叉蕨科4属5种植物配子体的发育模式及其系统学意义

利用光学显微镜详细观察了叉蕨科(Aspidiaceae)4属5种植物, 即肋毛蕨属(Ctenitis (C. Chr.)C. Chr.)的亮鳞肋毛蕨 (C. subglandulosa (Hance)Ching)和海南肋毛蕨(C. decurrenti-pinnata (Ching)Ching)、轴脉蕨属(Ctenitopsis Ching ex Tard.-Blot et C. Chr.)的轴脉蕨(C. sagenioides (Mett.)Ching)、黄腺羽蕨属(Pleocnemia Presl )的黄腺羽蕨(P. winitti Holtt.)以及叉蕨属(Tectaria Cav.)的剑叶叉蕨(T. leptophylla (C. H. Wright)Ching)的配子体发育过程, 记录了配子体各发育阶段的模式特征, 认为这5种植物的孢子、丝状体、片状体、生长点、翼片、细胞、毛状体和假根等具有稳定的系统学意义。检索结果与该科的经典分类结果基本相似, 并在此基础上编写了各分类群的检索表。本研究为叉蕨科系统学研究积累了详实的配子体形态学资料。     

野雉尾金粉蕨配子体发育及其系统学意义

野雉尾金粉蕨为中国蕨科金粉蕨属植物,而金粉蕨属的系统位置一直存在争议。该研究用原生境腐殖土和改良克诺普氏(Knop’s)营养液对野雉尾金粉蕨的孢子进行培养,培养条件为温度25℃、光照强度2 500 lx、光照12 h/d,在光学显微镜下观察记录其孢子萌发和配子体发育过程。结果表明:野雉尾金粉蕨的孢子为黄褐色,四面体型,三裂缝,赤道面观为扇形,具周壁,外壁表面具网状纹饰。孢子培养7 d后开始萌发,孢子萌发类型为书带蕨型(Vittaria-type)。孢子萌发后,配子体原始细胞经多次横向分裂形成3~9个细胞的丝状体,丝状体细胞呈圆筒形,壁薄,侧壁向外鼓起,含有颗粒较大且数量较多的叶绿体。15 d左右发育为片状体,片状体多为匙状。25 d左右形成幼原叶体,幼原叶体不对称,配子体发育类型为水蕨型(Ceratopteris-type)。在原叶体发育过程中分枝丝状体非常发达,配子体呈丛状生长,整个发育过程没有毛状体产生。野雉尾金粉蕨的假根为单细胞管状,偶有分支,内无叶绿体。45 d左右精子器开始出现,精子器顶面观近圆形,侧面观为近椭圆形或短柱状。精子器成熟时,盖细胞裂开,精子逸出。60 d左右颈卵器出现,颈卵器比较大,基部略大于顶部,侧面观呈烟囱状,顶面观为铜钱状,颈部由四列细胞构成。90 d左右发育出肉眼可见的幼孢子体。从研究结果看,其配子体发育的特征与凤尾蕨科(Pteridaceae)凤尾蕨属(Pteris L.)相似,支持金粉蕨属归于凤尾蕨科的观点。该研究结果为野雉尾金粉蕨系统学研究提供了配子体发育方面的证据。     

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.     

骨碎补科两种植物配子体发育的研究

首次报道了骨碎补科(Davalliaceae)的大叶骨碎补(Davallia formosana Hayata)和阴石蕨[Humata repens (L.f.) Diels]配子体发育过程.两者孢子均为单裂缝,椭圆形,不具周壁,书带蕨型(Vittaria-type)萌发;成熟原叶体心形,边缘及背腹面均分布有毛状体;精子器和颈卵器类型为同型孢子薄囊蕨类所具有的一般类型.总结了大叶骨碎补(D.formosana Hayata)和阴石蕨[H.repens (L.f.) Diels]的配子体发育在孢子大小、原叶体边缘细胞形状、精子器和颈卵器形态及毛状体产生时间等方面的异同,初步讨论了这两个种配子体的抗逆性、营养繁殖、假根功能及其可能的系统学意义.     

铁角蕨属4种植物配子体发育的比较研究

以腐叶土为基质培养铁角蕨(Asplenium trichomanes L.)、阿尔泰铁角蕨[A.altajense(Kom.)Grubov]、假大羽铁角蕨(A.pseudolaserpitii folium Ching)和细裂铁角蕨(A.tenui folium D.Don)的孢子,用光学显微镜观察并比较它们的配子体发育过程,以期为铁角蕨属的系统学研究提供基础资料.结果显示,4种铁角蕨属植物配子体均具有:孢子两面型、单裂缝、周壁具褶皱、书带蕨型萌发,成熟原叶体心形,原叶体具有毛状体等共同特征,表明铁角蕨属的演化处于较进化的系统位置,但它们的毛状体形态和细胞数目明显不同,可为属内分系提供依据.研究发现,4种铁角蕨属植物配子体的边缘细胞形状以及假根的形态和数量均有差异,其叶绿体能象单细胞一样进行无丝分裂,强光照射下叶绿体向相邻细胞的侧壁集中等现象.     

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。     

短柄禾叶蕨配子体发育的研究

首次通过人工培养的方式,详细记录了短柄禾叶蕨（Grammitis dorsipila (Christ.)C.Chr.）具代表性的配子体形态发育全过程及各环节的特征,包括孢子萌发、原丝体、毛状体、叶绿体、边缘细胞、精子器等,并附特征性结构照片29幅。为禾叶蕨科（Grammitidaceae）的研究积累了配子体发育方面的详实资料,并初步讨论了短柄禾叶蕨配子体特征所体现的系统学意义。     

中华刺蕨和长耳刺蕨配子体发育研究

采用光镜观察,对中华刺蕨和长耳刺蕨配子体发育进行了观察研究.结果表明:中华刺蕨和长耳刺蕨的孢子和配子体发育特征相似,孢子均两侧对称,单裂缝,孢子萌发方式为书带蕨型;配子体经丝状体、片状体发育为心形原叶体,毛状体多产生于幼原叶体生长点两侧边缘,为多细胞棒状,原叶体发育方式为槲蕨型;幼原叶体阶段即可产生精子器,而颈卵器只产生于大型心形原叶体生长点下方,性器官发育类型为薄囊蕨型,卵受精后发育成孢子体.该研究结果支持秦仁昌将刺蕨属和实蕨属独立为实蕨科的观点.     

鳞毛蕨科3种植物配子体发育的研究

利用光学显微镜详细观察鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)3属3种植物,即耳蕨属的棕鳞耳蕨(Polystichum polyblepharum)、鳞毛蕨属的黑足鳞毛蕨(Dryopteris fuscipes)和鞭叶蕨属的鞭叶蕨(Cyrtomidictyum lepidocaulon)配子体发育过程,记录配子体各发育阶段的特征。结果表明:棕鳞耳蕨、黑足鳞毛蕨和鞭叶蕨的孢子都为单裂缝,孢子萌发类型为书带蕨型,配子体发育类型为三叉蕨型,性器官为薄囊蕨型,成熟原叶体为对称的心脏形,具毛状体;3属的属间差异包括孢子颜色、孢子纹饰、萌发时间、丝状体长度、片状体形状、毛状体和假根等特征,上述特征在属间存在交叉现象,因此,孢子形态和配子体发育特征不能作为区分耳蕨属、鳞毛蕨属和鞭叶蕨属的形态依据。     

细辛蕨配子体发育的研究

利用光学显微镜详细观察和记录了细辛蕨[Boniniella ikenoi(Makino)Hayata]配子体发育过程,为细辛蕨属(BoniniellaHay.)的系统学研究积累基础资料.结果表明:孢子单裂缝,赤道面观半圆形,极面观椭圆形;接种7 d左右孢子萌发,14~20 d形成4~7个细胞的丝状体,丝状体阶段容易受到真菌的侵染;70 d左右,配子体发育成熟,多为雌雄同株,原叶体细胞中叶绿体的分布因光强的不同而改变.并对细辛蕨配子体各发育阶段的系统学意义、抗逆性及光诱导叶绿体运动的生理学机制进行了讨论.