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蕨类植物配子体发育和卵发生研宄是有性生殖研宄的一个重要方面,其中颈卵器是是产生卵细胞的生殖器官,从苔藓植物开始形成、经蕨类植物、到裸子植物颈卵器相继退化直至被子植物的消失,表明颈卵器和卵发生过程与植物演化密切相关,而蕨类植物卵发生是其中的过渡类型。本实验室的系列研究表明核心薄囊蕨都具有明显的卵膜及受精孔结构,而薄囊蕨中最原始类群紫萁无典型卵膜结构且未见受精孔形成。因而,卵膜和受精孔的系统发生尚未可知。海金沙在演化介于紫萁与核心薄囊蕨之间,演化地位特殊。对海金沙卵发生的研究对揭示卵膜和受精孔的形成可能具有重要科学意义,为此,本论文挑选了海金沙科的海金沙(.Lygodium japonicum),对其进行配子体发育和卵发生的研究,对完善植物生殖生物学和探讨植物有性生殖的演化具有重要的科学意义。本文的主要结果如下:1.配子的发育经历了孢子萌发、丝状体、片状体、原叶体等阶段,雄配子体形状多不规则且容易产生分枝,精子器数量较多;成熟雌配子体呈心形,播种50d左右在雌配子体生长点下方产生颈卵器,侧面观为圆筒形,向基部弯曲。2.切片观察表明海金沙颈卵器产生于生长点下方表面细胞,该细胞经两次分裂形成了顶细胞、初生细胞(primary cell)和基细胞。其中初生细胞再经两次不等分裂产生卵细胞、腹沟细胞和颈沟细胞,此三个细胞紧密相连,随发育,颈沟细胞和和腹沟细胞退化,卵周围形成了分离腔。3.海金沙卵发生的超微结构研宄表明,卵细胞刚产生时,卵细胞与腹沟细胞,颈沟细胞之间具通过胞间连丝紧密相连,卵细胞内质体、线粒体、高尔基体发达,质体内淀粉粒发达。发育早期,卵细胞与腹沟细胞之间形成了分离腔,然而,在卵细胞上表面中央处,卵细胞与腹沟细胞仍相连,此为联接区或称孔区,随发育,分离腔内充满了大量不定性物质,质体内淀粉粒数量逐渐减少,细胞核逐渐由圆形变为碗形。卵发育中期,卵细胞上部细胞质内形成大量囊泡,细胞核表面形成了多数核外突,卵细胞上表面尽管有不定性物质沉积,但未见卵膜形成。卵细胞近成熟时,分离腔内仍含有大量不定性物质,但这些物质仍未沉积到卵细胞上表面,但此时卵细胞与腹沟细胞的连接己经分开。卵完全成熟时,细胞内线粒体发达,细胞周围常见大量内质网,卵细胞质膜颜色加深,外侧常沉积一层不定性物质,该结构与薄囊蕨典型的卵膜结构不同。在卵发育过程中,腹沟和颈沟细胞会逐渐退化形成大量粘性物质,细胞内产生较多的高尔基体和囊泡,造粉体内淀粉粒逐渐消失,细胞外形变得极不规则,最终完全退化消失。4.海金沙卵发生组织化学研宄表明沟细胞外产生的粘性物质为PAS反应阳性,表明这些物质为多糖类物质;在卵细胞发生早期细胞均含有造粉体,内含淀粉粒,但随着发育卵细胞和沟细胞内淀粉粒数量和体积逐渐减少,最后退化消失。Sudan黑B研宄表明海金沙沟细胞外产生的粘性物质也含有脂类物质而卵细胞内并未有明显脂类物质产生,本研宂首次阐明了海金沙颈卵器和卵细胞发生的详细过程和细胞化学变化,这些研究表明海金沙卵细胞发生经历了新卵、发育卵(包括分离腔、孔区、核外突形成以及细胞器变化)、成熟卵等过程,但卵细胞外未产生卵膜,这些時征表明海金沙介于紫萁与核心薄囊蕨之间,为揭示海金沙受精作用和有性生殖的机制及蕨类有性生殖的演化奠定了基础。