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2017年  第35卷  第6期

栏目
生态与生物地理
摘要:
大黄花虾脊兰(Calanthe sieboldii Decne.)已被列入《全国极小种群野生植物拯救保护工程规划》,是亟待拯救的极小种群物种之一。为弄明其生境特征及生存群落中的种间关系,对分布于安徽泾县的大黄花虾脊兰进行全面调查,以18个样地内22个样方数据为基础,应用Levins和Hurlbert生态位宽度公式和生态位重叠公式,对其生存群落内草本层主要物种的生态位及其生境特征进行了研究。结果表明:(1)大黄花虾脊兰分布于泾县桃岭村地带,呈聚集分布,主要分布于靠近河边的陡崖下,分布地点较为空旷,且没有强光直射。(2)在大黄花虾脊兰生存小群落内,其优势地位明显,草本层主要物种之间普遍存在生态位重叠,但重叠程度较低,物种之间竞争并不强烈,资源可以较充分共享,群落草本层处于稳定状态。
摘要:
按空间代替时间序列的方法,对贵州省修文县小山坝岩溶型铝土矿区尾矿堆5个不同自然演替阶段苔藓植物多样性进行了研究。结果显示:(1)苔藓植物共有11科18属31种,其中藓类9科16属29种,苔类2科2属2种。在演替过程中,苔藓植物生活型单一,仅矮丛集型(占67.7%)和交织型(占32.3%),矮丛集型占优势地位。苔藓植物物种组成简单,纯群落较多,混合群落随演替阶段逐渐增多。(2)不同自然演替阶段苔藓植物群落Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数和丰富度指数有所不同,裸岩阶段最低(0.196、0.283和-1.930),草灌丛阶段最高(3.470、1.281和2.342),乔灌木阶段逐渐下降(2.128、0.887和1.267)。苔藓植物种的替代速率与相似性变化趋势相反。小山坝岩溶型铝土矿区尾矿堆苔藓植物多样性在5个不同自然演替阶段呈先上升后下降的变化规律,多样性水平总体呈上升趋势,研究结果可为岩溶型铝土矿区生态恢复和生物多样性保护提供基础资料。
摘要:
伯乐树(Bretschneidera sinensis Hemsl.)是主要分布于中国的濒危物种。采用AFLP分子标记对分布于中国11个省的24个伯乐树居群192个个体进行谱系地理学研究。结果显示,伯乐树有相对较高的遗传多样性水平,基因多样性指数(He)和Shannon指数(Ⅰ)分别为0.2728和0.4070。伯乐树居群间的遗传分化远大于居群内遗传分化,遗传分化系数GST=0.7138,基因流Nm=0.2005。通过聚类分析、STRUCTURE分析和BAPS分析发现,24个伯乐树居群可形成4大地理居群组和进化谱系;云贵高原东部地区居群遗传多样性较高,可能是伯乐树在中国的扩散中心和冰期避难所,伯乐树在冰期后由此向外进行居群扩散;南岭地区各居群遗传多样性水平普遍高于其他地区,与邻近地区各居群的亲缘关系较近,可能为伯乐树演化历史上的另一个冰期避难所。
摘要:
对武汉市7个中心城区和部分远郊城区共26个样点73个样地的苔藓群落进行调查,采集苔藓植物样本共431份。经鉴定调查区内共有苔藓植物20科35属91种,其中狭叶小羽藓(Haplocladium angustifolium(Hampe et C.Muell.)Broth.)和钝叶绢藓(Entodon obtusatus Broth.)等为优势种,分布于其中的24个样点。多样性指数分析结果显示,位于青龙山国家森林公园的α多样性Patrick和Shannon-Wiener指数最高,说明该样点苔藓植物群落的复杂程度高,群落所含信息量大。Patrick指数与环境因子的Pearson相关性分析结果显示,土壤含水率和与主要干道距离是显著影响地面生苔藓植物多样性的环境因子,而显著影响树附生苔藓植物多样性的环境因子仅与距主要干道距离相关。用典范对应分析法(CCA)研究26个样点中苔藓植物的盖度与主要环境因子的关系,结果发现人为干扰程度、草本盖度、与城市主要干道的距离等对地面生和树附生苔藓植物的分布都有显著影响。其中地面生苔藓植物的分布受人为干扰和草本盖度影响最为显著;而树附生苔藓植物的分布受附生树干胸径及与主要干道距离影响最为显著。研究结果表明武汉市区苔藓植物的多样性和分布受人为干扰较大,树附生苔藓对汽车尾气等因素更为敏感。
摘要:
为了研究神农架世界自然遗产地的种子植物区系特征,基于Phylomatic建立时间树并综合多学科证据,探讨了该区系种子植物科属起源的时间特征。结果发现,神农架世界自然遗产地裸子植物占中国华中山地分布中心属和种的67%和74%,是中国裸子植物分布中心之一;被子植物科的基部类群科占中国的85%;种子植物单型科(仅含1属1种)占中国的42%;拥有中国特有属56属,占中国特有属总数的23%,很多为古老特有属;神农架世界自然遗产地还分布有中国超过50%的东亚-北美间断分布属。这些事实表明神农架世界自然遗产地种子植物区系起源古老,且有连续的传代线,是神农架世界自然遗产地突出普遍价值的重要体现。
摘要:
对广东省河源市紫金县白溪自然保护区紫纹兜兰(Paphiopedilum purpuratum(Lindl.)Stein)所在的2个群落进行了样方调查,分析了其生境、物种组成、群落区系特点及群落结构特征。结果显示,调查样地内共有维管束植物47科79属94种。属的区系成分中泛热带和热带亚洲成分占主要地位,占非世界分布总属数的84.3%,具有热带向亚热带过渡的性质。群落1中扇叶铁线蕨(Adiantum flabellulatum Linn.)和中华苔草(Carex chinensis Retz.)为优势种,紫纹兜兰仅为伴生种,群落2中紫纹兜兰为优势种。两群落均以小高位芽植物为主,但缺乏大高位芽植物、地面芽植物及一年生草本,而藤本植物的丰富则进一步加大了林下的郁闭度。综合生境因素比较两个群落表明,紫纹兜兰对环境具有极强的依赖性,对坡度坡向及环境湿度有一定的要求,对伴生植物并无明显的选择性。建议加强对紫纹兜兰的就地保护,同时加大对其栽培繁殖技术的研究。
遗传与育种
摘要:
利用核基因和叶绿体基因对台湾水韭(Isoetes taiwanensis Devol)2个居群20个样本的遗传多样性和遗传结构进行了分析,并对台湾水韭的保育提出了建议。核基因的检测结果显示,2个居群共存在18个单倍型,单倍型多样性为0.9842,核苷酸多样性为0.00215,居群间基因流Nm为4.26,居群间分化系数Gst值为0.05543;叶绿体DNA的检测结果显示,单倍型数目为6,单倍型多样性为0.6211,核苷酸多样性为0.00326。其中台北居群的单倍型多样性和核苷酸多样性均比金门居群高。核基因和叶绿体基因的AMOVA分析显示,居群内的遗传差异远高于居群间。台湾水韭的核苷酸多样性相对其他水韭属植物较低,可能与台湾水韭的染色体倍型以及狭域分布有关。居群结构的形成可能和基因流以及奠基者效应有关。宜采用原地和迁地保护的方法对居群进行保护。
摘要:
以苦荞(Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn)全基因组数据为平台,采用生物信息学方法,挖掘出9个11S种子储藏蛋白基因,并对其定位、蛋白结构、系统发育及表达模式进行了分析。结果表明,苦荞9个11S种子储藏蛋白基因编码的蛋白长度为189~914 aa,等电点位于5.18~9.82之间,分子量为21.27~103.33 kD;定位分析结果显示,这些成员位于苦荞基因组的6条连锁群上(Megascaffold2/5以及scaffold77/344/395/861);序列比对分析发现,除了1个11S种子储藏蛋白sample1_00009513-RA具有1个cupin保守结构域外,其余8个都含有2个cupin结构域,并且在cupin保守结构域中,苦荞和拟南芥(Arabidopsis thaliana(L.)Heynh)共有14个保守的氨基酸残基;蛋白结构预测表明,苦荞11S种子储藏蛋白的结构具有2种类型;苦荞与其它6个物种[拟南芥、花生(Arachis hypogaea Linn.)、大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)、杏仁(Armeniaca vulgaris Lam.)、胡桃(Juglans regia L.)和芝麻(Sesamum indicum Linn.)]11S种子储藏蛋白以及苦荞过敏蛋白(TBb和TBt)系统发育分析结果表明,这些蛋白可以分为3类,共具有4对旁系同源蛋白和3对直系同源蛋白;与已报道的苦荞过敏性储藏蛋白以及其它5个物种(花生、大豆、杏仁、胡桃和芝麻)的11S过敏蛋白比较发现,5个11S种子储藏蛋白(sample1_00013128-RA、sample1_00013130-RA、sample1_00021677-RA、sample1_00021668-RA和sample1_00021674-RA)与苦荞2个过敏蛋白的同源性较高,同时它们与胡桃11S过敏蛋白的同源性最高,但尚需进一步实验来确定这5个成员是否为食物过敏原;RNA-Seq转录组数据显示,4个基因(sample1_00018411-RA、sample1_00026786-RA、sample1_00021674-RA、sample1_00022718-RA)在2种荞麦属植物的灌浆期种子中表达水平较高,且在‘大苦1号’中的表达水平要高于‘大甜1号’。
生理与发育
摘要:
盐碱胁迫是全球范围内重要的非生物胁迫形式之一,但目前对植物水力学特性和碳代谢应对盐碱胁迫响应的研究还不多。本研究以耐盐碱植物枸杞(Lycium chinense Miller)和柽柳(Tamarix chinensis Lour.)为对象,测定不同盐碱程度下两种植物的枝条水势和导水损失率(PLC)、叶片光合作用和气孔导度、不同部位的非结构性碳(NSC)浓度以及植株生长情况。结果显示,重度盐碱胁迫显著降低了两种植物凌晨和正午水势、光合速率和枝条PLC,重度胁迫下柽柳的光合速率、气孔导度和枝条PLC下降程度均大于枸杞,重度盐碱胁迫下枸杞不同部位的NSC浓度均显著降低,但柽柳的地上部分NSC浓度显著增加,根部NSC浓度显著减低。两种植物有不同的应对盐碱胁迫策略,枸杞有较强的气孔调节能力,对水力结构的维持有利,但会限制碳摄取,柽柳气孔调节能力弱,水力结构易受影响,但对碳平衡维持有利。
摘要:
对四川引种栽培的蓝花丹(Plumbago auriculata Lam.)花粉与柱头形态、花部特征及开花物候进行了系统观测,并对其花粉的采集时间与储存温度进行了初步研究。结果显示:(1)两种类型花粉和柱头形态均具有较大差异,短花柱型(S型)花粉的极轴长P值和赤道轴长E值均显著大于长花柱型(L型)花粉,L型柱头则明显长于S型,且两种花粉的纹饰和柱头的瘤状突起物形态也明显不同;(2)蓝花丹具有较高的开花同步性指数(为0.89),但相对开花强度不高,属于中等强度;(3)蓝花丹两种花型在花蕾半开放时采收花粉,其活力最高,L型花粉活力可达85.24%±4.22%,S型可达87.74%±2.95%;(4)L型与S型花粉分别于25℃干燥0.5 h和1 h后再低温储存,其活力保持更好;(5)干燥后的花粉在-86℃条件下保存效果最好,储存30 d后L型花粉活力高达66.51%±0.85%、S型达69.07%±1.57%。本研究表明蓝花丹二型植株在生殖资源分配上存在明显差异,这种差异一方面导致花粉大小和形态及其所需干燥时间的不同,另一方面导致二型花柱头表现出明显不同的特征,这些差异性的结构是否参与了蓝花丹自交不亲和反应的识别过程,还有待进一步研究。此外,较低的开花强度会造成虫媒传粉困难,这可能是蓝花丹自然结实率极低的重要因素之一。
摘要:
生物量分配动态研究对了解作物产量形成机制具有重要意义。‘凤丹’是以杨山牡丹(Paeonia ostii T.Hong et J.X.Zhang)为原种形成的新型木本油料作物,其产量形成机制尚不明确。本文采取破坏性取样策略,研究不同株龄‘凤丹’生物量分配的季节动态以及遮荫对产量的影响。结果显示,‘凤丹’生物量在果熟期达到最大值,总生物量随株龄增大而增加,但其增长速率趋势则相反。‘凤丹’根和茎的生物量分配在休眠期最大,而叶生物量分配最大值出现在果熟期;繁殖分配仅为3.24%~6.85%,但随株龄增大而增加(4年生果实生物量为(7.74 ±0.31)g/株,8年生果实生物量为(26.81 ±0.44)g/株)。‘凤丹’单株年同化总量为161.21~232.34 g,种子收获指数为2.71%~6.87%,收获指数与株龄呈正相关(R2=0.8178)。‘凤丹’营养生长和总生物量在遮荫条件下有所降低,但繁殖生物量和收获指数在30%遮阳处理中显著增加(种子增产3.66 g/株,产量提高389.36%)。本研究表明‘凤丹’年周期内的源与库结构呈动态变化,株龄对‘凤丹’的生物量分配及产量有明显效应,适度遮荫可提高‘凤丹’的产量。
技术与方法
摘要:
物种鉴定是植物研究中的一个重要环节,尤其对近缘种的鉴定是个难点。野外调查和采样时通常使用直接观察形态特征的方法来鉴定物种,容易产生鉴定误差。本文以同域分布的两个近缘种槲树(Quercus dentata Thunb.)和槲栎(Q.aliena Blume)为研究对象,通过叶片形态研究,探讨几何形态测量学方法,并对该方法的植物物种鉴定能力进行总结。该方法除了具备操作简单和分析准确的优势外,还弥补了传统物种鉴定方法的不足,可显著提高植物物种的鉴定能力。
摘要:
为了探究影响粗茎秦艽(Gentiana crassicaulis Duthie ex Burk.)种子休眠的因素,破除休眠,寻找其种子快速萌发的方法,以干燥的粗茎秦艽种子为材料,测定种子吸水率及粗提物的活性,使用不同浓度的赤霉素(GA3)、高锰酸钾(KMnO4)、聚乙二醇(PEG6000)和过氧化氢(H2O2)溶液进行浸种处理,比较不同处理条件对粗茎秦艽种子萌发的影响。结果显示,粗茎秦艽种皮对种子吸水没有明显阻碍作用;不同浓度的种子粗提物对白菜、小麦的萌发和生长均表现出抑制作用;不同浓度的粗提物对粗茎秦艽种子自身的萌发也表现出一定的抑制作用,当粗提物浓度达到0.1 g/mL时,抑制作用最显著(P < 0.05);高锰酸钾处理可提高粗茎秦艽种子的萌发率,浓度为1.5%时效果较显著(P < 0.05),而过氧化氢处理对粗茎秦艽种子的萌发效果不如前者,此外,用500 mg/L的赤霉素浸种和300 mg/L的聚乙二醇预处理也可显著打破粗茎秦艽种子休眠(P < 0.01)。研究结果表明粗茎秦艽种子的内源抑制物是影响其休眠的因素之一;种皮的机械阻碍也在一定程度上影响了种子萌发;粗茎秦艽种子具有综合性休眠特性。高锰酸钾预处理、赤霉素浸种和聚乙二醇引发均可打破种子休眠、缩短种子出芽时间,提高种子的发芽能力。
摘要:
以茶树幼苗叶片为材料,分析了甘露醇浓度、不同酶液组合、酶解时间等因素对叶肉原生质体分离及2种高密度分离液对原生质体纯化的影响。结果表明,叶片在含0.6 mol/L的甘露醇、1.5%的纤维素酶和2.5%的离析酶的酶解液中黑暗酶解16~18 h,叶肉原生质体的分离效果最好。此外,研究发现原生质体在10%的甘露醇与25%的碘克沙醇界面处聚集形成了一条带。
专题综述
摘要:
果实是被子植物特有的繁殖器官,果实的类型影响种子传播的模式、有效性和距离。果实类型的多样性在一定程度上造成了不同植物类群在生态上的差异,并对被子植物的进化速度和分化模式产生重要影响。本文对果实类型多样性形成中起关键作用的通路及其进化机制进行了综述,讨论了影响果实类型进化的各种因素,介绍了有关果实类型进化方向和模式的研究进展,为研究被子植物果实多样性的形成和演化提供新的思路。
摘要:
植物细胞质雄性不育是一种广泛存在于高等植物中的母性遗传性状。细胞质雄性不育不仅为研究核质互作提供了良好材料,同时也是植物杂种优势利用的重要基础,其分子机理是目前研究的重点。多种研究证据表明,线粒体基因与细胞质雄性不育密切相关。随着分子生物学和分子遗传学的不断发展,许多植物的恢复基因已经被定位和克隆,进一步阐明了植物细胞质雄性不育和育性恢复的分子机理。本文综述了近几年植物中细胞质雄性不育和育性恢复相关基因的研究进展,并探讨了细胞质雄性不育/育性恢复系统在育种方面的应用。
摘要:
类胡萝卜素是苹果果实色泽形成的一个重要影响因子,其种类和含量决定果实是否具有良好的外观和丰富的营养。本文综述了近年来有关苹果果实类胡萝卜素方面的研究进展,并对苹果类胡萝卜素的种类和含量,苹果发育和贮藏过程中类胡萝卜素含量的变化规律,生物合成途径中相关基因的表达,以及环境因子对类胡萝卜素积累的影响等方面进行了阐述。
摘要:
植物叶片是连接植物与外界环境的重要桥梁,其功能性状变化受外界环境和系统发育的共同影响。充分了解不同环境下叶片功能性状的变化对探讨植物对环境的适应性具有重要意义。本文阐述了叶片功能性状的类型及其功能意义,综述了影响叶片功能性状2个主要因素(环境因子和系统发育历史)的相关研究,探讨了叶片功能性状对植物适应环境的意义。最后,对叶片功能性状研究的现状及未来趋势进行了展望。
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