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东北蕨类植物配子体发育的研究 Ⅱ.卷柏科



全 文 :植 物 研 究 卜
B UL L E TIN O B FO TA N IC A L R E E SA RC I」
第 6 卷 . 第 l 期
V ol
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6
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N o
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6 8 1 9年
J
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东北蔗类植物配子体发育的研究
亚 . 卷 柏 科
包 文 美 敖 志 文
S T UD! E S O N T一E D EV E L O PM EN T O F G AM E T O -
P HY T E S O F F E RN S F RO M N O RT H

E AS T C H IN几
五 . S E L AG IN注LL AC E A E
B a o W e n

m e i A u r C h i h w e n
卷柏科仅一属 , 在东北共记载有 10 种 。 卷柏属为异型抱 ·户旅类 , 配子体
在其大小抱子壁内萌发 , 但在自然条件下很难采到其配子体 , 室内培养也
较困难 , 关于配子体的发育和受精的时间场所 , 至今不十分明确 。 W et m or e
M
o r e l等 ( 1 9 5 1 )曾将卷柏属中的两个种即 S e l a 夕f: e l l a Pa l l e s c e : s ( p r e s l . ) 1
S rP
. 和 5 . 了Iab el la at S rP . 的大抱子接种在培养墓上 , 获得雌配子体 , 但
文章中未涉及各发育阶段的细节 , 也没有附图和相片 。 S la g g ( 1 9 3 2 ) 做
T 卷柏属的一利: 、 s . k ,· a u s s f a , ; a ( K z e . ) A . B : . 雄 配 子 体 发 育 的
研究 。 Y u a , a ( 1 9 3 5 ) 对 5 . i n , 0 1, e n s e S p r . 的精子形态有 过报 告 , 该
种为本文研究的 S e l a 夕i ,: e l l a t a o a , i s c i n a ( B e a u v . ) S p r . 的同物 异 名 , .
但对其雌雄配子体和幼抱子体的发育工作未见有过报导 。
包文关 , 黑龙红 , 哈尔滨师范大学生物系 ( B l 。 lo g y D o p a r t m o n t o f H a r b i n N o r m a l U n : -
, 姚玉t y , H a r b i n , H o il o n g j王a n g )
敖 志文 , 黑龙江 . 哈尔滨 , 东北林 业 大学 ( N o r t h o a s t o r n F o r o s t r y U n 云v o r s i t 了 , I l a r b i n ,
于I e il o n g j i a n g )
陈发生 同志协 助采集抱子 , 刘呜远付教授对本文提供宝贵意见 , 特此一并致谢 。
一 7 1 一
材 料 和 方 法
标本采 自黑龙江省 、 牡丹江地区 、 镜泊湖 。 将其大小抱子 分 为 5 组 ,
按常规处理 , 在培养皿内垫以拭镜纸若干层 , 加无菌水室温下培养之 。 直
接从当年的抱子叶球中取出大小抱子囊 , 挑选其中即将开裂的 , 获得其 中的
大小抱子 , 立即接种混合培养为①组 。 将标本置于千净的白纸上 , 任其大小
抱子囊 自然干裂 , 抱子脱落 , 取混合的大小抱子分为 2 组 , 立即培养为②
组 , 经低温处理 (约 5℃ ) 6 一 8 周后培养为③组 。 自然脱落的小抱子单
独的分为 2 组 ; 立即接种培养为④组 , 经低温处理 6 一 8 周 后 培 养为⑤
组 。 每组实验重复两次以上 。
观 察 结 果
勺组 : 大抱子不萌发为雌配子体 , 小抱子不产生精子 。 ②组 : 培养 5
天后 , 见其产生幼抱子体 , 但仅占接种大抱子的 2 . 1一 3 , 3% 。 ③组 : 培养
5 一 8 周后 , 产生雌配子体 , 萌发率达 60 一 83 % , 但不发 育为幼抱 子 体 。
④组 ; 培养一周后 , 萌发为雄配子体 , 有一部份在 2 周后开始形成 精 子 。
⑤组 ; 培养后 , 仅见个别小抱子释放精子 。
小袍子 小抱子桔红色 , 四面体形 , 辐射对称 , 外壁具棒状 纹 饰 ,
三裂缝明 显 , 赤道面观为近椭圆形 , 极面观为 近 圆 形 , 小 抱 子 大 小 为
(5 1一 7 4 ) 6 2 又 5 8 (5 1一 6 6 ) 尸m 。
雄又子体 小抱子接种一周后 , 三裂缝开 裂 (图 版 工 , 1 ) , 雄 配
子体在小抱 一子壁内发育 , 从裂 口处可见到雄配子体的细胞轮 廓 (图 版 工 ,
2 )
, 雄配子体主要是一个精子器 , 约有 8 个薄壁细胞组成精 子 器 的 壁 ,
内含产精组织 , 若用细针剥去一部份小抱子的壁 , 可见其壁内的圆形精子
器 (图版 I , 3 ) 。 培养 20 天后 , 大部份小袍子都在其壁内萌发为雄配子
体 , 并产生精子 , 取已萌发的小抱子若干 , 置于载玻片上 , 加盖玻片 , 稍使
压 力 , 精子细胞即从小抱子壁的裂缝处逸出 , 每个精子都被有薄膜 , 暂不
游劝 (月版 工 , 5 ) , 2 一 3 分钟后才开始游向四方 , 10 余分钟后全 部 精
子都离开了小抱子 。 精子生活时半环状 , 环的直径约 5对。 , 伸长 时 一长约
9 一 10 那nI , 前端着生 2 条等长鞭 毛 , 长约 2 5一 2 8拜m , 用 N ol a n d 固定染
色剂处理 , . 鞭毛十分清晰 (图版 工 , 4) 。 鞭毛在游动时 , 一条螺旋 盘 绕
在精子的前方 , 迅速地转动 , 精子前进 , 另一条拖在精子后方 。
大抱子 大抱子黄色 , 四面体形 , 辐射对称 , 外壁具棒状纹饰 , 三裂
缝明显 , 赤道面观近椭圆形 , 极面观近圆形 , 大抱子大小为 ( 3 4 4一 4 4 6)
一 7 2 一
4 01一3 84 ( 2 3 9一 4 2 1 ) 群 m。
雌配子体 经过 6 一 8周低温的大袍子 , 培养 5 周后 , 大抱 一 J气壁的 : 二
裂缝开裂 , 白色雌配子体露于裂 口 (图版 n , 1 , a) , 二丛假根从裂缝三
角的边缘伸出 , 假根细胞壁在伸长时常凹凸不平 , 这可能对其附着更为有
利 。 此时位于大抱子裂缝这一端的雌配子体表面已经细胞化 , 不久在其顶
端即裂缝的中央出现第一个颈卵器 (图版 工 , 7 , 长箭头所示为须 卵 器 ,
短箭头所示为假根 ) 。 颈卵器逐个在四周出现 , 2 周后有 15 个 , 继续生 长
可多至 40 个 , 成熟的颈卵器出现褐色 , 在白色雌配 子体表面极易辩认 ( 图
版 1 , 1 , b) 。 颈卵器由 4列 细胞组成 (图版 I , 8 , 箭头示其中之的 。
撼颈卵器仅有 4 枚盖细胞露于雌配子体的表面 , 盖细胞三角状 -)b 形 , 向四
周裂开 (图版 I , 9 , 长箭头所示为盖细胞 , 短箭头所示为假根 ) 。 雌配子
体上产生假根的一端 , 其表面细胞化 , 另一端为无色透明的 : !卜细胞结构 , 是
提供雌配子体和幼抱子体发育所需要的营养物质 , 将大抱子壁剥去 , 即可
见到此结构 (图版 I , 6 , 长箭头所示为假根 , 短 箭 头 所 示 为 营 养物
质 ) 。
幼抱子体 自然脱落的大小抱子混合培 养 , 5天 后 即 出 现 2 . 1一
3
.
3 %的幼抱子体 。 幼抱子体的茎干首先出现 (图版 且 , 2) , 当 J鸳生长至约
。 . l m m 时 , 开始生长初生根 (图版 n , 3 ) , 茎干顶端为子叶 , 子叶卵圆
形随生长而展开 (图版 n , 4 ) 。 两片子叶之间为茎顶 , 能不断向前生长 ,
培养 20 天后 , 产生第一片真叶 , 接着陆续出现 2 , 3 , .4 ·一片真叶 , 若
继续 培养 , 6 周后在子叶的叶腋内产生不定根和腋芽 (图版 n , 5 , 箭头
所示为不定根 ) , 此时初生根的根尖形成二政分枝 , 雌 忍子体仍 `歹幼袍 了` -
体紧密相连 , 大袍子的壁依然保留在其配子体之外 。
根据②④⑤组实验结果得知自然脱落的小抱子在适 当的条件 「, `与年
形成雄配子体 , 并产生精子 , 经低温处理后 , 仅个别小袍子能产生 精 子 ,
这可能意味着小袍子的寿命似乎不能越年 。 从②组实验得知不经低温处理
的大抱子有 2 . 1一 3 . 3 %仅 5 天即发 育成幼袍子体 , 共时间短而发育快的特
点似乎表明这少数大抱子在培养之前已经完成雌配子体的发育 、 颈卵器的
形成和受精作用等过程 , 这使人怀疑此少数大袍子可能是去年脱落后留植
株上越冬 , 与今年的大抱子一起被接种进入培养皿的 。 从③组得知经低温处
理 (可理解为越冬 ) 的大袍子 6 一 8 周后 , 有 60 一 8 3% 发育为雌配了体 , 布`t
一 7 3 一
不再长成幼抱 子体 。 联系到⑤组实验 , 经低温处理后的小抱子几乎不产生
精子 , 故③组的雌配子体不再长成幼抱子体的原因可能是未受精 , 挞 里
需要排除⑤组所见个别小抱子产生精子 , 有受精的可能 , 是否合子需要休
眠或发育极缓慢 , 有待进一步研究 ) 。
综上所述 , 似乎可以推测 : 大抱子当年不萌发 , 越冬 (相 当 低 温 处
理 ) 后始有发为雌配子沐 , 产生颈卵器和卵 , 并与第二年的小抱子产生的
精子结合为合子 , 进 一步发育成抱子体。
A B 5 T R A C T
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j u v e n i l e s p o r o p h了 t e o f S e l a夕i n e l l a t a 跳 a r : s c i n a ( B e a u v . ) S p r .
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T h e y h a v e b e e n g r o w n i n e u l t u r e
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T h o m i e r o s P o r e s a n d t h e m a e r o s P o r e s o f S e i a g i n e l l a a r e a l l
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7 4
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a n d d e v e l o p i n t o f e m a l e g a m e t o P h y t e s n e x t s p r i n g
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s P o r e s a n d t h e m a e r o s p o r e s w h i e h d o n o t b e t r e a t e d i n l o w
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, t h e p e r e e n t a g e o f t h e a p p e a
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r a n e e o f t h e s p o r o p h y t e 15 幸 e r y l o w . I t 15 p o s s i b l e t h a t t h e s e
v e r y f e w m a e r o s P o r e s w il i e h d e v e l o p i n t o f e m a l e g a nr e t o p h了 t e s
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.
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p e往 i n t o t h e e z: l t u r e .
参 考 文 献
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〔 3 〕
〔 4 〕
巾 国科学院林业土壤研究所 . 1马58 . 东北草本植物志 , 第一卷 , 科学 出版社 .
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侧目 , 口叫 . , . . 曰 `口
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`凌切 . 曰 . 曰 . . . . . . . . . . . . . . 月. . . . . ~一一一 75 一 ,