全 文 ：武汉植物学研究 2008，26(4)：337—342
Journal of Wuhan Botanical Research
8种耳叶苔属植物的孢子形态及壁层结构电镜观察
吴彦君，于 晶 ，曹同
(上海师范大学生命与环境科学学院，上海 200234)
摘 要：对8种耳叶苔属(FruUania)植物的孢子形态进行了电镜观察研究。其中，运用扫描电镜(SEM)观察了 7
种耳叶苔属植物的孢子形态及纹饰 ，所观察的孢子都为近球形或近多角形，无萌发孔 ，属于中型孢子(25～45 m)，
表面纹饰为密集型疣状(颗粒状 )，其中4种具有明显的莲座状结构。运用透射电镜(TEM)观察了4种耳叶苔属植
物的孢壁结构，结果显示，4种孢子的壁层超微结构相似：周壁为颗粒状物质，覆盖在外壁表面。外壁有多个数量不
等的玫瑰状结构，周壁颗粒物质填充在内。内壁与外壁分层不明显，由外向内电子层密度逐渐增加。
关键词：苔类植物；耳叶苔属；孢子；形态；纹饰；壁层；扫描电镜(SEM)；透射电镜(TEM)
中图分类号：Q944．571；Q949．35 文献标识码：A 文章编号：1000·470X(2008)04—0337—06
Observation of Spore M orphology and W all Structure of Eight Species
of Frulania(Frulaniaceae；Hepaticae)by SEM and TEM
WU Yan—Jun，YU Jing 。CAO Tong
(Colege ofLife and Environmental Sciences，Shanghai Normal University，Shanghai 200234，China)
Abstract：Morphology and structure of eight species of genus Frulania(hepaticae)were studied by
SEM and TEM in tota1．Morphology and ornamentation of spores of seven species were observed by SEM．
The spores of seven species observed are medium (25—40 pLm )in size，spherical，inaperturate，with or—
namentations of verruca(granulate)on the surface：The“rosete”patern can be seen obviously in four
species．Spore wall structure of four species observed by TEM showed that spores of four species have
similar wall structure：pefine with granule，exine has hollow shape with some substance of granule filled
in．The border between intine and extine is indistinguishable ，and the density of electronic shell increases
from extine to intine．
Key words：Liverworts；Frullania；Spores；Morphology ；Ornamentation；Wal structure；SEM；TEM
苔藓植物是高等植物中由水生向陆生过渡的一
个比较特殊的类群，而苔类植物孢子又是其植物生
命周期重要的组成部分，由于它的孢子形态多样，遗
传上稳定，因此它的形态结构研究对探讨苔藓植物
的分类和系统演化有着重要的意义⋯。耳叶苔属
(Frulania)属于耳叶苔科(Frulaniaceae)，是苔类植
物中比较大的一个属，本属分 11亚属，约 800多种，
分布于热带和亚热带地区。中国有 9亚属，已发现
7O余种，主要见于长江流域以南的地区，多在潮湿
林内附生于树干或岩面，甚至悬挂枝梢或附生叶
面 。目前对于耳叶苔科植物孢子专门研究的报
道比较少。Erdtman在 1965年通过 SEM观察到了
F．fuscovirens孢子表面的凹状结构 ；Heckman 1970
年对 F．asagrayana进行了TEM观察，并阐述了其壁
层结构与其它种的差异性 ；Kamimura在 1971年
对耳叶苔属的2个种 F．takayuensis与 F．mayebarae
进行扫描电镜的观察，同样发现了孢子表面凹状结
构 ，Taylor在 1974年以及 Gupta和 Udar在 1986
年通过SEM观察到了F．fuscovirens孢子表面的凹状
纹饰，并分别定义为“rosete”(莲座状)和“cupulate”
(杯状) ’ ；2006年 Konrat用 SEM观察耳叶苔属4
个种的孢子形态，并对表面纹饰进行了细微的辨
别 J。2006年吴鹏程在《中国苔藓植物孢子形态》
中提供了耳叶苔属的 2个种 F．fuscovirens、F．sino—
sphaerantha的SEM观察结果 。
在对中国苔类孢子的研究中，我们对 8种耳叶
苔属植物孢子进行了SEM和 TEM观察，各种纹饰
和孢壁结构均为首次研究报道，可为苔类孢子和耳
收稿 日期：2007—12—05，修回日期：2008—0l—l7。
基金项目：国家自然科学基金资助项 目(30500028)。
作者简介：吴彦君(1983一)，男，上海师范大学生命与环境科学学院硕士研究生，从事苔藓植物系统学与孢子形态结构研究；于晶
(1971一)，女，上海师范大学生命与环境科学学院副教授。
{通讯作者(Authorfor corespondence．E-mail：ct1946@263．net)。
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武 汉 植 物 学 研 究 第 26卷
叶苔属系统研究提供新资料和科学依据。
1 材料和方法
1．1 材料
观察的8种耳叶苔属植物孢子取自中国科学院
昆明植物研究所标本馆(HKAS)，中国科学院沈阳
应用生态研究所苔藓植物标本馆(IFSBH)和中国科
学院华南植物园标本馆(IBSC)，由于取材和样品处
理的原因，只对7种植物孢子进行了SEM观察，并对
4种孢子开展了TEM研究。凭证标本信息见表 1。
表 1 8种耳叶苔属植物的凭证标本信息
Table 1 Information of the 8 species and vouch
specimens studied
种类 凭证标本 采集地
Species Specimen Source of material
罄FruUan嵴ia mus Yi { 爨鞋
Frullan
叶
ia yue⋯ m ! 2—370 m西
脊Frulan嵴ia phys 豢 ‰{ 霎褰和公社
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雩 圣 ． } 邶霹皇莲蠢
8尼泊尔耳叶苔 ”
Frullania nepalensis 臧穆 (M．Zang) 云南独龙江龙
(Spreng．)Lehm．et 4050(HKAS)1982-8-30 元 2300 m
Lindenb．
为 SEM与TEM同时观察到的种类； 为 TEM观察到的种
类；无标记为SEM观察到的种类。
Species marked with‘ ’can be seen under SEM and TEM ：species
marked with ‘ ’can only be seen under TEM：species marked
with nothing can only be seen under SEM．
1．2 方法 ml
扫描电镜实验及透射电镜实验在上海师范大学
电镜室完成。
1．2．1 扫描电镜样品制作方法 首先将干燥成熟
的孢子直接均匀地粘在导电胶上，然后固定在样台
上，在 EIKOIB一3型离子溅射仪上喷金后，置于 HI．
TACHIS-520型扫描电子显微镜下观察。在对样品
上的大量孢子进行观察的基础上，对其极面、赤道
面、以及开裂部位进行拍照，并选取每个种的 1O个
孢子进行测量，记录平均大小。
1．2．2 透射切片制作方法 ①固定：选择若干孢子
放在 4％戊二醛中固定 12 h，真空抽气，使孢子下
沉。②水洗：用0．1 mol／L磷酸缓冲液冲洗3次，每
次 15 min，每次冲洗后离心。③第二次固定：用 1％
锇酸在室温黑暗条件下固定24 h。④第二次水洗 ：
用0．1 mol／L磷酸缓冲液冲洗 3次，每次 15～
30 min，每次冲洗后需离心。⑤ 脱水：用 30％、
50％、70％、85％、95％、100％(加吸水纸)的酒精
逐级脱水。⑥ 去酒精：环氧丙烷处理 (2次，1次／
15 min)。⑦ 渗透：将材料置于不同比例的丙酮与
包埋剂中从低到高逐级进行渗透。⑧ 包埋：用纯包
埋剂将材料包埋，在37~C烘箱中开始聚合，12 h后
升温至65℃聚合48 h可以取出包埋块。本实验包
埋剂 为 spurt(ETL-4206包埋 剂 )。⑨ 切片：在
ULTRACUTE型切片机上用钻石刀切片。⑩ 染色：切
片固定在铜网上用醋酸双氧铀和柠檬酸铅进行染色。
在 HITACHI H-600型透射电子显微镜下观察
切片，研究壁层结构、纹饰构成以及各层厚度等，并
照相
2 观察结果
(1)盔瓣耳叶苔Frulania muscicola Steph． 孢
子近球形或多角形，直径38～40 laxn，黄褐色，无萌发
孔，表面纹饰疣状，疣近似乳头状小突起，排列紧密且
有规则，孢子表面有莲座结构(SEM观察见图版I：1，2)。
(2)云南耳叶苔Frulaniayuennanensis Steph．
孢子近球形或多角形，直径 4O～45 m，黄褐色，无
萌发孔，表面纹饰为疣状，疣为乳头状的细小突起，
排列紧密且规则，孢子表面有莲座结构。孢子的周
壁为颗粒状物质，电子层密度高，平均分布在外壁表
面，在坑状部位集中分布，聚合成团状。外壁为一
层，较厚，介质均匀，内部有细微颗粒状介质均匀分
布，电子层密度较低。内壁为一层，较厚，电子层密
度较高(SEM观察见图版 I：3，4；TEM观察见图版
Ⅲ：15，16)。
(3)顶脊耳叶苔 Frulania physantha Mit．
孢子近球形或多角形，直径 3O～35 m，红棕色，无
萌发孔，表面纹饰颗粒状瘤，孢子表面有莲座结构
(SEM观察见图版 I：5，6)。
(4)皱叶耳叶苔Frulania ericoides(Nees)Nees
et Mont． 孢子近圆形或多角形，直径35～40 ，棕
黄色，无萌发孔，表面纹饰为颗粒状瘤，排列紧密规
则，孢子表面有莲座结构，莲座结构周围的瘤高度不
一
，趋向于芽状。周壁为颗粒状物质，密集地附着在
外壁上，而且排列紧密有规则，聚集在由外壁形成的
凹陷处。外壁为单层，较厚，由超微颗粒状物质构成。
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第 4期 吴彦君等：8种耳叶苔属植物的孢子形态及壁层结构电镜观察 339
内壁为单层，与外壁厚度相同。内壁与外壁之间分界
不明显，由外壁向内壁电子层密度逐渐增大(SEM观
察见图版I：7，8；TEM观察见图版Ⅲ：l7，l8)。
(5)粗萼耳叶苔 Frulania rhystocolea Herz． 孢
子近球形，直径25～30 ，黄褐色，无萌发孔，表面纹
饰为颗粒状瘤，排列紧密规则，孢子表面有莲座结构。
周壁为颗粒状物质，电子层密度高，薄薄地覆盖在松
散的外壁上。外壁为单层，电子层密度适中，介质均
匀，与内壁相比较薄。内壁为单层，电子层密度略高
于外壁，内部介质均匀，呈微小颗粒状密集分布(SEM观
察见图版 Ⅱ：9，10；TEM观察见图版Ⅲ：19，20)。
(6)褶瓣耳叶苔 Frulania riojaneirensis(Rad-
di)Spruce 孢子近球形，直径 32～37 Ixm，黄褐色，
无萌发孔，表面纹饰为密集型疣状(颗粒)，疣规则
排列紧密，孢子表面有莲座结构，莲座结构周围的瘤
有不同程度的加长，趋向于芽状(SEM观察见图版
I：11，12)。
(7)尖叶耳叶苔 FruUania apiculata(Reinw．et
口 )Dum． 孢子近球形或多角形，直径4o～45 Ixm，
黄褐色，无萌发孔，表面纹饰为疣状，排列紧密，规则，
孢子表面有莲座结构(SEM观察见图版Ⅱ：13，14)。
(8)尼泊尔耳叶苔 Fru／an／a nemtens~s(Spreng．)
Lehm．et Lindenb． 周壁的电子层密度高，呈颗粒
状密集地分布在外壁上，在由外壁形成的凹陷内聚
集着颗粒状物质。外壁为单层，比较厚，介质均匀，
内部有细微颗粒状均匀分布，电子层密度适中。内
壁为单层，与外壁分界不是很清晰，但电子层密度略
高于外壁(TEM观察见图版Ⅲ：21，22)。
3 讨论
从孢子大小结构方面看，所观察的7种耳叶苔
属植物孢子大小范围在25～45 Ixm之问，这与 Erdt．
man、Heckman等所观察的耳叶苔属 fuscovirens孢
子大小结果基本一致 I4 J，都属于中型孢子。所观
察的孢子形态都近似球形或多角形，其中云南耳叶
苔、尖叶耳叶苔、顶脊耳叶苔的孢子具有典型的多边
形构造，塌陷的面与面之间有明显的棱结构，这与吴
鹏程在 2006年对 fuscovirens的孢子形态描述很
相近 ；孢子表面纹饰都为颗粒状或细小疣状．云
南耳叶苔、皱叶耳叶苔、褶瓣耳叶苔和尖叶耳叶苔有
明显的莲座状结构，其中皱叶耳叶苔、褶瓣耳叶苔、
尖叶耳叶苔在莲座状结构周围有短枝构造。2006
年Konrat在总结4种耳叶苔属 ( congesta、 ro$．
trata、 aterima、 ptychantha)孢子形态特征时也
把此特征列为分类依据 J，提示该性状可能成为耳
叶苔属种间亲缘关系的信息之一。
从透射电镜所观察的壁层结构看，4种耳叶苔
属植物(云南耳叶苔原、尼泊尔耳叶苔、粗萼耳叶
苔、皱叶耳叶苔)孢子周壁都为薄薄一层颗粒状物
质，外壁都具有大小基本相同的内凹坑状结构，凹状
内部有大量的颗粒物质，内壁与外壁分层并不明显。
1970年 Heckman对 asagrayana这个种进行 了
TEM观察，发现周壁与外壁之间有片层状物质 ，
本次实验观察的4种苔类孢子中，云南耳叶苔、粗萼
耳叶苔中发现周壁与外壁衔接处有片层状物质，而
在皱叶耳叶苔与尼泊尔耳叶苔中没有发现。
本次对于 8种耳叶苔属植物孢子的大小、纹饰
以及壁层结构的观察和前人对耳叶苔属孢子研究的
结果表明，耳叶苔属孢子在形态结构上有着独特的
相似之处，如独有的凹状结构和相似的大小类型等，
说明耳叶苔属种之问的形态与结构具有非常强的相
关性，为苔类植物孢子的研究及苔类植物的系统分
类提供了重要的科学依据。
致谢：感谢上海师范大学理化测试中心的张慧绮老师在
电镜实验中给予的技术指导和帮助。感谢中国科学院昆明
植物研究所标本馆(HKAS)，中国科学院沈阳应用生态研究
所苔藓植物标本馆(IFSBH)和中国科学院华南植物园标本
馆(IBSC)提供的样品材料。
参考文献：
[1] Hirohama T．Spore morphology of bryophytes observed by scanning
electron microscopy HI．Orthotrichaceae[J]．Bul Nat Sci Mus To—
kyo SerB Bot，1977，3：37—44．
[2] 高谦，曹同主编．云南植物志(第 17卷)[M]．北京：科学出版
社 。2000．
[3] Erdtman G．Polen and Spore M0rph0l。 ／Plant Taxonomy．Gym—
nospermae，Bryophyta(Text)，An Introduction to PalynologyⅢ
[M]．Stokholm：Almqvist and Wiksel，1965．
[4] Heckman C A．Spore wal structure in the jungermanniales[J]．
Grana，1970，10：109—119．
[5] Kamimura M．Studies on the fine structures of spore walls in Fml—
laniaceae(Hepaticae)Ⅱ．Scanning electron—microscopic studies
on the fine structures of spore walls of Frullania takayuensis and
F．mayebarae[J]．Misc Bryol Lichen，1971，5：187—189．
[6] Taylor J，Holingsworth P J，Bigelow W C．Scanning electron mi—
croscopy of liverwort spores and daters[J]．Bryologist，1974，77
(3)：281—327．
[7] Gupta A，Udar R．Palyno—taxonomy of selected Indian liverworts
[J]．Bryophytorum Bibliotheca，1986，29：7—116．
[8] Konrat M V．Recognition of Frullania congesta：A case study to
present a species concept and a synthesis of sign ificant taxonomic
characters for the large liverwort genus Frulania(Frulaniaceae)
[J]．，Hauo~Bot Lab，2006，100：553—576．
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武 汉 植 物 学 研 究 第 26 卷
吴彦君等 ：图版 I
4 种苔类植 物孢 子形态和纹 饰 的 S E M 照 片 。 1 ， 2
S pore m orphology and orn am en tation offour species
yuenna nensis S teph． ： 5 ． 6 ：F rullania physa ntha M itt
W U Y an ． J un ． et a1． ： P late I
盔瓣耳 叶苔 ； 3 ，4 ：云 南耳 叶苔 ； 5 ，6 ：顶脊耳 叶苔 ； 7 ，8：皱 叶耳叶苔
n F rullania by S E M ． 1 ， 2 ：F ru U a nia m u$cicola S teph． ； 3 ， 4 ：F rulla nia
7 ， 8：胁 fla nia ericoides (Nees ) N ees el M ont
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第 4 期 吴彦君 等 ：8种耳 叶苔属植物的孢 子形 态及 壁层结构 电镜观 察 34 1
吴彦君等 ： 图版 Ⅱ W U Y an ． J un ， et a1． ： P late 11
3 种苔类植物孢 子形态和纹饰的 S E M 照 片 。 9 ， 10 ：粗萼耳 叶苔 ； 1 1 ， 12 ：褶瓣耳叶苔 ； 13 ， 14 ：尖叶耳叶苔
S pore m orphology andornam entation ofthree species in F rullania by S E M ． 9 ， 10 ：F rullania rhystocolea H erz． ； 1 l， 12 ：F rulla nia ^ 咖
neire~ ／s (R addi) S pruce ； 13 ， 14 ：F ruU ania apiculata (R einw ． et a1． ) D um ．
甀
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34 2 武 汉 植 物 学 研 究 第 26 卷
吴 彦君等 ：图版 Ⅲ W U Y an — J u n ， et a1． ： P late III
颗 粒状物 质
M icrogranules
莲座结构
R osette
18
20
4 种苔类植物孢子 的壁层结构的透射电镜照 片 。 15 ， 16 ：云 南耳 叶苔 ； 17 ， 18：皱 叶耳 叶苔 ； 19 ， 20 ：粗萼耳 叶苔 ； 21 ， 22 ：尼
泊尔耳叶苔 。 15 ． × 5 100 ； 16 ． × 13600 ； 17 ． × 4 250 ； 18． × 8500 ； 19 ． x 5950 ； 20 ． x 17000 ；21 ． × 4 250 ； 22 ． × 17000
T he w allstructure offour species in F rullania by T E M ． 15 ， 16 ：F rulla nia yuennanensis S teph． ； 17 ， 18：F rulla nia ericoides (Nees)
Nees et M ont． ； 19 ， 20 ：F rulla nia rhystocolea H erz． ； 21 ， 22 ：F rullania nepalensis (S preng． ) L ehm ． E t L indenb． 15 ． × 5 100 ；
16 ． x 13600 ； 17 ． × 4 250 ； 18． × 8500 ； 19 ． × 5950 ； 20 ． × 17000 ； 21 ． × 4 250 ； 22 ． × 17000
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