全 文 ：武汉植物学研究 2007，25(2)：205~208
Jouma／of Wulum Botanical Research
液体培养基条件下乌毛蕨配子体发育的研究
戴锡玲，王全喜，李新国
(上海师范大学生命与环境科学学院，上海 200234)
摘 要：在液体培养基条件下对中国产乌毛蕨(Blechnum orientale L．)配子体发育进行了观察。结果表明：乌毛蕨
的孢子为两面体型，两侧对称，极面观为椭圆形，赤道面观为半圆形或豆形，周壁具脊状褶皱；孢子萌发为书带蕨
型；原叶体发育为三叉蕨型，成熟原叶体为对称的心脏形。经比较分析，蕨类植物孢子繁殖时采用混合土培养较适
宜；液体培养基和混合土在研究蕨类植物配子体发育时同样具有可行性。孢子形态和配子体发育的观察结果表
明，乌毛蕨是蕨类植物中较进化的种类；乌毛蕨科与鳞毛蕨科亲缘关系较近。
关键词：乌毛蕨 ；液体培养基；配子体；发育
中图分类号：Q945．51 文献标识码：A 文章编号：1000-470X(2007)02-o205-o4
Study on the Development of Gametophyte of Blechnum orientale
under the Condition of Liquid Medium
DAI xi—ung，wANG Quan-Xi，LI Xin—Guo
(co／~ae offile and En,gronment Sciences，Shanghai Normal Unlverslty，Sl1丑rIg}Iai 200234，China)
Abstract： e gametophyte development of Blechnum orientale L．from China is observed under the
condition ofliquid medium in this paper． nle results show that the spore of B．or／enta／e／s bilateraly
symmetric，elliptic in polar view，semicircle or fabaceous in equ atorial view，the lophate is formed by the
perispe re；111e pattern of spore germination is of vittaria-type；the prothallial development is aspidium—
type； I1le develope d prothallial is cordiform ．Through comparative analysis，it is feasible to make use of
mixed soil to cultivate when the spores offern develop．It is also feasible to Use liqu id medium in the study
of the development of gametophyte．From of the view of spore morpha and gametophyte development，
B．or／enta／e is more evolutional spe cies in fern．and close to dryopteridaceae in genetic relationship．111e
results try to provide some medium inform ation for the culture of fern gametophyte an d spore propagation，
as well as accumulate some data for ferns systematic．
Key words：Blechnum orientale L．；Liqu id medium；Gametophytes；Development
蕨类植物配子体培养和孢子繁殖所采用的培养
基质主要有无机固体培养基、无机液体培养基、混合
土和瓦片等，不同培养基质对蕨类植物孢子萌发和
配子体发育具有一定影响。近年来，国内外在这方
面只有少数报道 ¨J。
乌毛蕨(Blechnum orientale L．)隶属于乌毛蕨科
(Blechnaceae)乌毛蕨属 (Blechnum)。乌毛蕨属约
有35种，主产南半球热带。我国仅乌毛蕨1种，产
于西南、华南及华东(南部)，生阴湿林下或溪边，为
酸性土指示植物 J。张开梅等 采用混合土培养
对乌毛蕨配子体发育进行了研究。本文利用光学显
微镜和显微摄影技术在液体培养基条件下，对产自
我国的乌毛蕨配子体发育过程进行了观察，记录描
述了其配子体各发育阶段的形态结构特征，试图为
蕨类植物配子体培养和孢子繁殖提供培养基质方面
的依据，以及为蕨类植物的系统分类提供配子体方
面的资料。
1 材料与方法
1．1 孢子的收集
乌毛蕨(Blechnum orientale L．)孢子的标本于
2004年 1O月 22日采自云南瑞丽，现保存于上海师
范大学植物标本室。采集具有成熟孢子且孢子囊未
开裂的叶片，将叶片自植物体上采下后放人信封中，
待孢子囊自然裂开，成熟孢子散落于信封中后，置于
4~C冰箱中保存待用。
1．2 孢子的接种培养
将成熟孢子消毒和清洗后制成孢子悬浮液，并
收稿 13期：2006-084)7，惨回13期：2006-09．12。
基金项 目：上海师范大学科研启动基金(PLS15)资助。
作者简介：戴锡玲(1973一)，女，博士，讲师，主要从事植物学教学和科研工作。
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武 汉植 物 学 研 究 第25卷
均匀接种在改良knop’s液体培养基上。将接种后
的培养皿置于 RXZ型智能人工气候箱中培养。培
养条件为全天光照，光照强度约 2000 lx；温度为
25℃左右；湿度为 6o％ 一70％。定期观察并照相记
录。每次培养 3个小培养皿，共培养 2次。文中数
据为测量 lO个材料的平均值。
2 观察结果
2．1 孢子及孢子萌发
乌毛蕨孢子为两面体型，两侧对称，极面观为椭
圆形，赤道面观为半圆形或豆形。孢子极轴长 28—
32 ，赤道轴长37～4l 。单裂缝，裂缝长度为
孢子长轴的 3／4或几达赤道面。周壁向外隆起，形
成少数几条脊状褶皱(图 l：A)。
接种4 d后孢子破壁萌发，从孢子的裂缝处伸
出初生假根(图 1：B)为第一个细胞，随后出现原叶
体原 始 细胞。孢 子 萌发 为 书带 蕨 型 (Vitaria．
type) 。
2．2 丝状体
接种6—7 d后，原叶体原始细胞横裂为二，并
出现明显的叶绿体颗粒，前端细胞再进行多次横裂，
成为5一lO个细胞长的单列丝状体。在液体培养基
条件下，丝状体细胞呈长圆柱状或圆柱状。边缘略向
外鼓出，排列整齐，叶绿体分布均匀。丝状体多挺直
生长(图 1：C)。
2．3 片状体
由于丝状体顶端不出现明显的顶端细胞，因此。
前端的细胞都处于分裂状态成为分散生长，而形成
一 片细胞，基部为 2—3列细胞宽。片状体细胞叶绿
体颗粒明显，细胞间隔分明，前端边缘出现毛状体
(图 1：D。E)。
2．4 原叶体
接种9—10 d，当片状体前端宽至4—5个细胞
时，在前端出现凹陷，凹陷处为分生组织。此时由片
状体进人幼原叶体阶段。分生组织的分裂使整个幼
原叶体前端逐渐变得宽阔。随着发育，顶端的下陷
逐渐加深，使幼原叶体成为明显的两侧对称的长条
状心脏形。其边缘细胞较尾部细胞小型且整齐，自
前端到外侧体积逐渐增大，翼细胞六边形。由分生
组织产生的毛状体多集 中于幼原叶体 的上半部
(图 1：F)。
成熟原叶体深绿色，叶绿体丰富，顶端下陷明
显，形成典型的心脏形。后端急尖，宽度大于长度。
两翼强力向斜上方扩展，两翼均为宽卵形，略斜向上
升，外侧边缘全缘 ，少有波状。边缘细胞长方形或不
规则形，翼细胞六边形或不规则形(图1：G)。原叶
体发育为三叉蕨型(Aspidium—type) 。
2．5 毛状体
毛状体最早于片状体时期出现，多数出现于原
叶体前端及背腹面的表面。原叶体发育早期出现的
毛状体分布较密集，成熟原叶体边缘毛状体则稀疏
分布。该毛状体为单细胞直形圆柱状，不分枝，表面
光滑，内含叶绿体，毛状体与相连的边缘细胞不向外
突出或突出(图 1：H)。
2．6 假根
孢子萌发产生的初生假根为一无色的管状细胞
(图 1：B)。此后，次生假根沿原叶体下部背腹面大
量分布。次生假根幼时呈无色透明状，细长，略含有
叶绿体，老时顶端呈红褐色，粗细均匀，有时略有弯
曲，未见分叉(图l：F，G)。
2．7 性器官
自接种后 5—6周出现性器官。成熟原叶体是
两性的，即同一原叶体上既有精子器又有颈卵器。
精子器位于原叶体边缘及后半部。精子器近球
形，突出于原叶体表面。精子器由盖细胞、环细胞和
基细胞组成，直径约 3l一35 m。成熟精子器的盖
细胞孔裂，精子逸出(图 1：I)。
颈卵器呈烧瓶状，腹部埋在原叶体组织内。颈部
由4～5层的4列颈壁细胞组成，露出原叶体表面，
直立状，稍后倾，顶面观为铜钱状。直径约 52—
6o (图1：J)。受精后的颈卵器呈深褐色。
3 讨论
张开梅等 采用混合土培养乌毛蕨配子体，孢
子萌发和原叶体开始发育 的时间分别 为 1周和
2周，长于本文利用液体培养基培养的观察结果2—
4 d和9—10 d；而性器官形成的时间为 1个月左右。
比本文的观察结果5—6周短。可见，采用液体培养
基培养乌毛蕨孢子，在原叶体形成之前的生长速度
较混合土快，而原叶体成熟阶段 (即精子器和颈卵
器形成)较慢。上述结论支持杨建民⋯的观点，即
“液面培养萌发快，生长快，但后期出现早衰。可能与
气体交换和光照直接有关”。而包文美等 在研究中
国蕨科配子体发育时，认为培养在固体培养基的生长
速度优于液体；Sheflideld等H 在研究欧洲几种蕨类
植物孢子萌发和配子体发育时得出结论，14 d内固态
琼脂培养基中大部分植物由丝状变为二维分裂的过
程比在液体培养基中显著。初步认为，不同种类蕨类
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等优点，是一种经济实用的繁殖方法 。
从本文的研究结果看，除了配子体各发育阶段
时间长度外，在丝状体长度和性器官大小方面还存
在差异。在性器官的大小上，本文赞成曾汉元等
的结论，即精子器直径小于45 柚，颈卵器直径小于
60 ；与张开梅等 的结论不同。因此，蕨类植物
配子体的形状和大小与营养和水分等因素有关，不
是稳定性状[8】。张开梅等 在对傅氏凤尾蕨配子
体发育研究时，也认为傅氏凤尾蕨配子体的形状和
大小与培养方式的不同有关，不同的培养方式中营
养和水分等都存在差异。但是，我们观察到的乌毛
蕨配子体各发育阶段的基本特征与张开梅等 的
研究结果一致，如孢子萌发类型和原叶体发育类型
等。因此，液体培养基和混合土在研究蕨类植物配
子体发育时同样具有可行性。
乌毛蕨的成熟孢子为两面体型，两侧对称，单裂
缝，有周壁，出现毛状体，孢子萌发为书带蕨型和原
叶体发育为三叉蕨型。以上这些孢子形态和配子体
发育上的进化性状说明，乌毛蕨是蕨类植物中较进
化的种类 。¨。，与其处于较高的分类地位相一致。
乌毛蕨与鳞毛蕨科u 的孢子形态和配子体发
育特征有许多相似之处，如孢子两面型，两侧对称，
单裂缝，极面观为椭圆形，赤道面观为半圆形或豆
形，有周壁；孢子萌发为书带蕨型；出现单细胞毛状
体，毛状体与相连的边缘细胞不向外突出或突出，它
们在原叶体顶端和边缘的分布稀疏或稠密；原叶体
发育为三叉蕨型；原叶体心脏形；精子器和颈卵器的
结构相似于本纲一般特征等。上述共同特点是否说
明此两科植物具有共同的进化性，而且它们之间的
关系也比较近。
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