凤尾蕨属配子体发育的系统学意义研究

论文摘要

本文以凤尾蕨属（Pteris L.）12种植物为研究对象,利用组织培养与常规培养两种方法对材料进行培养。观察并记录了各材料有性世代发育的全部过程。选取孢子萌发型、原丝体由一维生长过渡至二维生长时顶端细胞的分裂方式、原叶体发育方式及其成熟后的整体形态、性器特征、边缘细胞形态等特征为划分依据,制作该属12种凤尾蕨类植物的分类检索表。将有刺凤尾蕨（P. setuloso-costulata Hayata）、傅氏凤尾蕨（P. fauriei Hieron.）、阔叶凤尾蕨（P. esquirolii Christ）等12种材料的发育方式归纳为A、B、C、D、E,5种类型。其中A型为书带蕨型（Vittaria-type）萌发,原丝体经其顶端细胞纵向分裂过渡至二维生长,片状体偏心形,成熟原叶体对称心形（为典型的水蕨型（Ceratopteris-type）发育）。B型为书带蕨型萌发,原丝体经其顶端细胞纵向分裂过渡至二维生长,片状体偏心形,成熟原叶体“∞”字形。此两种发育路线仅在成熟原叶体形态上略有差异,是两种较为接近的发育路线,也是凤尾蕨属植物的主要发育类型。经观察,本属的有刺凤尾蕨、三叉凤尾蕨（P. tripartita Sw.）、银脉凤尾蕨（P. ensiformis Burm. var. victoriae Bak.）、线羽凤尾蕨（P. linearis Poir.）、溪边凤尾蕨（P. excelsa Gaud.）、狭叶凤尾蕨（P. henryi Christ）、西南凤尾蕨（P. wallichiana Agardh）与半边旗（P. semipinnata L.）的发育方式属于此类发育。C型为书带蕨型萌发,原丝体经其顶端细胞斜向分裂进入片状体阶段,片状体偏心形,成熟原叶体对称心形。实验中仅傅氏凤尾蕨、剑叶凤尾蕨（P. ensiformis Burm.）属此发育类型。D型为书带蕨型萌发,原丝体经其顶端细胞斜向分裂过渡至二维生长,片状体偏心形,成熟原叶体为具翼裂的相对不规则原叶体。仅蜈蚣草（P. vittata L.）一种属此型发育;E型为孢子书带蕨型萌发,原丝体经其顶端细胞斜向分裂过渡至二维生长,片状体不规则条带状,成熟原叶体为具多分枝或介于心形与条带状之间的不规则原叶体。仅阔叶凤尾蕨属此型发育。将以上结论与前人研究成果进行比较后认为,凤尾蕨属和曾与其共处同一（广义）凤尾蕨科的裸子蕨科（Hemionitidaceae）、铁线蕨科（Adiantaceae）及碗蕨科（Dennstaedtiaceae）的亲缘关系可能相对较远。而其与书带蕨科（Vittariaceae）、中国蕨科（Sinopteridaceae）中部分种有性世代发育特征却较为相近,因而认为它们之间可能存在某种较近的系统演化关系。通过对实验结果的总结,发现蕨类植物原叶体特定部位边缘细胞形态稳定,且在种间存在差异。将其分为两类,即“平滑型”边缘细胞和“波型”边缘细胞。认为此性状可作为蕨类系统学研究中的可靠判断依据使用。除此之外,本文还对所选材料的性器、假根等多种原叶体特征进行了归纳总结,并在总结前人的工作基础上对部分以往研究中未表述清楚的形态学问题进行了比较分析和重新定义。另外,本实验将凤尾蕨属10种植物的孢子接种于多种调整后的MS培养基中,以其孢子萌发率及原叶体母细胞分裂率为判断依据,对各种的早期发育较适培养基进行了筛选。结果表明即使是在属内,各种孢子发育初期对营养成分的吸收配比也不尽相同。本实验对凤尾蕨属12种植物有性世代发育特征的观察。着重就凤尾蕨属植物有性世代发育类型进行了归纳和总结。并在此基础上对该属在蕨类系统学中的地位及系统学意义进行了讨论。还对部分材料的较适培养基进行了筛选,为该种群系统学研究及日后的保育与复壮工作提供参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 蕨类植物研究进展
• 1.1.1 蕨类植物研究概述
• 1.1.2 蕨类植物有性世代发育研究现状
• 1.1.3 凤尾蕨属植物研究进展
• 1.1.4 凤尾蕨属有性世代研究现状
• 1.1.5 凤尾蕨类植物系统学研究进展
• 1.2 研究材料简介
• 1.3 本研究的目的、意义及技术路线
• 1.3.1 研究目的及意义
• 1.3.2 技术路线
• 1.3.3 图版注释
• 第2章 凤尾蕨属若干种配子体形态发育
• 2.1 引言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 研究材料
• 2.2.2 研究方法
• 2.3 结果
• 2.3.1 有刺凤尾蕨配子体发育
• 2.3.2 傅氏凤尾蕨配子体发育
• 2.3.3 半边旗配子体发育
• 2.3.4 剑叶凤尾蕨配子体发育
• 2.3.5 阔叶凤尾蕨配子体发育
• 2.3.6 三叉凤尾蕨配子体发育
• 2.3.7 线羽凤尾蕨配子体发育
• 2.3.8 溪边凤尾蕨配子体发育
• 2.3.9 西南凤尾蕨配子体发育
• 2.3.10 蜈蚣草配子体发育
• 2.3.11 银脉凤尾蕨配子体发育
• 2.3.12 狭叶凤尾蕨配子体发育
• 2.4 分析讨论
• 2.4.1 凤尾蕨属12 种植物分类检索表
• 2.4.2 凤尾蕨属有性世代发育模型
• 2.4.3 凤尾蕨属配子体系统学意义及其形态特征新考
• 2.5 本章小结
• 第3章 凤尾蕨属10 种蕨类配子体早期发育培养基初选
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 研究材料
• 3.2.2 研究方法
• 3.3 结果
• 3.3.1 有刺凤尾蕨配子体早期发育培养基选定
• 3.3.2 傅氏凤尾蕨配子体早期发育培养基选定
• 3.3.3 半边旗配子体早期发育培养基选定
• 3.3.4 剑叶凤尾蕨配子体早期发育培养基选定
• 3.3.5 阔叶凤尾蕨配子体早期发育培养基选定
• 3.3.6 三叉凤尾蕨配子体早期发育培养基选定
• 3.3.7 西南凤尾蕨配子体早期发育培养基选定
• 3.3.8 蜈蚣草配子体早期发育培养基选定
• 3.3.9 银脉凤尾蕨配子体早期发育培养基选定
• 3.3.10 狭叶凤尾蕨配子体早期发育培养基选定
• 3.4 分析讨论
• 3.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢