狗脊孢壁发育超微结构的研究

鳞毛蕨型孢子类型众多,初步研究表明形态相似的孢子类型其孢壁发育特征存在差异,因此有必要对各代表类群的孢壁发育进行深入地研究。该文利用透射电镜对乌毛蕨科(Blechnaceae)狗脊(Woodwardia japonica)孢壁结构和发育的超微结构进行研究。结果表明:(1)狗脊孢子囊的结构由外向内分别为孢子囊壁细胞、两层绒毡层细胞和孢子母细胞;(2)狗脊孢子具乌毛蕨型(Blechnoid type)外壁,表面光滑,由两层构成,裂缝区域具辐射状的槽;(3)周壁属于空心型(cavity type),由四层构成,从内向外分别为P1、P2、P3和P4层,前三层叠合在一起,层间有不同程度的空隙,P4层与前三层之间具有明显而连续的空腔,并隆起形成片状褶皱纹饰;(4)有小球体和小杆共同参与孢子周壁的形成,周壁部分或全部来源于孢子囊壁细胞。综上所述,狗脊孢子与同属于鳞毛蕨型的贯众(Cyrtomium fortunei)和朝鲜介蕨(Dryoathyrium coreanum)孢壁的发育在周壁结构、周壁各层的发育顺序、周壁来源和参与成壁的特征物质等方面存在差异。该研究有利于进一步理解蕨类植物孢壁所蕴含的分类和演化上的科学意义和价值。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

4种蹄盖蕨科植物配子体形态和发育的比较研究

利用光学显微镜详细观察蹄盖蕨科(Athyriaceae)2属4种植物,即蹄盖蕨属的尖头蹄盖蕨(Athyrium vidalii)、长柄蹄盖蕨(A.longius)和喜马拉雅蹄盖蕨(A.fimbriatum)以及亮毛蕨属的亮毛蕨(Acystopteris japonica)配子体发育过程,记录配子体各发育阶段的特征。4种植物的孢子都为单裂缝,两侧对称,孢子萌发类型为向心型,配子体发育类型为铁线蕨型,性器官都为薄囊蕨型,成熟原叶体为对称的心脏形,无毛状体;种间差异包括孢子纹饰、孢子萌发时间、配子体形成时间、丝状体长度、片状体和原叶体的形态以及性器官大小。     

叉蕨科30种植物叶表皮形态特征研究

利用光镜对叉蕨科7属30种植物叶表皮形态特征进行详细观察研究。结果显示：（1）叉蕨科30种植物的叶上表皮和下表皮细胞形状均为不规则型,垂周壁式样为深波状或浅波状,具单晶或针晶;上表皮细胞的长宽比为1.62~4.0,下表皮细胞的长宽比为1.63~3.06。（2）在30种植物中共观察到7种气孔器类型,分别为：极细胞型、腋下细胞型、聚合极细胞型、聚腋下细胞型、不等细胞型、无规则四细胞型和不规则型,每种植物分别具有4~7种气孔器类型,均为下生型气孔;气孔长宽比为1.22~1.91,气孔密度为8~76个/mm²,气孔指数为3.9%~25.7%。（3）基于气孔器类型组成进行聚类分析,可将30种植物分成3个类群。（4）对叶表皮形态特征分析认为,轴脉蕨属应介于叉蕨属和肋毛蕨属之间,且与叉蕨属关系更近;叉蕨属的范畴还有待进一步研究;支持将肋毛蕨属从叉蕨科中分离出来置于鳞毛蕨科,但不支持黄腺羽蕨属归入鳞毛蕨科。     

中国双盖蕨属一新记录种——Diplazium×kidoi Sa.Kurata

首次报道了中国双盖蕨属一新记录种,中日双盖蕨（Diplazium × kidoi Sa. Kurata）,该种是耳羽短肠蕨（D. wichurae（Mett.）Diels）和薄叶双盖蕨（D. pinfaense Ching）的杂交种。本研究详细描述了中日双盖蕨的形态特征,并比较了其与两个亲本的差别。D × kidoi的发现对研究异域杂交物种形成和认识蕨类植物物种形成中广泛存在的杂交现象具有一定的意义。