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。     

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。     

薄囊蕨胚胎发育模式——以华北鳞毛蕨为例

以鳞毛蕨科的华北鳞毛蕨为材料,在模拟自然条件下人工培养配子体世代,用石蜡切片详细观察记录了胚胎发育全过程,以建立更详细的薄囊蕨胚胎发育模式,为探讨薄囊蕨与其它类群的系统演化关系及生殖生物学提供依据。结果表明:(1)华北鳞毛蕨的胚胎发育垂直于配子体平面和背腹轴,符合俯卧型发育模式,合子第一次分裂平行于颈卵器的长轴方向;胚胎在16细胞时期才能够确定器官发生的原始细胞,且第一叶原基的产生先于第一根原基;海马胚时期第一叶原基和第一根原基突破帽状体形成具有明显维管束结构的第一叶和第一根;胚胎发育过程中有游离核的存在。(2)该文绘制了从合子到第一叶和第一根成熟的发育过程,包括胚胎早期细胞的分裂方式、细胞核及其核仁的特征、器官的发生顺序及其相互关系等14个点线图,总结出薄囊蕨胚胎发育的详细模式;该模式支持Nayar的"根叶学说",并主张薄囊蕨和种子植物的茎在本质上是不同的,二者是平行发展的两个类群。     

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。     

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。     

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。     

海金沙胚胎发育的研究

利用石蜡切片法研究了海金沙胚胎发育过程。合子的第一次分裂面垂直于颈卵器的长轴,产生两个相等的子细胞,靠近颈卵器颈部的营养器官原始细胞和远离颈部的基足原始细胞。前者发育成子代孢子体的营养器官,后者发育成基足。胚胎在32细胞阶段后,第一叶顶端细胞与第一根顶端细胞几乎同时发生。第一叶突出帽状体之后,由第一叶基部保留下来的茎干顶端细胞产生第二叶。据营养器官的形态结构判断,在海金沙胚胎发育中最早出现的营养器官是叶和根。     

蜈蚣草胚胎发育的观察

用石蜡切片技术观察了蜈蚣草(Pteris vittata L.)的胚胎发育过程.结果表明:蜈蚣草的胚胎由受精卵发育而来.合子最初3次的分裂顺序为X-Y-Z;球形胚最早分化出的组织是基足,其后几乎同时分化出第一叶原始细胞和第一根原始细胞,继而分别分化出第一叶原基和第一根原基,再后来才形成茎干原基;当第一叶、第一根形成时,茎干原基仍不活跃.总结出蜈蚣草的胚胎发育模式图,并讨论了有关分化的作用和意义.     

颈卵器与植物演化

真核植物普遍存在着有性生殖的繁殖方式。苔藓植物与蕨类植物的雌性生殖器官均以颈卵器的形式出现 ,在裸子植物中 ,也有颈卵器退化的痕迹。因此 ,这 3类植物又合称为颈卵器植物。颈卵器是高等植物的重要雌性繁殖结构。如图 :颈卵器的外形呈烧瓶状 ,分为下部的腹部和上部的颈部 ,腹部膨大 ,内有卵细胞和腹沟细胞各 1 ;颈部狭窄 ,仅单层细胞构成 ,内有一列颈沟细胞。由于卵的成熟 ,促使颈沟细胞与腹沟细胞的破裂。精子游到颈卵器的附近 ,通过破裂的颈沟细胞与腹沟细胞而与卵结合。精子与卵结合后形成合子 ,合子分裂而形成胚 ,胚在颈卵器内发育…     

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。     

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。     

中国4种水韭植物叶片分类学特征的比较观察

我国共有5种水韭,全部被列为国家一级保护,均属极度濒危级（CR）野生植物。就营养器官而言,因水韭根、茎的简化,叶片特征成为最重要的分类学依据。本文针对形态特征相近的中华水韭、云贵水韭、台湾水韭和东方水韭,用显微镜观察了叶片发育的形态特征。结果表明：不同种水韭叶片在旋转角度、气孔分布等方面存在差异,而气孔器的种间一致性较高;同种水韭叶片在不同发育时期,其近远轴面的气孔指数、气孔分布及叶凸指数均有稳定的分类价值。本文检索讨论了我国4种水韭的分类学关系,并发现了叶表皮都存在异形条状细胞。     

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。     

红松胚胎发育及其淀粉的动态

本文观察了红松胚胎发育及其淀粉的分布全过程。红松合子位于颈卵器中上部,分裂时形成的纺锤体与颈卵器长轴呈一定角度,第一次有丝分裂产生2个游离核,它们边下沉边进行第二次有丝分裂,形成4个游离核排列成一层.接着进行第三次有丝分裂产生8个游离核,排成两层并形成细胞壁。第四次分裂产生16个细胞排成四层,组成了原胚,经一个半月的生长发育及胚胎选择阶段,7月中旬进入幼胚的发育时期。8月上旬幼胚已经进行组织和器官分化,此时淀粉逐渐由珠孔端向合点端方向推移,9月末种子成熟。     

中国特产2种濒危水韭雄性发育的比较研究

采用透射电镜和光镜比较观察了中华水韭和云贵水韭雄配子体及其精子的发育特征。结果显示:(1)2种水韭的雄配子体的寿命只有15~30d,终生都在小孢子壁内发育。(2)雄配子体只含有1个原叶体细胞、1个精子器壁细胞和4个精细胞,前2个细胞内含有丰富的营养物质。(3)精子由精核、微管带、鞭毛、细胞质等4部分构成。(4)中华水韭雄配子体发生率为4.5%,平均每个雄配子体产生0.46个精子,精子游动速度约53μm/s,寿命8min;云贵水韭雄配子体发生率和产精量略高于中华水韭,但精子游动速度和寿命略低于中华水韭。研究认为,中国水韭濒危的主要原因之一是雄配子体产精率低、受到生殖生态限制、水污染对精子的危害等;雄性特征表明水韭在石松类中占有较高的进化地位;结合前人的研究成果绘出了水韭雄配子体的发育模式。     

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。     

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。     

银杏雌雄配子体发育及胚胎形成的研究进展

银杏(Ginkgo biloba)是现存最古老的裸子植物之一, 其生殖过程表现出许多原始特征和独特性状, 长期以来备受国内外专家的关注。经过近100年的研究取得了显著成果: (1) 银杏雄配子体发育周期长, 经历了从平周分裂到斜背式分裂,并最终垂周分裂形成带有鞭毛的游动精子; (2) 银杏雌配子体发育经历较长的游离核期和细胞化期, 分化形成颈卵器母细胞并经平周分裂、垂周分裂和斜向分裂形成成熟的颈卵器(包括有4个颈细胞和1个卵细胞); (3) 推测其精细胞中的液泡状结构为受精过程中的遗传物质载体; (4) 原胚的形成经历了游离核期和细胞化期。该文针对国内外最新银杏生殖生物学方面的研究进展, 对银杏雌雄配子体发育、受精过程以及胚胎形成等方面进行较为系统全面的分析和总结, 为进一步的银杏生殖生物学研究提供有价值的参考资料。     

三疣梭子蟹胚胎发育早期的组织学研究

对三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus)胚胎发育早期（卵裂至原肠胚期）进行了组织学观察。结果发现：卵排至体外约５２h后开始卵裂,卵裂方式为表面卵裂,卵裂至２５６细胞时,胚胎发育进行了囊胚期。囊胚为实囊胚,囊胚后期,１６个排成例嗽叭形的预定内胚层细胞与聚在其附近的其他细胞一起内陷形成原肠。预定内胚层细胞脱离原肠后,进行１次切向分裂,形成卵黄细胞和内胚层细胞,与此同时,胚工细胞不断分裂,产生视叶原基和胸腹原基,不久,２个胞腹原基逐渐愈合形成胸腹突。随胚胎发育,在似桥细胞带上出现大颚原基、大触角原基,随后大大触角原基与视叶原基之间的腹中线上发生口凹,在小触角原基产生后,胚肥发育进入卵内无节幼体期。