(H edw.)G ro u t為材料,觀察并詳細(xì)記錄了孢子萌發(fā)到配子體發(fā)生的全過程及其特點(diǎn),取得了一些新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本結(jié)果將對(duì)金灰蘚的生活史研究給予補(bǔ)充和完善,同時(shí),也為建立苔蘚植物人工快速繁殖體系提供初步的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和一定的理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)材料金灰蘚Py la is ie llap oly an th a(H edw.)G ro u t標(biāo)本上的成熟孢蒴。1.2 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)組含有K nop營養(yǎng)液的瓊脂培養(yǎng)基質(zhì)。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)培養(yǎng)基的制備:實(shí)驗(yàn)組按表1的配方,在一定量的K nop營養(yǎng)液中加入適量瓊脂,使其濃度為2%,加熱熔化后,倒入60mm的培養(yǎng)皿中,凝固后即可使用。對(duì)照組為無營養(yǎng)成分的基本培養(yǎng)基,即只含有2%的瓊脂。
(2)孢子懸液的制備:取金灰蘚成熟孢蒴,將其浸入75%酒精中,5min后取出,用蒸餾水反復(fù)沖洗5次之后,在超凈工作臺(tái)上用鑷子和解剖針打開孢蒴,將孢子散入適量的蒸餾水中,制成適當(dāng)濃度的孢子懸液。
(3)用移液管將稀釋后的孢子懸液分別接種于實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組培養(yǎng)基質(zhì)上。
(4)培養(yǎng)皿加蓋后放在250L光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。溫度(18±2)°C,相對(duì)濕度大于80%,光照強(qiáng)度24Λm o l·m-2·s-1,光照時(shí)間12h?d。
(5)自接種培養(yǎng)后,每天定時(shí)鏡檢孢子萌發(fā)情況,對(duì)具代表性個(gè)體的萌發(fā)過程進(jìn)行顯微照相及繪圖,并詳細(xì)記錄個(gè)體的發(fā)育特點(diǎn)。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果本實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)的金灰蘚孢子為單細(xì)胞孢子,屬外生孢子萌發(fā)類型[ 1 ]。孢子形狀為球形,具厚壁,大小為13(10～20)Λm,綠色,孢壁由內(nèi)壁(in t ine)與外壁(ex ine)構(gòu)成,內(nèi)有若干不發(fā)達(dá)的葉綠體。光學(xué)顯微鏡下觀察表明,從孢子萌發(fā)到配子體的發(fā)生可分為三個(gè)階段:
①孢子萌發(fā)階段;②原絲體生長階段;③配子體發(fā)生階段。
2.1 孢子萌發(fā)階段孢子萌發(fā)階段可分兩個(gè)時(shí)期:
①實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組孢子均吸水膨脹,隨后外壁破裂。孢子在外壁破裂后,內(nèi)壁也隨即破裂,孢子在大量吸收水分的同時(shí),孢子內(nèi)部結(jié)構(gòu)也發(fā)生顯著變化,葉綠體的數(shù)目不斷增多。兩組孢子萌發(fā)所需的時(shí)間均為5315h。
②孢子萌發(fā)的標(biāo)志是原生質(zhì)膜的凸出。隨著原生質(zhì)膜的持續(xù)凸出,孢子萌發(fā)出綠絲體(ch lo ro nem a)原始細(xì)胞。當(dāng)綠絲體達(dá)到25Λm以上時(shí),分裂而產(chǎn)生第一個(gè)分隔。在10115h時(shí),實(shí)驗(yàn)組孢子萌發(fā)率為8514%,對(duì)照組孢子的萌發(fā)率為5411%。
在統(tǒng)計(jì)孢子萌發(fā)率時(shí),隨機(jī)選取6個(gè)10倍物鏡下的視野,在顯微鏡下統(tǒng)計(jì)每個(gè)視野內(nèi)孢子總數(shù)和單極、雙極萌發(fā)的孢子數(shù)目。取6次平均值計(jì)算萌發(fā)率。
2.2 原絲體生長階段實(shí)驗(yàn)組:孢子萌發(fā)后綠絲體繼續(xù)伸長, 4d時(shí),孢子從已突出的綠絲體基細(xì)胞相對(duì)的一側(cè)又開始破壁,產(chǎn)生第2極(圖版...: 3B, 4)。415d時(shí),統(tǒng)計(jì)孢子的兩極萌發(fā)率已達(dá)50%左右。對(duì)照組孢子的兩極萌發(fā)率僅為3%,主要以單極相生長(圖版...: 5)。5d后,實(shí)驗(yàn)組孢子開始出現(xiàn)三極萌發(fā)現(xiàn)象,綠絲體產(chǎn)生一級(jí)側(cè)枝,側(cè)枝和綠絲體接近垂直生長(圖版...: 7),形成軸絲體(cau lo nem a)。軸絲體細(xì)胞中的葉綠體數(shù)量比綠絲體細(xì)胞中的少。軸絲體有的伸向基質(zhì)外,也有的沿基質(zhì)表面生長(圖版...: 8A)。
在二級(jí)側(cè)枝形成后,有的深入到基質(zhì)中生長,且細(xì)胞內(nèi)部的葉綠體逐漸減少,特化成假根(rh izo id) (圖版...: 8B)。對(duì)照組孢子未出現(xiàn)三極生長型,主要以單極為主,生長速度也較慢,而兩極生長較少。9d時(shí),實(shí)驗(yàn)組的綠絲體繼續(xù)伸長,側(cè)枝增多,92%以上的孢子出現(xiàn)三極生長,四極生長的孢子也開始增多(圖版...: 8)。對(duì)照組的孢子生長趨向停止,綠絲體內(nèi)的葉綠體收縮、變少,綠絲體細(xì)胞逐漸變得細(xì)長。14d時(shí),實(shí)驗(yàn)組綠絲體基部一個(gè)或多個(gè)原絲體細(xì)胞膨大,有的膨脹呈近圓球形。隨后,幾個(gè)球形細(xì)胞之間的連接處逐漸變細(xì), 2d后,發(fā)生縊裂,各自獨(dú)立生長(圖版...: 9)。
隨著時(shí)間的推移,綠絲體生長逐漸趨于緩慢,軸絲體及其軸絲體上長出的側(cè)枝生長速度加快。此時(shí)的側(cè)枝比較粗壯,葉綠體含量較少,一般向培養(yǎng)基外生長。綠絲體與軸絲體的發(fā)生分別完成了蘚類原絲體發(fā)育的第一、二階段。由于配子體不在原絲體的頂端發(fā)生,因此,不影響原絲體的繼續(xù)生長。
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