蕨类植物配子体发育与生理生态研究进展

蕨类植物配子体为单倍体,结构简单,独立于孢子体生活,在研究其对环境的响应以及揭示其机理上都具有独特的优势。该研究从我国和国际两个分支出发,梳理了近年来全球范围内相关的文献资料,透视了蕨类配子体的发育和生理生态前沿科学和研究动态。在发育部分以研究进展为主要内容,国内研究以传统植物蕨类植物的配子体形态和发育的观察为主,而国外学者更关注于新技术和新方法在传统学科中的运用,如X光透射技术和流式细胞术。生理生态部分分为光合与呼吸作用、土壤逆境的响应、气候变化的响应以及对化感物质的响应4个板块。在光合作用的研究中,发现蕨类配子体会在光强的变化下产生自我保护机制,碳水化合物和脂质是配子体能量代谢中的重要指标。在土壤逆境的响应研究中,对砷有超富集作用的蜈蚣草配子体和耐高盐的铁角蕨配子体是配子体研究中较为突出的材料。荷兰地区广泛存在的耳蕨属蕨类,哥斯达黎加热带雨林的20种蕨类植物及水生蕨类槐叶萍,成为了证明配子体成活率和温度之间重要关系的实验例证。在化感作用研究中,主要通过紫茎泽兰根、茎和叶水提液对扇蕨等4种蕨类配子体的作用,证明了入侵植物对于蕨类植物配子体生长发育具有危害作用。在美国佛罗里达的一类爬树蕨也发现了同样的入侵植物现象。此外,还对几个新兴技术在配子体研究的前景进行了展望,并对已有技术进行了描述。该研究以多个角度介绍了国内外配子体的研究进展,希望有助于促进我国学者对该领域的深入研究。     

21世纪以来蕨类植物研究论文的发表情况: 基于Web of Science的数据统计

蕨类植物是地球上起源最为古老的维管植物, 在陆生植物演化中具有重要意义。本文通过Web of Science核心数据库(Core Collection)对目前所有关于“fern”、“lycophyte”、“pteridophyte”、“pteridophyta”等的科研论文进行了分析。结果表明: (1) 2000年后, 蕨类植物论文数量增加迅速, 特别是2006年以来增加显著, 现在年均已突破600篇; (2) 2010年以来的以蕨类植物为研究材料和对象的学科和研究领域变得越来越多元化, 多学科结合和交叉的研究方向成为新趋势; (3)中国正在成为蕨类植物研究的热点国家并且成果显著; (4)中国蕨类植物研究在快速发展的同时也出现了各研究机构之间的发展不同步。期望本论文能给蕨类植物的相关研究提供新的方向, 为中国蕨类植物工作者提供借鉴。