球腺腫足蕨

球腺腫足蕨

球腺腫足蕨(學名:Hypodematium glanduloso-pilosum (Tagawa) Ohwi)是腫足蕨科、腫足蕨屬植物。植株高12-56厘米。根狀莖橫臥,連同葉柄基部密被鱗片;鱗片長1-1.5厘米,基部寬1-3毫米。葉近生;葉柄長4-27厘米,粗1-3毫米;葉片長7-29厘米,寬4-25厘米,闊卵形,先端漸尖並羽裂。孢子囊群圓形,背生於小脈中部,每裂片1-3枚;囊群蓋圓腎形,灰棕色或灰白色,背面被有較密的短柔毛,並混生少數腺毛。

分布於中國、日本、韓國及泰國;在中國分布於於河南南部(大別山)、江蘇南部(南京、江浦)、福建西南部(龍巖)、安徽(祁門縣和石台縣)。主要生長於石灰岩縫中。

(概述圖參考來源:)

基本介紹

形態特徵,近種區別,產地生境,生長習性,

形態特徵

植株高12-56厘米。根狀莖橫臥,連同葉柄基部密被鱗片;鱗片長1-1.5厘米,基部寬1-3毫米,披針形,先端長漸尖,全緣,膜質,亮紅棕色。葉近生;葉柄長4-27厘米,粗1-3毫米,亮棕禾稈色,基部以上被較密的灰白色短柔毛和金黃色的球桿狀短腺毛;葉片長7-29厘米,寬4-25厘米,闊卵形,先端漸尖並羽裂,基部心形,四回羽裂,向上為三回羽裂;羽片6-12對,斜上,下部1-2對對生,相距1.5-5.5厘米,向上的互生或近對生,彼此較接近,基部一對最大,長3-19厘米,基部寬1.5-10厘米,卵狀長圓形,先端短漸尖或銳尖,基部心形,不對稱,柄長1-1.9毫米,三回羽裂;一回小羽片6-10對,上先出,互生近平展,羽軸下側的較上側的為長,尤以基部一片最大,長1.2-7厘米,基部寬0.8-4厘米,卵狀長圓形,先端銳尖,基部近平截,具短柄,二回羽裂;末回小羽片5-9對,基部一對最大(向上的漸次縮小),長5-20毫米,寬2-10毫米,長圓形,先端圓鈍,基部楔形,下延,柄長以狹翅相連,羽狀深裂;裂片長圓形,鈍尖頭,邊緣全緣,或下部的具少數粗圓鋸齒,第二對以上各對羽片漸次縮小,長圓狀披針形,先端短漸尖或鈍尖,基部近平截,近對稱,具短柄,二回羽裂;小羽片同形。葉脈兩面明顯,上面不下凹,側脈在裂片上單一或分叉,斜上,小脈伸達葉邊。葉草質,乾後灰綠色,兩面疏被灰白色的短柔毛,下面的毛較長而密,沿葉軸及各回羽軸密被細柔毛和金黃色(偶為橙紅色)、細短的球桿狀腺毛,有時下部還有少數紅棕色的線狀披針形小鱗片。孢子囊群圓形,背生於小脈中部,每裂片1-3枚;囊群蓋圓腎形,灰棕色或灰白色,背面被有較密的短柔毛,並混生少數腺毛。

近種區別

球腺腫足蕨近似腺毛腫足蕨Hypodematium glandulosum Ching ex Shing),二者葉片都是基部四回羽裂,向上為三回羽裂。不同在於球腺腫足蕨葉片長7-29厘米,寬4-25厘米,闊卵形;而腺毛腫足蕨葉片長7. 5-13厘米,下部寬約8-10厘米,卵形。球腺腫足蕨以植株瘦弱,葉兩面密生亮銀色的長針狀毛,葉背面銀絲狀毛之間被稀疏混生短腺毛而不同於腫足蕨屬其他種;而安徽分布的同屬種類福氏腫足蕨Hypodematium fordii (Baker) Ching)形態與球腺腫足蕨相近,但福氏腫足蕨葉片背面僅被球桿狀腺毛,不具柔毛。

產地生境

分布於中國、日本、韓國及泰國;在中國分布於於河南南部(大別山)、江蘇南部(南京、江浦)、福建西南部(龍巖)、安徽(祁門縣和石台縣)。主要生長於石灰岩縫中。

生長習性

  • 孢子及孢子萌發
成熟的孢子深褐色,不透明,大小為29.6微米×42.3微米(各數據為隨機測得的10個數值的平均值),極面觀橢圓形,赤道面觀腎形,單裂縫,周壁具密集的波紋狀褶皺。孢子播種後吸水膨脹,接種7天左右孢子開始萌發,萌發時,孢子壁先沿其裂縫開裂,裂口處長出一個含葉綠體的綠色細胞,無初生假根,孢子壁宿存。隨著細胞的生長,綠色細胞底部分裂出一條假根,假根無色透明,具薄壁,不分枝。孢子萌發為書帶蕨型(Vittaria-type)(Nayar & Kaur,1971)。
  • 絲狀體
原葉體原始細胞先橫分裂為二,頂端細胞再經過連續橫分裂,接種15天左右發育成3-8個細胞長的單列絲狀體。絲狀體細胞呈圓筒狀,側壁向外鼓出,細胞長度與直徑有些幾乎等長,有些細胞高度略大於寬度,內分布較多葉綠體,多為圓餅狀呈鮮亮的綠色,頂端的細胞中葉綠體數量較豐富且多分布整個細胞,而其他細胞葉綠體多位於邊緣。
水培的絲狀體則由於缺乏養分普遍比較瘦弱,細胞比培養基培養的更長,呈長條形。水培養的配子體發育到片狀體階段後生長緩慢後逐漸死亡,不能形成正常的原葉體。
  • 片狀體
大部分絲狀體在2-5細胞長時,頂端細胞縱向分裂成2個或多個頂端細胞,各自進行分裂。也有的單列絲狀體的基部或中部橫生出一個頂端細胞。接種30天左右,可見有部分絲狀體發育成片狀體。絲狀體頂端細胞縱向分裂,然後再左右交替斜向分裂,由一維生長變成了二維生長,形成片狀體。片狀體較長、較大,長度0.5-1.1毫米,寬度0.2-0.4毫米。隨著片狀體不斷發育,基部及腹部假根數量逐漸增多,邊緣細胞長出更多毛狀體,葉綠體更豐富,兩側細胞分裂增多。
頂端細胞常產生單細胞乳頭狀突起的毛狀體,其細胞內含葉綠體,這些突起的毛狀體可發育成假根。
  • 原葉體
接種50天左右,肉眼可見培養基表面有明顯的淺綠色組織,此為幼原葉體。幼原葉體多不對稱,邊緣大多凹凸不平,其基腹部及表面都生長有毛狀體,前端出現凹陷,即幼原葉體的生長點,頂端及邊緣細胞與表面細胞形態差異明顯,為多列緊密排列的楔形小細胞,楔形細胞不斷斜向分裂形成分生組織,凹陷加深,頂端細胞側生出的細胞不再分裂,頂端細胞不斷分裂,幼原葉體細胞增多,細胞壁不斷增厚,兩翼面積增大,形成成熟原葉體。成熟原葉體為深綠色,呈對稱心形,兩翼展開,大小為(2.4-4.5)微米×(3.6-8.1)毫米,假根數量增多成叢,變成深褐色。葉綠體分布均勻。表面及邊緣均有毛狀體。原葉體的發育為三叉蕨型(Aspidium-type)(Nayar & Kaur,1971)。本研究在培養基中發現許多形狀不規則的原葉體,其上長有生殖器官(精子器和頸卵器),預示著性器官的成熟程度。
  • 毛狀體
在配子體發育中,球腺腫足蕨只出現乳頭狀單細胞毛狀體。毛狀體最早出現於絲狀體頂端,一般由單個營養細胞外突構成。在片狀體階段,毛狀體只出現於邊緣的前端細胞上,數量較多,從幼原葉體開始,毛狀體開始出現於背腹面,但分布較稀疏。毛狀體內始終含有葉綠體。發育至成熟原葉體階段,毛狀體的數量也逐漸增多,位於原葉體邊緣和表面,原葉體邊緣每隔3-5個細胞產生一條毛狀體。針狀毛直到幼孢子體才出現。
  • 假根
假根最早出現於絲狀體時期,且只生長出一條,初生假根白色透明,個別具有少量葉綠體,隨著配子體的不斷發育,假根的數量會越來越多,到了原葉體時期,其基部和腹部都密生假根,即假根叢。當原葉體逐漸成熟,約過10天,假根由原來的無色,逐漸變成黃褐色,偶見分叉及尖端膨大,直徑約20微米,其中短的呈管狀,長的則多呈現出不規則彎曲,基部較大,長度不一,長度在幾十微米到幾毫米之間,數量1000多條。
  • 性器官
培養12周左右,將成熟原葉體腹面朝上放在載玻片上,精子器成熟時,將配子體從培養基上取出,製成臨時裝片標本,在顯微鏡下觀察。利用龍膽紫染色液將精子器和假根染成紫色,能增加視覺反差,使觀察效果更好。球腺腫足蕨配子體雌雄同株。精子器主要著生於假根叢中,數量較多。精子器頂面觀呈長圓球形,側面觀為圓形或橢圓形,直徑約58微米,高約30微米。它的壁由3細胞組成,即基細胞,環細胞和蓋細胞。蓋細胞較小,基細胞使精子器附著於原葉體上,略長於中間的環細胞,由3個細胞包圍著內部的若干精細胞。精子成熟時蓋細胞孔裂使精子放出。
90天左右頸卵器出現。頸卵器常著生於精子器上方,即生於近心臟形配子體腹部,凹陷部位的下方,並向後傾。成熟頸卵器頂面觀為銅錢狀,頸部由4-5列細胞組成,直徑為40-60微米,側面觀柱狀,基部大於頂部,突出,略彎曲,由3-5層細胞組成,高60-100微米,當頸卵器頂部的蓋細胞開裂,精子即可進入頸卵器與卵結合形成受精卵。未受精的頸卵器一般會變為褐色。
  • 胚及幼孢子體的發育
球腺腫足蕨受精後1個月內即可觀察到從原葉體上生成的幼孢子體。幼孢子體長出1-5片葉片後,葉綠體逐漸解體,毛狀體不脫落,原葉體退化。將幼孢子體從培養容器中取出,洗淨後密植於經高溫滅菌的土壤培養皿中,噴水加蓋保持濕潤,其他條件與前面所述相同,原葉體形成幼苗率達90%以上。

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