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.     

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。     

香鳞毛蕨配子体发育的研究

研究了香鳞毛蕨(Dryopteris fragrans (L.)Schott)配子体的发育过程。结果发现孢子极面观为椭圆形,赤道面观为半圆形,单裂缝。孢子萌发为书带蕨型;丝状体2～9个细胞长,有明显顶端细胞,可形成多细胞的广阔板状片状体;片状体顶端分生组织继续分裂,发育为幼原叶体;原叶体发育为三叉蕨型;毛状体数量丰富,均为单细胞;颈卵器和精子器几乎同时形成,较小;成熟原叶体倒卵状心脏形。该配子体表现为进化性状。     

旱生蕨类植物金毛裸蕨配子体发育及其生态意义

采用光学显微镜对旱生金毛裸蕨(Gymnopteris vestita)配子体发育的全过程进行了观察。结果显示,(1)旱生金毛裸蕨孢子三裂缝,成熟时黄褐色,接种后10～15d萌发,萌发类型为书带蕨型。原叶体母细胞首先形成单列的丝状体,其后配子体发育明显区别于非旱生的蕨类,金毛裸蕨配子体发育最明显的特征是形成大量的分枝,通常单列的丝状体基部细胞可通过细胞纵分裂形成丝状分枝,这些分枝又可进一步产生新的分枝,分枝的末端可形成片状体,这些片状体又可产生分枝丝状体或片状体,最终整个配子体可发育为群丛。有时,单列的丝状体也可直接发育为片状体,然而这些片状体并不发育为原叶体而是产生大量的丝状分枝。当群丛形成时,在丝状体或片状体表面可产生数量较多的精子器,但在人工培养条件下并没有发现颈卵器。如果培养条件适宜,配子体可进行营养繁殖,持续较长时间,老的片状体上可产生新的丝状体。金毛裸蕨位于群丛外的大型心形原叶体可进行无配子生殖产生孢子体。金毛裸蕨的配子体发育特征,包括多分枝、发达的营养繁殖及无配子生殖现象的发生,表明了金毛裸蕨配子体群丛的形成是对于旱生环境的一种适应性。     

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。     

乌毛蕨配子体发育的研究

采用混合土培养乌毛蕨（Blechnum orientale）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,赤道而豆形,极而观椭圆形,单裂缝。播种1周左右孢子萌发,萌发类型为书带蕨型,配子体发育为叉蕨型。丝状体5—10细胞时开始发育为片状体。播种2周后发育形成幼原叶体,成熟原叶体呈心脏形。原叶体边缘及表面均可产生毛状体,数量丰富,为单细胞。播种后1个月左右开始有颈卵器出现,成熟颈卵器颈部由4列细胞组成,3—5层细胞高。精子器产,扛时间较颈卵器早10d左右,精子器近圆球形,由3细胞组成。精卵受精后2周左右即可观察到从原叶体上生成的幼胚。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

中华鳞毛蕨配子体发育过程的观察

Morphological variation during the gametophyte development process of Dryopteris chinensis ( Bak.) Koidz. was observed. The results show that the development process of D. chinensis can be divided into spore germination, filament formation, plate formation, prothallus formation, sexual organ formation and apogamety. The spores are bilaterally symmetric, monolete, surface with ridge fold ornamentation, elliptical in polar view, and approximately semicircle-shaped in equatorial view. The spore germination type is of Vittaria-type;the filaments with a length of 3-7 cells, not branched or occasionally branched, with single or double row cells; mature prothallus is symmetrically cordate, and the development type of prothallus is of Aspidium-type, with long unicellular clavate trichomes distributed on the surface and in the margin;with antheridium but archegonium is not observed, belongs to apogamety. One prothallium of D. chinensis produces one embryo, and young embryo can be generated within one month after the formation of antheridium; there are a lot of unicellular trichomes and some multicellular trichomes on the young embryo of sporophyte.     

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。     

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.     

Reproductive biology of the Pteridophyta IV. An experimental study of mating systems in Ceratopteris thalictroides (L.) Brongán

Gametophytes of the fern Ceratopteris thalictroides originating from four different geographic areas were studied morphologically and genetically. Intraspecific variability was found among the collections for gametophyte morphology and the frequency of lethal sporophytic genotypes. The differences in gametophyte morphology were shown to result in a different mating system for each collection.     

Cytological Events during Zygote Formation of the Fern Ceratopteris thalictroides

The cytological events, including nuclear fusion, digestion of male organelles and rebuilding of the plasmalemma and cell wall, during zygote formation of the fern Ceratopteris thalictroides (L.) Brongn. are described based on the observations of transmission electron microscopy. When the spermatozoid enters the egg and contacts the cytoplasm, the male chromatin relaxes continually. The microtubular ribbon (MTr) is separated from the male nucleus and then an envelope reappears around the male nucleus. Durin...     

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。