三种观赏蕨类植物配子体发育及卵发生的研究

摘要

配子体发育及卵发生是植物生殖生物学研究的重要方面，是阐明蕨类繁殖特性和濒危机制的重要依据。本研究以披针观音座莲(AngiopteriscaudatiformisHieron.)、苏铁蕨(Braineainsignis(Hook.)J.Sm.)和中华桫椤(AlsophilacostularisBaker)三种不同演化地位的观赏蕨类植物为研究对象，研究它们的配子体发育和卵发生特征，对阐明三种观赏蕨类植物繁殖特点和探讨它们濒危具有一定的科学意义，对揭示有性生殖的进化也有重要的指示价值。
　　本文的主要结果如下:
　　1.披针观音座莲配子的发育所需时间长，且发育过程中无丝状体阶段，在配子体的片状体和幼原叶体阶段，配子体厚度大，通常有4-5层细胞厚，精子器和颈卵器陷于配子体中，整个培养过程中，精子器产生多，颈卵器产生少，未见受精作用和胚胎形成，有性生殖阶段受阻可能是导致其濒危的原因之一。
　　2.苏铁蕨配子体发育所需时间最短，经历孢子萌发、片状体、原叶体等阶段，有毛状体生成。染色切片显示苏铁蕨的颈卵器起源于原始细胞，原始细胞经一次分裂产生上下两层细胞，上方为颈卵器壁母细胞，将来发育为颈卵器壁，下层细胞为初生细胞。初生细胞再进行一次不等平周分裂形成2个细胞，上部为颈沟母细胞，下部为中央细胞。中央细胞经一次平周分裂产生一个腹沟细胞和一个卵细胞，由此进入卵细胞发育阶段。随着颈卵器的不断发育，卵细胞从两端朝中间慢慢与腹沟细胞分离，并且开始形成孔区，卵细胞和腹沟细胞之间通过孔区相连接。在卵细胞成熟时，分离腔扩大，卵细胞上表面有一层卵膜，颜色较深。
　　3.中华桫椤通常在接种后15天左右开始萌发，40天左右精子器开始出现，50天左右颈卵器开始产生。中华桫椤的颈卵器起源于原始细胞，原始细胞进行两次平周分裂后，分化最终形成三层细胞，上层为顶细胞，中层为初生细胞，下层为基细胞。在初生细胞时期，各细胞中均含有丰富的细胞器和原生质体，液泡数量多且体积较小，囊泡数量相对较多。中央细胞通过一次平周分裂形成两个细胞，上部细胞为腹沟细胞，下部为卵细胞，随着颈卵器的不断发育，形成双核颈沟细胞。腹沟细胞中有淀粉粒、线粒体存在。卵细胞中有大量的细胞器和发达的质体，小囊泡数量较多。在发育卵阶段，分离腔开始逐渐形成于卵细胞和腹沟细胞之间，双核颈沟细胞细胞核中，染色质出现异质化现象。腹沟细胞的细胞核开始出现核外突现象，细胞内线粒体数量增多，质体数量减少，有明显的核外突现象。卵细胞上方有卵膜出现并加厚，在分离腔附近有大量质体和囊泡堆叠。
　　4.通过研究发现，三种不同演化地位的蕨类植物在配子体发育和卵发生方面都有很明显的不同，较进化的蕨类植物配子体发育完成所需时间较短，毛状体也能成为判断其进化与否的标志之一，较为原始的蕨类植物配子体发育过程特殊，甚至无丝状体阶段;较进化的蕨类植物在卵发生过程中，会形成受精孔、分离腔和卵膜等。

目录

摘要

名词缩写表

第一章 文献综述

1．1 蕨类植物的运用历史与研究现状

1．1．1 蕨类植物的观赏多样性与运用价值

1．1．2 蕨类植物有性生殖生物学的研究进展

1．2 观赏蕨类植物研究概况

1．3 本论文研究的目的意义

第二章 材料与方法

2．1 实验材料

2．2 实验方法

2．2．1 孢子的采集

2．2．2 配子体培养

2．2．3 配子体观察

2．2．4 样品制备

第三章 三种观赏蕨类植物配子体发育的研究

3．1 披针观音座莲配子体发育

3．1．1 孢子萌发

3．1．2 片状体及幼原叶体

3．1．3 原叶体及性器官

3．2 苏铁蕨配子体发育

3．2．1 孢子萌发

3．2．2 丝状体及片状体

3．2．3 原叶体及性器官

3．3 中华桫椤配子体发育

3．3．1 孢子萌发

3．3．2 丝状体及片状体

3．3．3 原叶体及性器官

第四章 苏铁蕨颈卵器发育的显微研究

4．1 原始细胞时期(The stage of initial cell)

4．2 初生细胞时期(The stage of primary cell)

4．3 中央细胞时期(The stage of central cell)

4．4 卵细胞的发育(The development of egg)

第五章 中华桫椤卵发生的显微与超微结构研究

5．1 原始细胞时期(The stage of initial cell)

5．2 初生细胞时期(The stage of primary cell)

5．3 中央细胞时期(The stage of central cell)

5．4 卵细胞的发育(The development of egg)

5．4．1 幼卵(The young egg)

5．4．2 发育卵(The maturing egg)

5．4．3 成熟卵(The mature egg)

第六章 讨论

6．1 三种观赏蕨类植物配子体发育的特点

6．2 不同演化地位观赏蕨类植物卵发生的特点

6．3 卵发生的物质变化特点

第七章 全文总结

参考文献

致谢

图版说明

攻读学位期间的研究成果

声明