鐵線蕨屬若干種生殖生物學的研究.pdf

1、鐵線蕨屬（Adiantum）為鳳尾蕨科（Pteridaceae）植物，全屬共有200多種，從寒溫帶到熱帶地區(qū)均有分布，南美洲分布最廣，我國共有34種，其中特有種16個。關于鳳尾蕨科的研究已發(fā)展到多領域多學科，但對鐵線蕨屬的研究大多集中在系統(tǒng)發(fā)育和生理生化方面，關于該屬的生殖學研究還較少。近年該屬先后多次發(fā)現(xiàn)新種和自然雜交種，尤其是在一回羽葉鐵線蕨類群中。關于我國產(chǎn)一回羽葉鐵線蕨類的生殖研究，目前只報道了假鞭葉鐵線蕨（A. malesia

2、num）的配子體發(fā)育，和少數(shù)幾個種的孢子形態(tài)。本文選取一回羽葉鐵線蕨類為研究材料，用5個葉綠體基因序列（rbcL，atpB，atpA，trnL-F，rps4-trnS）和三種建樹方法（最大簡約法、最大似然法及貝葉斯推理法）研究該類群系統(tǒng)發(fā)育關系，在明確種間親緣關系的基礎上，應用掃描電鏡、孢子繁殖、流式細胞術等方法，對這一類群進行包括孢子形態(tài)演化、配子體發(fā)育過程和生殖方式在內(nèi)的生殖生物學研究，得出結果如下：
　　團羽鐵線蕨（A. c

3、apillus-junonis）為一回羽葉鐵線蕨類群的基部類群；半月形鐵線蕨（A. philippense）和孟連鐵線蕨（A. menglianense）互為姐妹群；翅柄鐵線蕨（A. soboliferum）與孟連鐵線蕨和半月形鐵線蕨親緣關系最近，比二者更進化；產(chǎn)于泰國的A.zollingeri與產(chǎn)于中國的鞭葉鐵線蕨（A. caudatum）互為姐妹類群；白堊鐵線蕨系（Ser. Gravesiana）與普通鐵線蕨（A. edgewoth

4、ii）親緣關系最近。
　　鐵線蕨屬孢子為四面體三裂縫、輻射對稱，孢子紋飾由周壁形成，紋飾復雜多樣。一回羽葉鐵線蕨類孢子紋飾可分為光滑、粗糙、顆粒、瘤狀和疣狀5種類型。一回羽葉鐵線蕨類群的祖先孢子形態(tài)是瘤狀紋飾的可能性最大。
　　本文觀察了具有代表性的仙霞鐵線蕨（A. juxtapositum）、白堊鐵線蕨（A. gravesii）、半月形鐵線蕨、假鞭葉鐵線蕨、鞭葉鐵線蕨及蒼山鐵線蕨（A. sinicum）6個物種的配子體發(fā)育

5、。孢子萌發(fā)類型除假鞭葉鐵線蕨為紫萁型外，其他均為書帶蕨型；除了半月形鐵線蕨原葉體發(fā)育過程較特殊以外，其他均為鐵線蕨型。
　　假鞭葉鐵線蕨、仙霞鐵線蕨及半月形鐵線蕨在無菌培養(yǎng)下可進行發(fā)達的營養(yǎng)繁殖。一個配子體上可發(fā)育出十幾個或更多的子代原葉體，子代原葉體也有性器的著生，并且仍可繼續(xù)營養(yǎng)繁殖下去。假鞭葉鐵線蕨和仙霞鐵線蕨的子代原葉體，發(fā)育后期開始長出假根，子代可無損傷的脫離母體獨立存活；半月形鐵線蕨在絲狀體階段可發(fā)育成介于絲狀體與片狀

6、體之間的群叢。配子體的營養(yǎng)繁殖可以看作為一種同植物孢子體類似的胎生現(xiàn)象。
　　半月形鐵線蕨和鞭葉鐵線蕨為無配子生殖。鱗片先于葉發(fā)育出來，外層深紅棕色鱗片發(fā)育為葉柄基部鱗片，內(nèi)層綠色鱗片發(fā)育為葉柄和葉片的鱗片及毛。二者孢子體發(fā)育初期無胚根，半月形鐵線蕨的幼孢子體旁偶爾生長有表面無毛的“軸刺結構”。孢子體發(fā)育順序為鱗片—葉—根。確定物種是否為無配子生殖應結合形態(tài)、孢子計數(shù)和細胞倍性綜合考慮。
　　對鐵線蕨屬進行生殖生物學研究，不