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。

不同光照度下水蕨配子体叶绿素荧光特性的研究

以模式植物水蕨的两性配子体和雄配子体为材料,研究了不同光照度下蕨类植物配子体叶绿素荧光参数的差异,探讨水蕨配子体光系统Ⅱ(PSⅡ)对不同光照的响应规律。结果表明:同一光照度条件下,水蕨两性配子体的实际光化学效率(ФPSⅡ)和潜在光化学效率(Fv/Fm)均高于雄配子体,但无显著差异,此时两者间的光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(qN)值也无显著差异;在4000lx光照条件下,两性配子体PSⅡ驱动的电子传递速率(ETRPSⅡ)显著高于雄配子体。随着光照度的增加,水蕨两性配子体的ФPSⅡ、ETRPSⅡ和qP值逐渐增加,且在4000lx光照下显著增加,但Fv/Fm和qN值无显著变化;而雄配子体的ФPSⅡ、ETRPSⅡ、Fv/Fm、qP和qN值均呈先增后减趋势,但各光照处理间无显著差异。研究发现,水蕨两性配子体PSⅡ的活性相对比雄配子体高;两性配子体和雄配子体的光保护能力相似;光照度对水蕨雄配子体的光合能力没有显著影响,而4000lx的光照度对水蕨两性配子体的生长最有利。

水蕨孢子壁的形成和发育

利用光镜、扫描电镜和透射电镜对水蕨科(Parkeriaceae)水蕨(Ceratopteris thalictroides(L.)Brongn.)孢子壁的形成和发育进行了研究。结果表明,水蕨孢子呈辐射对称,三裂缝,表面具肋条状纹饰。孢子壁由内壁、外壁和周壁三部分构成。在四分体阶段外壁已基本形成,其外壁显著,表面光滑,质地均匀,由孢粉素形成,外壁厚约3-5μm,脊高约5-7μm。周壁由绒毡层残余物在外壁表面沉积形成,较薄,厚度只有0.1μm,表面具有杆状突起。研究结果对揭示孢子纹饰和孢子壁各层的形成过程、来源和稳定性有一定的意义,并为蕨类植物孢粉学和系统学研究提供基础资料。

水蕨孢子囊早期发育的超微结构

利用透射电镜对模式植物水蕨(Ceratopteris thalictroides)孢子囊的早期发育进行研究.结果表明:水蕨的孢子囊是由叶片表皮的原始细胞发育而来,经过横向和纵向分裂形成外套层原始细胞和内部细胞,此过程中各个细胞内线粒体和叶绿体逐渐变大,变发达;之后外套层原始细胞继续纵分裂形成孢子囊壁细胞,内部细胞分裂形成内外两层绒毡层和孢子母细胞,此过程中电子密集物在分裂最为旺盛的细胞内体积最大,数量最多;最后孢子母细胞减数分裂形成四分孢子,此时可见孢子之间以及孢子与原生质团之间均存在着表面膜.内层绒毡层为周原质团绒毡层,外层绒毡层为腺质型绒毡层.水蕨孢子囊的早期发育属于薄囊蕨型发育.

培养基对不同性别水蕨配子体叶绿素荧光特性的影响

研究了MS和改良knop’s培养基条件下水蕨(Ceratopteris thalictroides)两性配子体和雄配子体叶绿素荧光参数的差异,结果表明:MS培养基中两性配子体PSⅡ线性电子传递的量子效率ФPSⅡ和PSⅡ驱动的电子传递速率ETRPSⅡ值显著高于MS培养基中的雄配子体以及改良knop’s培养基中的配子体;各组配子体光化学效率Fv/Fm值无显著差异;外源营养对各组配子体光化学荧光猝灭系数qP和非光化学荧光猝灭系数qN的影响不具明显规律性。综上所述,MS培养基中外源糖类的添加使水蕨配子体PSⅡ的光合活性增强,有利于大量快速生长的两性配子体的形成。

不同培养密度条件下水蕨配子体叶绿素荧光特性的初步研究

以模式植物水蕨两性配子体和雄配子体为材料,研究了不同培养密度条件下蕨类植物配子体叶绿素荧光参数的差异,探讨了水蕨配子体光系统Ⅱ(PSⅡ)对不同培养密度的响应规律.结果表明:同一培养密度条件下水蕨两性配子体的ФPSⅡ、ETRPSⅡ、Fv/Fm和qP值都明显高于雄配子体,且差异显著,两者之间的qN值无显著差异.随着培养密度的增加,水蕨两性配子体的ФPSⅡ、ETRPSⅡ、qP和qN值随之减少,雄配子体的ФPSⅡ、ETRPSⅡ、qP和qN值先升高后降低,但无显著差异.综合分析各项荧光参数发现:水蕨两性配子体PSⅡ的活性相对比雄配子体高,两性配子体和雄配子体的光保护能力相似,100个孢子/mL的培养密度有利于水蕨雄配子体的生长.

水蕨孢子叶离体培养试验

试验用水蕨[Ceratopteris thalictroides(L.)Brongn]的孢子叶为外植体,研究了水蕨离体培养获得再生植株的方法,建立了水蕨孢子叶离体萌发获得再生植株的培养体系,通过试管苗的移栽获得了健壮生长的盆栽苗。

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。

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.