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獐牙菜、湖北双蝴蝶的生态解剖学及比较胚胎学研究

作　者: 龙华
导　师: 李鹄鸣
学　校: 吉首大学
专　业: 生态学
关键词: 獐牙菜湖北双蝴蝶生态解剖学胚胎学组织培养
分类号: Q944
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

獐牙菜及湖北双蝴蝶均为龙胆科植物,在湖南湘西地区自然分布区和生境极为相似,但进化方向和利用资源方式却截然相反。对这两种植物进行生态解剖学和比较胚胎学研究,对于深入了解植物的系统和演化、物种形成、适应起源以及物种的保护生物学等具有一定的理论和实际意义。同时,獐牙菜和湖北双蝴蝶为我国的传统中药,药用价值较高,但目前正遭受着严重的胁迫,而迄今从生态解剖学、胚胎学等基础生物学的角度对它们的研究尚为空白。因此,通过本研究,可进一步丰富完善獐牙菜属及双蝴蝶属植物的基础理论资料,为我国传统药用植物保护、开发及持续利用服务。1.生态解剖学研究植物体的每一部分都是相互协调而共同完成某一生理功能。研究表明不同生境獐牙菜及湖北双蝴蝶茎、叶的解剖结构发生了适应生态环境的变化。其中,叶片的变化最为快速明显,在光照较强的生境中,主要表现为叶片厚度增厚,以增强植物的保水能力;栅海比增高,以提高光合效能及反射强光的照射;叶片气孔密度增大,以加大呼吸面积。不仅叶片的解剖结构会发生变化,茎的解剖结构也会发生相应的改变,茎皮层增厚以减少水分的蒸发和提高光合效能;而发达的髓部有利于植株保水和贮水能力。总之,在光照较强的生境中,植株一方面是减少水分的丧失控制蒸腾,另一方面是提高本身的光合效能。2.胚胎学对獐牙菜和湖北双蝴蝶的胚胎学进行了深入、全面的研究。主要结果如下:獐牙菜:花药四室,药壁发育为基本型;绒毡层异型起源,属于腺质型绒毡层,药室内具有的退化绒毡层核是早期该层细胞有丝分裂凸入药室中央并原位退化形成的;中层细胞2层;药室内壁同表皮同时宿存,细胞柱状伸长,纤维状加厚。小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体排列方式主要为四面体形,少数为左右对称形和十字交叉形;成熟花粉为2-细胞类型。子房2心皮,1室;侧膜胎座,薄珠心,单珠被,倒弯生胚珠;大孢子母细胞减数分裂形成4个大孢子直线形排列,合点端的大孢子具功能,胚囊发育为蓼型。3个反足细胞宿存,每个细胞均多核和异常膨大,反足细胞的吸器明显,并在胚乳之外形成染色较深的类似“外胚乳”的结构。珠孔受精,受精作用属于有丝分裂前类型。胚乳发育为核型;胚胎发育为茄型。果实成熟时,种子发育至球形胚阶段。反足细胞在龙胆科一些短命植物中的宿存与分裂具有重要的生殖适应与进化意义。同时,根据现有的资料,对獐牙菜属的几种植物进行了比较胚胎学研究。湖北双蝴蝶:花药四室;药壁发育为双子叶型;绒毡层属异型起源,细胞具单核,属腺质型绒毡层,药隔处的绒毡层细胞形成类胎座,其余部位的绒毡层细胞仍为一层细胞;在花药成熟时,花药的药室内壁纤维状加厚且柱状伸长,表皮细胞减缩退化,纤维状加厚不明显。小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体排列方式主要为四面体形,少数为十字交叉形;成熟花粉为2-细胞型。子房为2心皮;1室,侧膜胎座,薄珠心,单珠被,倒生胚珠;胚珠为4列;大孢子母细胞减数分裂形成的4个大孢子呈直线式排列,合点端的大孢子具功能;胚囊发育为蓼型;珠孔受精;胚乳发育为核型;胚发育为茄型。果实成熟时,种子发育至球形胚阶段。同时,根据现有的资料,对双蝴蝶属的几种植物进行了比较胚胎学研究。3.组织培养研究针对獐牙菜及湖北双蝴蝶野生资源受到严重破坏的情况,本文系统地探讨了通过组织培养为手段进行人工繁殖的方法獐牙菜的组织培养研究结果如下:将种子接种于诱导培养基上,待其长成小苗后分别取其不带芽茎段、叶和带芽茎段作为外植体,在MS培养基上添加不同的激素配比,改变培养方式。在所有的实验方案中,不带芽茎段是理想的外植体材料。较适宜的初代培养基为MS+BA0.5mg/L +蔗糖3.0%,增殖培养基为MS+BA0.5mg/L+ IBA0.1mg/L +蔗糖3.0%,而根的诱导则是在1/2MS+ NAA0.5mg/L + 1.5%蔗糖的培养基上进行。湖北双蝴蝶的组织培养研究结果如下:以湖北双蝴蝶带芽茎段、不带芽茎段及叶片为外植体,以MS为基本培养基,通过添加不同的激素配比,建立湖北双蝴蝶组培快繁体系。在所有实验方案中,带芽茎段的出愈率最高,是理想的离体快繁材料。较适宜的初代培养基为MS+BA2.0mg/L+蔗糖3.0%,增殖培养基为MS+BA2.0mg/L+NAA0.1mg/L+蔗糖3.0%,而根的诱导则在1/2MS+NAA0.5mg/L+蔗糖1.5%的培养基上进行较为适宜。

全文目录

摘要  11-13
ABSTRACT  13-16
第一章前言  16-22
  1.1 研究背景  16-17
  1.2 国内外研究概况  17-19
  1.3 研究意义和研究价值  19-20
  1.4 材料收集地及概况  20-22
第二章獐牙菜及湖北双蝴蝶茎、叶的生态解剖学研究  22-39
  2.1 獐牙菜茎、叶的生态解剖学研究  22-30
    2.1.1 材料与方法  22-24
      2.1.1.1 材料收集地及概况  22
      2.1.1.2 材料处理与制片  22-24
    2.1.2 观测结果  24-28
      2.1.2.1 叶（图版Ⅰ-5～10）  24-27
      2.1.2.2 茎（图版Ⅰ-11）  27-28
    2.1.3 结果与讨论  28-30
  2.2 湖北双蝴蝶茎、叶的生态解剖学研究  30-39
第三章獐牙菜及湖北双蝴蝶的胚胎学研究  39-85
  3.1 獐牙菜的胚胎学研究  39-53
    3.1.1 材料与方法  39-40
      3.1.1.1 材料处理与制片  39-40
      3.1.1.2 观察摄影  40
    3.1.2 观察结果  40-47
      3.1.2.1 小孢子发生和雄配子体形成  40-43
      3.1.2.2 大孢子发生和雌配子体形成  43-45
      3.1.2.3 雌、雄蕊发育的相关性  45-46
      3.1.2.4 受精、胚乳和胚的发育  46-47
    3.1.3 结论和讨论  47-53
      3.1.3.1 小孢子发生、雄配子体形成及花药壁基本情况  47-51
      3.1.3.2 大孢子发生、雌配子体形成  51-52
      3.1.3.3 受精、胚和胚乳的发育  52-53
  3.2 湖北双蝴蝶的胚胎学研究  53-63
    3.2.1 材料与方法  53
      3.2.1.1 材料处理及制片  53
      3.2.1.2 观察摄影  53
    3.2.2 观察结果  53-59
      3.2.2.1 小孢子发生和雄配子体形成  53-55
      3.2.2.2 大孢子发生和雌配子体形成  55-57
      3.2.2.3 雌、雄蕊发育的相关性  57
      3.2.2.4 受精、胚乳和胚的发育  57-59
    3.2.3 结论和讨论  59-63
      3.2.3.1 小孢子发生、雄配子体形成及花药壁基本情况  59-61
      3.2.3.2 大孢子发生、雌配子体形成  61-62
      3.2.3.3 受精、胚及胚乳的发育  62-63
  3.3 獐牙菜属及双蝴蝶属比较胚胎学及其系统学意义  63-85
    3.3.1 獐牙菜与獐牙菜属几种植物胚胎学性状的比较  63-65
    3.3.2 湖北双蝴蝶与双蝴蝶属几种植物胚胎学性状的比较  65-66
    3.3.3 部分龙胆科几种植物胚胎学性状的属间比较  66-85
第四章獐牙菜及湖北双蝴蝶的组织培养研究  85-98
  4.1 獐牙菜的组织培养研究  85-89
    4.1.1 材料与方法  85-86
      4.1.1.1 材料  85
      4.1.1.2 方法  85
      4.1.1.3 培养基  85
      4.1.1.4 培养条件及统计方法  85-86
    4.1.2 结果与分析  86-88
      4.1.2.1 外植体及诱导培养基选择  86-87
      4.1.2.2 不定芽的增殖  87-88
      4.1.2.3 生根培养和移栽  88
    4.1.3 讨论  88-89
  4.2 湖北双蝴蝶的组织培养研究  89-98
    4.2.1 材料与方法  89-90
      4.2.1.1 材料  89
      4.2.1.2 方法  89-90
      4.2.1.3 培养基  90
      4.2.1.4 培养条件及统计方法  90
    4.2.2 结果与分析  90-93
      4.2.2.1 外植体及诱导培养基选择  90-91
      4.2.2.2 不定芽的增殖  91-92
      4.2.2.3 生根培养和移栽  92-93
    4.2.3 讨论  93-98
第五章总论  98-104
  5.1 獐牙菜及湖北双蝴蝶茎、叶比较解剖学  98-99
  5.2 獐牙菜及湖北双蝴蝶的比较胚胎学  99-102
  5.3 獐牙菜及湖北双蝴蝶组织培养的比较  102-104
致谢  104-105
参考文献  105-112
作者在学期间取得的学术成果  112

獐牙菜、湖北双蝴蝶的生态解剖学及比较胚胎学研究

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