蕨类植物也称羊齿植物,分类地位介于苔藓植物和种子植物之间,全世界约有12 000多种。我国有“蕨类王国”之称,现有2 600多种。广西蕨类植物十分丰富,有蕨类植物约854种,占全国的32.85%。蕨类植物具有观赏、食用、药用和作指示植物等诸多价值。另外,在研究植物的物种起源、进化和分类方面也极具科学价值。自然条件下,蕨类植物主要通过孢子进行繁衍,其繁殖过程离不开水,生长地域受限。近年来,随着自然生态环境的破坏以及人们对观叶、药用、食用等蕨类植物的需求的增加,这些相应种的自然繁殖很难满足人们的需要。因此研究蕨类植物的组培快繁及其配子体的发育将对蕨类植物的开发利用、种质保存及种的鉴定、科属的划分、蕨类植物的起源、演化、生态分布等具有重要作用。本文主要由如下两大部分构成:第一部分研究了具有观赏价值的红盖鳞毛蕨(Dryopteris erythrosora (Eaton) O. Ktze.)、肾蕨(Nephrolepis auriculata(L.)Trimen)、假鞭叶铁线蕨(Adiantum malesianum Ghatak)、薄叶碎米蕨(Cheilosoria tenuifolia (Burm. ) Trev)的组织培养与快速繁殖。按照实验进程,本文的组培快繁研究分为两个重要环节,第一是配子体培养,第二是孢子体诱导。在研究中都采用成熟孢子为外植体(其中红盖鳞毛蕨还采用了无菌苗幼叶),培养温度为25℃,每天光照12 h,以MS ( 3%蔗糖,0.7%琼脂,pH 6.0;下同)为基本培养基,在此基础上变换MS大量元素浓度、激素(6-BA和NAA)浓度、蔗糖浓度等营养元素的配比,以期找到最佳培养基。在多因素多水平的配方中,引入了国际流行的正交设计和均匀设计实验方法,对整个实验过程进行优化处理。结果表明:红盖鳞毛蕨在MS培养基上就取得了良好效果,孢子萌发率、原叶体增殖速度和幼孢子体形成率都很高;肾蕨孢子在MS~1/8MS上都能良好萌发,增殖以MS为好;假鞭叶铁线蕨孢子在1/2MS培养基上萌发效果好,在MS+1%蔗糖上增殖速度高;薄叶碎米蕨孢子在1/2MS培养基上萌发效果好,在MS+3%蔗糖上增殖速度高。虽然,肾蕨、假鞭叶铁线蕨和薄叶碎米蕨的配子体在无菌培养基中都很难或不能形成幼孢子体;但是,在常规培养皿诱导中都取得了很好的效果,上述三种蕨类植物的幼孢子体形成率都可达90%以上。综上所述,红盖鳞毛蕨的快繁体系可采用完全无菌组培方式;另三种蕨的快繁体系采用配子体组培无菌增殖,然后常规培养皿诱导的方式。第二部分研究了红盖鳞毛蕨、肾蕨、假鞭叶铁线蕨、薄叶碎米蕨、四回毛枝蕨(Leptorumohra quadripinnata(Hayata)H.Ito)从孢子萌发开始直到幼孢子体形成的整个配子体发育形态。无菌培养基MS或1/2MS,温度25℃,光照12 h/d,辅以常规水培养为参照。对配子体发育的各个阶段进行详细的观察和记录并用OLYMPUS DP 70拍摄照片。结果表明:肾蕨孢子左右对称,单裂缝,赤道侧面观豆形,极面观圆球形,孢子萌发类型为书带蕨型(Vittaria-type),原叶体发育为三叉蕨型(Aspidium-type),原叶体全身被毛状体;红盖鳞毛蕨孢子左右对称,具周壁,单裂缝,赤道面观豆形,极面观圆形,孢子萌发类型为书带蕨型,原叶体发育为三叉蕨型,原叶体全身被毛状体;假鞭叶铁线蕨孢子四面体形,辐射对称,孢子极面观为钝三角圆形,赤道面观为超半圆形,三裂缝,孢子萌发类型为紫萁型(Osmunda-type),原叶体发育方式为铁线蕨型(Adiantum-type),原叶体全身裸露无毛状体;薄叶碎米蕨孢子成正球形中心对称,三裂缝,孢子萌发类型是书带蕨型,原叶体发育方式为铁线蕨型,原叶体全身裸露无毛状体;四回毛枝蕨孢子赤道面观蚕豆形,极面观圆球形,单裂缝,孢子萌发为书带蕨型,原叶体发育方式为三叉蕨型,原叶体全身被毛状体。