两种蕨类植物孢子囊柄的结构观察

孢子囊柄是蕨类植物孢子囊与叶片的连接结构,但其形态结构和功能并不完全清楚。本文作者在观察维明鳞毛蕨(Dryopteris zhuweimingii)和东方荚果蕨(Pentarhizidium orientale)孢子囊柄的结构时发现:(1)两者的孢子囊柄都由3列细胞组成;(2)两者孢子囊柄的细胞壁可明显分为内外两层,内层为次生细胞壁的S1层,呈螺旋状紧密排列,紧贴外壁但容易分离;外层为初生细胞壁。这一结构对支持和保护孢子囊具有重要意义。     

基于孢子形态和分子证据探讨鳞盖蕨属(碗蕨科)系统分类

孢粉学是解决植物分类中疑难类群物种微形态分化的重要方法,随着分子系统学的发展,结合这两门学科的优势可以更加有效地解决疑难类群的分类学问题。鳞盖蕨属(Microlepia)是一个分类困难的疑难类群,采用孢粉学与分子系统学一一对应的方法,以及居群取样方式,选取280份样本,联合4个叶绿体片段(rbcL、trnL-F、psbA-trnH和rps4),采用最大似然法和贝叶斯法构建该属的系统发生关系,在此基础上对凭证标本中100份材料的孢子进行观察和分析。综合分子系统学和孢粉学的研究结果,得出结论:(1)在形态学研究中广泛被接受的15个物种得到了单系支持,并厘清了分类困难的复合群;(2)发现边缘鳞盖蕨(M. marginata)可能存在隐性种;(3)建议恢复过去归并处理为异名的瑶山鳞盖蕨(M. yaoshanica)、罗浮鳞盖蕨(M. lofoushanensis)、四川鳞盖蕨(M. szechuanica)以及滇西鳞盖蕨(M. subspeluncae);(4)提出鳞盖蕨属可能存在杂交现象;(5)提出鳞盖蕨属完整的属下分类建议。     

14种剑蕨属植物的孢子形态特征及其系统分类学意义

利用扫描电子显微镜对水龙骨科(Polypodiaceae)剑蕨属(Loxogramme)14种植物的孢子形态和表面纹饰进行了观察。结果显示:剑蕨属的孢子具有单裂缝和三裂缝两种类型,个别物种具有中间过渡类型。剑蕨属的孢子纹饰为蠕虫状或浅波纹状。经比较发现,具三裂缝孢子的物种通常植株较小,而具单裂缝的种类则通常植株较大。从进化的角度来看,三裂缝孢子为原始类型,单裂缝孢子为进化类型,因而从孢子形态特征的角度支持剑蕨属为水龙骨科基部类群。     

石韦属植物脉序特征及其分类学意义

采用解剖学方法,研究了水龙骨科鹿角蕨亚科石韦属(Pyrrosia)17种植物的脉序特征,并与该科其它3亚科8属8个代表种的脉序进行了对比。结果显示,石韦属植物的脉序属于结合脉序,并可进一步细分为弯脉蕨型和拟槲蕨型。根据脉序特征的聚类分析表明,石韦属植物的结合脉序与水龙骨科其它属植物的结合脉序具有显著差异,且此脉序特征是石韦属内较稳定的分类性状,具有一定的分类学价值。本研究还基于脉序特征,讨论了石蕨(P.angustissimum(Giesenh.ex Diels)TagawaK.lwats.)、抱树石韦(P.piloselloides M.G.Price Kalikasan)与其它石韦属植物的亲缘与进化关系。     

湖南蓝山森林公园蕨类植物区系研究

对湖南蓝山森林公园蕨类植物区系的研究表明:1)蓝山森林公园有蕨类植物139种(含变种和变型),隶属于28个科、59属.该区域科、属、种分别占中国蕨类植物的44.44%,25.54%,5.35%;湖南蕨类植物的52.83%,39.60%,19.36%;2)科属的统计分析表明,蓝山森林公园的优势科为鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)、金星蕨科(Thelypteridaceae)、水龙骨科(Polypodiaceae)、蹄盖蕨科(Athyriaceae);优势属为鳞毛蕨属(Dryopteris)、蹄盖蕨属(Athyrium)、卷柏属(Selaginella)、凤尾蕨属(Pteris);3)属、种的地理成分分析综合表明该区是亚热带性质;4)在地区间比较中,得出该区归属于华中-华东大区,与西南、华南蕨类区系较易区别开来;在相似性系数比较中该区与西南地区相似性高于华南地区.     

湖南丹霞地貌区蕨类植物多样性

丹霞地貌是有别于石灰岩地貌和花岗岩地貌的特殊地貌类型,发育着较为独特的植被类型和植物区系。我们于2007-2010年间对湖南新宁崀山、茶陵浣溪、平江石牛寨、资兴程江口、浏阳达浒、通道万佛山、沅陵五强溪夸父山、溆浦思蒙等地丹霞地貌的蕨类植物进行了广泛调查,报道了湖南丹霞地貌区蕨类植物31科66属183种的详细名录。其中,无腺姬蕨(Hypolepis polypodioides)、隐囊蕨(Notholaena hirsuta)、仙霞铁线蕨(Adiantum juxtapo-situm)、百山祖短肠蕨(Allantodia baishanzuensis)、肉质短肠蕨(A.succulenta)、骨碎补铁角蕨(Asplenium ritoense)、钝齿耳蕨(Polystichum deltodon var.henryi)、无盖耳蕨(P.gymnocarpium)、单羽耳蕨(P.simplicipinnum)、二型肋毛蕨(Ctenitis dingnanensis)等9种为湖南新记录种。湖南丹霞地貌的蕨类植物种类组成主要有鳞毛蕨科、蹄盖蕨科、水龙骨科、金星蕨科、卷柏科、铁角蕨科等较大科及鳞毛蕨属(Dryopteris)、卷柏属(Selaginella)、铁角蕨属(Asplenium)、短肠蕨属(Allantodia)和凤尾蕨属(Pteris)等较大属。生态适应特点分析表明丹霞地貌既有喜钙质土的种类,也有喜酸性土的种类,仙霞铁线蕨和无盖耳蕨可能是丹霞地貌的特有植物,因而具有石灰岩地貌蕨类植物区系和花岗岩地貌蕨类植物区系之间的过渡性特点。建议将垫状卷柏(Selaginella pulvinata)、福建观音座莲(Angiopterisfokiensis)、仙霞铁线蕨、骨碎补铁角蕨、鞭叶蕨(Cyrtomidictyum lepidocaulon)、无盖耳蕨等种类列为丹霞地貌蕨类植物中的优先保护种类,将通道万佛山三十六湾、湖南沅陵夸父山列为丹霞地貌蕨类植物的优先保护地区。     

祖先性状重建法揭示铁线蕨属植物孢子表面纹饰的形态多样性及其演化

蕨类植物孢子表面的纹饰形态复杂多样, 在分类学和古生物学研究中具有重要意义, 目前探索祖先性状演化常用形态学与系统发育学结合的方法。本文选取一回羽叶铁线蕨类植物为材料, 用扫描电子显微镜观察其孢子形态, 用5个叶绿体基因序列构建系统树, 用最大似然法和最大简约法来分析孢子性状的演化。结果表明: 一回羽叶铁线蕨类的孢子纹饰有5种类型, 即光滑、粗糙、颗粒、疣状及瘤状; 这一类群的祖先孢子纹饰有很大的可能是瘤状纹饰; 疣状纹饰可能是由瘤状纹饰演化而来; 孢子纹饰由简单向复杂演化, 越进化的物种其孢子纹饰越复杂。     

蕨类植物孢子囊形态 I. 鳞始蕨科

孢子囊是蕨类植物的繁殖器官, 其形态在蕨类植物的分类和系统发育研究上具有重要意义。用次氯酸钠溶液处理新鲜成熟的孢子囊, 在光学显微镜下获得清晰的孢子囊图像, 系统研究了中国鳞始蕨科4属13种孢子囊的形态特征。结果表明, 鳞始蕨科孢子囊呈椭球形, 孢子囊柄由3列细胞构成, 环带类型为垂直环带。通过分析孢子囊形态数据探讨了中国鳞始蕨科属内及属间差异。结果表明, 乌蕨属(Odontosoria)、香鳞始蕨属(Osmolindsaea)、达边蕨属(Tapeinidium)和鳞始蕨属(Lindsaea)的孢子囊环带细胞数依次减少, 囊蒴体积、唇细胞数和囊壁细胞数的变化由大(多)到小(少)依次为乌蕨属、达边蕨属、香鳞始蕨属和鳞始蕨属。孢子囊属内差异最大的是阔片乌蕨(Odontosoria biflora)与乌蕨(O. chinensis)以及香鳞始蕨(Osmolindsaea odorata)与日本鳞始蕨(O. japonica); 而达边蕨属和鳞始蕨属的属内差异则很小。研究结果为揭示鳞始蕨科系统发育关系提供了形态基础, 特别是提出阔片乌蕨和乌蕨以及香鳞始蕨和日本鳞始蕨在孢子囊形态上的差异值得进一步研究。     

湖南省石松类和蕨类植物分布新记录

在2004年出版的《湖南植物志》中收录有标本考证的湖南省石松类和蕨类植物683种41变种10变型[1],截至2014年底,又陆续发表了70余个新记录[2-9]。2013年出版的《Flora of China》结合现代分子系统学和最新的研究成果,对大量植物物种进行归并和科属的重新划分,作为湖南省优势科属资源的一些种类数量也相应减少,如水龙骨科( Polypodiaceae)的鳞果星蕨属( Lepidomicrosorium Ching et K. H. Shing )和盾蕨属( Neolepisorus Ching ),鳞毛蕨科( Dryopteridaceae)的复叶耳蕨属( Arachniodes Blume)以及以武陵山区为中心分布的黔蕨属( Phanerophlebiopsis Ching)(归并到复叶耳蕨属Arachniodes Blume)等,书中仅记录湖南省分布的石松类和蕨类植物约434种(含变种、亚种和杂种)[10],数量相对较少,而湖南省分布的一些较珍稀的蕨类植物未有罗列,如川黔肠蕨也Diplaziopsis cavaleriana ( Christ) C. Chr.页、中华双扇蕨( Dipteris chinensis Christ )、全缘燕尾蕨也Cheiropleuria integrifolia ( D. C. Eaton ex Hook.) M. Kato页、睫毛蕨也Pleurosoriopsis makinoi ( Maxim. ex Makino) Fomin页[1]和心叶薄唇蕨也Leptochilus cantoniensis ( Baker) Ching页等[11]。作者根据近十年的相关文献[1-9,12],对湖南省分布的石松类和蕨类植物进行了梳理,统计出631种27变种2亚种和2杂种。自2013年开始,作者对湖南省东南部的莽山、西部的小溪以及西北部的八大公山等多个国家级自然保护区进行了野外考察,发现了湖南省石松类和蕨类植物新记录6种,分属于5科6属,它们的生境及形态特征见图1。凭证标本保存于上海辰山植物标本馆( CSH )。其中一些种类分布的海拔较低,对于湖南省蕨类植物区系特点、科属结构以及物种多样性演化等研究具有潜在价值。     

西藏蕨类植物新记录

报道了中国西藏自治区蕨类植物新记录2属,即粉叶蕨属(Pityrogramma)和肋毛蕨属(Ctenitis),以及新记录15种1变种——疏叶卷柏(Selaginella remotifolia)、粉叶蕨(Pityrogramma calomelanos)、云南网藤蕨(Lomagramma yunnanensis)、灰绿耳蕨(Polystichum scariosum)、高大复叶耳蕨(Arachniodes gigantea)、兆洪鳞毛蕨(Dryopteris wuzhaohongii)、亮鳞肋毛蕨(Ctenitis subglandulosa)、高山蹄盖蕨(Athyrium silvicola)、卵果双盖蕨(Diplazium ovatum)、肉刺双盖蕨(D.simile)、瘤羽假毛蕨(Pseudocyclosorus tuberculifer)、耳羽钩毛蕨(Cyclogramma auriculata)、尖嘴蕨(Lepisorus mucronatus)、黑鳞瓦韦(L.sordidus)、喙叶假瘤蕨(Selliguea rhynchophylla)和灰茎节肢蕨(Arthromeris himalayensis var.niphoboloides)。该文还对墨脱鳞盖蕨(Microlepia medogensis)的分类学处理提出了新的建议。凭证标本保存在上海辰山植物标本馆(CSH)。