阔鳞瘤蕨颈卵器形成与卵发生的初步研究

运用光学显微镜与透射电镜对阔鳞瘤蕨（Phymatosorus hainanensis(Noot.) S.G.Lu）颈卵器形成和卵发生进行了研究。阔鳞瘤蕨颈卵器产生于雌配子体生长点下方分枝毛状体内侧。切片观察表明颈卵器起源于配子体表面的原始细胞,该细胞经两次不等分裂形成3个细胞,上下两个细胞分别发育为颈卵器的颈部与底部壁细胞,中间的细胞为初生细胞,含有较丰富的细胞器。初生细胞进行两次不等分裂产生颈沟细胞、腹沟细胞与卵细胞。成熟颈卵器内颈沟细胞和腹沟细胞退化,卵细胞上表面产生受精孔。本研究阐述了阔鳞瘤蕨颈卵器形成和卵发生的细胞学过程,对阐明蕨类植物雌性生殖器官的发育特征有一定的科学意义。     

峨眉凤丫蕨配子体发育及卵发生的研究

用显微观察及透射电镜技术对峨眉凤丫蕨的配子体发育及卵发生过程进行了观察研究,以探讨其卵发生细胞学机制及蕨类植物演化关系。结果表明:(1)峨眉凤丫蕨孢子接种7～9d萌发,经丝状体和片状体阶段发育为心形原叶体,成熟原叶体雌雄同株,在原叶体基部产生精子器,在原叶体生长点下方产生颈卵器。(2)卵发生研究表明,峨眉凤丫蕨颈卵器产生于生长点下方的表面细胞,该细胞经2次分裂形成3层细胞,中间者为初生细胞,它经2次不等分裂产生卵细胞、腹沟细胞和颈沟细胞;新产生的卵与腹沟细胞间连接紧密,有发达的胞间连丝,随着发育,卵细胞与腹沟细胞之间产生分离腔,而腹沟细胞与卵细胞始终通过孔区相连;发育中期,卵核形成大量核外突;发育后期,在卵细胞外侧形成卵膜,孔区演变为受精孔,核外突数量减少。     

扇叶铁线蕨配子体发育及卵发生的显微观察

采用显微观察技术对扇叶铁线蕨配子体发育和卵发生进行了研究.结果显示:(1)扇叶铁线蕨孢子黄褐色,四面体形,具三裂缝,孢子接种后4～7 d萌发,经丝状体和片状体阶段发育为心形的原叶体,成熟原叶体雌雄同株,在原叶体基部产生精子器,在原叶体生长点下方产生颈卵器.(2)切片观察表明,扇叶铁线蕨颈卵器产生于生长点下方的表面细胞(颈卵器原始细胞),该细胞经2次分裂形成3层细胞,其上层细胞发育为颈卵器颈部壁细胞,中间细胞为初生细胞,它经2次不等分裂产生3个细胞--卵细胞、腹沟细胞和颈沟细胞;刚产生时, 3个细胞紧贴颈卵器壁,随着发育,卵细胞和腹沟细胞之间产生了分离腔,同时在卵细胞上表面形成了染色深的卵膜;此后,颈沟细胞和腹沟细胞逐渐退化,在颈沟内产生大量不定形物质,受精作用观察表明,该物质能够吸引精子进入颈卵器.(3)连续切片观察发现,成熟卵细胞上表面卵膜中央具有受精孔,表明受精孔在同型孢子蕨类卵细胞中可能是普遍存在的.     

乌蕨配子体发育及卵发生的显微观察

采用光学显微镜对乌蕨的配子体发育及卵发生的过程进行了研究,以阐明蕨类植物颈卵器发育特征,为揭示蕨类植物有性生殖机制以及鳞始蕨科的演化提供依据。结果表明:(1)乌蕨孢子黄褐色,具单裂缝,表面平滑或呈疣状纹饰;孢子接种12d萌发,萌发类型为书带蕨型,原叶体发育类型为铁线蕨型。(2)半薄切片观察表明,乌蕨颈卵器产生于原叶体生长点下方的表面细胞,即颈卵器原始细胞,该细胞经过两次分裂形成纵向3层细胞,最上层细胞发育为颈卵器的颈部壁细胞,中间层细胞即初生细胞再经过两次不等分裂产生颈沟细胞、腹沟细胞和卵细胞,此三细胞最初紧密贴合,随着颈卵器的发育,卵细胞与腹沟细胞间从两侧向中间产生分离腔,且腹沟细胞与颈沟细胞开始退化;分离腔逐渐向中间扩大,直至出现孔状结构,即受精孔;颈卵器发育后期,在卵细胞上表面形成染色较深的卵膜,颈沟细胞与腹沟细胞退化成絮状物。     

海金沙配子体发育及卵发生的显微观察

用光镜观察海金沙(Lygodium japonicum)配子体发育和卵发生。海金沙孢子为四面体形,具三裂缝,孢子萌发方式为密穗蕨型(Anemia-type);配子体的发育形态多样,通常丝状体长至3~5个细胞时通过顶细胞纵分裂发育为片状体,进而发育为心形原叶体,在心形原叶体上可产生精子器和颈卵器。但在培养过程中也可产生10个细胞以上的丝状体,这种丝状体发育成的片状体和原叶体形态通常不规则,只产生精子器,不产生颈卵器。原叶体发育是铁线蕨型(Adiantum-type),性器官是薄囊蕨型(Leptosporangiate-type)。切片观察海金沙颈卵器产生于生长点下方表面细胞,经两次分裂形成了顶细胞、初生细胞和基细胞。其中初生细胞再经两次不等分裂产生卵细胞、腹沟细胞和颈沟细胞,此时三个细胞紧密相连,随发育,颈沟细胞和和腹沟细胞退化,卵周围形成了分离腔,光镜观察显示成熟卵细胞上无典型卵膜形成,未观察到受精孔的结构。     

阔叶鳞盖蕨配子体发育及卵发生的研究

采用显微镜和透射电镜对阔叶鳞盖蕨(Microlepia platyphylla)的配子体发育和卵发生过程进行了观察,以阐明其卵发生的细胞学机制,探讨其演化地位。阔叶鳞盖蕨孢子褐色,四面体形,具三裂缝,接种5~10d后孢子萌发,经丝状体和片状体阶段发育为心形原叶体,原叶体发育是铁线蕨型,通常为雌雄异株,精子器产生于不规则配子体的表面,颈卵器产生于心形原叶体生长点的下方,性器官是薄囊蕨型。卵发生研究表明,阔叶鳞盖蕨颈卵器产生于生长点下方表面细胞,经两次分裂形成了顶细胞、初生细胞和基细胞。其中初生细胞再经两次不等分裂产生卵细胞、腹沟细胞和颈沟细胞,此3个细胞通过胞间连丝紧密相连,随发育,腹沟细胞与卵细胞间形成了分离腔,但在孔区处始终通过胞间连丝相连,成熟卵细胞上形成了卵膜和受精孔,卵核表面产生了核外突,通过比较表明阔叶鳞盖蕨卵发生与蕨（Pteridium aquilinum）卵发生相似。     

水蕨颈卵器的形成与发育

主要运用电子透射显微镜技术对水蕨(Ceratopteris thalictroides(L.)Brongn)颈卵器形成与发育进行了研究。结果表明:水蕨颈卵器是由原叶体分生组织内颈卵器原始细胞形成的。该原始细胞经2次分裂形成3层细胞,上下两层发育成颈卵器颈部与底部的壁细胞,中层为初生细胞。初生细胞是颈卵器内雌配子发生的第一个细胞,该细胞经2次不等分裂形成1个卵细胞,1个腹沟细胞、1个双核的颈沟细胞。本研究首次阐明了水蕨颈卵器内细胞的发育顺序和特征。     

水蕨颈卵器的形成与发育

主要运用电子透射显微镜技术对水蕨（Ceratopteris thalictroides（L．）Brongn）颈卵器形成与发育进行了研究。结果表明：水蕨颈卵器是由原叶体分生组织内颈卵器原始细胞形成的。该原始细胞经2次分裂形成3层细胞,上下两层发育成颈卵器颈部与底部的壁细胞,中层为初生细胞。初生细胞是颈卵器内雌配子发生的第一个细胞,该细胞经2次不等分裂形成1个卵细胞,1个腹沟细胞、1个双核的颈沟细胞。本研究首次阐明了水蕨颈卵器内细胞的发育顺序和特征。     

地钱颈卵器发育和卵发生的显微观察及细胞化学研究

对地钱（Marchantia polymorpha）颈卵器发育和卵发生过程进行了显微观察和细胞化学的研究,颈卵器起始于原始细胞,该细胞呈乳突状,经横分裂产生基细胞和顶细胞,顶细胞经3次纵斜向分裂和1次横分裂产生初生细胞,初生细胞是颈卵器内的第一个细胞,经横分裂产生中央细胞和颈沟母细胞,前者产生1个腹沟细胞和1个卵细胞,后者最终产生4个颈沟细胞。颈卵器的成熟表现为颈部显著伸长和腹部膨大,卵细胞成熟时具有不规则的核,细胞质内含有丰富的囊泡和颗粒物,卵细胞周围充满粘性物质,细胞化学研究表明,该粘性物质为多糖,卵细胞质中深染色的颗粒可能为脂类物质,腹沟细胞自产生后就逐渐退化,颈沟细胞的退化迟于腹沟细胞,其数量通常为4个,偶尔可见5个颈沟细胞或具有双核的现象。     

核心薄囊蕨类颈卵器多细胞起源的形态学观察

核心薄囊蕨类是真蕨纲中的主要类群,其颈卵器壁细胞的起源问题尚未见报道。该研究以华北鳞毛蕨为例,在人工培养条件下,用石蜡切片法综合观察了颈卵器的发育过程,分析颈沟细胞、腹沟细胞、卵细胞等的发生与分化,并结合桫椤科等十多个类群性器官的研究成果,探讨核心薄囊蕨类颈卵器的起源。结果表明:(1)颈卵器由配子体1个原始细胞和多个营养细胞共同发育而成。(2)原始细胞经两次不均等分裂由外向内依次形成颈壁细胞、中央细胞、基细胞。(3)中央细胞分裂形成1个卵细胞、1个腹沟细胞和颈沟细胞。(4)基细胞分化为颈卵器腹壁最下方的1~4个壁细胞。(5)颈卵器腹部周围的壁细胞由卵细胞周围的多个营养细胞直接转化而来。该研究首次提出了核心薄囊蕨类颈卵器为多细胞起源,并为探讨颈卵器植物的有性生殖演化规律提供了形态学依据。     

蕨组织培养与快繁技术研究

以蕨的根状茎顶芽、幼嫩带节根状茎为外植体,接种于诱导培养基上,培养30d后,顶芽分化形成绿色小球（GGB）,继续生长30d后分割,用于继代增殖或转换培养基诱导形成试管苗;根状茎段由茎节处萌发新枝,20—30d后,形成丛生苗,分割后培养长成具有不定根的丛生试管苗。通过诱导形成绿色小球（GGB）和丛生苗两条途径均可快速繁殖蕨的试管苗。试管苗经过“炼苗”后移入温棚,生长良好．     

Sexual differentiation in population of prothallia inLygodium japonicum

InLygodium japonicum, the archegonium was formed when the prothallium grew to approximately 1.5 mm in width irrespective of age, photoperiod, temperature or concentration of sucrose in the medium. Surgically cut prothallia produced archegonia only when the fragments regenerated to ca. 1 mm in width. Prothallia of smaller dimensions formed antheridia rather than archegonium, but only if archegoniated prothallia of the larger size coexisted in the population. Antheridiogens and inhibitors of archegonial differentiation became detectable by bioassay in conditioned media of 14-and 16-day-old prothallia, respectively, and continued to accumulate in the medium during culture in the light at 25 C. Twelve-day-old or younger prothallia are very sensitive to exogenously applied hormonal substances, whereas by day 14 the response had diminished.     

蕨菜的化学成分研究

采用树脂及正反相硅胶色谱柱从蕨菜(Pteridium aquilinum var．latiusculum)中分离纯化出9个化合物,通过波谱分析将它们分别鉴定为胡萝卜苷、山奈酚-3-O-(6”-O-反-对羟基苯丙烯酰基)-β-D-葡萄糖苷、腺嘌呤核苷、蕨素-3-O-β-D-葡萄糖苷、牛膝甾酮、芦丁、蕨素A、坡那甾酮A和槲皮素。其中腺嘌呤核苷和牛膝甾酮为首次从该种植物中分离得到。     

Taxonomic status and relationships of bracken ferns (Pteridium: Dennstaedtiaceae) of Laurasian affinity in Central and North America

Detailed quantitative comparisons confirm and extend the discrimination of four major morphotypes amongst brackens of Laurasian affinity in Central and North America. These are recognized here at subspecies level as: Pteridium aquilinum sspp. feei , pubescens , latiusculum , and pseudocaudatum . Measurements of spore size indicate that sporophytes of P. aquilinum ssp. feei are diploid (2 n  = 104), as are sspp. pubescens , latiusculum , and pseudocaudatum . Phenetic cluster analysis based on DNA fingerprinting by arbitrarily primed polymerase chain reaction groups these four subspecies as genomically more similar to each other than to any taxa from other geographical regions. The chloroplast haplotype of ssp. feei is the same as that of sspp. latiusculum , pseudocaudatum , and pubescens with respect to the absence of both of the short direct repeats in the rps 4– trn S region (haplotype A), whereas the European ssp. aquilinum (haplotype B) has one of these repeats, and the Southern Hemisphere brackens P. arachnoideum and P. esculentum (haplotype C) have the other.  © 2008 The Linnean Society of London, Botanical Journal of the Linnean Society , 2008, 157 , 1–17.     

华南紫萁和粗齿紫萁的配子体发育研究

以腐叶土为基质 ,对华南紫萁和粗齿紫萁进行了孢子繁殖 ;利用Olympus显微镜观察和记录了它们的孢子萌发和配子体发育过程。结果表明 ,两者的孢子及配子体性状极为相似 :孢子同型 ,三裂缝 ,壁厚 ,含叶绿体 ,萌发快 ;在常温下 ,孢子的存活期短 ;孢子萌发需要光 ,萌发类型为紫萁型 ;丝状体阶段不发达 ,仅 2～ 3个细胞 ;原叶体无毛状体 ,中脉厚 ,精子器和颈卵器较大 ;由原叶体发育成幼孢子体所需时间极长。不同之处 :粗齿紫萁的孢子和精子器大些、颈卵器成对着生、成熟配子体多数为雌雄异株、受精率极低。华南紫萁和粗齿紫萁的孢子及配子体发育特点与紫萁、分株紫萁、绒紫萁、桂皮紫萁的极为相似 ,它们既具有大量的原始性状 ,也具有少数进化性状 ,支持把紫萁科列入原始薄囊蕨纲的观点。此外 ,也从孢子和配子体性状方面说明了紫萁属是一个自然的分类群     

Auxin-stimulated ethylene production in fern gametophytes and sporophytes

The auxins indole-3-acetic acid (IAA) and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) stimulated ethylene production from gametophytes of the fern Pteridium aquilinum (L.) Kuhn. var. latiusculum (Desv) underw. ex Heller and sporophytes of the ferns Matteuccia struthiopteris (L.)Todaro and Polystichum munitum (Kaulf.) Presl. Treatment with Co²⁺ or l -α -(2-aminoethoxyvinyl)-glycine (AVG) eleminated or significantly reduced the stimulatory effects of IAA. Treatment with 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) resulted in significantly greater rates of ethylene production from all tissues tested. Based on their response to auxin, ACC, AVG and Co²⁺, the ethylene biosynthetic pathway in these three lower vascular plants appears similar to that existing in angiosperms.