重金属铅对3种蕨类植物孢子萌发和配子体发育的影响

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2015.04.004

摘要/Abstract

摘要： 研究了重金属铅对水蕨、中华桫椤和扇蕨孢子萌发及其对水蕨配子体发育的影响。结果表明：随着铅浓度的增加，水蕨、中华桫椤和扇蕨孢子的萌发率逐渐降低；在低于10^-4mol·L^-1的环境中，水蕨孢子可以正常萌发；在低于10^-5mol·L^-1的环境中，中华桫椤和扇蕨孢子能正常萌发；水蕨、中华桫椤和扇蕨的孢子都对铅具有一定的耐受性；铅对水蕨配子体的发育存在一定影响，铅使水蕨配子体呈不规则的心脏形，多发育为雄配子体；精子器凹陷入原叶体边缘；配子体细胞中叶绿体分布不均匀。本研究为铅污染土壤的植物修复筛选后备植物。

关键词: 铅, 孢子萌发, 配子体发育, 水蕨, 中华桫椤, 扇蕨

Abstract: We studied the effects of heavy metal Pb²⁺ on spore germination of Ceratopteris thalictroides, Alsophila costularis and Neocheiropteris palmatopedata and the gametophyte development of C.thalictroides. With the increasing of Pb²⁺, germination percentage of spores is reduced in C.thalictroides, A.costularis and N.palmatopedata. When the concentration is lower than 10^-4 mol·L^-1, the spore of C.thalictroides will germinate. When the concentration is lower than 10^-5 mol·L^-1, the spore of A.costularis and N.palmatopedata will germinate. Spores of C.thalictroides, A.costularis and N.palmatopedata have a certain tolerance to Pb²⁺. The heavy metal (Pb²⁺) have an effect on gametophyte development of C.thalictroides, which makes gametophyte irregular and produces more male gametophyte. The antheridium is recessed into the edge of prothallium, and the chloroplast is unevenly distributed in the C.thalictroides. The present investigation provided some selective plants which can repair the Pb²⁺ polluted soil.

Key words: Pb²⁺, spore germination, gametophyte development, Ceratopteris thalictroides, Alsophila costularis, Neocheiropteris palmatopedata

中图分类号:

汪盛；刘恩德；夏漪；戴锡玲*. 重金属铅对3种蕨类植物孢子萌发和配子体发育的影响[J]. 植物研究, 2015, 35(4): 499-503.

WANG Sheng；LIU En-De；XIA Yi；DAI Xi-Ling*. Effects of Pb²⁺ on Spore Germination and Gametophyte Development of Three Species of Fern[J]. Bulletin of Botanical Research, 2015, 35(4): 499-503.

参考文献

1.李湘洲.重金属铅和镉对土壤与作物危害及防治［J］.经济林研究,2000,18（4）:12-13.

2.Salido A L,Hasty K L,Lim J M,et al.Phytoremediation of arsenic and lead in contaminated soil using Chinese brake ferns(Pteris vittata) and Indian mustard(Brassica juncea)［J］.Int J Phytoremediation,2003,5:89-103.

3.屈冉,孟伟,李俊生.土壤重金属污染的植物修复［J］.生态学杂志,2008,27（4）:626-631.

4.贾恒.华东蹄盖蕨对铅和砷胁迫的生理响应与抗逆性［D］.南京:南京林业大学,2010.

5.吴兆洪,秦仁昌.中国蕨类植物科属志［M］.北京:科学出版社,1991.

6.Kamachi H,Komori I,Tamura H.Lead tolerance and accumulation in the gametophytes of the fern Athyrium yokoscense［J］.J Plant Res,2005,118:137-145.

7.孟绍娟.两种蕨对Cd-Pb胁迫的生理响应和富集［D］.南京:南京林业大学,2009.

8.刘月莉.四川甘落铅锌矿区优势植物的重金属含量研究［J］.生态学报,2009,29（4）:2020-2026.

9.邓滔.井栏边草和蜈蚣草对As-Pb胁迫的富集作用［D］.南京:南京林业大学,2011.

10.王厚杰,彭培好,贝荣塔,等.三岔河沿岸植物铅、镉富集特性的研究［J］.环境科学导刊,2012,31 (2):11-15.

11.Prasad M,Freitas H.Removal of toxic metals from solution by leaf,stem and root phytomass of Quercus ilex L.(holly oak) ［J］.Environ Pollut,2000,110:277-283.

12.王慧忠,何翠屏.铅对草坪植物生物量与叶绿素水平的影响［J］.草业科学,2003（6）:73-75.

13.王友宝,刘登义,张莉,等.铜、砷及复合污染对黄豆影响的初步研究［J］.应用生态学报,2001,12（1）:117-120.

14.宋勤飞,樊卫国,刘国琴.铅在番茄中的积累以及对其生长和生理的影响［J］.农业环境科学学报,2006,25（增刊）:87-91.

15.郭冷冷,陈文博,姜楠,等.培养密度对水蕨孢子萌发及配子体性别分化的影响［J］.上海师范大学学报:自然科学版,2010,39（2）:210-212.

16.孙鑫,朱旋律,张莹,等.光照强度对水蕨孢子萌发及配子体性别分化的影响［J］.植物研究,2010,30（2）:170-173.

[1]	孙军, 李贵生. 粗梗水蕨营养期和生殖期微RNA的测定与分析[J]. 植物研究, 2022, 42(6): 1014-1022.
[2]	郭严冬, 曹建国, 周义峰, 戴锡玲, 王全喜, 张明霞. 布雷菲德菌素A对蕨类植物卵发育的影响[J]. 植物研究, 2022, 42(3): 358-363.
[3]	王旋, 刘志雄. 甜荞长花柱长雄蕊突变体lpls大小孢子发生和雌雄配子体的发育[J]. 植物研究, 2021, 41(6): 921-927.
[4]	李璐, 张锦, 李楚然, 王艳萍, 谭庆琴, 罗艳. 兰科新种巾唇兰的花粉团发育及分类学意义[J]. 植物研究, 2020, 40(2): 161-171.
[5]	曹佳鑫, 达梦婷, 庞海龙, 贾凌云, 冯汉青. 胞外三磷酸腺苷对铅胁迫下植物细胞损伤和过氧化氢及其清除酶水平的调节[J]. 植物研究, 2020, 40(1): 85-92.
[6]	朱栗琼, 袁娟, 韦立迪, 韦艳春, 招礼军. 大花紫薇大小孢子的发生及雌雄配子体的发育[J]. 植物研究, 2018, 38(2): 182-188.
[7]	熊海燕, 刘志雄. 深山含笑大、小孢子发生和雌、雄配子体发育研究[J]. 植物研究, 2018, 38(2): 212-217.
[8]	孔冬瑞, 李璐. 琼榄小孢子发生、雄配子体发育及花粉粒形态[J]. 植物研究, 2017, 37(2): 181-184.
[9]	陈思琦, 简金晶, 张妍, 戴锡玲. 银粉背蕨配子体及幼孢子体发育的研究[J]. 植物研究, 2017, 37(1): 8-14.
[10]	李懿宸, 齐晶, 郑书忆, 张剑锋, 戴锡玲. 鳞毛蕨科3种植物配子体发育的研究[J]. 植物研究, 2016, 36(3): 334-340.
[11]	张博；李利平；毛伟兵；王长兰；陈发菊*. 雄性不育与可育楸树花发育的细胞学比较研究[J]. 植物研究, 2015, 35(6): 812-818.
[12]	汪庆兵;陈光才*;房娟;楼崇;张建锋. 速生柳树苗对土壤铅的耐性、积累与分配特性研究[J]. 植物研究, 2014, 34(5): 626-633.
[13]	郭严冬;曹建国*;戴锡玲;王全喜. 舟山碎米蕨配子体发育及无配子生殖[J]. 植物研究, 2014, 34(3): 322-327.
[14]	洪森荣;尹明华*;王艾平. 江西铅山红芽芋胚性愈伤组织小滴玻璃化法超低温保存技术的研究[J]. 植物研究, 2014, 34(3): 333-338.
[15]	洪森荣;尹明华*;王艾平. 江西铅山红芽芋脱毒苗球茎愈伤组织诱导及其再生体系的建立[J]. 植物研究, 2013, 33(6): 738-745.