论文部分内容阅读
粤紫萁Osmunda mildei C．Chr．是多年生中型草本蕨类植物，分布仅见于香港、深圳和江西崇义的齐云山。自十九世纪中叶发现粤紫萁，至今的记录数量极其稀少，近半个世纪以来，野外生境中几乎难以见到其踪影，直到2001年粤紫萁重新被发现，有关它的研究才逐渐展开。细胞学研究表明粤紫萁在染色体形态结构方面具有一定的杂合性，断定其具有明显的种间杂种细胞学特征，同时根据孢子母细胞中没有同源染色体联会和配对现象，推测粤紫萁的两个亲本亲缘关系较远。本文以此为切入点，以粤紫萁及其同属的紫萁类植物为研究对象，采用分子测序法、等位酶分析法及孢子压片法，探讨了粤紫萁物种形成的机理，以及自然界居群数量稀少的原因。
选取叶绿体基因中rbcL和trnL+trnL-trnF两个片段进行了序列测定，结合GenBank中已有的相关序列进行分析，对粤紫萁的系统位置及遗传关系进行了研究。结果显示：(1)粤紫萁的系统位置与传统的分类定位有分歧，没有与Sect．Osmunda 种类聚在一起，支持粤紫萁置于Sect．Plenasium组；(2)粤紫萁与Sect．Plenasium 组中的华南紫萁Osmunda vachellii Hook．亲缘关系极为相近，在rbcL序列系统树和trnL+trnL-trnF序列系统树中，支持率分别为66％和100％，据此推测粤紫萁的叶绿体基因rbcL和trnL+trnL-trnF来自华南紫萁。根据叶绿体基因母系遗传的特点，认为华南紫萁为粤紫萁的母本，同时结合形态学特征及地理分布状况推测紫萁Osmunda japonica Thunb．为其父本。
选用15种酶系统进行染色，筛选出8个谱带清晰表达稳定的酶系统，重点分析了异柠檬酸脱氢酶(IDH)、磷酸葡萄糖变位酶(PGM)、还原型辅酶I心肌黄酶(DIA)、苹果酸脱氢酶(MDH)等4个多态分布的酶系统。结果表明：粤紫萁具有明显的杂合谱带性状，作为其拟定亲本的紫萁和华南紫萁，二者的谱带也均出现在粤紫萁的杂合带中，且均符合孟德尔遗传规律，据此证实粤紫萁的亲本是紫萁和华南紫萁。
选取成长中的粤紫萁孢子囊球母细胞作为观察材料，以华南紫萁孢子囊球母细胞作对照。分析了20个不同发育时期的孢子囊，涉及孢子数量约2560-10240个。结果显示：粤紫萁的孢子在形成过程中会出现一些异常现象，逐渐失去了核物质，最终形成形态大小各异的空瘪孢子，成熟的孢子在萌发试验中均已失去萌发力，致使粤紫萁的有性自繁失败。粤紫萁作为新近产生的二倍体杂种，由于其有性繁殖机制失败，故缺少扩充其分布的适应机制。基于粤紫萁居群数量少，个体植株量少，认为其属于濒危种的观点需要重新评价。