秦蕨和對開蕨生活史的比較研究.pdf

1、本文選取自建立以來其分屬問題一直爭議不斷的金星蕨科(Thelypteridaceae)和蕨類植物中最大類群之一的鐵角蕨科(Aspleniaceae)的兩個代表種，即秦蕨(Chinglaferox(BL.) Holttum）和對開蕨(Phyllitis japonica Kom)為實驗材料，采用水培、土培以及Knop's固體培養(yǎng)基三種方法，通過人工培養(yǎng)，全面比較觀察二者的生活史發(fā)育特征和人工有性育苗，揭示各自穩(wěn)定的生殖生物學(xué)規(guī)律，為探討蕨

2、類系統(tǒng)演化積累詳實的基礎(chǔ)資料;通過形態(tài)發(fā)育的多樣性比較，討論生殖生物學(xué)所蘊含的系統(tǒng)學(xué)依據(jù)。
　　在有性世代方面，通過水培、土培以及Knop's固體培養(yǎng)基等方法進(jìn)行培養(yǎng)和觀察，連續(xù)選取典型材料制成臨時水裝片，在光學(xué)顯微鏡（OLYMPUS-BX53）下觀察并拍照，并利用石蠟切片法對二者的性器以及胚胎進(jìn)行了連續(xù)的切片觀察以及比較研究。
　　實驗結(jié)果表明，秦蕨與對開蕨在孢子萌發(fā)、絲狀體發(fā)育、毛狀體特征、生長點的形成以及假根的發(fā)生和發(fā)

3、育等，都具有豐富的多樣性和穩(wěn)定的規(guī)律性;且在性器方面，本文發(fā)現(xiàn)秦蕨和對開蕨頸卵器的發(fā)育及其相似，可歸納總結(jié)為頸卵器最初由原葉體表面的某個原始細(xì)胞發(fā)育而來，原始細(xì)胞進(jìn)行平周分裂，形成初生蓋細(xì)胞，中央細(xì)胞和腹壁原始細(xì)胞、初生蓋細(xì)胞再次進(jìn)行分裂形成頸細(xì)胞和頸壁細(xì)胞，中央細(xì)胞分裂成初生溝細(xì)胞和初生腹細(xì)胞，初生溝細(xì)胞分裂成兩個頸溝細(xì)胞，初生腹細(xì)胞分裂成腹溝細(xì)胞和卵細(xì)胞，腹壁原始細(xì)胞分裂成腹壁細(xì)胞。秦蕨和對開蕨精子器也基本相似，均由基細(xì)胞、環(huán)細(xì)胞、

4、蓋細(xì)胞構(gòu)成。
　　胚胎發(fā)育方面，迄今為止，秦蕨和對開蕨都至今尚未報到，因此本文通過人工大量培養(yǎng)兩種蕨類的原葉體，根據(jù)胚胎發(fā)育的節(jié)律，采用石蠟切片法進(jìn)行連續(xù)切片，觀察了兩種蕨類胚胎發(fā)育中的特征。秦蕨和對開蕨胚胎發(fā)育基本相同，合子第一次分裂沿X面，形成兩個子細(xì)胞，再次分裂沿著Y面和Z面，形成8細(xì)胞球形胚，再持續(xù)分裂，開始形成第一葉頂端細(xì)胞和第一根頂端細(xì)胞。
　　在營養(yǎng)器官方面，本文通過半薄切片法觀察了兩種蕨類的根、葉、以及葉柄、

5、并對其氣孔、鱗片都進(jìn)行了詳盡的觀察，為植物類群的系統(tǒng)分類和相關(guān)研究提供了詳實的基礎(chǔ)資料。
　　此外，本文通過石蠟切片法詳實的觀察了秦蕨孢子囊的發(fā)育過程，秦蕨孢子囊群成群聚生在孢子葉葉脈的兩側(cè)，孢子囊呈圓形且無囊群蓋，秦蕨孢子囊的發(fā)育屬于較普遍的薄囊蕨型發(fā)育，囊壁僅由一層細(xì)胞構(gòu)成，囊壁較薄，囊柄則是由兩列細(xì)胞組成，孢子囊分化完全時，主要由3部分組成:孢子囊囊壁、內(nèi)外絨氈層和造孢細(xì)胞團，當(dāng)孢子成熟時，僅存囊壁和外層絨氈層。同時本文還對

6、秦蕨幼孢苗經(jīng)過分株移栽、復(fù)壯培養(yǎng)、最后進(jìn)行定植。
　　根據(jù)上述研究結(jié)果，本文討論了有性世代、胚胎發(fā)育的模式及其系統(tǒng)學(xué)意義，為探討兩種蕨科的生殖規(guī)律及系統(tǒng)演化關(guān)系提供了佐證，還從微觀的角度了解了不同生境的植物體的最初發(fā)育起源，為探討維管植物根、莖、葉的系統(tǒng)起源順序及其相互關(guān)系提供系統(tǒng)學(xué)依據(jù)，同時也對秦蕨從熱帶地區(qū)到寒溫帶地區(qū)強大的環(huán)境適應(yīng)性提供胚胎學(xué)證據(jù)，并成功嘗試了批量人工有性育苗，大量繁殖對開蕨與秦蕨，為中國開發(fā)秦蕨與對開蕨園藝