蕨类植物问荆DEAD-box RNA解旋酶基因的克隆与分析

DEAD-box RNA解旋酶参与RNA多方面的代谢,在植物生长发育和逆境反应中起重要作用。本研究从蕨类植物问荆（Equisetum arvense）中克隆到一条DEAD-box RNA解旋酶c DNA全长序列,命名为EaRH1,并在Gen Bank注册登记（KJ734026）。序列分析显示：该c DNA全长3 230 bp,包含一个从487 bp到2 799 bp编码770个氨基酸的开放读码框,其对应的蛋白序列包含9个保守模块结构。EaRH1与其它物种DEAD-box RNA解旋酶蛋白序列比对结果显示：模块Ⅰa、Ⅱ和Ⅲ序列几乎完全相同,模块Q、Ⅰ和Ⅳ序列存在一些差异。EaRH1与江南卷柏（Selaginella moellendorffii）基因组一条假定序列相似度高达69%,其中相似度最高的区域集中在包含9个保守模块的结构域。系统进化树分析显示：EaRH1与拟南芥（Arabidopsis thaliana）DEAD-box RNA解旋酶At3g22320在氨基酸序列上有相对较高的同源性。序列结构比较和进化分析可推测出EaRH1可能参与植物体生长发育、miRNA生物合成、与RNA结合蛋白的相互作用和非生物胁迫应答。本文的研究为探索问荆DEAD-box RNA解旋酶的进一步功能提供参考。     

24种鳞毛蕨科植物叶表皮形态特征的研究

该研究利用光学显微镜对鳞毛蕨科24种植物的叶表皮形态特征进行观察。结果表明:(1)24种鳞毛蕨科植物的上表皮细胞形状为长条形或不规则形,垂周壁为深波状或浅波状,下表皮细胞均为无规则形,垂周壁均为深波状;上表皮细胞长宽比在1.5~5.7之间,下表皮细胞长宽比在2.2~3.9之间。(2)在24种鳞毛蕨科植物中共观察到8种气孔器类型,分别为不等细胞型、无规则四细胞型、极细胞型、腋下细胞型、横列型、无规则型、聚腋下细胞型和聚合极细胞型,每种植物具有2~8种气孔器类型,气孔均为下生型,多为椭圆形;气孔的长宽比在1.2~1.8之间,气孔密度在17.4~86.0个/mm~2之间,气孔指数为8.60%~37.4%。(3)通过对24种鳞毛蕨科植物的观察可将其上表皮细胞形状、垂周壁形状、上表皮细胞长宽比、主要气孔器类型及衍生类型等作为叶表皮形态特征的分类依据。(4)根据叶表皮形态特征可将24种鳞毛蕨科植物分为2类:即耳蕨类和鳞毛蕨类。该研究在一定程度上支持秦仁昌分类系统对鳞毛蕨科的划分,为鳞毛蕨科植物的系统分类及演化研究提供基础资料。     

朝鲜介蕨孢子周壁发育的研究

利用光镜、扫描电镜和透射电镜对朝鲜介蕨[Dryoathyrium coreanum(Christ)Tagawa=Lunathyrium coreanum(Christ)Ching]孢子周壁的发育规律进行了研究。结果表明,朝鲜介蕨孢子两侧对称,单裂缝,表面具粗大的脊状褶皱,褶皱形成网状或拟网状纹饰。孢壁包括内壁、外壁和周壁。孢子外壁表面光滑,在四分孢子时期就已发育成熟。四分孢子分离后,周壁开始形成,周壁来源于孢子囊的绒毡层,是由原质型绒毡层的残余物在外壁上沉积而成。成熟的周壁很厚,可分为外层和内层。周壁内有大的空腔,主要是由周壁外层向外隆起形成的,隆起进而形成了孢子的脊状褶皱和表面纹饰。     

水蕨精子发生过程中中心体蛋白和微管蛋白的免疫荧光定位

采用透射电镜技术和免疫荧光标记技术对水蕨精子发生的超微结构以及中心体蛋白和微管蛋白在精子发生过程中的动态表达进行了观察。研究发现：（1）生毛体分化早期周围有放射状微管分布,这与线粒体向生毛体的聚集有关。（2）免疫荧光观察表明,中心体蛋白仅定位于生毛体、基体和鞭毛带上,自生毛体至基体阶段呈现明亮的荧光标记,在核塑形、鞭毛形成至精子成熟阶段,中心体蛋白荧光标记随着鞭毛的发生而逐渐减弱,至游动精子阶段中心体蛋白荧光标记信号几乎消失。（3）微管蛋白早期荧光标记与中心体蛋白标记形相同,在生毛体、鞭毛带、基体等运动细胞器上呈现明亮荧光标记,但微管蛋白随着鞭毛的发生其荧光标记越来越强。从二者的时空表达特征可以推断,中心体蛋白主要是运动细胞器的组织者,而非这些运动细胞器的结构成分,其功能是参与或负责中心粒、基体和鞭毛的发生。     

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。     

蕨类植物贯众原叶体的毛状体观察

大多数蕨类植物的原叶体是裸露的,不具有任何毛状体。毛状体一般位于原叶体边缘或表面。有的毛状体在原叶体发育早期出现,有的仅在成熟原叶体上形成。原叶体毛状体的形态结构是同型孢子蕨类植物属的特征,亲缘关系较近的属具有类似的毛状体,而且毛状体在原叶体生长发育过程中是稳定性状。因此,在蕨类植物中毛状体是重要的分类依据。     

15种蹄盖蕨科植物叶表皮形态特征的研究

利用光学显微镜对蹄盖蕨科15种植物的叶表皮形态特征进行观察和研究。结果表明:蹄盖蕨科15种植物的上、下表皮细胞均为无规则型,垂周壁为凹凸状或深波状;上表皮细胞长宽比在1.0~3.2之间,下表皮细胞长宽比在1.0~2.6之间;在这15种植物中共观察到6种气孔器类型,即极细胞型、腋下细胞型、聚合极细胞型、聚腋下细胞型、无规则四细胞型和无规则型,每种植物具有3~4种气孔器类型,气孔均为下生型,多呈椭圆形。气孔的长宽比在1.3~2.1之间;气孔密度在32~90个/mm2之间;气孔指数为17.7%~40.9%。依据上述叶表皮形态特征将15种蹄盖蕨科植物分为3类,即双盖蕨类、蹄盖蕨类和对囊蕨类。该研究在一定程度上支持Christenhusz分类系统对蹄盖蕨科的划分,为蹄盖蕨科植物的系统分类及演化研究提供基础资料。     

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。     

中国蕨类植物孢子形态的研究ⅩⅣ.卷柏科

利用扫描电镜对中国产卷柏科25种植物孢子形态进行了观察。结果显示:(1)卷柏科植物大孢子为球状四面体,辐射对称;具三裂缝,裂缝为孢子半径的1/2~3/4;极面观一般为三角圆形或近圆形,赤道面观为近圆形、近扇形或近椭圆形;极轴长为158~548μm,赤道轴长为196~675μm。(2)小孢子为球状四面体,辐射对称;具三裂缝,裂缝为孢子半径的1/2~3/4或几达赤道线;极面观一般为近圆形或三角圆形,赤道面观为近圆形或近扇形;极轴长为10~40μm,赤道轴长为17~63μm。(3)孢子表面具颗粒状、瘤状、疣状、刺状、棒状、网状、片状、疣块状和脑状纹饰。研究认为,孢子形态特征可以作为该科亚属及种的分类学依据。     

中国蕨类植物孢子形态的研究Ⅻ.石松科

利用扫描电镜对中国产石松科6属9种1变型植物孢子形态进行了观察.结果表明:石松科植物孢子为四面体形,辐射对称;具三裂缝,裂缝为孢子半径的1/2～3/4或几达赤道线,有些种裂缝具唇状边缘;极面观一般为圆角三角形或近圆形,赤道面观为扇形或近椭圆形;极轴长为23～50 μm,赤道轴长为24～54 μm;由外壁形成孢子表面网状、棒状、脊状、拟网状、瘤状和颗粒状纹饰的轮廓;周壁薄,通常只有1层.从孢粉学特征看,石松属和扁枝石松属孢子形态有交叉,属间特征不明显;而小石松属、卡罗利拟小石松属、垂穗石松属和藤石松属的属间孢子形态特征明显.