蕨类植物具有孢子体和配子体两个世代，且都能够独立生活，孢子体为维管植物，配子体为原叶体植物。蕨类植物的这一独特特征使其成为研究高等植物孢子体和配子体之间形态结构、生长发育和生理代谢差异的优秀材料。本文选择模式植物水蕨(Cera topteris thalictroides(L.) Brongn)，分别以其孢子体（包括孢子叶和营养叶两部分）和配子体为材料，对它们形态结构、生长发育、光合生理等进行观察和测定，并利用蛋白质组学技术分析了孢子体、配子体的差异表达蛋白质，用质谱技术对蛋白质种类进行了鉴定，本文主要研究结果如下:　　 1.在光照强度约35μmol·m-2·s-1，光照时间为18 h/d，培养温度为25℃，黑暗时温度为22℃的生理条件下，孢子体（包括孢子叶、营养叶）和配子体的叶绿素含量、浓度有明显差异，其中单位面积孢子叶、营养叶、配子体的叶绿素含量分别为4.45mg·dm-2，1.22 mg·dm-2，0.72 mg·dm-2;单位面积孢子叶、营养叶、配子体的叶绿素浓度分别为8.42μg·ml-1，2.18μg· ml-1，0.67μg·ml-1。孢子叶、营养叶、配子体的光系统Ⅱ(PSⅡ)活性也有明显差异。孢子叶、营养叶的实际光化学效率(ΦpsⅡ)较配子体的高;在表观光合电子传递效率(ETR psⅡ)和光化学荧光猝灭系数（qP）上，孢子叶、营养叶、配子体依次呈递减趋势;非光化学荧光猝灭系数(NPQ)和qP相反，配子体最高，而孢子叶和营养叶没有明显差异。　　 2.采用双向电泳技术和质谱技术研究了孢子体、配子体蛋白质差异表达情况。结果表明:在双向电泳凝胶上，孢子叶中检测到2024±35个蛋白点，营养叶中检测到1890±45个蛋白点;配子体中检测到1930±35个蛋白点;经ImageMaster6.0图像软件分析，孢子体相对于配子体表达量变化在1.5倍以上的差异蛋白质点有78个，其中62个蛋白点在孢子体中表达丰度较高，18个蛋白点在配子体中表达丰度较高。经MALDI-TOF-TOF/MS质谱分析和蛋白质数据库检索，鉴定出55种蛋白质。这些差异蛋白质主要参与光合作用（占20％，如光系统Ⅱ的放氧复合蛋白、核酮糖—1，5—二磷酸羧化酶/加氧酶、Rubisco活化酶等）、蛋白质代谢（占21％，如腺苷甲硫氨酸酶、半胱氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶等）、蛋白质合成（占5％，如翻译起始因子和延伸因子）、蛋白质折叠和转运（占19％，如热激蛋白70、热激蛋白90、分子伴侣等）、能量代谢（占14％，如转酮醇酶、焦磷酸化酶等）、参与细胞结构（占4％，如植物肌动蛋白等）、植物抗逆性（占4％，如超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化酶等）以及一些其他功能蛋白等。　　 3.参与光合、蛋白折叠以及蛋白代谢的蛋白，在孢子体中的表达丰度绝大部分高于配子体，另外有一些抗逆蛋白也表现出孢子体对环境的适应能力更强。这些结果表明孢子体在整个生命活动中表现的更为活跃，符合其既具有营养生长功能又具有生殖生长功能这一特点;配子体适应在弱光环境下生长，仅具有产生配子到形成合子这一生殖过程，因而在整个生命活动中表现的相对较弱。