展叶期、成熟期和衰老期;复羽叶上的胞芽发育从展叶期开始,包括胞芽原基发育期、胞芽分化期、胞芽膨大期和胞芽成熟期。(4)稀子蕨胞芽原基起源于叶轴与羽叶分叉处表皮细胞下的薄壁细胞层;胞芽原基分化出多个叶原基,整体呈指状“锚”状;胞芽成熟后掉落土壤或在母体上萌发生长出新叶。     

4种蕨类植物的孢子繁殖研究

蕨类植物的资源开发越来越受到重视,但目前的孢子繁殖技术还不够成熟,已成为其市场扩大的制约因素。本研究对4种有代表性的资源型蕨类植物乌毛蕨(Blechnum orientale)、荚果蕨(Matteuccia struthiopteris)、假鞭叶铁线蕨(Adiantum malesianum)和水蕨(Ceratopteris thalictroides)进行了孢子繁殖研究,详细观察并记录了繁殖过程中配子体发育各阶段出现的特征和时间。其中以水蕨的发育周期最短,从播种到形成幼孢子体约33天;假鞭叶铁线蕨发育周期最长,约73天;乌毛蕨和荚果蕨的发育周期介于二者之间。结合过去已发表的相关观察资料,对4种蕨类的孢子萌发、原叶体、性器官以及幼孢子体形成等四个生长关键点所出现时间的培养条件进行了分析,结果表明:(1)光照时间越长,孢子萌发天数越短;(2)光照强度越大,原叶体发育天数越长;(3)配子体发育速率在20~25℃范围内与温度无显著相关性。本研究可为进一步探究蕨类植物适宜的繁殖技术体系和开发蕨类资源提供指导。     

水蕨卵膜的形成及其超微结构的观察

蕨类植物成熟卵的周围有一层卵膜,但其细微结构和形成过程仍不清楚,本研究应用透射电镜技术对水蕨(Ceratopteris thailictroides)卵细胞发育过程中卵膜的形成及超微结构进行了观察.结果表明水蕨卵细胞在发育中期开始形成卵膜,卵上方的卵膜十分显著,是由多层嗜锇性内质网片层附着于质膜内表面形成的,成熟时卵上方的卵膜中心部分厚,向边缘逐渐变薄,在嗜锇性片层之间填充有嗜锇性物质.比较而言,卵下方及侧面的卵膜薄,由两层紧密连接的嗜锇性膜构成.首次阐明了蕨类植物卵膜形成的超微结构,并对卵膜的一些功能进行了探讨.     

高效液相色谱测定蕨类植物中氨基酸含量

以5种蕨类植物(大羽贯众、美丽复叶耳蕨、黄山鳞毛蕨、狗脊蕨和紫萁)根状茎为研究材料,利用邻苯二甲醛柱前衍生高效液相色谱法分析了材料中的氨基酸成分.鉴于材料中蛋白质含量较低,测定方法中增加了样品的使用量并采用了梯度洗脱程序.结果表明,测试的5种蕨类植物所含总氨基酸含量较低,很少有超过5%,尤其在狗脊蕨中只有1.74%.在...     

用显微投影仪观察肾蕨的孢子囊弹射孢子

肾蕨(Nephrolepis auriculata)也叫蜈蚣草,属于肾蕨科肾蕨属植物。它栽培广泛,取材方便。每年9—10月是观察肾蕨孢子囊的好时机。过去在普通显微镜下只能看清孢囊结构,看不到孢子弹射。近几年来,我们改用显微投影仪观察,不但结构清晰而且孢子的弹射过程     

红盖鳞毛蕨孢子发育的超微结构和细胞化学研究

采用透射电镜和细胞化学技术对红盖鳞毛蕨(Dryopteris erythrosora(Eaton)O.Ktze.)的孢子发育过程进行了研究,根据超微结构和细胞化学特征可将其孢子发育过程分为3个阶段:(1)孢子母细胞及其减数分裂阶段:孢子母细胞壳在孢原细胞末期开始形成,位于孢子母细胞及其减数分裂形成的四分体外侧,PAS反应显示其为多糖性质,与胼胝质壁为同功结构;在减数分裂形成的四分孢子之间产生孢子外壳,从功能、形成位置和时间上看与胼胝质壁相似,但苏丹黑B反应显示其可能含有脂类物质,与孢子母细胞壳和胼胝质壁不同。(2)孢子外壁形成阶段:外壁为乌毛蕨型(Blechnoidal-type),由薄的多糖性质的外壁内层和表面平滑的孢粉素外壁外层构成;小球参与外壁外层的形成,组织化学分析显示小球的中央区域和外壁外层内侧部分由红色(多糖)变为黄色,小球的表面区域和外壁外层部分始终被染成黑色(脂类),可知小球与外壁同步发育。(3)孢子周壁形成阶段:周壁为凹陷型(Cavate-type),包括2层,内层薄,紧贴外壁,外层隆起形成孢子脊状褶皱纹饰的轮廓,以少见的向心方向发育;苏丹黑B和PAS反应观察周壁被染成橙色,推测其可能由多糖等成分构成;孢子囊壁细胞参与周壁的形成。本研究为揭示蕨类植物孢子发生的细胞学机制提供了新资料。     

遮荫对东北地区四种可食用蕨类植物生长和光合特征的影响

以东北4种蕨类植物——荚果蕨(Matteuccia struthiopteris(L.)Todaro)、猴腿蹄盖蕨(Athyrium multidentatum(Dol1.)Ching)、分株紫萁(Osmunda cinnamomea(L.)var.asiatica Fernald)和蕨(Pteridium aquilinum (L.) Kuhn var.latiusculum (Desy.) Underw.ex Heller)为研究材料,分析在35%、13%和8%全光照处理下4种蕨类植物的生长和光合特征.结果发现:随着遮荫程度的增加,4种蕨类植物的株高减小,比叶面积增加,叶片含水量增加.4种蕨类植物的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率随着遮荫程度的增加而降低,胞间CO2浓度呈上升趋势.在3种遮荫处理下4种蕨类植物的PSⅡ最大光化学效率在0.7~0.8;非光化学猝灭系数随着遮荫程度的增加而降低.4种蕨类植物的叶绿素含量,尤其是叶绿素b含量随着遮荫程度的增加而上升,但在8%全光照下蕨的叶绿素含量呈下降趋势.相比其他蕨类植物而言,蕨具有较高的比叶面积、净光合速率和量子产率,相对较低的非光化学猝灭系数和叶绿素a./b.结果表明,4种蕨类植物最适合在35%全光照下生长,虽然对较低光照条件具有一定的适应性,但生长受到一定的抑制;4种蕨类植物中,蕨具有较强的耐荫性.本研究为东北地区4种可食用蕨类植物的栽培管理及利用提供科学依据.