多羽实蕨胚胎发育的研究

利用人工培养和石蜡切片法研究了多羽实蕨(Bolbitis angustipinna(Hayata)H.Ito)胚胎发育过程。合子第一次分裂面垂直于原叶体纵轴且平行于颈卵器颈部;第二次分裂面平行于原叶体纵轴且垂直于颈卵器颈部;第三次分裂面同时平行于原叶体纵轴和颈卵器颈部。经多次分裂形成球形胚胎,球形胚胎的外上和外下区域几乎同时分别发育出第一叶顶端细胞和第一根顶端细胞,继而分别斜向分裂产生第一叶原基和第一根原基。随后,第一叶原基迅速分裂,最早突破帽状体形成第一幼叶;第一根原基的分裂速度稍慢,晚于第一叶突破帽状体形成第一根。并讨论了胚胎发育的系统学问题。     

荚果蕨胚胎发育的研究

利用石蜡切片法研究了荚果蕨（Matteuccia struthiopteris(L.) Todaro）胚胎发育过程。合子第一次分裂,分裂面垂直于原叶体纵轴且平行于颈卵器颈部;第二次分裂面平行于原叶体纵轴且垂直于颈卵器颈部;第三次分裂面同时平行于原叶体纵轴和颈卵器颈部。经多次分裂的球形胚胎,胚胎的外上和外下区域几乎同时分别发育出第一叶顶端细胞和第一根顶端细胞。随着发育的进行,它们分别斜向分裂产生第一叶原基和第一根原基。随后,第一叶原基迅速分裂,突破帽状体形成第一幼叶;而第一根原基的分裂速度稍慢,第一根发育速度稍慢于第一叶。     

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。     

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。     

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。     

海金沙卵发生的组织化学研究

采用组织化学方法对海金沙（Lygodium japonicum （Thunb.） Sw.）卵发生进行了研究。高碘酸-锡夫反应（PAS反应）结果显示：颈沟和腹沟细胞外产生的黏性物质为多糖类物质;在卵细胞发生早期颈卵器细胞内均含有质体,且淀粉粒含量丰富,随着颈卵器的发育,卵细胞以及颈沟和腹沟细胞内淀粉粒数量和体积均逐渐减少,最后退化消失。苏丹黑B反应结果显示：海金沙颈沟和腹沟细胞外产生的黏性物质也含有脂类物质,而卵细胞内并未有明显脂类物质产生;卵细胞质膜处也并没有糖类或脂类物质的积累。本研究从组织化学角度佐证了海金沙的特殊性,即既有原始蕨类的特征,又有进化蕨类的特征。     

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。     

濒危孑遗蕨类植物云贵水韭的胚胎发育

云贵水韭(Isoetes yunguiensis)是云贵高原特产的孑遗蕨类植物,是研究云贵地区古生态和植物演化的活化石,是国家一级保护物种,生殖过程及其濒危原因尚未查明。本文在实现人工繁殖、获得足量研究材料的条件下,用常规半薄切片法,连续观察了云贵水韭胚胎发育的全过程。其结果表明:(1)合子没有休眠期;(2)合子分裂面与颈卵器长轴呈约30°夹角;(3)首先发育出第一叶原基和第一根原基,且前者早于后者;(4)叶舌原始细胞在叶片发育初期就开始了细胞分裂;(5)颈卵器开口端细胞常出现坏死溃败现象并直接影响胚胎发育;(6)容易出现畸形胚胎;(7)片状结构发育迅速,对第二叶原基和第三叶原基有很好的保护作用;(8)早期维管分化顺序等。探讨了云贵水韭胚胎阶段的生殖生物学规律及其生殖濒危机制,分析了原始维管植物营养器官演化的溯祖形态,为云贵水韭的有效保护积累了技术资料。     

极危孑遗蕨类中华水韭有性生殖的形态学研究

通过人工培养,采用半薄切片和超薄切片法,对中华水韭(Isoetes sinensis Palmer)有性生殖全过程进行了连续观察。结果显示:(1)雌雄配子体均为壁内发育,雌配子着生有假根,发育出多个颈卵器;雄配子体无假根,每个雄配子可产生4个具有8~12条鞭毛的精细胞。(2)颈卵器只有2个颈沟细胞和1个卵细胞,腹壁细胞由配子体营养细胞转化而来。(3)合子初次分裂面与颈卵器长轴之间的夹角约为20°,2~4细胞胚胎易于停止分裂而老化,自数十个细胞后胚胎即出现明显的组织分化。(4)在球形胚时期第一叶还没分化的时候,在胚胎中出现第一叶的叶舌原始细胞,但直到第一叶顶端变绿具有光合能力时,第一叶的叶舌才开始发育。研究结果支持根叶优先发育的观点,认为雄配子体发生率极低、雌配子体存在较多的败育性结构等,是中华水韭生殖濒危的主要原因。     

中华水韭雌配子体及胚胎发育的初步研究

中华水韭（Isoetes sinensis Palmer）属水韭科（Isoetaceae）草本拟蕨类,是长江中下游特有的古老物种,对环境污染敏感,为国家一级重点保护的极度濒危的野生植物。本研究通过人工培养,按不同发育阶段,用常规石蜡切片法连续观察了雌配子体及胚胎发育的全过程。结果显示：大孢子培养15～20 d萌发,雌配子体为球状、属壁内发育型,每个雌配子体着生8～20个颈卵器。成熟的颈卵器发育有多种可能,但只有颈沟细胞和腹沟细胞都退化,卵才有受精的机会。合子首先进行横向分裂,培养约50 d发育成数十个细胞的球形胚胎,约80 d雌配子体的细胞萎缩,第一叶及其叶舌、第一根结构更明显,出现第二叶。文中还初步探讨了中华水韭濒危的生殖生物学机制。     

阔鳞瘤蕨颈卵器形成与卵发生的初步研究

运用光学显微镜与透射电镜对阔鳞瘤蕨（Phymatosorus hainanensis(Noot.) S.G.Lu）颈卵器形成和卵发生进行了研究。阔鳞瘤蕨颈卵器产生于雌配子体生长点下方分枝毛状体内侧。切片观察表明颈卵器起源于配子体表面的原始细胞,该细胞经两次不等分裂形成3个细胞,上下两个细胞分别发育为颈卵器的颈部与底部壁细胞,中间的细胞为初生细胞,含有较丰富的细胞器。初生细胞进行两次不等分裂产生颈沟细胞、腹沟细胞与卵细胞。成熟颈卵器内颈沟细胞和腹沟细胞退化,卵细胞上表面产生受精孔。本研究阐述了阔鳞瘤蕨颈卵器形成和卵发生的细胞学过程,对阐明蕨类植物雌性生殖器官的发育特征有一定的科学意义。     

The Embryonic Development Study on Isoetes yunguiensis,an Endangered and Relict Pteridophyta

Isoetes yunguiensis is a specialty relict fern of Yunnan Guizhou Plateau,which is a national level protected species called living fossil of the study on paleoecology and plant evolutionary in Yunnan and Guizhou area, but its reproduction and endangered mechanism is unclear. On the basis of implementation of artificial breeding and acquisition of adequate research materials, the authors observe the embryonic development of Iyunguiensis using thin sectioning. The main results of observation of the embryonic development are as follows: (1) The zygote doesn’t have the period of dormancy; (2) The angle between the division planes of zygote and the long axis of archegonium is about 30°; (3) The first leaf primordium and the first root primordium develop first. However, the first leaf primordium develop earlier than the first root primordium; (4) The initial cells of ligule begin to divide since the initial stage of the development of leaf; (5) The cells of the open end of archegonium often appear necrosis and affect the embryonic development; (6) The embryo malformation is easy to happen; (7) The sheet structure develop fast, and it provide good protect for the second and third leaf primordium; (8) The order of early vascular development. The article explore the reproductive biology regular and reproductive endangered mechanism of Iyunguiensis. The coalescent form of the original evolution of vegetative organs of vascular plants is analyzed. This article also accumulate technical data for protection of Iyunguiensis.     

Developmental synchronization of male and female gametophytes in Ginkgo biloba and its neck mother cell division prior to fertilization

This study investigated male and female gametophytes in Ginkgo biloba, while a droplet of fluid was present in the fertilization chamber and found that the central cell, the generative cell and the neck mother cell divided simultaneously prior to fertilization. In male gametophytes, the generative cell divided to yield two sperm cells. Concomitantly, the two neck mother cells of the archegonium increased in size then divided asymmetrically resulting in two big cover cells and two small base cells. Each cell had a fixed end in direct contact with an adjacent jacket cell and a free end overlapping its counterpart. This unique arrangement could allow for their free ends to swing into the fertilization chamber as a result of the force from the interior of the archegonium where a polar periclinal division had occurred to produce a canal cell and an egg. The subsequent withdrawal of the content of the archegonium may facilitate the entry of sperm into the archegonium. The neck apparatus closed after the fertilization occurred. The concurrence of the above divisions and the delicate structure of neck apparatus suggest that the gametophytes undergo a synchronization process to become receptive at the time of fertilization. However, the formation of neck cells and the opening time of neck apparatus of the archegonia within the same ovule were slightly different, which could lead to the formation of zygotes at a temporally distinct interval. The earlier formed zygote may progress as the only mature embryo in the ovule.     

极危孑遗物种东方水韭雌配子体及胚胎的解剖学观察

以人工培养的国家一级保护植物东方水韭(Isoetes orientalis)为材料,采用切片技术对雌配子体和胚胎的发育进程进行解剖学观察研究,探讨其有性生殖过程及濒危机制。结果表明:(1)东方水韭大孢子3~5d萌发,成熟雌配子体呈球形,无假根,三裂缝处发育出多个颈卵器,成熟颈卵器只有颈壁细胞与颈沟细胞,无腹沟细胞。(2)多数雌配子体只发育出一个胚胎,偶见多胚共存现象;胚胎发育时期,第一叶原基相比第二、三叶原基发育迅速。(3)颈卵器部分组织常出现分化紊乱,导致雌配子体败育。该研究结果支持"根叶理论",并讨论了腹沟细胞的退化以及双胚共存机制,认为东方水韭雌配子体常停留在游离核阶段、颈卵器形态或位置不规则、卵细胞排列紊乱等可能是其败育的原因。     

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。     

ON THE EMBRYOGENY OF SCHIZAEA DICHOTOMA

The zygote of Schizaea dichotoma divides transversely and the outer cell thus produced divides longitudinally. The three cells probably establish the organs: root, stem, and foot. The first leaf is not embryonic in origin but forms on the relatively old sporeling. Some general comments on gametophyte and embryo phylogeny are presented.