實蕨科\\( Bolbitiaceae\\) 是蕨類植物分類系統中出現較晚，且物種相對較少的科，最早是由秦仁昌于1978 年依據孢子體特征，將其從藤蕨科\\( Lomariopsidaceae\\) 中獨立出來的，在我國僅有實蕨屬和刺蕨屬，目前，已經被確認的種類為 30 余種，廣泛分布于華南及西南地區，不少種類具有藥用價值或較高的觀賞性。盡管吳兆洪、董仕勇等先后對該科種類進行了修訂，肯定了該科在分類系統中的合理性，但是，在實蕨科的分類問題上還一直存有爭議，HOLTTUM認為實蕨屬、刺蕨屬以及舌蕨屬應歸入舌蕨科\\( Elaphoglossaceae\\) ，NAYAr則把它們歸入藤蕨科，近代分子系統學則支持將實蕨科包含于鱗毛蕨科\\( Dryopteridaceae\\)。配子體發育是真蕨類生活史中進行有性生殖的必經過程，承擔著孕育胚的重要使命，因蘊藏著古老的遺傳信息而對闡明蕨類科屬的親緣關系具有重要的價值。前人對配子體的發育過程做了大量的研究工作，就實蕨科而言，MOMOSE對華南實蕨成熟配子體做了較細致的觀察，NA-YAR對實蕨科某些種的配子體早期發育進行了簡要描述，郭嚴冬對刺蕨屬的中華刺蕨和長耳刺蕨的配子體發育進行了研究，但對邊緣細胞的觀察和假根特征的觀察與描述仍不夠完善。筆者選取實蕨科中分布廣泛、特征典型的多羽實蕨\\( Bolbitis angustipinna \\( Hayata\\) H． Ito\\) 為材料，用人工培養法，全面觀察了其配子體各發育階段的形態特征，尤其是假根和邊緣細胞的多樣性，旨在為深入研究實蕨科配子體發育提供參考。
1、 材料與方法
1． 1 材料 多羽實蕨\\( Bolbitis angustipinna \\( Hayata\\) H． Ito\\) 孢子，由張憲春于 2004 － 12 － 25 采自海南七仙嶺，標本憑證保存于哈爾濱師范大學植物標本室\\( HANU\\) 。
1． 2 方法 在采集地將含有孢子囊尚未開裂的成熟孢子葉羽片剪下，暫時存放于潔凈的硫酸紙袋內，密封后放于干燥、無風、陰涼的環境中。3 ～ 4 d 后，孢子囊自然開裂，收集灑落的棕褐色粉末狀孢子，置于－ 80 ℃ 的冰箱內保存或直接播種在瓊脂含量為 w = 1． 2% 的改良 Knop’s 平板培養基上。培養條件: 溫度\\( 22 ±2\\) ℃，光照強度150 ～200 μmol·m－ 2·s－ 1，每天光照14 h，相對濕度85%以上。重復培養3 ～6 次。根據各階段的發育特征，定期選取典型且穩定的活體材料制成臨時水裝片，在 Olympus-BX53 光學顯微鏡下觀察，所有觀測數據均采用隨機測得的 20 個數的平均值。
2 結果與分析
2． 1 孢子及孢子萌發 孢子棕褐色較小，兩側對稱，極面觀橢圓形，赤道面觀近圓形，周壁薄而透明，外壁上有扁圓形較整齊的疣狀紋飾。單裂縫，裂縫長度約為孢子長度的1/2 ～3/4\\( 圖版: 1\\) 。接種7 ～10 d，孢子吸水膨漲，孢子內部含有黃色球狀油滴和葉綠體\\( 圖版: 2\\) ，隨著孢子萌發黃色油滴逐漸減小，這表明，脂肪類物質隨孢子萌發而產生，但在萌發后不久就迅速轉變為非脂肪類即碳水化合物或蛋白質。在單裂縫處伸出 1 條假根，有的假根內部含少量葉綠體且出現頂端膨大\\( 圖版: 3\\) ，這種初生假根就出現頂端膨大的現象，是本種的1 個穩定特征，繼續培養2 ～3 d，初生假根伸長，同時，基部也明顯膨大\\( 圖版:4\\) 。
2． 2 原絲體階段 孢子培養約 17 d，原葉體原始母細胞經過連續橫向分裂，發育成具有 3 個單列細胞的原絲體，此階段的細胞分裂面都相互平行，且垂直于原絲體的長軸，表現出了頸卵器植物原絲體的共性?；考毎斐?2 條互成 90°的無色透明的假根，細胞中均勻分布著大量鮮綠色的葉綠體。中部細胞中的葉綠體較基部細胞中的葉綠體少，且分布不均勻，多沿細胞壁分布。上部細胞中的葉綠體集中分布在細胞的頂端，使頂端細胞呈深綠色\\( 圖版: 6\\) 。原絲體不同部位細胞的光合能力是不同的，有些頂端細胞的生長方向發生彎曲\\( 圖版: 5\\) ，具有明顯的向光性。有少數原絲體在 2 ～3 個細胞時，前端會縱裂為雙列絲狀體，細胞呈圓柱狀緊密排列，細胞質濃厚，富含葉綠體\\( 圖版: 7\\) ，這是由絲狀體向片狀體過渡的表現。
2． 3 片狀體階段 孢子培養約 30 d，進入片狀體時期。通常片狀體的前端會偏向一側，形成最初的生長點。生長點處的細胞體積小，且數量多，形狀不規則，葉綠體數目多，而生長點周圍細胞多呈圓柱形，體積較大，葉綠體數目較少，因而，生長點處為深綠色，且呈四周高中部凹狀態。此時，假根數量增加到 7 條左右\\( 圖版: 8\\) 。片狀體階段的生長速度明顯快于絲狀體階段。
2． 4 原葉體階段 孢子培養約 40 d，形成幼原葉體。這一時期細胞橫向分裂次數多于縱向分裂次數，使幼原葉體形狀不規則，兩翼漸上延，生長點漸下陷且偏生。細胞形狀呈多樣性、大小不一，生長點處的細胞小且排列緊密，由生長點向外細胞體積逐漸增大。生長點附近的細胞邊緣生出少量無色透明的乳突狀毛狀體。毛狀體先端有少量葉綠體，頂端無腺狀分泌物\\( 圖版: 9\\) 。繼續培養 5 ～6 d，由于生長點細胞的不斷分裂調節，形成左右對稱的狹心形原葉體，生長點下陷程度加深，上方的凹陷呈“V”型\\( 圖版: 10\\) 。
孢子培養 53 d 后，原葉體上出現精子器，標志著原葉體進入成熟階段，其發育方式為槲蕨型\\( Drynaria-typa\\) 。成熟的原葉體呈闊心形且左右對稱，基部稍尖，兩側微向外展，生長點位于原葉體中心 1 /3 處?；考爸胁考毎^長，多呈六邊形，兩翼細胞大小均勻，近圓形，生長點處的細胞小而密集。在生長點及翼緣分布著較多的毛狀體，原葉體背腹面密生幾十條無色透明的假根\\( 圖版: 11\\) 。
2． 4． 1 毛狀體 多羽實蕨毛狀體一般為單細胞棒狀，最早由片狀體細胞外壁向外突起形成透明帽狀結構，還有葉綠體向其內部移動\\( 圖版: 12\\) 。隨著原葉體的發育，生長點附近陸續生出長棒狀的毛狀體且內有葉綠體和無色透明的分泌物\\( 圖版: 14\\) 。當毛狀體逐漸發育成熟，其內部的葉綠體幾乎全部解體，在其頂部出現透明的帽狀物質\\( 圖版: 13\\) 。從毛狀體的數量、細胞結構、分泌物的多少等方面能夠看出，多羽實蕨具有較強的生理調節功能和環境適應能力。
2． 4． 2 邊緣細胞 配子體邊緣細胞存在多種形態: 外壁向外形成具有 3 細胞的突起，葉綠體均勻地分布在細胞內\\( 圖版: 15\\) ; 外壁由中間或偏離中部向內凹陷形成齒槽，細胞多呈長方形，葉綠體集中分布在細胞內且胞壁上無葉綠體\\( 圖版: 19\\) ; 兩翼上緣細胞呈不規則六邊形，翼緣細胞較小且有缺刻，使翼緣有明顯的波狀起伏\\( 圖版: 11\\) 。這 3 種邊緣細胞類型反映出不同的生理功能，其系統學意義也值得探討。
2． 4． 3 假根 假根是由營養細胞向外突起形成的管狀結構，直徑約為 13 μm。幼時無色透明，含有少量葉綠體。隨著配子體的發育，假根數量逐漸增多，形態也發生多種變化。初期長出的假根較短，且發生不規則縊縮\\( 圖版: 5\\) ，或呈明顯的鋸齒形\\( 圖版: 6\\) ，后期假根頂端或近頂端多膨大且頂端外有無色透明的分泌物\\( 圖版: 16\\) ，偶有分叉現象，且分叉位置往往稍有膨大\\( 圖版: 17\\) 。成熟配子體的假根有時出現彎曲\\( 圖版: 18\\) 。假根的主要生理功能是固著和吸收，縊縮、鋸齒形、頂端膨大、分叉、彎曲等形態都強化了其固著和吸收能力。
3、 討 論
NAYAR指出，孢子的萌發類型、成熟原葉體形態、假根特征等有助于闡明類群之間的親緣關系，是蕨類植物分類的重要特征。筆者觀察到多羽實蕨\\( Bolbitis angustipinna \\( Hayata\\) H． Ito\\) 的孢子為單裂縫，外壁有疣狀紋飾，萌發方式為書帶蕨型\\( Vittaria-typa\\) ，原絲體發育到 4 ～6 個細胞時，進入片狀體階段，發育類型為槲蕨型\\( Drynaria-typa\\) 。這既與鱗毛蕨科普遍存在的叉蕨型\\( Tectaria-typa\\) 發育方式不同，又與舌蕨屬帶狀的原葉體不同，還與 VASHISHTA 所報道的藤蕨屬的特征不同，本研究結果支持孫淑紅等對實蕨\\( Bolbitis hainanensis\\) 孢子萌發方式和原葉體發育類型的研究結果，認為秦仁昌將實蕨屬和刺蕨屬獨立為實蕨科更為合理。
NAYAR通過對一些實蕨種類的研究，發現大部分原葉體成熟時，兩翼分布著發達的毛狀體; 戴紹軍等在報道鹿角蕨\\( Platycerium wallichii Hook\\) 配子體發育時指出，毛狀體著生在原葉體邊緣和表面是較進化的特征，毛狀體頂端分泌物能免疫和抵抗不良環境，利于在自然界中生存，從而保證了物種的延續。筆者認為，多羽實蕨的毛狀體也應該具有上述特征。
筆者不僅觀察到了 MOMOSE描述的有關實蕨科配子體邊緣具有的平坦、波狀、內陷等類型的細胞形態，還新觀察到了突起和齒槽等邊緣細胞形態。MOMOSE曾提出，不同類群的蕨類植物，其原葉體的邊緣細胞形態也是不相同的。因此，筆者新觀察到的這種突起和齒槽的邊緣細胞形態也應該具有相應的系統分類學參考價值。
就假根而言，多羽實蕨的假根具有 5 種不同的特征，分別是: 分叉、頂端膨大、彎曲、不規則縊縮和鋸齒形。劉保東等對蹄蓋蕨科\\( Athyriaceae\\) 、張開梅等對鱗毛蕨科\\( Dryopteridaceae\\) 、郭治友等對水龍骨科\\( Polypodiaceae\\) 等配子體發育研究過程中，也觀察到假根有分叉或頂端膨大或彎曲等現象，可見這些特征在蕨類植物中還是較普遍的。劉保東等認為，假根形態特征的多樣化不僅反映了固著能力的加強、吸收表面的增加，也反映出復雜的形態結構比簡單的管狀結構具有更進化的系統學意義。因此，本研究支持劉保東的觀點，即多羽實蕨假根形態的多樣性不僅在生態生理上具有較強的固著和吸收功能，在系統演化上也反映出了較高的進化程度。此外，對于筆者觀察到假根的不規則縊縮和鋸齒形，在現有蕨類配子體發育的文獻中尚未見報道。此 2 種特征的功能與意義等都還有待進一步研究。
參考文獻:
［1］吳兆洪，秦仁昌． 中國蕨類植物科屬志［M］． 北京: 科學出版社，1991: 455 －459．
［2］吳兆洪． 中國植物志·第 6 卷\\( 第 1 分冊\\) ［M］． 北京: 科學出版社，1999: 104 －124．
［3］董仕勇，張憲春． 中國實蕨屬的分類修訂［J］． 植物分類學報，2005，43\\( 2\\) : 97 －115．
