蕨类植物紫萁绒毡层细胞凋亡的细胞学特征

绒毡层凋亡过程是小孢子发生中的重要事件,以往的研究主要集中在被子植物,蕨类植物尚未见此方面的报道.该研究首次采用透射电镜和免疫荧光技术对蕨类植物紫萁(Osmnunda ja ponica Thunb.)绒毡层细胞凋亡的细胞学过程进行了观察,以明确紫萁绒毡层细胞的发育类型和凋亡特征,为蕨类植物绒毡层细胞凋亡的深入研究以及孢子发育研究提供依据.结果显示:(1)紫萁的绒毡层属于复合型,即外层绒毡层为分泌型,该层细胞发育过程中液泡化,营养物质被吸收;内层绒毡层为原生质团型,经历了细胞凋亡的过程.(2)绒毡层内层细胞在凋亡过程中细胞壁和细胞膜降解,细胞质浓缩且空泡化;细胞核内陷、变形,染色质浓缩凝聚,形成多数小核仁,DAPI荧光由强变弱;线粒体、质体、内质网、高尔基体等细胞器逐渐退化,液泡中多包含纤维状物、絮状物、黑色嗜锇颗粒和小囊泡等;出现多泡体、多膜体和细胞质凋亡小体,上述特征与种子植物绒毡层凋亡特征基本一致.(3)与种子植物相比,紫萁绒毡层的细胞凋亡开始得早,在整个凋亡过程中没有核凋亡小体的产生;除了产生孢粉素外,绒毡层细胞内产生了大量的丝状物质、絮状物质和电子染色暗的颗粒物,这些物质可能用于形成蕨类植物的孢子周壁.