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摘要 综述国内外对鹿角蕨属植物的系统关系、生理生化、栽培繁殖和保存等方面的研究进展，为开发利用这一植物资源建立基础。
关键词 鹿角蕨；孢子发育；离体繁殖；种质资源
中图分类号 S682.35文献标识码A文章编号1007-5739（2008）12-0031-01
鹿角蕨属（Platycerium）植物株型奇特，姿态优美，叶片形状如麋鹿之角，为热带多年生附生大中型蕨类，分类学上属于水龙骨目（Polypodiales）鹿角蕨科（Platyceriaceae）[1]，目前已知全世界有18个种，主要原生于赤道至南北回归线之间[2]。鹿角蕨可作为室内及温室的悬挂植物，别具热带情趣，早已成为国际园艺界著名的赏叶植物，在国际花卉市场，1株上等的鹿角蕨身价在名贵兰花之上。但是在大陆除了原生品种——国家二级保护植物鹿角蕨（Platycerium wallichii Hook）外，仅引进二叉鹿角蕨（Platycerium bifurcatum），对鹿角蕨属植物的研究文献资料也极少。本文参考国内外近20年来对鹿角蕨的研究论文，就鹿角蕨的分类、孢子发育和繁殖等几方面进行综述。
1鹿角蕨属植物的分类和系统关系
鹿角蕨属植物目前公认的种有18个，分别是鹿角蕨、二叉鹿角蕨、圆盾鹿角蕨（Platycerium alcicorne）、美洲鹿角蕨（Platycerium andinum）、皇冠鹿角蕨（Platycerium coronarium (Koe?蛳nig ex O.F. Muell.) Desv.）、象耳鹿角蕨（Platycerium elephantotis）、肾形鹿角蕨（Platycerium ellisii）、大叶鹿角蕨（Platycerium grande (Fee) C. Presl）、深绿鹿角蕨（Platycerium hillii）、何其美鹿角蕨（Platycerium holttumii）、马达加斯加鹿角蕨（Platycerium madagascariense）、四叉鹿角蕨（Platycerium quadridichotomum）、马来鹿角蕨（Platycerium ridleyi）、三角鹿角蕨（Platycerium stemaria (P.Beauv.) Desv. ）、（Platycerium superbum）、立叶鹿角蕨（Platycerium veitchii）、对生鹿角蕨（Platycerium wandae）、长叶鹿角蕨（Platycerium willinckii）。其中有6个种原产于马达加斯加，11个种在澳大利亚，还有1个种在热带南美[2]。我国分布有1种，即通常说的鹿角蕨P.wallichii Hook，为国家二级保护植物，主要分布于云南西南部的盈江，生长于海拔210～950m处的热带雨林中，中南半岛也有分布[3]。
关于鹿角蕨属的系统关系，有各种假设，有些研究人员认为它与双扇蕨属（Dipteris Reinw.）和燕尾蕨属（Cheiropleuria Presl.）有着密切的亲缘关系[4]，也有研究者提出它与石韦属（Pyrrosia Mirbel）有着共同的祖先，它在孢子萌发类型、片状体形状、原叶体发育类型，尤其是毛状体形状及分布等复杂性与水龙骨科石韦属有着极其相似之处[5]。2006年，Kreier H P，Schneider H等通过4种叶绿体DNA标记的核苷酸序列的对比，把鹿角蕨属分为2个进化枝。一个进化枝包含原产于非洲、马达加斯加和南美的种，而另一个进化枝则是原产于澳大利亚的种。后者进一步分为2个进化枝：一个是二歧鹿角蕨，另一个为产于印度到新几内亚区域内和澳大利亚的7个种。马达加斯加进化枝则分为在热带非洲发现的2个种和包含3个马达加斯加本土的种在内的4个种[6]。
2鹿角蕨的孢子发育及影响因素
鹿角蕨目前主要采用分株和孢子繁殖。孢子囊由薄壁细胞形成，里面含有数十颗孢子，孢子一般在适当的环境下，可在1～3个月内发芽。经由人工可培养出无配子生殖所形成的孢子体，其植株大小较经由配子结合所形成的孢子体小且生长速度及生长势通常较低，无配子生殖所产生的孢子体在减数分裂形成孢子的阶段，可能无法形成孢子或形成的孢子可能无法发育。
2003年，高卉等通过人工培养、活体显微拍照和常规石蜡切片等方法对鹿角蕨进行了配子体及胚胎发育的观察，记录了精子器及精子、颈卵器和胚等的发育特征[7]。
孢子年龄及孢子的清洁情况影响孢子萌发和早期配子体的发育。对二叉鹿角蕨( Platycerium bifurcatum)来说，经过表面消毒的孢子在贮存2～3个月后萌发率最高；以后随孢子年龄增加，孢子的萌发率和假根的首次发生率都将会下降[8]；孢子年龄还会影响到光对孢子萌发的效应[9]。茉莉酸对鹿角蕨孢子的萌发以及最初假根的发生没有什么影响，但是能显著促进早期的配子体发育，还能促进配子体从丝状生长向平滑状生长的转化以及孢子体原生质体的分裂[10]。
3鹿角蕨的离体繁殖
鹿角蕨的离体繁殖主要采用基部叶片、芽鳞和孢子等外植体。
二叉鹿角蕨的孢子萌发及原叶体发育的最佳培养基为1/2MS培养基添加6-BA 0.05～0.50mg/L和NAA 0.1～0.5mg/ L；最佳原叶体增殖培养基为1/2MS添加KT 0.1～0.5mg/L[11]，萌发较理想温度为20～26℃，用孢子播种进行批量生产二叉鹿角蕨苗所需时间为：孢子萌发需7～26d，长成原叶体需30～60d，到幼孢子体形成需180～300d[12]。BA对芽形成和增殖有抑制作用，但同时也可以促进二叉鹿角蕨茎端叶片形成不定芽[13]。
对生鹿角蕨的孢子萌发及原叶体发育的最佳培养基为1/2MS培养基；最佳原叶体增殖培养基为1/2MS KT 2mg/L，蔗糖浓度为2％，pH值5.8，最佳培养条件为培养温度25℃左右，光照时间16h/d，光照度2 000Lx[14]。
在培养基中加入适当的茉莉酸能刺激二叉鹿角蕨假根和根的发育[15]；叶细胞悬浮培养中加入活性炭会影响二叉鹿角蕨的形态形成和提高孢子体再生能力[16]；在皇冠鹿角蕨叶和根茎离体培养中发现乙烯对孢子萌发产生抑制作用，在培养过程中采用乙烯抑制剂能大量提高孢子的萌发率[17]。
4鹿角蕨的种质资源保存研究
鹿角蕨孢子长期保存在液氮里最佳，短期以4℃最好，时间不超过1个月，原叶体与孢子體保存同孢子，但必须在40℃恒温中快速解冻，孢子低温处理后，萌发的最佳培养基为1/2MS GA 5.0mg/L 3.0%蔗糖，pH值6.0；在原叶体的低温保存后，最适合原叶体增殖的培养基为MS 6-BA 1.0 mg/L NAA 0.1mg/L 3.0%蔗糖 0.7%琼脂，pH值6.0；冷冻后诱导孢子体的最佳培养基为1/2MS培养基 3.0%蔗糖 0.7%琼脂，pH值6.0[18]。徐艳等[19]对二叉鹿角蕨绿色球状体玻璃化法超低温保存方法进行了研究，采用玻璃化法对二歧鹿角蕨绿色球状体(GGB,Green globularbodies)进行超低温保存研究。以继代培养30d的GGB为试验材料，将继代培养30d的GGB切成0.5～1.0 mm的小块，室温（22～25℃）下，在含2mol/L甘油和0.4mol/L蔗糖的溶液中预处理20min，0℃下玻璃化溶液（PVS2）处理50min，投入液氮（LN2）中保存，24h后，在40℃水浴中快速化冻，再用Unloading溶液（含1.2mol/L蔗糖的MS盐溶液）洗涤3次，每次10 min。冻后的GGB重新接种于含0.5mg/L 6-BA和0.1mg/L IBA的MS培养基上，暗培养1周后转入正常光照下培养，30d后统计成活率可达97.9%。
关键词 鹿角蕨；孢子发育；离体繁殖；种质资源
中图分类号 S682.35文献标识码A文章编号1007-5739（2008）12-0031-01
鹿角蕨属（Platycerium）植物株型奇特，姿态优美，叶片形状如麋鹿之角，为热带多年生附生大中型蕨类，分类学上属于水龙骨目（Polypodiales）鹿角蕨科（Platyceriaceae）[1]，目前已知全世界有18个种，主要原生于赤道至南北回归线之间[2]。鹿角蕨可作为室内及温室的悬挂植物，别具热带情趣，早已成为国际园艺界著名的赏叶植物，在国际花卉市场，1株上等的鹿角蕨身价在名贵兰花之上。但是在大陆除了原生品种——国家二级保护植物鹿角蕨（Platycerium wallichii Hook）外，仅引进二叉鹿角蕨（Platycerium bifurcatum），对鹿角蕨属植物的研究文献资料也极少。本文参考国内外近20年来对鹿角蕨的研究论文，就鹿角蕨的分类、孢子发育和繁殖等几方面进行综述。
1鹿角蕨属植物的分类和系统关系
鹿角蕨属植物目前公认的种有18个，分别是鹿角蕨、二叉鹿角蕨、圆盾鹿角蕨（Platycerium alcicorne）、美洲鹿角蕨（Platycerium andinum）、皇冠鹿角蕨（Platycerium coronarium (Koe?蛳nig ex O.F. Muell.) Desv.）、象耳鹿角蕨（Platycerium elephantotis）、肾形鹿角蕨（Platycerium ellisii）、大叶鹿角蕨（Platycerium grande (Fee) C. Presl）、深绿鹿角蕨（Platycerium hillii）、何其美鹿角蕨（Platycerium holttumii）、马达加斯加鹿角蕨（Platycerium madagascariense）、四叉鹿角蕨（Platycerium quadridichotomum）、马来鹿角蕨（Platycerium ridleyi）、三角鹿角蕨（Platycerium stemaria (P.Beauv.) Desv. ）、（Platycerium superbum）、立叶鹿角蕨（Platycerium veitchii）、对生鹿角蕨（Platycerium wandae）、长叶鹿角蕨（Platycerium willinckii）。其中有6个种原产于马达加斯加，11个种在澳大利亚，还有1个种在热带南美[2]。我国分布有1种，即通常说的鹿角蕨P.wallichii Hook，为国家二级保护植物，主要分布于云南西南部的盈江，生长于海拔210～950m处的热带雨林中，中南半岛也有分布[3]。
关于鹿角蕨属的系统关系，有各种假设，有些研究人员认为它与双扇蕨属（Dipteris Reinw.）和燕尾蕨属（Cheiropleuria Presl.）有着密切的亲缘关系[4]，也有研究者提出它与石韦属（Pyrrosia Mirbel）有着共同的祖先，它在孢子萌发类型、片状体形状、原叶体发育类型，尤其是毛状体形状及分布等复杂性与水龙骨科石韦属有着极其相似之处[5]。2006年，Kreier H P，Schneider H等通过4种叶绿体DNA标记的核苷酸序列的对比，把鹿角蕨属分为2个进化枝。一个进化枝包含原产于非洲、马达加斯加和南美的种，而另一个进化枝则是原产于澳大利亚的种。后者进一步分为2个进化枝：一个是二歧鹿角蕨，另一个为产于印度到新几内亚区域内和澳大利亚的7个种。马达加斯加进化枝则分为在热带非洲发现的2个种和包含3个马达加斯加本土的种在内的4个种[6]。
2鹿角蕨的孢子发育及影响因素
鹿角蕨目前主要采用分株和孢子繁殖。孢子囊由薄壁细胞形成，里面含有数十颗孢子，孢子一般在适当的环境下，可在1～3个月内发芽。经由人工可培养出无配子生殖所形成的孢子体，其植株大小较经由配子结合所形成的孢子体小且生长速度及生长势通常较低，无配子生殖所产生的孢子体在减数分裂形成孢子的阶段，可能无法形成孢子或形成的孢子可能无法发育。
2003年，高卉等通过人工培养、活体显微拍照和常规石蜡切片等方法对鹿角蕨进行了配子体及胚胎发育的观察，记录了精子器及精子、颈卵器和胚等的发育特征[7]。
孢子年龄及孢子的清洁情况影响孢子萌发和早期配子体的发育。对二叉鹿角蕨( Platycerium bifurcatum)来说，经过表面消毒的孢子在贮存2～3个月后萌发率最高；以后随孢子年龄增加，孢子的萌发率和假根的首次发生率都将会下降[8]；孢子年龄还会影响到光对孢子萌发的效应[9]。茉莉酸对鹿角蕨孢子的萌发以及最初假根的发生没有什么影响，但是能显著促进早期的配子体发育，还能促进配子体从丝状生长向平滑状生长的转化以及孢子体原生质体的分裂[10]。
3鹿角蕨的离体繁殖
鹿角蕨的离体繁殖主要采用基部叶片、芽鳞和孢子等外植体。
二叉鹿角蕨的孢子萌发及原叶体发育的最佳培养基为1/2MS培养基添加6-BA 0.05～0.50mg/L和NAA 0.1～0.5mg/ L；最佳原叶体增殖培养基为1/2MS添加KT 0.1～0.5mg/L[11]，萌发较理想温度为20～26℃，用孢子播种进行批量生产二叉鹿角蕨苗所需时间为：孢子萌发需7～26d，长成原叶体需30～60d，到幼孢子体形成需180～300d[12]。BA对芽形成和增殖有抑制作用，但同时也可以促进二叉鹿角蕨茎端叶片形成不定芽[13]。
对生鹿角蕨的孢子萌发及原叶体发育的最佳培养基为1/2MS培养基；最佳原叶体增殖培养基为1/2MS KT 2mg/L，蔗糖浓度为2％，pH值5.8，最佳培养条件为培养温度25℃左右，光照时间16h/d，光照度2 000Lx[14]。
在培养基中加入适当的茉莉酸能刺激二叉鹿角蕨假根和根的发育[15]；叶细胞悬浮培养中加入活性炭会影响二叉鹿角蕨的形态形成和提高孢子体再生能力[16]；在皇冠鹿角蕨叶和根茎离体培养中发现乙烯对孢子萌发产生抑制作用，在培养过程中采用乙烯抑制剂能大量提高孢子的萌发率[17]。
4鹿角蕨的种质资源保存研究
鹿角蕨孢子长期保存在液氮里最佳，短期以4℃最好，时间不超过1个月，原叶体与孢子體保存同孢子，但必须在40℃恒温中快速解冻，孢子低温处理后，萌发的最佳培养基为1/2MS GA 5.0mg/L 3.0%蔗糖，pH值6.0；在原叶体的低温保存后，最适合原叶体增殖的培养基为MS 6-BA 1.0 mg/L NAA 0.1mg/L 3.0%蔗糖 0.7%琼脂，pH值6.0；冷冻后诱导孢子体的最佳培养基为1/2MS培养基 3.0%蔗糖 0.7%琼脂，pH值6.0[18]。徐艳等[19]对二叉鹿角蕨绿色球状体玻璃化法超低温保存方法进行了研究，采用玻璃化法对二歧鹿角蕨绿色球状体(GGB,Green globularbodies)进行超低温保存研究。以继代培养30d的GGB为试验材料，将继代培养30d的GGB切成0.5～1.0 mm的小块，室温（22～25℃）下，在含2mol/L甘油和0.4mol/L蔗糖的溶液中预处理20min，0℃下玻璃化溶液（PVS2）处理50min，投入液氮（LN2）中保存，24h后，在40℃水浴中快速化冻，再用Unloading溶液（含1.2mol/L蔗糖的MS盐溶液）洗涤3次，每次10 min。冻后的GGB重新接种于含0.5mg/L 6-BA和0.1mg/L IBA的MS培养基上，暗培养1周后转入正常光照下培养，30d后统计成活率可达97.9%。