中国被子植物多样性及其保护研究进展

由于气候变化与人类活动的影响,中国生物多样性受到严重威胁,急需开展保护工作。《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》提出“3030目标”,即到2030年保护全球至少30%的陆地和海洋。目前中国各级各类自然保护地虽覆盖陆域国土面积达18%,但距30%的目标仍有差距,亟需识别更多优先保护地。研究人员基于丰富度、特有性、受威胁程度、进化历史等多样性指标均识别出中国西南地区是被子植物的多样性热点,进一步利用新-古特有分析、整合多个指标的综合丰富度指数和综合系统发生多样性指数识别出更多独特的保护空缺,为完善中国自然保护地体系建设提供了科学支撑。

鹅耳枥和虎榛子(桦木科)雌性生殖器官的形态发生

为了进一步理解类群之间的系统发育关系 ,在扫描电镜下 ,对桦木科植物鹅耳枥 (CarpinusturczaninowiiHance)和虎榛子 (OstryopsisdavidianaDecne .)的雌花序、小花序和雌花的原基形成和发育过程进行了观察。两种植物均具单性花 ,雌雄同株。其雌花序为复合的穗状花序 ,每两朵小花构成一个小聚伞花序 ,多个这样的小花序螺旋排列在一个总花序轴上。小花序由 5枚苞片组成 ,1枚初级苞片 ,4枚次级苞片。后者分别由两个半环状的共同原基发育而来。鹅耳枥的近轴面次级苞片生长缓慢 ,远轴面的生长较快 ,成熟时呈扩展的叶片状 ;虎榛子的近轴面和远轴面次级苞片均生长较快 ,成熟时靠合呈囊状。花被原基为环状 ,花被随着子房的发育而逐渐长大包围子房并与之愈合。研究对前人有关小花序的苞片数目和两个二心皮子房的定位方式等方面的认识作了澄清或纠正。每个小花序的苞片数目不像Abbe观察的那么多 ;二心皮子房定位方式在鹅耳枥属是互成直角 。

马尾树科的系统位置:来自rbcL基因核苷酸序列的证据

本文根据叶绿体基因ｒｂｃＬ的核苷酸序列证据讨论了单型科———马尾树科的系统关系。数据矩阵中包括了马尾树科及其它“高等”金缕梅类各科，并分别利用Ｃｕｎｏｎｉａｃｅａｅ科的Ｂａｕｅｒａ属，“低等”金缕梅类植物连香树属和枫香树属作为外类群进行分支分析。两种分析的结果是一致的。在ｒｂｃＬ基因树上，马尾树属和被用于分析的胡桃科各属紧密地结合在一起，支持马尾树科和胡桃科有非常近的亲缘关系。

桦木科植物的系统发育和演化

全面阐述桦木科 6属 36种植物叶表皮和花粉的形态及系统学价值 ;首次揭示中国特有属———虎榛子属胚胎发育的全过程 ;化石植物有重要发现 ,发现了美国怀俄明古新世一个化石新属———Cranea和Palaeocarpinus属的两个化石新种 ,是迄今为止所发现的桦木科榛亚科最早的化石纪录 ;利用形态学资料、rbcL基因序列、ITS序列分别对桦木科及外类群进行分支分析 ,并根据化石植物提供的证据 ,将三者结合分析 ,重建了桦木科的系统发育 。

桦本科植物的起源和早期演化

根据植物类群演化的时空统一观点，利用古植物学、地理分布和系统发育三个方面的研究结果，讨论了桦木科植物的起源和早期演化，认为：最早的桦木科植物生活在晚白垩纪桑托期，起源于中国中部地区，起源之后，一方面较缓慢地向欧洲散布，并在古新世到达欧洲；另一方面向中国东北地区散布，并迅速扩散到北极地区，通过白令陆桥在白垩纪最晚期到达了北美。

被子植物起源和早期演化研究的回顾与展望

近年来,被子植物起源和早期演化研究,由于手段和技术的更新,资料大量积累,取得了许多重要进展,成为植物学领域的一大热点。本文对过去近五十年的研究作了回顾,并从分子系统学、分支系统学、花原基发生的形态学、花发育的分子遗传学及白垩纪花和其它生殖结构化石研究等五个方面对该领域在最近十几年的研究进展进行综述,最后,对今后如何开展这方面的工作作了简要评论。

桦木科植物的系统发育和地理分布

本文对桦木科植物的研究历史作了详细的总结。在钻研文献的基础上,补充了部分系统学资料,使得花序、花、花粉、叶表皮等各类性状能够在属间进行比较。根据外类群比较、和谐性分析等原则确定了性状的演化极性,利用最大同步法和最小平行演化法对桦木科植物进行了分支分析。对各属的现代分布和地史分布作了描述,在此基础上,讨论了桦木科植物的分布中心、起源地、起源的时间和散布的途径。作者试图回到遥远的晚白垩纪和旱第三纪,从描绘桦木科植物起源和早期分化的古地理和古气候背景入手,分析了在这种背景下桦木科植物所发生的空间辐射以及植物体本身所产生的形态进化,以求得对桦木科植物起源、散布和分化作出比较合理的解释。最后对桦木科组以上的等级作了分类处理。

桦木科植物的系统发育和地理分布(续)

地 理 分 布 以上,我们对桦木科植物进行了分支分析,关于该科六属之间的关系有了比较清晰的认识,这是地理分布分析的基础之一。 经典分类和古植物方面的研究是地理分布分析的另外两类基础性资料。

系统发育多样性和生物多样性保护

生物多样性保护是我国生态文明建设的重要组成部分,也是人类共同关心的议题。系统发育多样性研究是基于系统发育关系（即物种或谱系的进化历史）对某一特定时空尺度内生物类群的独特性或多样性进行评估的重要指标,有助于识别具有丰富进化历史的优先保护区域,进而优化自然保护区的设置和生物多样性保护策略的制定。

“藏茵陈”原植物及其混淆种类的ITS序列比较

目的 比较藏药“藏茵陈”原植物川西獐牙菜及近年市场出现混淆种类的ITS序列 ,为分子序列鉴定提供参照系统并为寻找新的药用植物来源提供分子证据。方法 利用PCR扩增和ABI377自动测序。结果 川西獐牙菜不同居群间的序列相同 ,与其混淆种类之间存在一定的分子序列差异 ,有其特定的分子序列 ;利用Paup程序聚类分析表明川西獐牙菜与抱茎獐牙菜聚在一起。结论 ITS序列可正确鉴定川西獐牙菜与其混淆种类 ,他们之间的分子序列差异为进一步设计特异性分子鉴定试剂盒提供了科学依据 ;抱茎獐牙菜可考虑作为“藏茵陈”药材的新植物来源。

用核糖体DNA的ITS序列探讨中国柽柳科植物系统分类中的几个问题

采用 PCR直接测序的方法对中国柽柳科 3属 1 0种代表植物的 ITS序列进行了比较研究 ,结果表明 ,属内片段长度、GC含量和位点变异量上均比较一致 ;ITS- 1长度为 2 4 9～2 69,ITS- 2长度为 2 2 4～ 2 53,GC含量 46%～ 63% ,信息位点占总位点的 30 %。运用 PAUP软件分析得到单个最简约树 ,总步长为 395步 ,一致性指数 CI=0 .91 6,保持性指数 RI=0 .886。柽柳属的 6个类群具 1 0 0 %的强支持率聚为一类 ,其中 ,Tamarix elongata和 T.gracilis,T.karelinii和 T.hispida两两结合在一起 ,并分别得到 56%和 83%的 bootstrap支持。前者先和 T.arceuthoides结合 ,而后再与 T.karelinii- T.hispida分支结合。柽柳属 6个类群间的系统学关系与形态学及孢粉学证据相吻合。水柏枝属的 Myricaria laxiflora与 Myricariabracteata也具强的支持率 ( 1 0 0 % )而聚在一起。两大分支之间通过秀丽水柏枝 Myricariaelegans联系。秀丽水柏枝是源于柽柳属与水柏枝属两属的杂交后代 ,但遗传了更多柽柳属的特性。此外 ,探讨了 ITS序列在柽柳科系统学研究中的广阔应用前景。

被子植物的一个“多系-多期-多域”新分类系统总览(英文)

这篇文章是作者在 1 998年发表的两篇文章的续篇。在那两篇文章中作者论述了关于被子植物系统发育和演化问题的基本观点。本文提出木兰植物门 (被子植物 )的一个新分类系统纲要 ,将木兰植物门分为 8纲 40亚纲 2 0 2目和 5 72科 ;其中命名了 2 2新亚纲 (Annonidae,Illiciidae ,Ceratophyllidae,Lauri dae,Calycanthidae,Chloranthidae,Aristolochiidae,Polygonidae,Plumbaginidae ,Bromeliidae ,Zingiberidae ,Junci dae,Poaidae,Paeoniidae ,Papaveridae,Trochodendridae ,Betulidae ,Malvidae ,Ericidae ,Myrtidae ,Rutidae,Geraniidae)和 6新目 (Degeneriales,Aizoales,Platanales,Dipentodontales,Meliosmales,Balanitales)。并对每个科所包含的属。

中国苋属nrDNA的ITS序列分析及其系统学意义

运用PCR直接测序法 ,对苋属 (AmaranthusL .) 15个种及外类群鸡冠花 (CelosiacristataL .)nrDNA的ITS区(包括ITS_1,5 .8SrDNA和ITS_2 )进行序列测定。结果表明苋属植物的ITS序列总长度为 6 2 9～ 6 32bp ,长度变异仅发生在ITS_1区 (2 5 0～ 2 5 3bp)。采用PAUP软件进行系统发育分析表明 :分布于中国的苋属植物可分为 3组 ,即刺苋组 (sect.Spinosus) ,五蕊组 (sect.Amaranthus)和 2_3蕊组 (sect.Paucestamen) ;栽培种AmaranthuspaniculatusL .,A .cruentusL .,A .caudatusL .和A .hypochondriacusL .可作为A .hybridusL .的种下等级 ;新种A .taishanensisF .Z .Li和新分布种A .tenuifoliusWilld与 2_3蕊组 (传统 3被组 )关系密切。另外 ,研究结果分析表明 :雄蕊数目比花被片数目和胞果是否开裂等性状在苋属植物分类中更有意义。

防己科植物的叶表皮特征及其系统学意义

利用光学显微镜观察了防己科 2 9属 5 0种 3变种的叶表皮形态。结果表明 :(1)该科植物叶表皮细胞形状为多边形或不规则形 ,垂周壁式样为平直和波状缘 ;首次发现一些属的表皮细胞排列成玫瑰花环式样 ;在Stephania等属发现其下表皮细胞中央有乳突。 (2 )气孔器为无规则型、环列型、十字型、辐射型和不等细胞型 ,几乎均出现在下表皮 ,在表皮上的分布有散生和岛状聚集两种式样。 (3)在五族中 ,Pachygoneae族和天仙藤族的上、下表皮细胞多为多边形 ,垂周壁平直 ,气孔器多为十字型和辐射型 ;而另外三族的上、下表皮细胞多为无规则形 ,垂周壁波状 ,气孔器则以无规则型为主 ,这些相关性状对于科下族的划分具有重要价值 ,同时也为一些属的系统学关系提供了佐证。

从叶绿体DNA trnL-F序列论双参属的归属问题

双参属TriplostegiaWall.exDC .由分布于东南亚地区的 2个种组成 ,为多年生草本植物。它的归属一直存在争议 ,有时置于川续断科Dipsacaceae或败酱科Valerianaceae ,有时单立一科 ,即双参科Triplost egiaceae。本研究对广义川续断目Dipsacaless.l.的 2 1种植物 (分别来自于败酱科、川续断科、双参属、刺参属Morina、广义忍冬科Caprifoliaceaes.l.、五福花科Adoxaceae)和外类群人参Panaxschin sengNees.的叶绿体DNAtrnL F区进行了测序 ,并建立系统发育树状图。结果显示 ,败酱科、川续断科、双参属、刺参属和广义忍冬科的 4个属 (双盾木属Dipelta、虫胃实属Kolkwitzia、六道木属Abelia和北极花属Linnaea)形成了一个单系群并得到了很强的支持 ( 1 0 0 %bootstrap) ;双参属与川续断科有更近的关系 ,建议作为一个亚科置于川续断科 ;广义忍冬科为一多系类群 ;而刺参属与其他广义川续断目类群之间的关系尚不能确定。

藏药雪莲原植物水母雪莲及其混淆种类的ITS序列比较和分子鉴定

目的 比较藏药“雪莲”原植物水母雪莲及其混淆种类的 ITS序列 ,为分子序列鉴定提供参照系统。方法 利用 PCR扩增和 ABI377自动测序。结果 水母雪莲不同居群间的序列相同 ,与其混淆种类之间存在一定的分子序列差异。结论 ITS序列可正确鉴定水母雪莲与其混淆种类。

苦丁茶商品的原植物调查与性状鉴别

目的:明确目前苦丁茶商品的原植物,为苦丁茶资源开发和质量控制提供依据。方法:系统整理关于苦丁茶原植物的记载;收集全国苦丁茶主要生产和销售省区的苦丁茶商品,对其原植物进行调查;对苦丁茶原植物的主要生长地和产区进行实地考察。结果:较系统的整理了我国目前苦丁茶市场上主流商品和地方用品使用的原植物,其中主流商品分别是冬青科苦丁茶冬青Ilex kudingcha C.J.Tseng、大叶冬青Ilex latifolia Thunb.和木犀科粗壮女贞Ligustrum robustum(Roxb.)Blume subsp.chinese P.S.Green,地方用品有木犀科丽叶女贞Ligustrum henryiHemsley、总梗女贞Ligustrum pedunculare Rehder、光萼小蜡Ligustrum sinense var.myrianthum(Diels)Hoefker.,冬青科五棱苦丁茶Ilex pentagona S.K.Chen,以及藤黄科红芽木(毛叶黄牛木)Cratoxylum formosum subsp.pruniflorum(Kurz)Gogelin,并从形态和生药性状两方面提供其鉴别特征。结论:苦丁茶的主流商品和地方用品的原植物集中在冬青属和女贞属,且有一定的地域性;形态和生药性状可作为苦丁茶简单的鉴别方法。

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。