全 文 ：第３６卷第８期　　　　　　　　　 西 南 大 学 学 报 （自然科学版）　　　　　　　　　　　２０１４年８月
Ｖｏｌ．３６　Ｎｏ．８ Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ａｕｇ．　２０１４
ＤＯＩ：１０．１３７１８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｘｄｚｋ．２０１４．０８．０１０
外源赤霉素对金毛狗孢子萌发和
配子体发育的影响
①
彭黎立１，２，　邓洪平１
１．西南大学 生命科学学院／三峡库区植物生态与资源重点实验室，重庆４００７１５；
２．四川外国语大学 附属外国语学校，重庆４００３９
摘要：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．
关　键　词：外源赤霉素；金毛狗；孢子萌发；配子体发育
中图分类号：Ｑ９４４　　　　文献标志码：Ａ　　　　文章编号：１６７３－９８６８（２０１４）８－００６５－０５
植物激素是植物代谢反应的产物，同时又对植物的生长发育起着重要的调控作用．蕨类植物孢子萌发
和配子体发育受光照、营养和ｐＨ值等诸多因素的影响，但目前有关激素对孢子萌发和配子体发育的影响
研究较少［１－２］．
金毛狗（Ｃｉｂｏｔｉｕｍ　ｂａｒｏｍｅｔｚ（Ｌｉｎｎ．）Ｊ　Ｓｍ．）隶属于蚌壳蕨科（Ｄｉｃｋｓｏｎｉａｃｅａｅ）、金毛狗属（Ｃｉｂｏｔｉｕｍ），是
我国典型单种科植物、著名药用植物和国家Ⅱ级重点保护植物［３］．金毛狗分布于重庆、四川、贵州、云南等
地，常生长于山沟林荫湿处．各区为典型的岛屿状分布，种群及个体数量正不断减小，呈现出一定的濒危
状态［４］．
目前对金毛狗的研究主要集中于形态多样性［５］、群落分类［６］、配子体发育阶段性［７－８］、遗传多样性［９］
和化感作用［３，１０］等方面，激素对其孢子萌发及配子体发育的影响目前尚未见报道．本文拟通过外源赤霉素
对金毛狗孢子萌发和配子体发育的影响研究，为金毛狗的引种繁育、人工栽培及资源保护提供理论依据．
１　材料与方法
１．１　孢子采集
２０１１年３月，于重庆缙云山国家级自然保护区，将带有成熟金毛狗孢子的小叶片收集于洁净纸袋内，
① 收稿日期：２０１３－０２－２５
基金项目：重庆市自然科学基金资助项目（２００８ＢＢ５２５６）．
作者简介：彭黎立（１９８９－），女，重庆人，硕士研究生，主要从事植物系统进化学和生物教学研究．
放于干燥通风处使孢子自然散落，约３ｄ后用直径０．２１６ｍｍ金属筛将孢子去杂并收集于硫酸纸袋中，置
于４℃冰箱中保存备用．
１．２　孢子消毒及处理
取１ｍｇ成熟孢子置于１．５ｍＬ离心管中，滴入无菌水，充分振荡后４　０００ｒ／ｍｉｎ离心１ｍｉｎ，弃去上清
液，重复３次．向离心管内加１ｍＬ　５％ ＮａＣｌＯ消毒４ｍｉｎ，无菌水冲洗４～５次，弃去上清液．每离心管中
分别加１ｍＬ　０．０１，０．０５，０．１０，０．１５ｍｇ／Ｌ外源赤霉素溶液（用直径０．２２μｍ的细菌过滤膜过滤灭菌），各质
量浓度分别处理５，１５，２０，３０ｍｉｎ．以加入等量无菌水作为空白对照．
１．３　孢子接种及培养
在无菌操作台中，用移液枪吸取２０μＬ孢子液，均匀涂布在１／２ＭＳ固体培养基（琼脂质量浓度为
０．７ｇ／Ｌ，ｐＨ＝５．８）上，封口膜密封．接种后置于黑暗处理２４ｈ，以促其同步萌发，然后置于人工智能培养
箱内，每天光照１２ｈ，光强约为２　４００ｌｘ，昼温（２４±２）℃，夜温（１５±２）℃．每处理５个重复．
１．４　统计分析
用光学显微镜（Ｎｉｋｏｎ－８０ｉ）定期观察孢子萌发和配子体发育过程．第２周开始计数，以孢子产生１个叶
绿体细胞和１条无色透明假根时为已萌发．每培养皿中随机选取３个视野，记录孢子萌发时间、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．用ＳＰＳＳ１６．０在ｐ＝０．０５水平上进行单因素方差
分析（Ｏｎｅ－Ｗａｙ　ＡＮＯＶＡ），各处理间差异显著性用Ｄｕｎｃａｎ法进行多重比较，用Ｏｒｉｇｉｎ　８．１作图．
２　结　果
２．１　对孢子萌发的影响
２．１．１　对孢子萌发时间的影响
随着赤霉素质量浓度的增加，金毛狗孢子萌发时间先提前后延迟．赤霉素质量浓度达到一定程度，萌
发时间迟于对照组（表１）．对不同赤霉素质量浓度条件下金毛狗孢子萌发时间进行方差分析，结果发现各
质量浓度之间金毛狗孢子萌发时间差异显著（ｐ＜０．０５），０．０１ｍｇ／Ｌ赤霉素处理的孢子萌发时间最短．不
同处理时间对金毛狗孢子萌发时间差异性不显著（ｐ＞０．０５）．
表１　外源赤霉素质量浓度对金毛狗孢子萌发、原叶体及性器官形成时间的影响
ＧＡ处理质量浓度
／（ｍｇ·Ｌ－１）
孢子萌发时间
／ｄ
原叶体形成时间
／ｄ
性器官形成时间
／ｄ
Ｃｋ　 １２．００ｂ ４７．００ｂ ６１．００ｂ
０．０１　 ９．５０ａ ４１．２５ａ ５６．００ａ
０．０５　 １１．２５ｂ ４７．５０ｂ ６２．７５ｂｃ
０．１０　 １１．７５ｂ ４８．２５ｂ ６５．２５ｃ
０．１５　 １３．２５ｃ ５５．２５ｃ ７５．５０ｄ
　　注：同一列不同小写字母表示在ｐ＝０．０５水平差异显著．
２．１．２　对孢子萌发率的影响
随着赤霉素质量浓度的增加，金毛狗孢子的萌发率先增加后下降．赤霉素质量浓度高到一定程度，萌
发率低于对照组（图１）．各处理时间下，０．０１ｍｇ／Ｌ赤霉素处理的孢子萌发率最高，０．１５ｍｇ／Ｌ赤霉素处
理的孢子萌发率最低，抑制萌发．对处理５ｍｉｎ不同赤霉素质量浓度条件下金毛狗孢子萌发率进行方差分
析，结果表明，各质量浓度之间金毛狗孢子萌发率差异显著（ｐ＜０．０５），它们的孢子萌发率分别为
７１．７５％，６５．５０％，６２．５０％和５５．５０％，对照组萌发率为６４．００％．由以上分析可以得出，０．０１ｍｇ／Ｌ赤霉
素处理的孢子萌发率最高．
６６ 西南大学学报（自然科学版）　　　　　ｈｔｔｐ：／／ｘｂｂｊｂ．ｓｗｕ．ｃｎ　　　　　第３６卷
随着处理时间的延长，金毛狗孢子萌发率逐渐降低（图２），质量浓度为０．０１，０．０５ｍｇ／Ｌ时，处理
５ｍｉｎ的孢子萌发率最高，其次是１５ｍｉｎ，２０ｍｉｎ，处理３０ｍｉｎ的萌发率最低．０．０１ｍｇ／Ｌ赤霉素处理不
同时间对金毛狗孢子萌发率差异不显著（ｐ＞０．０５）．
图１　不同处理时间赤霉素质量浓度对
金毛狗孢子萌发率的影响
图２　不同质量浓度下赤霉素处理时间对
金毛狗孢子萌发率的影响
图３　不同浓度下赤霉素处理时间对
金毛狗配子体假根数的影响
２．２　对配子体发育的影响
２．２．１　对假根数的影响
随着赤霉素质量浓度的增加，金毛狗配子体的
假根数先增加后下降，但均高于对照组，促进假根
产生（表２）．对不同赤霉素质量浓度条件下金毛狗
配子体的假根数进行方差分析，结果表明，各质量
浓度之间金毛狗配子体假根数差异显著（ｐ＜０．０５）．
由以上分析可知，０．０５ｍｇ／Ｌ赤霉素处理的配子体
假根数最高．
随着处理时间的延长，不同赤霉素质量浓度下
金毛狗配子体假根数的变化不同（图３）．质量浓度
为０．０１，０．０５ｍｇ／Ｌ时，假根数随着处理时间的延长先增加后降低；质量浓度为０．１０，０．１５ｍｇ／Ｌ时，假
根数随着处理时间的延长而降低．对不同处理时间条件下金毛狗配子体假根数进行方差分析，结果表
明，各处理时间之间金毛狗配子体假根数差异极显著（ｐ＜０．０１），它们的假根数分别为４．０５，３．９５，３．５０
和３．３０，对照组为２．４０．可见，处理５ｍｉｎ时的配子体假根数最多．
表２　外源赤霉素浓度对金毛狗丝状体形成比例和假根数的影响（５６ｄ）
ＧＡ质量浓度
／（ｍｇ·Ｌ－１）
假根数
／条
丝状体形成率
／％
ＧＡ质量浓度
／（ｍｇ·Ｌ－１）
假根数
／条
丝状体形成率
／％
Ｃｋ　 ２．４ａ ３４．１７ｃ ０．１０　 ３．９ｃ ２３．１７ｂ
０．０１　 ３．８ｃ ３９．１７ｄ ０．１５　 ３．０ｂ １３．４２ａ
０．０５　 ４．１ｃ ２３．９６ｂ
　　注：同一列不同小写字母表示在ｐ＝０．０５水平差异显著．
２．２．２　对丝状体形成率的影响
随着赤霉素质量浓度的增加，金毛狗丝状体形成率先增加后下降．赤霉素质量浓度达到一定程度，丝状
体形成率低于对照组，抑制其形成（表２）．第５６天时，对不同赤霉素质量浓度条件下金毛狗丝状体形成率进
７６第８期　　　　　　　彭黎立，等：外源赤霉素对金毛狗孢子萌发和配子体发育的影响
行方差分析，结果表明，各质量浓度之间金毛狗丝状体形成率差异极显著（ｐ＜０．０１）．因此，０．０１ｍｇ／Ｌ赤
霉素处理的丝状体形成率最高．不同处理时间对金毛狗丝状体形成率差异性不显著（ｐ＞０．０５）．
２．２．３　对原叶体形成时间的影响
随着赤霉素质量浓度的增加，金毛狗原叶体形成时间先提前后延迟．赤霉素质量浓度高到一定程
度，原叶体形成时间迟于对照组，抑制原叶体形成（表１）．对不同赤霉素质量浓度条件下金毛狗原叶体
形成时间进行方差分析，结果表明各质量浓度之间金毛狗原叶体形成时间差异极显著（ｐ＜０．０１）．由以
上分析可知，０．０１ｍｇ／Ｌ赤霉素处理的原叶体形成时间最短．不同处理时间对金毛狗原叶体形成时间差
异性不显著（ｐ＞０．０５）．
２．２．４　对性器官形成时间的影响
随着赤霉素质量浓度的增加，金毛狗性器官出现时间先提前后延迟．赤霉素质量浓度高到一定程度，
性器官出现时间迟于对照组，抑制性器官形成（表１）．对不同赤霉素质量浓度条件下金毛狗性器官出现时
间进行方差分析，结果表明，各质量浓度之间金毛狗性器官出现时间差异极显著（ｐ＜０．０１），０．０１ｍｇ／Ｌ赤
霉素处理的性器官出现时间最短．不同处理时间对金毛狗性器官出现时间差异性不显著（ｐ＞０．０５）．
３　讨　论
赤霉素促进孢子萌发和生长，主要通过特定的信号转导途径使胞外的信号逐级放大并传递，通过控制
相关的蛋白转录和翻译过程调节某种关键蛋白的含量，从而实现对植物性状的影响［１１－１２］．
李兆亮等［１３］在蕨类植物有性生殖研究中发现，１×１０－７　ｍｏｌ／Ｌ赤霉素可使肾蕨孢子萌发率提高
１４．９５％，生长在不含赤霉素培养基中的密穗蕨原叶体仍然能生长，但不能产生精子器；大于０．１０ｍｇ／Ｌ
赤霉素可以诱导其丝状体产生精子器．本研究也证明了低质量浓度赤霉素有促进孢子萌发和生长的效果，
以０．０１ｍｇ／Ｌ赤霉素效果最好，高质量浓度赤霉素抑制孢子萌发和配子体发育．
张金文等［１］认为赤霉素能促进蕨菜原叶体营养生长，但对蕨菜孢子成苗并非必需．Ｄｏｐｐ和Ｔａｋｅｎｏ等
研究证明诱导蕨类植物精子发生的重要物质是成精子囊素，成精子囊素不是赤霉素，只是赤霉素的类似
物［１３］．关于不同赤霉素质量浓度对金毛狗配子体性别分化的影响还需进一步研究确定．
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Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ＧＡ３ｏｎ　Ｓｐｏｒｅ　Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ
Ｇａｍｅｔｏｐｈｙｔｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｉｂｏｔｉｕｍ　ｂａｒｏｍｅｔｚ
ＰＥＮＧ　Ｌｉ－ｌｉ　１，２，　ＤＥＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｐｉｎｇ１
１．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｅｃｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｎ　Ｔｈｒｅｅ　Ｇｏｒｇｅ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　Ｒｅｇｉｎ，Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，
　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４００７１５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｆｏｒｅｉｇｎ　Ｌａｎｇｕａｇｅ　Ｓｃｈｏｏｌ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００３９，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｐｏｒｅｓ　ｏｆ　Ｃｉｂｏｔｉｕｍ　ｂａｒｏｍｅｔｚ　ｗｅｒｅ　ｉｎｃｕｂａｔｅｄ　ｏｎ　１／２ＭＳ　ｍｅｄｉｕｍ　ａｎｄ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ＧＡ３ａｔ　４
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｉｍｅ　ｄｕｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｓｐｏｒｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，ｒｈｉｚｏｉｄ　ｎｕｍｂｅｒ，
ｐｒｏｔｏｎｅｍａ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ，ｐｒｏｔｈａｌｕｓ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｓｅｘｕａｌ　ｏｒｇａｎ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｗｅｒｅ　ｒｅｃｏｒｄｅｄ　ｓｏ　ａｓ
ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ＧＡ３ｏｎ　ｉｔｓ　ｓｐｏｒｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｇａｍｅｔｏｐｈｙｔｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｕｓ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｕｓｅｆｕｌ
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｇｅｒｍｐｌａｓｍ　ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｐｌａｎｔ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＧＡ３ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ，０．０１ｍｇ／Ｌ　ｇａｖｅ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ
ｓｐｏｒｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｏｎｅｍａ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔｅｓｔ　ｓｐｏｒｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，ｐｒｏｔｈａｌｕｓ　ｆｏｒ－
ｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｒｇａｎ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ．Ｎｏ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｗａｓ　ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ａｍｏｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｉｍｅ　ｄｕｒａｔｉｏｎ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｓｐｏｒｅｓ　ｈａｄ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｒｈｉｚｏｉｄ　ｎｕｍｂｅｒ　ａｔ　０．０５ｍｇ／Ｌ　ＧＡ３ｉｎ　５ｍｉｎ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＧＡ３；Ｃｉｂｏｔｉｕｍ　ｂａｒｏｍｅｔｚ；ｓｐｏｒｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ；ｇａｍｅｔｏｐｈｙｔｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
责任编辑　胡　杨　　　　
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