阔叶鳞盖蕨配子体发育及卵发生的研究

采用显微镜和透射电镜对阔叶鳞盖蕨(Microlepia platyphylla)的配子体发育和卵发生过程进行了观察,以阐明其卵发生的细胞学机制,探讨其演化地位。阔叶鳞盖蕨孢子褐色,四面体形,具三裂缝,接种5~10d后孢子萌发,经丝状体和片状体阶段发育为心形原叶体,原叶体发育是铁线蕨型,通常为雌雄异株,精子器产生于不规则配子体的表面,颈卵器产生于心形原叶体生长点的下方,性器官是薄囊蕨型。卵发生研究表明,阔叶鳞盖蕨颈卵器产生于生长点下方表面细胞,经两次分裂形成了顶细胞、初生细胞和基细胞。其中初生细胞再经两次不等分裂产生卵细胞、腹沟细胞和颈沟细胞,此3个细胞通过胞间连丝紧密相连,随发育,腹沟细胞与卵细胞间形成了分离腔,但在孔区处始终通过胞间连丝相连,成熟卵细胞上形成了卵膜和受精孔,卵核表面产生了核外突,通过比较表明阔叶鳞盖蕨卵发生与蕨（Pteridium aquilinum）卵发生相似。     

蕨配子体发育及卵发生的显微结构观察

运用显微观察技术对蕨(Pteridium aquilinum var. latiusculum)配子体发育和卵发生进行了研究。结果表明：(1)蕨孢子黄褐色,四面体形,具三裂缝,接种后3～7 d萌发,经丝状体和片状体阶段发育成原叶体,成熟原叶体雌雄异株或同株。(2)蕨颈卵器产生于生长点下方的表面细胞(颈卵器原始细胞),该细胞经2次分裂形成3层细胞,其上层和下层细胞发育为颈卵器壁细胞,中间细胞为初生细胞,它经2次不等分裂产生3个细胞,分别为卵细胞、腹沟细胞和颈沟细胞;刚产生时,此3个细胞紧贴颈卵器壁,细胞质内液泡较多,随着发育,卵细胞和腹沟细胞之间产生了分离腔,但二者通过孔区相连,在卵细胞上表面可观察到卵膜;此后,颈沟细胞和腹沟细胞逐渐退化,颈卵器壁细胞内具有黑色颗粒物质。连续切片观察发现,成熟卵细胞上表面中央具有受精孔。卵发生的细节尚需超微结构的研究。     

乌蕨配子体发育及卵发生的显微观察

采用光学显微镜对乌蕨的配子体发育及卵发生的过程进行了研究,以阐明蕨类植物颈卵器发育特征,为揭示蕨类植物有性生殖机制以及鳞始蕨科的演化提供依据。结果表明:(1)乌蕨孢子黄褐色,具单裂缝,表面平滑或呈疣状纹饰;孢子接种12d萌发,萌发类型为书带蕨型,原叶体发育类型为铁线蕨型。(2)半薄切片观察表明,乌蕨颈卵器产生于原叶体生长点下方的表面细胞,即颈卵器原始细胞,该细胞经过两次分裂形成纵向3层细胞,最上层细胞发育为颈卵器的颈部壁细胞,中间层细胞即初生细胞再经过两次不等分裂产生颈沟细胞、腹沟细胞和卵细胞,此三细胞最初紧密贴合,随着颈卵器的发育,卵细胞与腹沟细胞间从两侧向中间产生分离腔,且腹沟细胞与颈沟细胞开始退化;分离腔逐渐向中间扩大,直至出现孔状结构,即受精孔;颈卵器发育后期,在卵细胞上表面形成染色较深的卵膜,颈沟细胞与腹沟细胞退化成絮状物。     

水蕨颈卵器的形成与发育

主要运用电子透射显微镜技术对水蕨(Ceratopteris thalictroides(L.)Brongn)颈卵器形成与发育进行了研究。结果表明:水蕨颈卵器是由原叶体分生组织内颈卵器原始细胞形成的。该原始细胞经2次分裂形成3层细胞,上下两层发育成颈卵器颈部与底部的壁细胞,中层为初生细胞。初生细胞是颈卵器内雌配子发生的第一个细胞,该细胞经2次不等分裂形成1个卵细胞,1个腹沟细胞、1个双核的颈沟细胞。本研究首次阐明了水蕨颈卵器内细胞的发育顺序和特征。     

水蕨颈卵器的形成与发育

主要运用电子透射显微镜技术对水蕨（Ceratopteris thalictroides（L．）Brongn）颈卵器形成与发育进行了研究。结果表明：水蕨颈卵器是由原叶体分生组织内颈卵器原始细胞形成的。该原始细胞经2次分裂形成3层细胞,上下两层发育成颈卵器颈部与底部的壁细胞,中层为初生细胞。初生细胞是颈卵器内雌配子发生的第一个细胞,该细胞经2次不等分裂形成1个卵细胞,1个腹沟细胞、1个双核的颈沟细胞。本研究首次阐明了水蕨颈卵器内细胞的发育顺序和特征。     

峨眉凤丫蕨配子体发育及卵发生的研究

用显微观察及透射电镜技术对峨眉凤丫蕨的配子体发育及卵发生过程进行了观察研究,以探讨其卵发生细胞学机制及蕨类植物演化关系。结果表明:(1)峨眉凤丫蕨孢子接种7～9d萌发,经丝状体和片状体阶段发育为心形原叶体,成熟原叶体雌雄同株,在原叶体基部产生精子器,在原叶体生长点下方产生颈卵器。(2)卵发生研究表明,峨眉凤丫蕨颈卵器产生于生长点下方的表面细胞,该细胞经2次分裂形成3层细胞,中间者为初生细胞,它经2次不等分裂产生卵细胞、腹沟细胞和颈沟细胞;新产生的卵与腹沟细胞间连接紧密,有发达的胞间连丝,随着发育,卵细胞与腹沟细胞之间产生分离腔,而腹沟细胞与卵细胞始终通过孔区相连;发育中期,卵核形成大量核外突;发育后期,在卵细胞外侧形成卵膜,孔区演变为受精孔,核外突数量减少。     

海金沙配子体发育及卵发生的显微观察

用光镜观察海金沙(Lygodium japonicum)配子体发育和卵发生。海金沙孢子为四面体形,具三裂缝,孢子萌发方式为密穗蕨型(Anemia-type);配子体的发育形态多样,通常丝状体长至3~5个细胞时通过顶细胞纵分裂发育为片状体,进而发育为心形原叶体,在心形原叶体上可产生精子器和颈卵器。但在培养过程中也可产生10个细胞以上的丝状体,这种丝状体发育成的片状体和原叶体形态通常不规则,只产生精子器,不产生颈卵器。原叶体发育是铁线蕨型(Adiantum-type),性器官是薄囊蕨型(Leptosporangiate-type)。切片观察海金沙颈卵器产生于生长点下方表面细胞,经两次分裂形成了顶细胞、初生细胞和基细胞。其中初生细胞再经两次不等分裂产生卵细胞、腹沟细胞和颈沟细胞,此时三个细胞紧密相连,随发育,颈沟细胞和和腹沟细胞退化,卵周围形成了分离腔,光镜观察显示成熟卵细胞上无典型卵膜形成,未观察到受精孔的结构。     

地钱颈卵器发育和卵发生的显微观察及细胞化学研究

对地钱（Marchantia polymorpha）颈卵器发育和卵发生过程进行了显微观察和细胞化学的研究,颈卵器起始于原始细胞,该细胞呈乳突状,经横分裂产生基细胞和顶细胞,顶细胞经3次纵斜向分裂和1次横分裂产生初生细胞,初生细胞是颈卵器内的第一个细胞,经横分裂产生中央细胞和颈沟母细胞,前者产生1个腹沟细胞和1个卵细胞,后者最终产生4个颈沟细胞。颈卵器的成熟表现为颈部显著伸长和腹部膨大,卵细胞成熟时具有不规则的核,细胞质内含有丰富的囊泡和颗粒物,卵细胞周围充满粘性物质,细胞化学研究表明,该粘性物质为多糖,卵细胞质中深染色的颗粒可能为脂类物质,腹沟细胞自产生后就逐渐退化,颈沟细胞的退化迟于腹沟细胞,其数量通常为4个,偶尔可见5个颈沟细胞或具有双核的现象。     

扇叶铁线蕨配子体发育及卵发生的显微观察

采用显微观察技术对扇叶铁线蕨配子体发育和卵发生进行了研究.结果显示:(1)扇叶铁线蕨孢子黄褐色,四面体形,具三裂缝,孢子接种后4～7 d萌发,经丝状体和片状体阶段发育为心形的原叶体,成熟原叶体雌雄同株,在原叶体基部产生精子器,在原叶体生长点下方产生颈卵器.(2)切片观察表明,扇叶铁线蕨颈卵器产生于生长点下方的表面细胞(颈卵器原始细胞),该细胞经2次分裂形成3层细胞,其上层细胞发育为颈卵器颈部壁细胞,中间细胞为初生细胞,它经2次不等分裂产生3个细胞--卵细胞、腹沟细胞和颈沟细胞;刚产生时, 3个细胞紧贴颈卵器壁,随着发育,卵细胞和腹沟细胞之间产生了分离腔,同时在卵细胞上表面形成了染色深的卵膜;此后,颈沟细胞和腹沟细胞逐渐退化,在颈沟内产生大量不定形物质,受精作用观察表明,该物质能够吸引精子进入颈卵器.(3)连续切片观察发现,成熟卵细胞上表面卵膜中央具有受精孔,表明受精孔在同型孢子蕨类卵细胞中可能是普遍存在的.     

核心薄囊蕨类颈卵器多细胞起源的形态学观察

核心薄囊蕨类是真蕨纲中的主要类群,其颈卵器壁细胞的起源问题尚未见报道。该研究以华北鳞毛蕨为例,在人工培养条件下,用石蜡切片法综合观察了颈卵器的发育过程,分析颈沟细胞、腹沟细胞、卵细胞等的发生与分化,并结合桫椤科等十多个类群性器官的研究成果,探讨核心薄囊蕨类颈卵器的起源。结果表明:(1)颈卵器由配子体1个原始细胞和多个营养细胞共同发育而成。(2)原始细胞经两次不均等分裂由外向内依次形成颈壁细胞、中央细胞、基细胞。(3)中央细胞分裂形成1个卵细胞、1个腹沟细胞和颈沟细胞。(4)基细胞分化为颈卵器腹壁最下方的1~4个壁细胞。(5)颈卵器腹部周围的壁细胞由卵细胞周围的多个营养细胞直接转化而来。该研究首次提出了核心薄囊蕨类颈卵器为多细胞起源,并为探讨颈卵器植物的有性生殖演化规律提供了形态学依据。     

Preprophase band loses its function as a cytokinetic apparatus in mitosis of neck canal mother cell

Summary. Preprophase bands in the neck canal mother cell and the central cell of the archegonium of the fern Dryopteris crassirhizoma are observed with immunofluorescence microscopy. No phragmoplast is found during mitosis of the neck canal mother cell; however, the phragmoplast develops very well in the central cell. The neck canal mother cell undergoes karyokinesis but not cytokinesis and finally produces only one binucleate neck canal cell. However, the central cell undergoes cytokinesis and produces an egg cell and a ventral canal cell. These observations suggest that the preprophase band in the neck canal mother cell loses its function as a cytokinetic apparatus and becomes an evolutionary vestige in the development of the archegonium. Received January 22, 2002; accepted April 26, 2002; published online October 31, 2001 RID="*" ID="*" Correspondence and reprints: College of Life Sciences, Peking University, Beijing 100871, Peoples' Republic of China. E-mail: rlyou@pku.edu.cn     

Formation of the Fertilization Pore during Oogenesis of the Fern Ceratopteris thalictroides

The development of the fertilization pore during oogenesis of the fern Ceratopteris thalictroides was followed using transmission electron microscopy. The newly formed egg is appressed closely to the adjacent cells. There are well-developed plasmodesmata between the egg and the ventral canal cell, but none between the egg and the jacket cells of the archegonium. During maturation, a separation cavity is formed around the egg. However, a pore region persistently connects the egg and the ventral canal cell. The extra egg membrane is formed by deposition of sheets of endoplasmic reticulum (ER), but no ER is deposited on the inner surface of the pore region. Thus, a fertilization pore, covered by a layer of plasmalemma, is formed. The ventral canal cell undoubtedly participates the formation of the fertilization pore, probably by absorbing the sheets of ER beneath the pore region. The functional significance of the ventral canal cell in formation of the fertilization pore is discussed. The features of the mature egg include that abundant concentric membranes and osmiophilic vesicles occur in the cytoplasm of the mature egg. The initial, round nucleus of the egg eventually becomes cup-shaped. This investigation gives some new insights about the cells participating oogenesis in ferns.     

云贵水韭雌配子体发育及其濒危机制的研究

为了解云贵水韭(Isoetes yunguiensis)的生殖过程和濒危原因,采用人工培养获得其雌配子体,用半薄切片法观察雌配子体发育过程。结果表明,云贵水韭的大孢子萌发率约为26%;雌配子体异养,终生都在大孢子细胞壁内发育;颈卵器发育只有2枚颈沟细胞而无腹沟细胞。雌配子体发育停止在游离核时期、颈壁细胞数量偏少或排列紊乱、颈沟细胞异常、卵细胞凋亡等可能是导致生殖濒危的原因。同时,游离核是水韭生殖生物学研究和系统学研究的重要环节之一;缺失腹沟细胞可能是水韭类简化性进化的特征之一。