植物DNA条形码技术

DNA条形码技术是利用标准的、具有足够变异的、易扩增且相对较短的DNA片段在物种内的特异性和种间的多样性而创建的一种新的生物身份识别系统,从而实现对物种的快速自动鉴定。尽管这一技术在理论上和具体应用上仍存在很多争论,但DNA条形码概念自2003年由加拿大分类学家Paul Hebert首次提出后就在世界范围内受到了广泛关注。在植物类群中条形码的研究和应用尚处于探索阶段,稍落后于对动物类群的研究,这主要表现在:(1)DNA条形码的选择及其评价仍没有统一的标准;(2)对类群较全面的形态分类学修订和植物DNA条形码研究的结合十分缺乏;(3)以往研究在取样上尺度较大,而对具体类群的研究较少,一个科或一个属只用有限的种类作为代表,同一种内的取样个体数量也不足,这样虽然表面上看来利用选定的DNA条形码可以较容易地把代表物种区分开,但实际上目前建议的植物DNA条形码(例如由生命条形码咨询委员会植物工作组最近提出的rbcL和matK)由于其分子进化速率较慢,在种级水平上,特别是对于那些经历了适应辐射或快速进化的属来说,分辨率较低。而DNA条形码的应用主要集中在属内物种水平的鉴别,因此只有针对具体类群进行探索研究,发现进化速率较快、分辨率高且通用性好的条形码,才可能为建立完整的条形码数据库起到积极有效的作用。

中国桤木属植物的细胞学研究(Ⅰ)

对桦木科桤木属自然分布于中国西南地区的4个种进行了细胞学研究,结果分别为:川滇桤木K(2n)=56=30m+24sm+2st;桤木K(2n)=56=38m+16sm+2M;蒙自桤木K(2n)=56=28m+26sm+2st;毛桤木K(2n)=56=42m+14sm;其中川滇桤木的核型属于2A型,其余均为2B型;上述种类染色体数目均为2n=56。4种材料的核型均为首次报道。

基于LC-MS代谢组学技术的丽豆-大豆差异代谢物比较研究

丽豆(Calophaca sinica)是我国华北地区特有的一种珍稀野生植物。为探明丽豆的营养价值,该文以大豆(Glycine max)为参照组,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术对其种子进行了比较代谢组学研究。结果表明:(1)丽豆和大豆中共检测到1 857种代谢产物,二者成分相同且含量相似的代谢物有1 698种(>90%),差异代谢物有159种(<10%)。(2)在差异代谢物中,成分差异的有9种,其中有5种为丽豆特有,剩余150种均为含量差异,其中48种(约30%)在丽豆中的含量高于大豆。(3) KEGG注释到8条差异代谢物显著富集(P<0.1)的通路,主要包括初生代谢物的各类氨基酸生物合成途径和次生代谢物的罗汉松脂素、花生四烯酸以及二萜类等生物合成途径。(4)丽豆比大豆含量低的化学组分主要是初生代谢产物,比大豆含量高的化学组分主要是次生代谢物,而这些次生代谢物在调节血糖、骨坏损修复、增强免疫以及消炎抗癌等生理过程中有着积极的作用。综上所述,该研究认为丽豆与大豆具有相近的营养价值,并且对改善人类亚健康状况有积极的影响;此外,该文使我们对丽豆的营养价值和代谢组成分都有了较为全面的了解,同时也为我们对丽豆资源的深度开发和高效利用提供了必要的数据基础。

山西紫堇属野生植物新纪录

在查阅文献和野外科学考察的基础上,对山西罂粟科(Papaveraceae)紫菫属(Corydalis DC.)植物纪录现状进行了概述,其中五台山延胡索(Corydalis hsiaowutaishanensis T.P.Wang)于2021年6月25日在山西五台山东台发现。至此,山西植物志紫菫属的纪录变为13种。对山西紫菫属植物新资料进行了概述,并介绍了五台山延胡索的形态特征、生境分布和凭证标本。

千金榆花序及花器官发育

在扫描电镜下首次观察了桦木科鹅耳枥属千金榆花序和花的形态发生过程。千金榆雌花序由多个小聚伞花序螺旋状排列组成;每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化形成2个花原基和2个次级苞片;每个花原基分化出2个心皮原基,形成1个二心皮雌蕊;次级苞片远轴面发育快于近轴面,呈不均等的联合状;雌蕊基部有1层环状花被原基。雄花序为柔荑状,由多个小聚伞花序螺旋状排列组成;每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化出3个花原基分区,并分化形成3朵小花,小花无花被,位于两侧的小花分别有2枚雄蕊,位于中央的小花有4枚雄蕊,雄蕊共8枚,稀为10枚,该3朵小花为二歧聚伞状排列,其花基数应为2基数。

山西被子植物属种新资料

报道了山西被子植物2个新记录属,即马兜铃科(Aristolochiaceae)马蹄香属(Saruma Oliv.)和荨麻科(Urticaceae)花点草属(Nanocnide Bl.),以及被子植物新记录5种——马蹄香(Saruma henryi Oliv.)、紫花前胡(Angelica decursiva(Miquel)Franchet et Savatier)、花点草(Nanocnide japonica Bl.)、宝珠草[Disporum viridescens(Maxim.)Nakai]和饭包草(Commelina benghalensis Linnaeus),并列出每个种的标本引证和地理分布,凭证标本保存于山西大学标本馆(SXU)。

平欧榛子花序及花器官发育

在扫描电镜下观察了平欧榛子花序和花的形态发生过程.平欧榛子雌花序由多个小聚伞花序螺旋状排列组成;每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化形成2个花原基;每个花原基分化出2个心皮原基,形成二心皮雌蕊;雌蕊基部有2层花被原基,内层花被原基环状,发生于心皮原基,外层花被发生于花原基近轴面和远轴面,且不均等分化,外层花被发生早于内层花被.雄花序为柔荑状,由多个小聚伞花序螺旋状排列组成.每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化出2枚次级苞片和4个花原基,由花原基直接发育为4个雄蕊原基,形成4枚雄蕊,花丝纵裂至基部.研究认为平欧榛子结果率低,空粒率高的主要原因是花粉粒萌发率低,另外,寒冷地区的倒春寒气候会造成花柱受到冻害,影响传粉受精.

山西紫草属植物一新记录种

紫草属植物山西记录有2种。2012年4月中旬,笔者在山西蟒河自然保护区进行考察时,采集到紫草科(Boraginaceae)紫草属(Lithospermum L.)野生植物梓木草(L.zollingeri D C.),为山西紫草科植物增加了种级水平的新记录,迄今山西省已发现3种紫草属植物。

山西兰科植物新资料

笔者在查阅文献和野外科学考察的基础上,对山西兰科(Orchidaceae)植物记录现状进行了概述,兰科植物在山西植物志记载有23属31种。报道了山西植物新记录蕙兰(Cymbidium faberi Rolfe.)和地理新记录无喙兰[Holopogon gaudissartii(Hand.-Mazz.)S.C.Chen]的分布情况。

山西省百合科植物新资料

笔者对山西省植物种质资源进行了野外考察,在太宽河自然保护区采集到百合科(Liliaceae)郁金香属(Tulipa L.)的野生植物老鸦瓣(T.zollingeri D C.),在霍山自然保护区采集到百合科油点草属(Tricyrtis Wall.)植物黄花油点草(Tricyrtis pilosa Wall.),为山西省百合科植物增加了属级和种级水平的新记录。

山西景天属植物新资料

近年来,笔者在山西历山自然保护区进行植物考察时,采集到景天科(Crassulaceae)景天属(Sedum L.)野生植物细小景天(Sedum subtile Miq.)和藓状景天(Sedum polytrichoides Hemesl.),为山西省景天科植物增加了种级水平的新记录。迄今为止,在山西省已记录的自然分布的景天属植物有7种,其中,细叶景天(Sedum elatinoides Franch.)的分布存疑。

常绿植物欧石南在太原地区的引种栽培

新优常绿植物的引种栽培一直是北方园林应用研究的重点,就杜鹃花科常绿植物欧石南在太原的引种情况进行了概述,主要从生物学特性、适应性表现、繁殖方式、栽培养护管理的要点及应用前景等方面进行了总结。

10种鼠李科(Rhamnaceae)植物主要茶饮品质的测定分析

为了解山西境内鼠李科野生植物种质资源,并为筛选适合做优质茶饮的树种资源提供参考,本研究对柳叶鼠李(Rhamnus erythroxylon)、皱叶鼠李(Rhamnus rugulosa)、卵叶鼠李(Rhamnus bungeana)、锐齿鼠李(Rhamnus arguta)、小叶鼠李(Rhamnus parvifolia)、少脉雀梅藤(Sageretia paucicostata)、黑桦树(Rhamnus maximovicziana)、勾儿茶(Berchemia sinica)、枣树(Ziziphus jujuba)等10种鼠李科植物的三类化学成分进行测定,根据主成分分析以及聚类分析方法,对其茶饮的品质进行了初步的分析。结果表明:柳叶鼠李在茶多酚及咖啡碱含量具有一定优势,其含量都高于其他9种鼠李科植物;枣树的茶多酚、咖啡碱含量在所测样品中最低。运用主成分分析法,得到了鼠李科植物优良品质的综合得分值,排在前4位的是柳叶鼠李、黑桦树、勾儿茶和枣树,为山西省的药茶饮品推广和开发利用提供理论基础。

桦木科植物花柱适应风媒传粉的特征

植物体为适应自己的传粉系统,表现出高度的适应特征。风媒花植物为适应风传播花粉,要形成特殊的结构,以扩大接受花粉粒的面积。利用扫描电镜观察了桦木科(B e t u l a c e a e)6属1 8种植物花柱的形态及花粉粒在花柱上的萌发过程,探讨了桦木科植物花柱适应风媒传粉的特征。结果表明,桦木科植物的二心皮(铁木、云南鹅耳枥稀为三心皮)雌蕊具柱状花柱,柱头不发达,花柱表皮细胞长条状,纵向排列紧密。传粉时,花柱表皮细胞能执行柱头的功能,接受花粉粒,为花粉粒萌发提供场所和萌发条件。桦木科植物花柱有2种类型:一种是花柱表皮细胞能形成乳突,花粉管经乳突细胞进入花柱;另一种是花柱表皮细胞不形成乳突,花粉管经过花柱表皮细胞或胞间隙进入花柱。无论花柱表皮细胞是否形成乳突,乳突的形态、大小以及花粉管和乳突的结合方式等在族间、属间、属内种间存在差异。与基部被子植物相比,桦木科植物的花柱呈现适应风媒传粉的进化特征。桦木科植物花柱表皮细胞形成的乳突与基部被子植物柱头乳突功能相同,是桦木科植物风媒传粉的适应策略。

榛属(桦木科)花序及花的形态发生

在扫描电镜下观察了桦木科榛属榛、毛榛和滇榛的花序和花的形态发生过程。榛属雌花序由多个小聚伞花序螺旋状排列组成；每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织，由小花序原基分生组织分化形成2个花原基；每个花原基分化出2个心皮原基，形成二心皮雌蕊；雌蕊基部有2层花被原基，内层花被原基环状，外层花被发生于花原基近轴面和远轴面，近轴面和远轴面的花被不均等分化，外层花被发生早于内层花被。雄花序为柔荑状，由多个小聚伞花序螺旋状排列组成。每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织，由小花序原基分生组织分化出2枚次级苞片和4。6个雄蕊原基，形成4—6枚雄蕊，每个雄蕊具4个药囊，在雄蕊原基分化形成4药囊雄蕊过程中．出现雄蕊原基纵裂。并且花丝纵裂至基部。为进一步全面探讨桦木科属间系统演化关系提供了证据。

铁木属(桦木科)花序及花的形态发生

在扫描电镜下观察了桦木科(Betulaceae)铁木属花序和花的形态发生过程。结果显示,铁木雌花序由多个小聚伞花序螺旋状排列组成。每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化形成1对次级苞片和2个花原基,每个花原基分化出2个或3个心皮原基,形成二心皮或三心皮雌蕊,雌蕊基部有1层环状花被原基。雄花序为柔荑状,由多个小聚伞花序螺旋状排列组成。每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化出3个花原基分区,位于中央的花原基分区,分化形成5–6枚雄蕊原基,两侧的花原基分区,分别分化形成3–4枚雄蕊原基,雄蕊原基分化形成四药囊雄蕊。雄蕊原基纵裂,但花丝纵裂没有达到基部。