中华水韭和东方水韭生殖亚显微结构的研究

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水韭属（Isoetes）起源于三叠纪，是水韭科（Isoetacea）的孑遗属。现存250种，广布全球。孢子体为多年生草本；球茎短缩，顶部螺旋着生线形孢子叶；孢子叶基部着生异型孢子囊，大孢子囊内产生200至300个大孢子，小孢子囊内产生几十万个小孢子；根二歧分支。配子体异型，终生在孢子壁内生长。
　　我国仅产中华水韭（Isoetes sinensis）、东方水韭（I. orientalis）、云贵水韭（I.yunguiensis）、台湾水韭（I. taiwanensis）和高寒水韭（I. hypsophila），全部为国家一级保护、极度濒危物种。其中，中华水韭是相关研究最丰富的种，分布于安徽、江苏、浙江、广西等省份，染色体2n=44；东方水韭仅分布于部分中华水韭栖息地内，染色体2n=66。
　　两种水韭在生态学、生理学、孢粉学、解剖学等各个方面得到了较多研究，但亚显微结构尤其是生殖过程的超微特征还未见详细报道。本文利用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对两种水韭生活史中的生殖结构发育过程进行了详细研究。
　　观察发现两种水韭亚显微特征基本相同：孢子发育始于孢子母细胞减数分裂，首先形成四分体，而后形成幼嫩的大孢子。大孢子依靠绒毡层提供的营养进行发育。外壁最先出现。周壁其次，周壁形成过程中内壁也开始形成，二者几乎同时完成发育。完整的大孢子壁由周壁、外壁、内壁构成。其中外壁分为内外两层，二者之间有时存在颗粒。外壁内层还具有一个可分离层，而可分离层有时还可分为内明外暗的两层。
　　配子体发育早期，蛋白质体较完整，体积较大，随着发育的进行，蛋白质体逐渐分解、破碎，并被消耗。配子体靠近裂缝处细胞结构完整，可观察到发达的细胞器，远离裂缝处则一直保持着原始状态。颈卵器不具颈沟细胞和腹壁细胞，腹沟细胞有两个。两个腹壁细胞和卵细胞共同构成一个球体，球体外部有一个厚壁。其中卵细胞为半球形，腹沟细胞为一个稍小的半球形，另一个呈圆盘状。卵细胞染色致密，具有不定形结构和狭长的淀粉质体。腹沟细胞内富含小的囊泡或脂质滴。雄配子体内产生四个精细胞，精细胞内具有丝状致密物，精细胞外具有网状致密物。精子12条鞭毛，具有精核、微管带、附属线粒体等结构，但不具顶脊、背冠、多层结构等结构。
　　胚胎发育过程中，各部分超微结构有一定差异，其中第一叶原基细胞质最浓厚，细胞核、细胞器等最发达，发育中的筛胞可观察到韧皮蛋白。
　　两种水韭的叶横隔膜细胞上都具有明显的疣状果胶凸起，中华水韭的凸起稍多，东方水韭略少。球茎内的“棱形组织”是一群具有多能性的细胞，可分化为管胞、筛胞和石细胞等。具有一种直径明显小于正常尺寸的细二歧根，其结构与正常根相似，但无管胞和筛胞。叶舌富含内质网和高尔基体，具有分泌功能，分泌液内具有一些颗粒状物质。
　　大小孢子囊发育过程有差异。大孢子囊绒毡层为多层细胞，可分为内外两层，内层具营养功能，外层产生大孢子母细胞，大孢子母细胞没有明显的原生质浓缩现象；小孢子囊绒毡层仅有1到2层细胞，小孢子母细胞有明显的原生质浓缩现象。中华水韭和东方水韭生殖过程的亚显微结构变化相似，但孢子、叶舌、横隔膜等的特征具有一定差异。

著录项

作者
李晓东;
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作者单位

哈尔滨师范大学;

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授予单位哈尔滨师范大学;
学科植物学
授予学位硕士
导师姓名刘保东;
年度 2015
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类植物生长;
关键词
水韭属植物; 亚显微结构; 生活史; 生殖发育; 营养功能;

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