槲蕨生殖发育及其与蔗糖浓度关系的研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:daoshi100
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槲蕨(Drynaria roosii Nakaike)是水龙骨科槲蕨属的一种附生植物,其根状茎可入药,是中药骨碎补的重要来源,具有较高的药用价值,已经得到国家药品监督局颁发的中药二类新药证书,并投入生产,其市场需求较大。传统中药原材料的来源主要是依靠野生资源的采挖,国内外缺乏人工繁殖和栽培经验,槲蕨的人工繁殖与规模化生产已成为中药骨碎补商品化实施的瓶颈,而探明槲蕨无性繁殖过程、性器形态发育的机理以及优化组织培养条件是解决槲蕨人工繁殖的关键。因此,开展槲蕨生殖发育过程的研究显得尤为重要。  本文以槲蕨为试验材料,通过半薄切片技术、扫描电镜和透射电镜对其孢子囊发育、孢子发生以及性器发育过程进行观察,结果如下:槲蕨孢子囊起源于叶表面细胞,经过8次斜向分裂后形成了具有顶端细胞的孢子囊原基,顶端细胞平周分裂后外套层细胞经过垂周分裂发育为孢子囊壁,内部的三角形细胞将发育为绒毡层和孢子。槲蕨同型孢子,具有单裂缝,表面具有大小不一的颗粒状纹饰。本文首次通过扫描电镜观察槲蕨孢子萌发形态,原叶体生长点处由长方形细胞排列组成,成熟原叶体中肋处细胞明显大于两翼处,在配子体发育过程中,有较多毛状体出现在原叶体腹面及边缘处,边缘处为短棒状,在配子体腹面以短棒状为主,偶尔出现针刺状毛状体。假根着生在配子体基部,单细胞管状结构,假根有基部肿大和末端分叉现象。槲蕨配子体为雌雄同体,性器混生,精子器着生在中肋附近,成熟精子器内精原细胞经过有丝分裂形成精母细胞,经过核高度浓缩发育最终形成高度螺旋的精细胞,槲蕨精子具鞭毛,呈逆时针旋转,游动精子与蕨、水蕨、球子蕨、铁角蕨、荷叶蕨等真蕨均有相同的结构。颈卵器主要着生在中肋靠近缺口处,5-6层颈壁细胞,内部具有一个中央细胞、一个腹沟细胞和一个具有双核的颈沟细胞,成熟卵细胞外有嗜饿颗粒聚集形成的双层卵膜,精子在水的作用下通过受精孔进入卵细胞形成合子,发育形成孢子体。  已有学者对槲蕨配子体发育影响因素做了研究,但蔗糖对其影响的研究未见报道。本实验设定7个不同蔗糖浓度分别为:0%(对照组)、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%,对照观察并记录蔗糖在配子体发育过程中的作用。结果表明,蔗糖对槲蕨孢子萌发及性器的生成有明显的促进作用,孢子萌发率在蔗糖浓度为2.5%的条件下达到相对最大值;精子器与颈卵器分别在蔗糖浓度为2.5%和1%的条件下数量达到相对最大值。在无菌培养过程中加入蔗糖对无性配子体数量改变并不明显,但对雄性配子体具有显著增加趋势。  综上所述,本实验从槲蕨的发育生物学角度入手,研究其生殖过程以及蔗糖对配子体发育的影响,研究结果可为深入研究植物的有性生殖演化机制提供基础资料,同时为解决槲蕨人工繁殖的瓶颈问题提供技术支撑。
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