蕨类植物独立配子体的形成及其进化机理

独立配子体是植物界一种极为特殊和罕见的现象。它指的是某些蕨类植物的配子体远离孢子体而生，两者有相当的地理或者纬度隔离，或者某些种类完全不能产生孢子体。较为特别的是，它们通常会进化出一种特殊的无性繁殖方式- - - - - - 芽胞，来保持居群的繁衍和生存。独立配子体目前仅发现在13种蕨类植物中。2007年5月，申请者在中国澳门发现了两种独立配子体。这是首次在亚洲最为可靠的发现。依据形态特征，它们可能属于书带蕨和瓶蕨属。本研究拟结合对华南和西南几个省区独立配子体和可能近缘类群（包括假脉蕨属、瓶蕨属和书带蕨属）的野外调查、rbcL、atpB、rps4-trnS和 trnL-F基因的分子系统学分析、独立配子体和近缘类群孢子培养等手段，对两种独立配子体进行深入研究，以便找出它们相应的孢子体，并探讨独立配子体的形成、演化以及地理分布上的规律；同时，也期望了解早期陆生维管植物配子体可能的演化及其适应机制。

本课题采用了形态学、发育学和分子系统学手段，对产自澳门的两种蕨类植物独立配子体进行了深入的研究，揭示了芽胞形态、发育及萌发过程。研究共分析了采自华南、西南、华东、东南亚、美国等地的膜蕨科材料61份、书带蕨科材料37份，通过扩增rbcL、rps4-trnS、psbA-trnH和trnL-F四个片段，用3730测序仪进行测序，并应用CLUSTAL X 软件对序列进行对位排列，采用用PAUP和Mrbayes软件进行系统发育分析。.澳门产的膜蕨科独立配子体位于假脉蕨属（Crepidomanes）内，与团扇蕨（C. minutum）极为相似。虽然在形态上与分布于美国东部山区的独立配子体Trichomanes intricatum相似，但并不是同一个种，它们之间存在形态与基因序列的差异。假膜蕨属原来的分布区是旧世界热带至北温带地区。美国东部产的T. intricatum明显属于假膜蕨属，该种仅以独立配子体的方式生存，未见过孢子体。因此，假膜蕨属的分布区应该涵盖北美洲，呈现出旧世界与北美洲洲际间断分布的式样。尤为特别的是，该属在在北美洲仅以配子体、而非孢子体形式存在。书带蕨属（Haplopteris）的独立配子体则位于书带蕨属内。我们调查了约10种产自华南、西南、华中、华东和东南亚地区的相关种类，但未能找到相近种，值得进行更深入的研究。