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。     

中华水韭叶舌和缘膜的发生及其发育进程研究

采用石蜡切片技术,以人工培养的中华水韭幼苗的最初几枚叶至成熟植株的叶为实验材料,连续解剖观察其叶舌和缘膜的发生、发育进程,并分析其发育进程与孢子囊和叶片的关系.结果显示:(1)中华水韭叶舌与叶片在其个体发育早期来自于同一原基,但叶舌最初的发育速度快于叶片.(2)中华水韭的苗龄达到15枚叶时开始有孢子囊发生,此时的叶舌下方有明显的缘膜结构.(3)当中华水韭的孢子体达到30枚叶片以上时,早期产生于植株外围的孢子囊已经发育成熟,可以清楚地区分出大、小孢子囊,其中在已经成熟的大孢子叶上,叶舌相对于孢子囊的长度变短,下唇萎缩,缘膜消失;成熟小孢子叶的叶舌比大孢子叶的叶舌长,上翻程度大,下唇萎缩程度不如大孢子叶明显,缘膜也退化消失.研究认为,缘膜是水韭系统发育早期的普遍结构,而演化后期一些地区的缘膜则显著退化甚至消失;对于系统发育初期的中华水韭,其叶舌与叶片的差异并不像现代水韭那么明显.