**托氏大女蕨(Macrothelypteris torresiana (Gaud.) Ching,凤尾蕨科)的生殖生物学与配子体发育**

《South African Journal of Botany》:Reproductive biology and gametophyte development of the fern Macrothelypteris torresiana (Gaud.) Ching (Thelypteridaceae)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月31日 来源:South African Journal of Botany 3.1

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   •关于大叶铁角蕨(Macrothelypteris torresiana (Gaudich.) Ching)配子体和孢子体发育的报道有限。•混合交配系统促成了大量孢子体的产生,使其能够在受干扰的地区定殖,具有全球分布,并在某些地区作为入侵物种。•性器官发育呈现交替周期性,为该

  
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    关于大叶铁角蕨(Macrothelypteris torresiana (Gaudich.) Ching)配子体和孢子体发育的报道有限。
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    混合交配系统促成了大量孢子体的产生,使其能够在受干扰的地区定殖,具有全球分布,并在某些地区作为入侵物种。
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    性器官发育呈现交替周期性,为该植物形成了生殖障碍。

引言

大叶铁角蕨(Macrothelypteris torresiana (Gaudich.) Ching)隶属于蹄盖蕨科(Thelypteridaceae),该科被认为是蕨类植物中最大的科之一,具有最多的形态和生态多样性(Fawcett and Smith, 2021)。该物种在各种分类过程中被赋予不同的处理,包括将其归入大叶铁角蕨属(Macrothelypteris)、凤丫蕨属(Phegopteris)及相关属(Smith and Cranfill, 2002; He and Zhang, 2012)。近期的分子系统发育分析表明,该科为单系群,包含两个主要类群:凤丫蕨类(包含Macrothelypteris属)和蹄盖蕨类(Almeida et al. 2016)。该植物原产于亚洲和非洲的热带及亚热带地区,包括马达加斯加、马斯克林群岛、波利尼西亚、新西兰和澳大利亚;然而,它已被广泛引入并在北美、中美、南美的许多地区以及加勒比地区自然化,使其全球分布范围广泛地横跨热带和亚热带区域(Mickel and Smith, 2004)。该属有12种陆生蕨类植物:植物列表:http://www.theplantlist.org/1.1/browse/P/ Thelypteridaceae/Macrothelypteris。在印度,它分布于西孟加拉邦、奥里萨邦、安得拉邦、泰米尔纳德邦、喀拉拉邦和卡纳塔卡邦,通常定殖于受干扰的开阔地区,如暴露地带、滑坡地、河岸和路边(India Biodiversity Portal 2017)。
就形态而言,M. torresiana以强健、快速生长为特征。植株为中至大型、短命、陆生蕨类。根状茎平卧、小型且匍匐。直立的叶片通常长55–150厘米,偶尔可达180厘米,具有明显的三回羽状叶。羽片呈披针形,互生,长约32厘米。孢子囊群圆形且带有毛。囊群盖小型、不明显,早落或被成熟孢子囊所覆盖。在生态方面,该物种在热带和亚热带森林生态系统中充当重要的地被层。除了为微型动物提供物理栖息地外,它通过光合作用为区域生物多样性和碳汇做出贡献。传统和临床证据表明,它可有效治疗肾脏相关的浮肿(Chen et al., 2012)。其根和地上提取物显示出强效的镇痛、抗炎和抗肿瘤特性,这归功于原紫丁素(protoapigenone)和紫丁素(apigenin)等活性治疗类黄酮(Huang et al., 2010; Mondal et al., 2016)。
与其他蕨类植物一样,它表现出异形世代交替,其中独立的配子体和孢子体阶段显示出显著不同的形态和生理特征(Bank, 1999)。特别是配子体的单层结构,为以非破坏性方式研究蕨类植物的个体发育和功能生理学提供了复杂的模型。除了在细胞研究中的应用外,配子体还是蕨类生物多样性及生物地理分布的关键决定因素,因为其环境耐受性往往决定了物种的生态极限(Krieg et al., 2026; Krieg and Chambers, 2022)。本研究重点关注大叶铁角蕨(Macrothelypteris torresiana)的个体发育和生殖生物学,具体评估支持其生存、持久和分布的适应策略。

章节摘要

采集

2015年10月,从印度喀拉拉邦卡利卡特马拉巴尔植物园及研究所采集了M. torresiana的孢子。将成熟孢子叶装入棕色纸袋中,保存在干燥器中以释放孢子。

培养

用2%次氯酸钠溶液对孢子进行表面灭菌2分钟,然后用双蒸水冲洗三次。将孢子接种于用1%琼脂固化的无菌Parker's macro和Thompson's micronutrient(P & T)培养基中

结果

将孢子接种于五个培养皿(A1-A5)后,观察发现孢子附着在培养基上并开始萌发。

讨论

孢子为单沟形、同孢、双极性。孢子的萌发模式属于薄罗蕨型且呈极性(Nayar and Kaur, 1971; Zhang et al. 2006)。孢子在一周内萌发。Zhang等(2008)报道在土壤中3天即可萌发。在本研究中,孢子萌发率第一周为26.92%,但三周后上升至80.8%。M. torresiana的高萌发能力使其能够定殖于多种多样的环境并参与竞争

CRediT作者贡献声明

Meenam Bhatia:原稿撰写、方法论、数据管理、概念设计。Pratibha Kumari:审阅与编辑。Aradhana Yadav:审阅与编辑。Prem L. Uniyal:指导。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争经济利益或个人关系,这些关系可能影响本文所报告的工作。

致谢

作者感谢德里大学,德里提供研发资助(编号RC/2015/9677)以及喀拉拉邦卡利卡特马拉巴尔植物园及研究所对植物材料的采集和鉴定。
Meenam Bhatia|Pratibha Kumari|Aradhana Yadav|Prem L. Uniyal
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