摘要
对开蕨与香鳞毛蕨是比较进化的薄囊蕨类，两种蕨类皆具有较高观赏价值及药用价值。但近年来，对开蕨、香鳞毛蕨植物出现种群衰退、幼苗减少等问题，有学者认为这些问题与生殖有关。重金属污染已成为我国的主要污染之一，其中Cd2+和Pb2+是主要污染物，会对植物产生不利的影响。配子体世代是蕨类植物的有性世代，也是蕨类生殖的重要环节，若配子体因环境的变化受到影响，会导致其生长发育受到阻碍。虽然有些学者对蕨类在逆境下的发育作出了研究，但关于重金属对蕨类植物配子体影响的研究较少。故本文选择铁角蕨科对开蕨、鳞毛蕨科香鳞毛蕨，通过研究Cd2+和Pb2+胁迫下两种蕨类配子体形态结构及生理特性的变化，探究幼苗减少与重金属之间的联系，为对开蕨、香鳞毛蕨保护提供理论依据，同时研究两种蕨类配子体对铅、镉的耐受性，为园林绿化提供基础资料。研究结果表明： (1)在Cd2+、Pb2+胁迫下，对开蕨、香鳞毛蕨配子体心形原叶体发育时间、精子器形成时间、颈卵器形成时间出现延缓现象，对开蕨、香鳞毛蕨配子体精子器数目、颈卵器数目、假根数目、毛状体数目随着重金属浓度的升高而下降。 (2)在低浓度Cd2+、Pb2+胁迫下，对开蕨、香鳞毛蕨配子体叶绿体出现黄化、叶绿体凝集现象，而在高浓度Cd2+、Pb2+胁迫下，对开蕨、香鳞毛蕨配子体叶绿体形态发生改变，叶绿体出现发黄、坏死、溶解等现象，并伴有叶绿体减少现象。低浓度Cd2+、Pb2+对对开蕨、香鳞毛蕨配子体精子器影响不明显，但也出现发黄破损现象。在高浓度Cd2+、Pb2+胁迫下，对开蕨、香鳞毛蕨配子体精子器均出现精子器发黄坏死、精子器中精子不能正常排出等现象，在0.8mg·kg-1Cd2+浓度胁迫下，对开蕨精子器出现黄斑现象，而香鳞毛蕨在高浓度的Pb2+胁迫下，精子器出现黄斑现象。 (3)在低浓度Cd2+、Pb2+胁迫下，对开蕨、香鳞毛蕨配子体颈卵器均出现了一定程度的畸变，出现发黄现象，偶有颈卵器不能正常打开。但对开蕨颈卵器在Cd2+、Pb2+胁迫下发黄有所不同，在Cd2+胁迫下，出现由顶端向底端逐渐发黄情况，且底部出现黑色异物，而在Pb2+处理下，颈卵器从底部向顶端逐渐变黄，部分颈卵器底部出现黑色异物，而香鳞毛蕨配子体颈卵器在Cd2+、Pb2+胁迫下，主要从底部向顶端逐渐变黄，且无异物现象。在Cd2+、Pb2+胁迫下，对开蕨、香鳞毛蕨配子体假根受到了不同程度的影响，主要表现为假根黄化、短小、渗漏等现象。 (4)随着Cd2+、Pb2+浓度的增加，对开蕨、香鳞毛蕨配子体叶绿素含量逐渐下降，其净光合速率、蒸腾速率受到抑制，膜系统受到严重伤害。低浓度重金属胁迫下，保护酶活性有升高的趋势。但随着重金属浓度的增加，保护酶活性有所下降，清除体内活性氧能力也降低。根据对开蕨、香鳞毛蕨配子体的各项生理指标的下降趋势，对开蕨、香鳞毛蕨配子体对Cd2+、Pb2+抗性为香鳞毛蕨＞对开蕨。 综上所述，Cd2+、Pb2+对对开蕨、香鳞毛蕨配子体生长发育造成了明显的伤害，这种伤害会随着胁迫浓度的上升而增加。
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