蕨类植物配子体育及其性器官分化的研究进展

作者概述了蕨类植物生活周期中不同发育阶段的特点,并着重介绍了不,植物生长调节物质,水和温度等因素对蕨类植物配子体发育的影响以及精子囊素,光,钙离子和其它植物生长调节物质在性器官形成和分化过程中的作用,同时作者对蕨类植物性器官分化的不稳定性进行了探讨,并结合目前蕨类植物性器官分化的遗传学和分子生物学研究的最新进展,说明蕨类植物作为研究系统在植物生物学研究领域中的优势。     

蕨类植物配子体发育的研究

研究了福建观音座莲、华南紫萁、粗齿紫萁、粗齿桫椤、溪边凤尾蕨、娱蚣草、狭翅铁角蕨、乌毛蕨等21种庆类植物的配子体发育过程。结果如下：(1)对孢子和配子体性状的UPG—MA法聚类分析结果表明,秦仁昌分类系统中亲缘关系近的种类在孢子和配子体性状方面相似性也高,但也有少数例外的情况;(2)蕨类植物的配子体发育有许多共性,但也存在许多不同点;(3)配子体发育中出现的某些性状是稳定的,可以作为分类的依据。     

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。     

蕨类植物的配子体

蕨类植物的配子体杜桂森（首都师范大学生物系１０００３７）蕨类植物既是高等孢子植物,又是低等维管植物。就植物体的结构而言,它比苔藓植物进化,比裸子植物原始。蕨类植物的生活史为抱子体占优势的异型世代交替,有独立生活的孢子体和配子体。在配子体上分化形成精子...     

旱生蕨类植物金毛裸蕨配子体发育及其生态意义

采用光学显微镜对旱生金毛裸蕨(Gymnopteris vestita)配子体发育的全过程进行了观察。结果显示,(1)旱生金毛裸蕨孢子三裂缝,成熟时黄褐色,接种后10～15d萌发,萌发类型为书带蕨型。原叶体母细胞首先形成单列的丝状体,其后配子体发育明显区别于非旱生的蕨类,金毛裸蕨配子体发育最明显的特征是形成大量的分枝,通常单列的丝状体基部细胞可通过细胞纵分裂形成丝状分枝,这些分枝又可进一步产生新的分枝,分枝的末端可形成片状体,这些片状体又可产生分枝丝状体或片状体,最终整个配子体可发育为群丛。有时,单列的丝状体也可直接发育为片状体,然而这些片状体并不发育为原叶体而是产生大量的丝状分枝。当群丛形成时,在丝状体或片状体表面可产生数量较多的精子器,但在人工培养条件下并没有发现颈卵器。如果培养条件适宜,配子体可进行营养繁殖,持续较长时间,老的片状体上可产生新的丝状体。金毛裸蕨位于群丛外的大型心形原叶体可进行无配子生殖产生孢子体。金毛裸蕨的配子体发育特征,包括多分枝、发达的营养繁殖及无配子生殖现象的发生,表明了金毛裸蕨配子体群丛的形成是对于旱生环境的一种适应性。     

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。     

东北蕨类植物配子体发育的研究Ⅵ.中国蕨科

本文研究了无粉银粉背蕨配子体的发育,孢子四面体,三裂缝,孢子萌发为带蕨型,丝状体２－１２个细胞长,单列或多列,原叶体裸露,心脏形,生殖器较大,该配子表现为原始的性状,原叶发育为铁线蕨笄哉水蕨型,或两者之间的类型,在发育中的变异大,体现中国蕨科配子体的特点。     

朝鲜蛾眉蕨配子体形态发育的研究

朝鲜蛾眉蕨配子体形态发育的研究刘保东,王志宏（哈尔滨师范大学生物系,哈尔滨１５００８０）ＯＢＳＥＲＶＡＴＩＯＮＯＮＴＨＥＦＯＲＭＡＬＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＯＦＧＡＭＥＴＯＰＨＹＴＥＯＦＬＵＮＡＴＨＹＲＩＵＭＣＯＲＥＡＮＵＭ￥ＬｉｕＢａｏ－ｄｏｎｇ;Ｗ...     

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。     

不同环境因子对珍稀观赏蕨类金毛狗配子体性别分化的影响

金毛狗[Cibotium barometz(L.)J.Sm.]是珍稀观赏蕨类的重要类群,为国家二级重点保护野生植物。该研究以金毛狗孢子为试验材料,探究培养密度、外源赤霉素以及光质等不同环境因子对金毛狗配子体性别分化的影响,为金毛狗人工繁育和蕨类植物配子体性别决定机制研究提供技术支持。结果表明:(1)低配子体培养密度(1个/cm2和5个/cm2)有利于颈卵器和雌配子体形成,随着配子体培养密度增加,颈卵器平均数量及雌配子体比率下降,精子器平均数量以及雄配子体和两性配子体比例增加,但配子体培养密度过高(80个/cm2)会导致大量无性配子体产生。(2)不同配子体培养密度下,随着培养时间延长,两性配子体比率均有增加,且增加幅度基本一致。(3)外源GA4显著抑制颈卵器和雌配子体形成,并显著促进精子器和雄配子体形成;外源GA3对金毛狗配子体性别分化没有显著影响。(4)白光、红光、蓝光等不同光质对金毛狗配子体性别分化未产生显著影响,但会影响配子体的发育和形态建成。     

In vitro Phytohormonal Regulation of Fern Gametophytes Growth and Development

Russian Journal of Developmental Biology - Interest in ferns as objects of biotechnological research is determined by the characteristics of their development and reproduction, which is important...     

Induction of Biplanar Growth in Fern Gametophytes

In constant white light, protonemata of different ages of Asplenium nidus produce a fixed number of cells before they become biplanar. Protonemata with a lower initial cell number require a longer time to become biplanar than those with a higher initial cell number. Increasing the photoperiod or the light intensity reduces the cell number in the filament at the time of initiation of biplanar morphology. It is suggested that inductive light acts directly on cell metabolism to induce biplanar morphology, rather than indirectly by inducing mitotic activity.     

高等植物性别分化研究进展

高等植物性别分化研究主要包括三个方面：性别分化特异大分子标记物的鉴定(分化程序)；诱导信号(如植物激素)的分析和性决定基因的分离与分析。近年来，植物性别分化研究取得了较大进展，本文主要介绍这一研究在分化程序、诱导信号和性决定基因等方面的研究进展。     

高等植物性别分化研究进展①

高等植物性别分化研究主要包括三个方面：性别分化特异大分子标记物的鉴定（分化程序）;诱导信号（如植物激素）的分析和性决定基因的分离与分析。近年来,植物性别分化研究取得了较大进展,本文主要介绍这一研究在分化程序、诱导信号和性决定基因等方面的研究进展。     

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。     

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.     

蕨配子体发育及卵发生的显微结构观察

运用显微观察技术对蕨(Pteridium aquilinum var. latiusculum)配子体发育和卵发生进行了研究。结果表明：(1)蕨孢子黄褐色,四面体形,具三裂缝,接种后3～7 d萌发,经丝状体和片状体阶段发育成原叶体,成熟原叶体雌雄异株或同株。(2)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,其上层和下层细胞发育为颈卵器壁细胞,中间细胞为初生细胞,它经2次不等分裂产生3个细胞,分别为卵细胞、腹沟细胞和颈沟细胞;刚产生时,此3个细胞紧贴颈卵器壁,细胞质内液泡较多,随着发育,卵细胞和腹沟细胞之间产生了分离腔,但二者通过孔区相连,在卵细胞上表面可观察到卵膜;此后,颈沟细胞和腹沟细胞逐渐退化,颈卵器壁细胞内具有黑色颗粒物质。连续切片观察发现,成熟卵细胞上表面中央具有受精孔。卵发生的细节尚需超微结构的研究。