多壁碳纳米管对水蕨配子体发育及孢子体产生的影响

探究多壁碳纳米管在水蕨配子体发育及孢子体产生中的作用,以期为濒危蕨类植物的保护和繁育奠定基础。以蕨类模式植物水蕨(Ceratopteris thalictroides)为供试材料,设置0(对照)、0.5、1.0、2.5、5.0 mg·L^(-1)多壁碳纳米管5个处理组,采用光学显微镜观察不同质量浓度多壁碳纳米管对水蕨配子体发育及孢子体产生的影响。结果显示:与对照组相比,0.5~2.5 mg·L^(-1)多壁碳纳米管处理可使水蕨孢子萌发提前约15 d,其中,0.5 mg·L^(-1)多壁碳纳米管对水蕨孢子萌发的促进效果最好,0.5~1.5 mg·L^(-1)多壁碳纳米管对丝状体和片状体产生的促进效果最好,2.5 mg·L^(-1)多壁碳纳米管对原叶体和孢子体产生的促进效果最好。高质量浓度(5.0 mg·L^(-1))多壁碳纳米管处理会导致部分配子体出现畸形,精子器退化,细胞中叶绿体出现失绿现象,部分发育出的孢子体上的细胞也出现叶绿体失绿等衰退现象。此外,多壁碳纳米管的加入促进了水蕨雄配子体的产生。综上所述,0.5~2.5 mg·L^(-1)多壁碳纳米管处理可以明显促进水蕨配子体发育和孢子体的产生,且精子器数量明显增多,有雌雄同株和雌雄异株配子体同时出现,高质量浓度多壁碳纳米管处理会使水蕨配子体发育出现“高浓度抑制”现象,在实际应用过程中应根据具体的需要选择相应的添加量。

水蕨孢子萌发及配子体发育研究进展

水蕨作为研究植物性别决定和配子体形态建成的模式植物,孢子萌发及配子体发育在其系统发育研究中占重要地位。综述了近20a来水蕨孢子的发生过程,孢子萌发机制及影响萌发的环境因素,配子体发育及性器官分化、雌雄配子的发生及合子形成过程所取得的成果。

光照强度对水蕨孢子萌发及配子体性别分化的影响

研究了不同光照强度条件对水蕨孢子萌发以及配子体性别分化的影响。结果表明：2 000~4 000 lx的光照强度条件有利于水蕨孢子萌发,4 000 lx光照条件下孢子萌发最快。光照强度约为4 000 lx时最有利于使水蕨发育为两性配子体。光照强度约为1 000 lx时最有利于使水蕨发育为雄性配子体。为水蕨的人工栽培和分子生物学研究提供理论依据。

水蕨配子体和孢子体发育的研究

为探讨水蕨的生活史及其发育机制,采用土壤培养法,对粤东产水蕨的配子体和孢子体发育进程进行研究.结果表明:水蕨孢子于3月和11月播种,在室内自然条件下培养12 d后萌发形成丝状体,接着发育形成原叶体;1个月后原叶体分化出精子器和颈卵器,第2个月形成胚,胚经过3～4个月的发育形成成熟植株,长出新的孢子叶;孢子发育成熟约需1个月;4～6月是水蕨营养生长的高峰期.水蕨以孢子繁殖为主,其原叶体上能长出新的原叶体或片状结构,形状大多不规则,雌雄同体.此外,水蕨具有1个原叶体上发育出多株孢子体的现象.

重金属铅对3种蕨类植物孢子萌发和配子体发育的影响

研究了重金属铅对水蕨、中华桫椤和扇蕨孢子萌发及其对水蕨配子体发育的影响。结果表明:随着铅浓度的增加,水蕨、中华桫椤和扇蕨孢子的萌发率逐渐降低;在低于10-4mol·L-1的环境中,水蕨孢子可以正常萌发;在低于10-5mol·L-1的环境中,中华桫椤和扇蕨孢子能正常萌发;水蕨、中华桫椤和扇蕨的孢子都对铅具有一定的耐受性;铅对水蕨配子体的发育存在一定影响,铅使水蕨配子体呈不规则的心脏形,多发育为雄配子体;精子器凹陷入原叶体边缘;配子体细胞中叶绿体分布不均匀。本研究为铅污染土壤的植物修复筛选后备植物。

孢子大小和培养基对水蕨孢子萌发及配子体性别分化的影响

利用MS培养基、改良Knop’s培养基、自来水和蒸馏水分别培养水蕨中等大小孢子,同时利用改良Knop’s培养基培养不同大小的水蕨孢子,观察记录不同条件下水蕨孢子萌发和性别分化情况。实验表明,二级孢子(赤道轴120～140μm)萌发率最高;一级孢子(赤道轴>140μm)萌发最有利于使水蕨发育为两性配子体,三级孢子(赤道轴<120μm)萌发最有利于使水蕨发育为雄配子体;MS培养基和改良Knop’s培养基相对于自来水和蒸馏水有利于水蕨孢子萌发;各培养基中水蕨两性配子体比率排序是MS培养基>改良Knop’s培养基>自来水>蒸馏水,而雄配子体比率排序与之相反。此结果为水蕨的引种保护、人工繁育和分子生物学研究提供理论依据。

培养密度对水蕨孢子萌发及配子体性别分化的影响

在不同培养密度条件下对水蕨孢子进行人工培养,对其孢子萌发和配子体性别分化情况进行研究.结果表明:接种密度在50个孢子/mL左右时,有利于孢子萌发和两性配子体的形成;而接种密度在200个孢子/mL左右时,有利于雄性配子体的形成.研究结果为水蕨的引种保护、人工栽培和分子生物学研究提供理论依据.

阔鳞瘤蕨(水龙骨科)配子体形态发育的研究

利用光学显微镜详细观察记录了阔鳞瘤蕨孢子萌发、配子体发育及幼孢子体形成的整个形态发育过程。结果表明 :成熟孢子黄色 ,极面观椭圆形 ,赤道面观肾形 ,近极单裂缝 ,表面具大小不一的球形颗粒。接种后 6～ 8d孢子萌发 ,萌发类型为书带蕨型 ,形成 3～ 7个细胞的丝状体。原叶体发育为槲蕨型 ,接种后 30d左右进入片状体阶段 ,毛状体出现在片状体形成之后 ,幼原叶体短舌状 ,成熟原叶体心脏形。精子器在接种后 60d左右开始产生 ,颈卵器在精子器发生后 1 0d左右形成 ,每个原叶体上只能形成一个受精卵。

水蕨配子体发育的研究

研究了我国产水蕨(Ceratopteristhalictroides)配子体发育的全过程,水蕨孢子为四面体型,三裂缝,孢子萌发为向心型,丝状体4～8个细胞长,无明显的顶端细胞,丝状体顶部细胞同时分裂形成片状体,分生组织位于片状体一侧,使原叶体成为不对称的心脏形,原叶体发育为水蕨型,无毛状体,精子器和颈卵器较大,该配子体表现为较原始的性状。

光照、温度和pH值对小黑桫椤孢子萌发及早期配子体发育的影响

小黑桫椤(Alsophila metteniana)被列为我国国家二级保护植物。为探讨其种群数量下降原因,作者采用无菌培养方法和显微观察技术,在实验条件下研究了光照强度、光质、温度和pH值对小黑桫椤孢子萌发及早期配子体发育的影响。结果表明:孢子萌发和配子体发育的最适光照强度为40-70μmol·m-2·s-1,全黑暗时孢子不萌发;白光、红光、黄光和蓝光下的萌发率分别为68.78%、65.66%、63.74%和7.51%;白光和蓝光下配子体可以形成正常的心形原叶体,红光和黄光下配子体发育一直处于丝状体阶段。孢子萌发和配子体发育需要在酸性土壤进行(pH值在3.7-6.7);孢子萌发的适宜温度为20-30℃。从孢子接种到心形原叶体形成需要55d左右。根据上述结果,我们认为光照强度是小黑桫椤孢子萌发的必需条件,光质是限制小黑桫椤孢子繁殖的重要原因;光质、温度和pH值等环境因子的作用和配子体发育时间等是导致小黑桫椤种群数量日趋减少的主要原因。

紫茎泽兰对金毛狗孢子萌发和配子体发育的化感作用

紫茎泽兰是我国外来入侵物种中危害最为严重的植物之一,广泛分布于我国西南地区,并有向东南部和中南部蔓延的趋势。本土濒危蕨类植物金毛狗的种群正受到紫茎泽兰的威胁。本研究将金毛狗的成熟孢子分别接种在含有不同浓度的紫茎泽兰根、茎、叶水提液的培养基上,观察记录金毛狗的孢子萌发和配子体发育过程。研究结果表明,紫茎泽兰根、茎、叶水提液均可对金毛狗的孢子萌发和假根生长产生抑制作用,表现为孢子萌发延迟,萌发率有所降低,假根伸长受到抑制,上述抑制作用随水提液浓度升高而增强。其中,叶水提液的抑制作用最强,随着叶水提液浓度的升高,配子体发育阶段滞后。由此可见,紫茎泽兰对金毛狗的孢子萌发和配子体发育具有化感作用。

变异鳞毛蕨的孢子培养与配子体发育研究

应用无菌培养和常规泥土培养两种方法对变异鳞毛蕨(Dryopteris varia)孢子进行了比较研究,并在光学显微镜下观察了其配子体的发育过程。结果表明:蔗糖浓度为2%的1/2MS与MS培养基对孢子萌发时间和萌发率影响不大,但前者较适于孢子萌发,而后者则适于孢子体形成;在1/2MS培养基上,1%的蔗糖浓度比其它浓度更适宜于孢子的萌发。以菜园土为培养基质时,变异鳞毛蕨孢子的萌发时间短且萌发率高,但幼孢子体出现的时间明显晚于无菌培养。孢子萌发为书带蕨型,原叶体发育为三叉蕨型,符合鳞毛蕨属配子体发育的特征。

外源赤霉素对金毛狗孢子萌发和配子体发育的影响

为研究外源赤霉素不同处理对金毛狗(Cibotium barometz)孢子萌发和配子体发育的影响,为金毛狗引种繁育、人工栽培及资源保护提供理论依据,采用不同质量浓度外源赤霉素对金毛狗孢子处理不同时间,统计其孢子萌发时间、萌发率、假根数、丝状体形成率、原叶体形成时间、性器官形成时间,分析外源赤霉素对金毛狗孢子萌发和配子体发育的影响.结果发现:0.01mg/L赤霉素处理的金毛狗孢子萌发率、丝状体形成率最高,孢子萌发时间、原叶体形成时间、性器官出现时间最短,不同处理时间之间差异不显著.0.05mg/L赤霉素处理5min假根数最多.低质量浓度赤霉素处理促进金毛狗孢子萌发和配子体发育,高质量浓度赤霉素抑制金毛狗孢子萌发和配子体发育.

温度及孢子消毒对黄腺羽蕨配子体发育的影响

在不同温度条件下利用人工培养箱培养消毒和未消毒的黄腺羽蕨(Pleocnemia winitii Holtt.)孢子,对其孢子萌发和配子体发育进行了研究.研究结果显示:黄腺羽蕨孢子萌发和配子体发育的最适温度条件为25℃;经过表面消毒的孢子较未消毒的孢子生长势强.

银粉背蕨配子体及幼孢子体发育的研究

银粉背蕨是一种小型观赏蕨类植物,但目前我国对该蕨的研究还不够成熟。本文利用改良Knop’s培养基和腐殖土培养银粉背蕨的孢子,观察其配子体及幼孢子体形态发育特征,并研究了其配子体发育的最适培养基p H值。研究结果显示:(1)银粉背蕨孢子黄褐色,具三裂缝,极面观三角圆形,赤道面观为近半圆形,孢子具网状纹饰;孢子萌发为书带蕨型;原叶体发育为水蕨型;颈卵器和精子器为薄囊蕨型;成熟原叶体为对称的心脏形,不具毛状体;上述特征为银粉背蕨孢子和配子体发育的稳定特征。(2)培养基p H值在7.0~9.0时随着碱性的增强,银粉背蕨孢子萌发和配子体生长发育速度逐渐增加。(3)利用腐殖土培养银粉背蕨孢子,7~8周可发育成幼叶,成苗率达90%,成苗健壮,根系发达,是扩繁银粉背蕨的适宜方式。本文为资源植物银粉背蕨人工繁殖和演化研究提供科学依据。

江南星蕨配子体形态发育的研究

用无机培养基和土壤培养基分别培养江南星蕨(Microsoriumfortunei(Moore)Ching)孢子,显微镜下观察记录其孢子萌发及配子体形态发育过程。结果表明:孢子黄色,赤道面观豆形,极面观椭圆形,单裂缝,外壁具刺状纹饰。接种后7～12d孢子萌发,萌发类型为书带蕨型,配子体发育为槲蕨型。接种后25d左右发育为片状体,片状体形成顶端细胞的时间较晚,有的甚至不形成。无机培养基培养的原叶体常在基部发生营养繁殖。毛状体出现在片状体形成之后,数量丰富,多为单细胞,分布于原叶体背腹面及边缘。接种后60d左右发育形成幼原叶体,成熟原叶体呈心脏形。接种后80d左右开始有性器官出现,精子器的出现较颈卵器早10d左右。颈卵器成熟后,颈部常向原叶体基部倾斜或弯曲。

槲蕨配子体形态发育研究

用无机培养基和土壤培养基分别培养槲蕨(Drynaria roosii Nakaike)孢子,显微镜下观察孢子萌发及配子体形态发育过程。结果表明:孢子黄色,具单裂缝,赤道面观豆形,极面观椭圆形,不具周壁,孢子外壁局部具大小不一的颗粒状纹饰。接种后10～12d孢子萌发,萌发类型为书带蕨型,原叶体发育为槲蕨型。接种后20d左右发育为片状体,片状体形成顶端细胞的时间较晚。毛状体出现在片状体形成之后,数量丰富,多为单细胞,分布于原叶体背腹面及边缘。接种后60d左右发育形成幼原叶体,成熟原叶体呈心脏形。接种后65d左右开始有性器官出现,精子器的出现较颈卵器早10d左右。颈卵器成熟后,颈部常向原叶体基部倾斜或弯曲。原叶体受精后幼胚突破颈卵器生长。

三角鳞毛蕨配子体发育的研究

采用混合土培养三角鳞毛蕨(Dryopterissubtriangularis)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:孢子深褐色,赤道面豆形,极面观椭圆形,单裂缝。播种1周左右孢子萌发,萌发类型为书带蕨型,配子体发育为三叉蕨型。播种2周左右发育为片状体。播种4周左右发育形成幼原叶体,成熟原叶体呈心脏形。原叶体边缘及腹面均可产生毛状体,数量丰富,为单细胞。播种6周左右开始有性器官出现,精子器近圆球形,由3细胞组成,成熟颈卵器颈部由4列细胞组成,3～5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。

红盖鳞毛蕨配子体的发育

采用MS培养基培养红盖鳞毛蕨Dryopteris erythrosora(Eaton)O.Ktze.孢子,用光学显微镜观察记录其孢子萌发、配子体发育及幼孢子体形成的全过程。结果表明:成熟的孢子深褐色,不透明,极面观圆球形,赤道面观豆形,单裂缝,具周壁。孢子播种后7 d左右萌发,萌发类型为书带蕨型;原叶体发育类型为三叉蕨型。播种后15 d左右有片状体形成;30 d左右有幼原叶体形成;幼原叶体暂不对称,成熟原叶体为对称的心脏型。原叶体边缘及背腹面都具毛状体,单细胞。播种后45 d左右开始有性器官出现,精子器近圆球形,由3个细胞构成,成熟颈卵器颈部由4列细胞构成。原叶体受精后1月内可见幼胚生成。

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,赤道面豆形,极面观椭圆形,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。精子器产生时间较颈卵器早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。