大花忍冬复合群主要分布在中国南部及周边地区,是忍冬属的主要疑难类群之一,包含大花忍冬、灰毡毛忍冬、细毡毛忍冬、菰腺忍冬和锈毛忍冬5种。该复合群是中国南部金银花的重要野生替代资源。本研究通过形态和生境观察、叶表皮微形态扫描和分子系统学分析相结合的方法,探讨了大花忍冬复合群的种间关系。结果表明,分子系统学方法没有解决该复合群之间的关系,仅灰毡毛忍冬的区分较为明显,基于形态学证据大致可将大花忍冬复合群分为以下3小群:菰腺忍冬以其独有的蘑菇状腺体与其他4种显著不同,毛被长度也明显长于其他种类;锈毛忍冬与大花忍冬的毛被较稀疏,但锈毛忍冬的花冠筒较短,气孔特征独特;灰毡毛忍冬与细毡毛忍冬的叶背密覆柔毛,二者的上表皮角质膜结构有差异。该复合群的物种形成和传播机制仍待深入研究。
自1991年以来,我国植物区系地理学文献中的“分布区类型”一词广泛英译为“arealtype”。这一译法从英语语言上来说是错误的,可能自德文“Arealtyp”一词生造而出。 “分布区类型”以译为“area type”或“distribution type” 为宜。
为探讨獐牙菜亚族(subtribe Swertiinae)各属之间和一些属内的系统关系,本研究选取了该亚族14属68种1变种,采用最大简约法(maximum parsimony)和贝叶斯法(Bayesian inference)对样品核基因ITS和叶绿体基因matK的两个片段进行独立和联合分析。结果显示:Bartonia位于亚族的最基部;喉毛花属(Comastoma)、肋柱花属(Lomatogonium)和假龙胆属(Gentianella)都非单系,处于同一个较为进化的分支中;獐牙菜属折皱组(Swertia sect. Rugosa)和獐牙菜组(S. sect. Swertia)亲缘关系最近,宽丝组(S. sect. Platynema)和藏獐牙菜组(S. sect. KingdonWardia)亲缘关系最近;口药花属(Jaeschkea)与獐牙菜属多枝组(S. sect. Ophelia)的大籽獐牙菜(Smacrosperma)亲缘关系最近。同时讨论了獐牙菜亚族形态分类与分子数据不一致的原因。
在野外和标本研究的基础上, 描述了中国兰科石豆兰属的一新种,怒江石豆兰, 并提供彩色图片和线条图。 怒江石豆兰与大苞石豆兰很近,但这两个种在花的颜色、侧萼片合生程度、花瓣形状等性状上区别明显。
描述了自墨西哥发现的一个属于铁线莲属单性铁线莲组新种,黄绒铁线莲,并给出了与近缘种硕齿铁线莲的区别特征。
环境对植物的胁迫可能是短期快速的、也可能是长期而缓慢的,而植物应对这两种胁迫的策略可能不同。膜脂组成变化是植物响应环境胁迫的主要手段之一,其响应长期胁迫和短期胁迫的样式也可能不同。植物膜脂组成对短期缺钾胁迫的响应已经有报道,但是对长期缺钾的响应如何尚且未知。我们设置了4种(51,051,0051和0mmol·L-1)不同的钾浓度,比较了拟南芥(Arabidopsis thaliana)及其生长于贫钾生境中的近缘种须弥芥(Crucihimalaya himalaica)长期缺钾后(18天)的生理和生化变化,发现须弥芥具有耐受贫钾的能力。我们进一步运用脂类组学的方法检测比较了拟南芥和须弥芥在长期缺钾胁迫下脂类组成的变化,发现:(1) 两种植物叶片中总脂以及几乎所有脂类的含量明显上升;(2) 两种植物都是地上部分膜脂的变化幅度大于根部膜脂的变化幅度;(3) 地上部分膜脂变化幅度,须弥芥的大于拟南芥的;地下部分的膜脂变化幅度,须弥芥的小于拟南芥的;(4) 拟南芥叶片和根中PA的含量显著上升,与PA相对应的是PE含量的显著下降,由此我们推测拟南芥中PA的积累主要来自于PE的水解。上述结果提示,在细胞水平上,植物主要通过积累叶片膜脂和维持根部膜脂组成基本不变来适应长期缺钾。
角果发育对某些物种的生殖发育具有重要的作用。拟南芥种子附着在角果里,角果在早期发育时进行光合作用,角果成熟后开裂散落种子之前,其细胞会经历一个衰老的过程。一般植物细胞在衰老过程中要经历膜脂降解的过程,但是角果细胞衰老过程仍未知。通过比较角果衰老过程中拟南芥野生型(WS)及与膜脂代谢密切相关的磷脂酶Dδ缺失突变体(PLDδKO)中膜脂分子的组成情况、膜脂含量、相对含量及双键指数值,结果发现,在拟南芥角果衰老过程中:(i)质体膜脂和质体外膜脂显著下降;(ii)不同膜脂降解速率不一样,质体膜脂的降解比质体外膜脂的降解快;(iii)总的双键指数DBI下降;(iv)磷脂酶Dδ缺失突变体(PLDδKO)的角果膜脂组成的基本水平和变化样式与野生型(WS)非常相似。结果说明,角果在衰老过程中发生了膜脂的激烈降解。据此推测:(i) 膜脂水解产物可能转移到种子中用于储藏脂三酰甘油的合成;(ii) 质体膜脂相对含量下降和质体外膜脂相对含量上升导致了总的DBI下降;(iii) PLDδ参与了角果衰老中的膜脂代谢。
吸胀冷害是干种子在吸胀阶段遭受低温造成不萌发的现象,结果可能造成农作物损失严重。虽然吸胀过程中细胞膜的修复是关键事件,而且细胞膜在响应水分和温度胁迫中扮演重要角色,但是种子吸胀过程中膜变化的过程,特别是膜流动性变化过程研究较少。本文比较了吸胀冷害耐受型(LX)和敏感型(R5)两个大豆品种在吸胀冷害过程中膜脂不饱和度(doublebond index, DBI)的变化,结果发现,LX和R5在常温(25℃)吸胀时变化趋势一致,质体膜脂DBI升高,质体外膜脂中磷脂酰甘油(phosphatidylglycerol, PG)分子DBI下降。LX和R5在低温(4℃)吸胀时DBI变化有很大差异,低温吸胀仅仅延缓了耐受型LX中质体膜脂DBI的升高,但是敏感性R5质体膜脂DBI不仅没有升高反而下降。用浓度33%的聚乙二醇 (polyethylene glycol, PEG)引发没有直接引起DBI变化,但是所引起的细微而显著的变化可能为萌发做好准备。PEG引发处理后的R5在吸胀冷害后第二和第三阶段质体膜脂DBI迅速增加,这个增加模式与LX的DBI增加相似。结果表明,吸胀冷害延缓或者阻滞了质体膜脂不饱和度的升高,大豆种子的吸胀冷害抗性与质体膜脂不饱和度正相关,提高质体膜质DBI可以提高吸胀冷害抗性。
二穗短柄草(Brachypodium distachyon)是近来开发的一种温带禾草模式植物,它具有与粮食作物相同的许多生物学特性,可作为研究粮食作物生物学特性的模式实验植物。不同采集地的二穗短柄草具有高度的表观变异性,可帮助研究人员对这些生物学特性从表观到遗传的深入研究。二穗短柄草与其他重要经济作物如小麦、大麦及其他潜在能源植物一样同属于早熟禾亚科,使其成为研究这些重要经济作物无可非议的模式植物。近来,由于二穗短柄草基因组序列及其相关注释的完成,功能基因组学和其他实验技术手段的不断进步,二穗短柄草可为其他禾草类植物提供序列分析、基因表达和功能研究等诸多便利。本文综述了利用二穗短柄草作为模式植物来进行比较基因组学、生物学研究、转化和TDNA突变等方面的最新研究进展。
由于人为采集、走私贩卖以及生境的破坏,分布于中国西南石灰岩地区的野生硬叶兜兰居群受到严重的干扰与威胁。为有效地保护这种珍稀野生植物,本研究采用ISSR和SRAP两种分子标记对15个硬叶兜兰野生居群进行遗传多样性及遗传结构的研究。结果表明,硬叶兜兰在物种水平上具有较高的遗传多样性(ISSR: PPB=9166%, He=03839; SRAP: PPB=9929%, He=02806)。硬叶兜兰居群间存在一定程度的遗传分化 (ISSR: Gst=02577; SRAP: Gst=02383),可能由于较低的基因流(ISSR: Nm=07201; SRAP: Nm=07991)所致。UPGMA聚类分析以及主成分分析均把15个居群分成2个主要分支。居群间的地理距离和海拔差距是引起居群遗传分化的自然因素。
在棉毛橐吾(Ligularia vellerea)和穗序橐吾(Lsubspicata)同域分布的居群中存在形态特征介于两者之间的个体。经分析,这些个体有3种不同的形态类型,可能是这两个物种之间的杂交后代。为检验这一假设,对所采集的假设亲本和中间个体材料进行了核糖体内转录间隔区ITS45和叶绿体atpBrbcL测序。假设杂交个体的ITS直接测序结果具明显的叠加性,之后的克隆测序也分离出两种与假设亲本种相同的序列类型,因此,这些假设杂交个体得到了证实。据母系遗传的叶绿体atpBrbcL测序结果,穗序橐吾同是它们的质体贡献者,即虽然这些杂交个体具不同的形态特征,但都是以棉毛橐吾和穗序橐吾为亲本且以穗序橐吾为质体贡献者的杂交后代。
竹子核DNA含量(2C值)的检测对竹资源的科学研究具有重要意义,而大部分野外采集的样本,通过不同方法保存后,均使用流式细胞仪技术进行核DNA含量检测。本文选取麻竹(Dendrocalamus latiflorus)、筇竹(Chimonobambusa tumidissinoda)和毛花酸竹(Acidosasa purpurea)三种竹子样本,使用硅胶保存法和Sample protector试剂保存法分别保存4d、8d、12d、16d后,采用流式细胞术检测样品2C值。CV值可以用来反映数据检测结果质量,是对检测结果准确性以及精确性的评价标准,我们通过样品CV值的大小和2C值的变异率来评价保存方法和保存时间对竹子2C值检测的影响。方差分析显示,保存时间对CV值具有显著性影响(P < 0001),随着保存时间增大,CV值增大;保存方法对2C值变异率有显著性影响(P < 0001)。硅胶保存法保存后的样品,测量值比新鲜材料大;Sample protector试剂保存法保存后,测量值比新鲜材料小。因此,随着保存时间的增加,样品CV值增大,引起检测结果质量降低。研究发现,硅胶保存法和Sample protector试剂保存法会影响竹子样本2C值大小,但2C值大小的变化小于10%。
人参属(Panax)植物是重要的药用植物资源。以水稻(Oryza sativa)为内标,利用流式细胞术测定了三七(Panax notoginseng)、屏边三七(Panax stipuleanatus)、越南三七(Panax vietnamensis)及假人参(Panax pseudoginseng)4种人参属植物的基因组大小。结果表明,4种植物的基因组大小各不相同,其中,三七的最大,而屏边三七的最小。本组数据将为该属植物的基因组学研究以及种群进化研究提供基础数据参考。
基于白及(Bletilla striata)地理分布信息和影响白及分布的主导气象因子,利用最大熵模型和地理信息系统预测了中国白及的潜在分布与其气候特征。结果表明:所建模型经ROC曲线验证,预测效果非常好(AUC > 09);中国白及潜在分布区主要位于秦岭、淮河以南大部分地区,白及主要适生省份为云南、湖北、四川、湖南、江西、浙江;刀切法测试表明,4月和10月最低气温、年温度变化范围、11月平均降水量为影响白及潜在分布的最主要气象因子。研究结果可为白及资源的调查、保护与人工种植产业的发展提供理论指导。
为探究植物先花后叶的影响因素,本研究以1963-1988年间北京地区杏和山桃展叶和始花物候资料及相应的日最高、最低温度数据为基础,利用偏最小二乘回归法确定杏和山桃叶芽及花芽的需冷期和需热期,进而利用动态模型和生长度小时模型分别估算叶芽和花芽的需冷和需热量。结果表明,依据长期物候观测资料,利用偏最小二乘回归法进行植物需冷和需热量的估算非常有效。先花后叶植物叶芽和花芽需冷量几乎相同,需热量的差异是导致植物先花后叶的主要原因。杏和山桃花芽的需热量分别为28297±8762和14572±5812生长度小时,而相应叶芽需热量却是花芽的两倍之多。基于物候观测的重要性及实用性,中国物种水平上的地面观测应得到进一步深入发展。
天麻是一种名贵的中草药,可用于治疗多种疾病。自然条件下,天麻通过与真菌蜜环菌的共生从腐木获取营养进行生长。为了对人工大规模种植天麻的影响因子进行优化研究,利用正交设计方法,在昭通小草坝地区开展了一个样本量较大的种植实验。在测试的4种因子中,接种蜜环菌对种植天麻影响最大;其次,在露天灌木丛地种植的天麻产量明显高于在林地下的种植。此外,开展了12个树种对蜜环菌生长以及天麻种植的影响研究。结果发现十齿花(Dipentodon sinicus)对蜜环菌的生长最好,同时,也在天麻种植实验中有最高的产量;然而,添加磷、钾元素并不提高天麻的产量。
贵州省雷公山地区的苗族至今保持着传统的酿酒工艺,以及传统酒曲的制作技术。为了保护和传承苗族酒文化,采用民族植物学和植物分类学方法,调查当地群众酿造土酒的工艺,记录传统酒曲的制作技术以及酒曲植物的种类。研究发现,雷公山地区的苗族土酒和我国其他小曲酒的酿造工艺相似;整理、鉴定、编目酒曲植物19科28属35种,其中兔耳一支箭(Piloselloides hirsuta)和河北木蓝(Indigofera bungeana)是使用频度最高的植物;通常采集植物鲜嫩的茎、叶、芽来制作酒曲,较少使用全草。传统的酒曲制作技术正面临失传,应深入开展酒曲植物及相关传统知识的调查和研究,保存和记录苗族酒文化的物质基础,有利于促进苗族酒文化的传承和相关生物资源的保护。