东北蕨类植物配子体发育的研究Ⅸ蹄盖蕨科

在室内培养条件下,用光镜较详尽地比较观察了我国东北产蹄盖蕨科８属１０种的配子体发育的全过程;对蹄盖蕨科的系统分类,提供配子体发育方面的证据。蹄盖蕨科８属中仅有６属在配子体发育方面的属间区别明显,而假冷蕨属和短肠蕨属与蹄盖蕨属在配子体发育中未见甚大差异。     

乌毛蕨配子体发育的研究

采用混合土培养乌毛蕨（Blechnum orientale）孢子,显微镜下观察记录其孢子萌发及配子体发育过程。结果表明：孢子黑褐色,赤道而豆形,极而观椭圆形,单裂缝。播种1周左右孢子萌发,萌发类型为书带蕨型,配子体发育为叉蕨型。丝状体5—10细胞时开始发育为片状体。播种2周后发育形成幼原叶体,成熟原叶体呈心脏形。原叶体边缘及表面均可产生毛状体,数量丰富,为单细胞。播种后1个月左右开始有颈卵器出现,成熟颈卵器颈部由4列细胞组成,3—5层细胞高。精子器产,扛时间较颈卵器早10d左右,精子器近圆球形,由3细胞组成。精卵受精后2周左右即可观察到从原叶体上生成的幼胚。     

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。     

中国蹄盖蕨属日本蹄盖蕨组植物的分类与分布

本文报道了中国蹄盖蕨属日本蹄盖蕨组植物２系８种,有分种检索表,文献引证和标本引证以及本组植物的分布。     

江南星蕨配子体形态发育的研究

用无机培养基和土壤培养基分别培养江南星蕨(Microsorium fortunei(Moore)Ching)孢子,显微镜下观察记录其孢子萌发及配子体形态发育过程.结果表明:孢子黄色,赤道面观豆形,极面观椭圆形,单裂缝,外壁具刺状纹饰.接种后7～12d孢子萌发,萌发类型为书带蕨型,配子体发育为槲蕨型.接种后25 d左右发育为片状体,片状体形成顶端细胞的时间较晚,有的甚至不形成.无机培养基培养的原叶体常在基部发生营养繁殖.毛状体出现在片状体形成之后,数量丰富,多为单细胞,分布于原叶体背腹面及边缘.接种后60 d左右发育形成幼原叶体,成熟原叶体呈心脏形.接种后80 d左右开始有性器官出现,精子器的出现较颈卵器早10d左右.颈卵器成熟后,颈部常向原叶体基部倾斜或弯曲.     

槲蕨配子体形态发育的研究

用无机培养基和土壤培养基分别培养槲蕨(Drynaria roosii Nakaike)孢子,显微镜下观察孢子萌发及配子体形态发育过程.结果表明:孢子黄色,具单裂缝,赤道面观豆形,极面观椭圆形,不具周壁,孢子外壁局部具大小不一的颗粒状纹饰.接种后10～12 d孢子萌发,萌发类型为书带蕨型,原叶体发育为槲蕨型.接种后20 d左右发育为片状体,片状体形成顶端细胞的时间较晚.毛状体出现在片状体形成之后,数量丰富,多为单细胞,分布于原叶体背腹面及边缘.接种后60 d左右发育形成幼原叶体,成熟原叶体呈心脏形.接种后65 d左右开始有性器官出现,精子器的出现较颈卵器早10 d左右.颈卵器成熟后,颈部常向原叶体基部倾斜或弯曲.原叶体受精后幼胚突破颈卵器生长.     

江南星蕨配子体形态发育的研究

用无机培养基和土壤培养基分别培养江南星蕨(Microsorium fortunei (Moore) Ching)孢子,显微镜下观察记录其孢子萌发及配子体形态发育过程。结果表明：孢子黄色,赤道面观豆形,极面观椭圆形,单裂缝,外壁具刺状纹饰。接种后7～12 d孢子萌发,萌发类型为书带蕨型,配子体发育为槲蕨型。接种后25 d左右发育为片状体,片状体形成顶端细胞的时间较晚,有的甚至不形成。无机培养基培养的原叶体常在基部发生营养繁殖。毛状体出现在片状体形成之后,数量丰富,多为单细胞,分布于原叶体背腹面及边缘。接种后60 d左右发育形成幼原叶体,成熟原叶体呈心脏形。接种后80 d左右开始有性器官出现,精子器的出现较颈卵器早10 d左右。颈卵器成熟后,颈部常向原叶体基部倾斜或弯曲。     

中国蹄盖蕨属植物孢子形态的研究

利用扫描电子显微镜对我国产蹄盖蕨属44种植物的孢子进行了观察。结果表明,该属孢子形态为单裂缝,两侧对称,极面观为椭圆形,赤道面观为豆形。外壁表面光滑,由周壁形成表面纹装饰。根据周壁的结构和表面纹饰,可分为两种类型;一是周壁外层发达,形成粗大的脊状纹饰,有11种属此类型;二是周壁外层很薄或不完全发育,由周壁内层或中层形成表面纹饰,有33种属此类型纹饰。本文还就本属的孢子形态特征以及与本属的属下分类关系、本属与邻近属的关系等进行了讨论。     

剑叶凤尾蕨配子体发育的研究

剑叶凤尾蕨(Pteris ensiformis)是凤尾蕨科(Pteridaceae)凤尾蕨属(Pteris)多年生常绿草本植物,具有较高的观赏和药用价值。但是, 目前对其繁殖过程还缺乏了解, 限制了剑叶凤尾蕨资源的开发利用。本文报道了成功地采用混合土培养剑叶凤尾蕨的孢子, 并系统地观察记录其孢子萌发及配子体发育过程。剑叶凤尾蕨的孢子呈褐色, 赤道面观豆形, 极面观三角形, 单裂缝。播种1周左右孢子萌发,萌发类型为书带蕨型, 配子体发育为水蕨型。播种3周左右发育为片状体。幼原叶体不对称, 成熟原叶体裸露, 无毛状体, 呈心脏形。播种5周左右开始有性器官出现, 精子器由3细胞组成, 成熟颈卵器颈部由4列细胞组成, 4层细胞高。原叶体受精后1个月内即可观察到从原叶体上生成的幼胚。该研究为园艺学研究提供了用孢子人工繁殖剑叶凤尾蕨的方法, 也为分子生物学、遗传学和蕨类植物系统学研究提供了基础。     

麦秆蹄盖蕨（Athyrium fallaciosum）配子体的发育规律及播种密度对配子体性别分化的影响

在组织培养条件下,对麦秆蹄盖蕨（Athyrium fallaciosum）配子体发育的连续过程进行了详细观察。结果表明:麦秆蹄盖蕨孢子为四面体型; 孢子萌发为书带蕨型（Vittaria-type）;原叶体发育为铁线蕨型（Adiantum-type）,成熟原叶体为对称的心形;精子器近圆球形,成熟颈卵器细长,常向原叶体基部倾斜或弯曲。常规播种条件下,发现麦秆蹄盖蕨配子体有雌配子体、雄配子体、雌雄同体配子体和无性配子体类型。配子体的性别随密度不同而呈现一定的变化趋势,雄配子体随密度增大呈上升趋势;雌配子体随密度增大先上升后下降;雌雄同体配子体和无性配子体随密度变化不大。雌配子体和雌雄同体配子体具颈卵器数目一般为10～15个;精子器数目随密度的增大逐渐减少,雄配子体中具有约50个精子器,雌雄同体配子体具有约20个精子器。     

四回毛枝蕨配子体发育的研究

采用MS培养基培养四回毛枝蕨孢子,利用光学显微镜详细观察记录了其孢子萌发、配子体发育及幼孢子体形成的整个过程。结果表明:成熟的孢子黑褐色,不透明,极面观圆球形,赤道面观蚕豆型,单裂缝,表面微褶皱。播种后8d左右萌发,萌发类型为书带蕨型,配子体发育为三叉蕨型。播种20d左右发育为片状体。播种30d左右形成幼原叶体,幼原叶体暂不对称,成熟原叶体呈蝴蝶形。原叶体边缘及背腹面都具毛状体,数量丰富,单细胞。播种50d左右开始有性器官出现,精子器近圆球形,由3细胞构成,成熟颈卵器颈部由5列细胞构成。原叶体受精后1月内可看到幼胚生成。     

亮毛蕨的配子体发育特征及其系统学意义

采用原生境土培养方法对亮毛蕨(Acystopteris japonica)进行培养,并对其配子体发育过程进行了观察。结果表明:亮毛蕨植物的孢子二面体型,极面观为椭圆形,赤道面观肾形,单裂缝,无周壁,外壁具棒状纹饰,孢子萌发为书带蕨型(Vittaria-type),原叶体发育为铁线蕨型(Adiantum-type)。丝状体4～7个细胞,片状体小楔状,仅3～5个细胞宽,成熟原叶体心形,裸露,初生假根具叶绿体,颈卵器较短;配子体发育较迅速,假根具分枝和膨大,精子器囊由3个壁细胞构成,颈卵器略弯曲。本研究首次观察到亮毛蕨的颈卵器壁细胞内含有球形颗粒,但其功能不详。亮毛蕨的配子体发育过程兼有原始和进化的特点。在适宜的光照和温度下,土壤培养亮毛蕨原叶体的成苗率达95%以上,移栽成活率达89%以上。     

石灰岩地区蕨类植物低头贯众的配子体发育研究

采用原生境腐殖土对低头贯众[Cyrtomium nephrolepioides (Christ) Cop.]孢子进行培养,在显微镜下详细观察了其配子体发育的全过程.结果表明:低头贯众孢子深棕褐色,二面体形,极面观椭圆形,孢子萌发不具假根或为书带蕨型(Vittaria-type);丝状体由3～8个细胞构成;片状体上偏斜具毛状体,宽达10个细胞;原叶体的发育为叉蕨型(Asplenium-type).成熟的原叶体为对称心形,具乳头状毛状体,假根分叉,根尖膨大,精子器壁由3细胞构成和颈卵器弯曲等表现出进化的特征,但假根含有叶绿体又表现了原始的系统学特征.研究认为孢子萌发较慢,假根尖膨大和毛状体等似乎是该种配子体对石灰岩土壤特殊生境的适应对策.     

球腺肿足蕨的配子体发育特征及其系统学意义

采用改良Knop’s营养液液体和固体培养基,对球腺肿足蕨的孢子进行人工培养,利用光学显微镜观察其孢子的萌发及配子体发育过程。结果表明:成熟的孢子深褐色,不透明,极面观为椭圆形,赤道面观为豆形,单裂缝,周壁具密集的波纹状褶皱。孢子萌发类型为书带蕨型,原叶体发育类型为三叉蕨型。孢子接种后7d左右萌发,30d左右形成为片状体,50d左右发育为幼原叶体,幼原叶体不对称,但成熟原叶体心脏形对称。原叶体边缘及背腹面都具乳头状毛状体。75d左右精子器出现,精子器近圆球形,由3个细胞构成。90d左右颈卵器出现,成熟颈卵器颈部由4～5列细胞构成,3～5层细胞高。原叶体受精后1个月内可看到幼孢子体生成。最后讨论其系统学意义。     

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。     

竹叶蕨配子体发育的培养观察

首次在光学显微镜下观察竹叶蕨孢子及其萌发、丝状体发育、片状体和生长点的形成及分化、原叶体细胞形态、假根及性器的发育等方面所表现出的显微特征。初步讨论竹叶蕨科从鳞始蕨科中分立出来的合理性,以及原叶体边缘细胞的形态、叶绿体对光的敏感性、假根的形态和精子器的形成及分化的系统学意义。     

龙津蕨的配子体发育特征及其系统学意义

采用改良Knop's营养液液体培养基于25℃恒温培养箱中培养龙津蕨(Mesopteris tonkinensis)的孢子,每天光照12 h,黑暗12 h,光照强度为2 500 lx。用光学显微镜观察记录其孢子萌发、配子体发育的全过程,为龙津蕨系统学的研究提供配子体发育方面的详实资料。结果表明:成熟孢子深褐色,不透明,两侧对称,极面观椭圆形,赤道面观圆角三角形,具单裂缝,孢子周壁具密集的脊状褶皱。播种后15 d左右萌发,形成2~5个细胞长的丝状体。孢子萌发类型为书带蕨型(vittaria-type)。具单细胞假根,不含叶绿体,基部膨大。20 d左右发育成片状体,30 d左右形成幼原叶体,幼原叶体不对称,成熟原叶体心脏形对称,56 d左右形成成熟原叶体,原叶体发育类型为铁线蕨型(adiantum-type)。幼原叶体仅左右两翼顶端细胞产生乳突毛状体,成熟原叶体边缘及背腹面都具少量乳突毛状体,毛状体由单细胞构成。68 d左右精子器开始出现,精子器近圆球形,由基细胞、环细胞、盖细胞构成。75 d左右颈卵器出现,成熟颈卵器颈部由3层细胞构成。其侧面观柱状,顶面观为铜面状。颈卵器垂直于原叶体表或向原叶体基部倾斜。另外,根据已知的金星蕨科其他属的配子体发育特征,发现龙津蕨配子体发育的这些特征与他们存在较大的区别,因此龙津蕨系统学位置还有待于进一步研究。     

重金属铅对3种蕨类植物孢子萌发和配子体发育的影响

研究了重金属铅对水蕨、中华桫椤和扇蕨孢子萌发及其对水蕨配子体发育的影响。结果表明：随着铅浓度的增加,水蕨、中华桫椤和扇蕨孢子的萌发率逐渐降低;在低于10^-4 mol·L^-1的环境中,水蕨孢子可以正常萌发;在低于10^-5 mol·L^-1的环境中,中华桫椤和扇蕨孢子能正常萌发;水蕨、中华桫椤和扇蕨的孢子都对铅具有一定的耐受性;铅对水蕨配子体的发育存在一定影响,铅使水蕨配子体呈不规则的心脏形,多发育为雄配子体;精子器凹陷入原叶体边缘;配子体细胞中叶绿体分布不均匀。本研究为铅污染土壤的植物修复筛选后备植物。     

Development of EST‐SSRs from the Alpine Lady‐fern,Athyrium distentifolium

The utility of EST‐simple sequence repeats (EST‐SSRs) was evaluated in the fern Athyrium distentifolium. From 1152 frond cDNA clones, 165 microsatellites, including di‐, tri‐, tetra and penta‐nucleotide repeat motifs, were identified. Primer design was possible for 74 of the SSRs; subsequent screening of 10 loci on 186 individuals from six natural populations revealed between two and seven alleles per locus and expected heterozygosity (H_E) estimates ranging from 0.027 to 0.809. Eight of these loci were further examined for cross‐species and cross‐generic amplification in other Woodsiaceae species, and polymorphic products were detected. EST‐derived SSRs provide robust, informative and potentially transferable polymorphic markers suitable for biodiversity research.