江西境内珍稀植物普通野生稻和中华水韭产地的考察

庵家山湿地位于Ｎ２８°１４′、Ｅ１１６°３６′，面积约１．２ｈｍ２。湿地具维管束植物３３科、６０属、７９种及１变种和１亚种，其中中华水韭和普通野生稻为国家优先保护植物，武夷慈姑为中国特有珍稀植物。湿地植物以挺水植物和湿生植物为主。该湿地植物区系有２４个世界广布属，１６个泛热带分布属，分别占种子植物总属数的４１％和２８％以上；从组成种的地理成分来看，该地植被明显具地带性的特征，热带成分达３７种，占全部种类的４６％以上。由于生境的异质性，湿地植被中植物群落镶嵌现象较为明显，共优种多，没有明显的建群种。庵家山湿地是多种珍稀植物的集中产地，应重视和保护这一特殊湿地。

极度濒危蕨类中华水韭对除草剂的生理响应

以人工繁殖获得的极度濒危蕨类中华水韭(Isoetes sinensis Palmer)第3代成熟植株为材料,采用盆栽方法考察了中华水韭原产地农耕区常用8种除草剂处理后,中华水韭膜系统、保护酶系统及光合系统的变化规律,探讨除草剂污染对中华水韭濒危的生理学机制。结果表明:(1)各除草剂处理下,中华水韭的叶片相对电导率、MDA含量、SOD活性和CAT活性在处理后15d时显著高于对照,随着除草剂处理后时间的延长,各处理的POD活性均先升高后降低,在15d时接近对照水平,说明中华水韭的叶片光合系统普遍受到严重影响。(2)各除草剂处理后15d时中华水韭的叶绿素含量显著低于对照,气孔导度和蒸腾速率急剧升高,净光合速率明显降低。研究发现,中华水韭对8种不同除草剂都十分敏感;乙氧氟草醚和2甲4氯钠对植株叶片净光合速率的伤害严重,精稳杀得、精恶唑禾草灵及苄嘧磺隆对膜系统的伤害严重;推测除草剂是造成中华水韭濒危的重要原因之一。

重金属铅镉对濒危植物中华水韭(Isoetes sinensis)DNA甲基化的影响

为研究古老植物对重金属胁迫的分子水平的响应,探究重金属对濒危植物DNA甲基化影响的特点,选择两种重金属Pb和Cd对濒危植物中华水韭进行胁迫处理,每种重金属设置3个处理浓度,胁迫处理至第28 d选取叶片,采用MSAP(甲基化敏感扩增多态性)技术测定DNA甲基化程度。试验结果表明:重金属铅和镉均能够对中华水韭DNA甲基化产生影响,甲基化总体水平基本一致(对照、Pb处理和Cd处理分别为46.96%、48.23%和48.1%),但全甲基化水平(Pb处理是28.34%,Cd处理是20.25%)均低于对照(33.91%),而半甲基化水平(Pb处理是19.89%,Cd处理是27.85%)均高于对照(13.04%)。甲基化增强的变化,以无甲基化或内外侧胞嘧啶半甲基化向内外侧胞嘧啶全甲基化变化的模式为主。去甲基化的变化,以内外侧胞嘧啶全甲基化向无甲基化或内侧胞嘧啶半甲基化或全甲基化变化的模式为主。铅和镉胁迫在导致中华水韭DNA甲基化增强所占比率方面几乎相等(39.04%和39.71%),而在去甲基化所占比率方面镉(46.86%)高于铅(33.92%)。

低温胁迫对极度濒危植物中华水韭生理特性的影响

以人工繁殖的极度濒危级（CR）植物中华水韭（Isoetes sinensis Palmer）为试验材料,研究了0 ℃低温环境下胁迫0~20 d,沉水叶片中保护酶系统（POD、SOD、CAT）、渗透调节物质（可溶性糖和可溶性蛋白）、叶绿素以及丙二醛（MDA）和相对电导率的变化。结果显示：随着低温（0 ℃）胁迫时间的延长,中华水韭沉水叶片的相对电导率、可溶性糖含量、CAT活性先升高后下降,SOD活性呈逐渐上升的趋势,POD活性、可溶性蛋白含量、叶绿素含量下降,MDA含量一直低于CK,且在一定范围内波动。研究表明,中华水韭沉水叶片在0 ℃低温胁迫中受到一定程度的伤害,但能通过调节自身的膜透性、渗透调节物质含量和保护酶活性系统来减轻低温伤害,维持其正常生理代谢功能,从而表现出一定的抗寒潜力。

中华水韭雌配子体及胚胎发育的初步研究

中华水韭(Isoetes sinensis Palmer)属水韭科(Isoetaceae)草本拟蕨类,是长江中下游特有的古老物种,对环境污染敏感,为国家一级重点保护的极度濒危的野生植物。本研究通过人工培养,按不同发育阶段,用常规石蜡切片法连续观察了雌配子体及胚胎发育的全过程。结果显示:大孢子培养15～20 d萌发,雌配子体为球状、属壁内发育型,每个雌配子体着生8～20个颈卵器。成熟的颈卵器发育有多种可能,但只有颈沟细胞和腹沟细胞都退化,卵才有受精的机会。合子首先进行横向分裂,培养约50 d发育成数十个细胞的球形胚胎,约80 d雌配子体的细胞萎缩,第一叶及其叶舌、第一根结构更明显,出现第二叶。文中还初步探讨了中华水韭濒危的生殖生物学机制。

中华水韭叶舌和缘膜的发生及其发育进程研究

采用石蜡切片技术,以人工培养的中华水韭幼苗的最初几枚叶至成熟植株的叶为实验材料,连续解剖观察其叶舌和缘膜的发生、发育进程,并分析其发育进程与孢子囊和叶片的关系。结果显示:(1)中华水韭叶舌与叶片在其个体发育早期来自于同一原基,但叶舌最初的发育速度快于叶片。(2)中华水韭的苗龄达到15枚叶时开始有孢子囊发生,此时的叶舌下方有明显的缘膜结构。(3)当中华水韭的孢子体达到30枚叶片以上时,早期产生于植株外围的孢子囊已经发育成熟,可以清楚地区分出大、小孢子囊,其中在已经成熟的大孢子叶上,叶舌相对于孢子囊的长度变短,下唇萎缩,缘膜消失;成熟小孢子叶的叶舌比大孢子叶的叶舌长,上翻程度大,下唇萎缩程度不如大孢子叶明显,缘膜也退化消失。研究认为,缘膜是水韭系统发育早期的普遍结构,而演化后期一些地区的缘膜则显著退化甚至消失;对于系统发育初期的中华水韭,其叶舌与叶片的差异并不像现代水韭那么明显。

珍稀濒危蕨类植物中华水韭染色体数目的研究

A research of interphase nuclei and chromosome number of Isoetes sinensis Palmer was made in the article. The chromosome number of Isoetes sinensis Palmer was 2n=4x=44. The interphase nuclei were categorized to be simple chromocenter type. The metaphase chromosomes were about 5 μm in length.In addition,the mitotic process was observed. These results could supply the cytological evidence for the exploration of the biosystematics and endangerment mechanism of this species.

中华水韭(Isoetes sinensis)等位酶分析的初步研究

采用超薄平板聚丙烯酰胺等电聚焦技术对珍稀濒危植物中华水韭 (Isoetes sinensis Palmer) 72个样品的等位酶遗传变异进行了初步研究。从 2 4种酶系统中筛选 ,得到了 13种酶系统可用于该植物的遗传变异分析 ,其中 7种酶系统在中华水韭的迁地保护居群中检测出 16个位点 ,共 2 7个等位基因 ,12个位点表现出多态性。遗传多样性初步分析表明 :中华水韭具较低的等位酶遗传多样性。研究结果为中华水韭的综合保育及居群恢复、重建提供了初步的依据。中华水韭遗传变异的全面研究将在进一步改善等位酶方法的基础上 ,采用其它更为灵敏的分子标记方法做深入检测。

不同碱度条件下中华水韭昼夜CO_2气体交换的特征

运用pH-drift的方法研究了在不同碱度条件下中华水韭(Isoetes sinensis)的沉水叶片昼夜CO2吸收的特征。结果表明中华水韭的沉水叶片具有昼夜吸收水中CO2的能力,而不具备利用水中的HCO-3的能力,进一步证明了水生植物中华水韭的光合碳同化途径具有景天酸代谢(CAM)的特征。中华水韭沉水叶片光照条件下对水中CO2的吸收速率在一定的浓度范围内正相关于水中的CO2浓度。光照条件下,中华水韭的pH-drift实验的pH补偿点分别为(8.1±0.3)和(7.9±0.1)mmol·L-1,最终[CT]/Alk值为(1.009±0.01)和(1.022±0.004)。碱度对中华水韭夜晚CO2的吸收速率有显著的影响(F=38.73,p<0.0001)。总碱度1.70mmol·L-1溶液中的中华水韭沉水叶片在相对较低的CO2浓度(0.04±0.001mmol·L-1)水平下即表现出对CO2的净吸收。调查了野外一处中华水韭沉水种群的生境pH值及CO2浓度的昼夜变化,发现水体碱度约为1.59mmol·L-1,一昼夜的pH值波动不大,平均为(6.1±0.04),昼夜CO2浓度存在波动,午夜水中的CO2浓度是午后的近3倍。

极度濒危植物中华水韭叶的解剖结构

通过石蜡切片方法,对我国极度濒危水生植物中华水韭现存的3个居群中的水韭叶形态解剖结构进行了研究.结果表明：中华水韭的叶主要由叶表皮、纵气道、横膈膜、木质部、韧皮部和维管柱6部分组成.叶的横切面呈半圆形,内有4条不连贯的纵气道,一连串的横膈膜将纵气道隔开,形成梯形的纵面观;木质部由5~10个颜色较深的细胞组成,韧皮部呈半圆形,由许多大小不一、排列紧密的薄壁细胞组成;维管柱由中央导管和周边维管束2部分组成,JD 1和JD 2居群内中华水韭的中央导管的数目为3,XN 1居群内中华水韭的中央导管的数目为1;周边维管束在叶的横切面上有4个连续的分布点和2个间断的分布点.

浙江省中华水韭分布现状与濒危原因

中华水韭 (Isoetes sinensis Palmer)为水韭科水韭属多年生沼泽植物 ,现分布范围急剧缩小 ,种群数量稀少 ,处于濒危状态。通过查阅文献、标本 ,咨询专家学者 ,深入实地考察 ,访问产地农民 ,基本弄清了中华水韭在浙江省的分布情况及现有种群状况 ,结果如下 :据记载 ,中华水韭在浙江省分布在杭州、诸暨、松阳、庆元、丽水、建德和天台等市、县。但仅查阅到杭州 (1号 )、诸暨 (2号 )和松阳 (1号 ) 3地共 4号标本。实地考察仅发现在松阳有 2个野生亚种群 ;杭州、诸暨和丽水野生种群可能已灭绝 ;杭州植物园、武汉植物园目前迁地保存有杭州种群 ;天台是否有中华水韭分布尚存疑问。松阳 2个野生亚种群总面积约 10 0 0 m2 ,分布在 4块废弃的水田中 ,海拔约 1110 m,居群集中分布的面积不到 30 0 m2。中华水韭生存生境的人为直接破坏及水体污染 ,是其种群消失的主要原因。中华水韭残存种群在与禾草和灯芯草 (Juncus effuses)等主要优势种的竞争中处于劣势 ,在群落演替过程中 ,可能会被这些物种所取代 ,进而整个群落有可能被其他植被所取代 ,故现有的 2个亚种群正处于濒危状态 ,亟待加强保护研究。

极度濒危植物中华水韭的保护遗传学研究进展

极度濒危物种中华水韭为水韭科水韭属的水生植物,分布在东亚(中国、日本和韩国)。由于生存环境的破坏、农耕过度和外来物种的入侵,中华水韭已濒临灭绝,被国际保护联盟列为极度濒危种。从细胞遗传学、居群遗传学、分子进化机制等方面对中华水韭的研究进行综述,为制定该物种的保护措施提供科学依据。

极濒危植物中华水韭屯溪居群调查研究报告

中华水韭(Isoetes sinensisPalmer)为水韭科(Isoetaceae)水韭属(Isoetes)多年生沼泽植物,由于人为干扰日益严重,现分布范围急剧缩小,种群数量稀少,处于濒危状态,已被列为国家一级重点保护野生植物。为科学合理的保护和抢救这一珍稀濒危植物资源提供理论依据,为此对中华水韭屯溪居群的生长环境、面积、株丛数量、水体的pH值、伴生植物种类和生存现状等的调查研究。中华水韭屯溪居群面积500m2,株丛密度较大,水体pH值为6.55,伴生植物有40余种,其中10种有较高优势度,生存面临多重威胁,保护迫在眉睫。

中华水韭松阳居群群落结构及其生境特征分析

中华水韭(Isoetes sinensis)是国家一级重点保护植物,由于分布范围的急剧缩小,现已处于极度濒危状态。对分布于浙江松阳的中华水韭的自然环境进行了野外观察,测定其土壤含水量、有机质含量、pH值,以及植株和土壤中的总N、总P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Na、Al、Pb、Cd等元素含量。结果表明:中华水韭多分布于水流较缓的山溪淤泥和沼泽地中,分布地年降水量和空气湿度相对较大,土壤含水量在132%￣148%,pH值5.55￣5.78,电导率0.536±0.021ms·cm-1,有机质含量(9.60±0.21%);中华水韭对K、Ca、Mg、Fe和Zn的需要量较高,对Cu、Pb和Cd等重金属元素有一定的富集能力,中华水韭较适宜生长的环境条件为:土壤电导率较高,pH值微酸性,有机质较丰富,年降雨量和空气相对湿度较大。中华水韭种群处于濒危状态的主要原因是其生境的人为直接破坏,亟待加强保护研究。

不同栽培条件下中华水韭生长对土壤养分、微生物量及酶活性的影响

为人工繁殖复壮极度濒危物种中华水韭,了解中华水韭适宜的土壤环境条件。采用3种不同的人工栽培方式(恒温条件CTC,大棚条件GHC,室外条件ODC)培养中华水韭,分析中华水韭生长后的土壤养分、微生物数量及酶活性的变化。结果表明,与原土相比,中华水韭生长后,土壤p H都增加(P<0.05);大棚和室外培养后土壤细菌数量(BAC)降低(P<0.05),室外培养后土壤真菌(FUN)、放线菌数量(ACT)增加(P<0.05);3种不同条件培养后土壤全氮(TN)和速效磷(AP)含量、转化酶(INT)和蛋白酶(PRO)活性都下降(P<0.05),而土壤碱解氮(AN)、全磷(TP)和有机质含量(OM)、磷酸酶(ACP)和脲酶(UR)活性只在大棚条件下降低(P<0.05);土壤过氧化氢酶(CAT)活性只在恒温条件培养后降低(P<0.05)。这一结果说明不同培养条件对中华水韭生长后土壤微生物、养分和酶活性的影响不同。在栽培中华水韭时,应根据不同条件来合理施肥和调节土壤的生物活性。

中华水韭孢子囊发育研究

采用半薄切片法,连续观察了极度濒危级(CR)植物中华水韭大小孢子囊的发育过程,以期从无性生殖的角度,为探讨其濒危原因提供直观可靠的理论根据。结果显示:(1)中华水韭的大小孢子叶相间排列,无混生孢子囊。(2)隔丝为孢子供给营养,其体积直接影响孢子的大小、产量和育性。(3)大小孢子囊都近半数败育,小孢子囊为整齐发育,大孢子囊为不整齐发育。(4)大小孢子囊均无柄,且都不存在开裂结构,只有孢子囊壁腐烂后才能散播孢子。研究认为,中华水韭的濒危与孢子囊的发育特征密切相关,孢子囊的高频率败育、没有开裂结构以及对环境的依赖,是造成中华水韭濒危的重要因素之一;通过与近缘类群孢子囊的比较,发现仅水韭孢子的散播借助外力,对生境要求较高,即验证了水韭古老的系统学地位,同时说明水韭更具有监测生境地区环境指标的能力。

温度对珍稀极危水生植物中华水韭大孢子萌发率的影响

为进一步了解中国一类保护的水生极危野生植物中华水韭以及在大量人工繁殖和迁地保护等方面提供更为详实的证据,运用无菌培养、快速繁殖的方法对中华水韭的大孢子萌发率作了统计,探讨了不同温度对其大孢子萌发的影响.结果显示:中华水韭大孢子的萌发率在培养后第8~10周达到高峰,最高萌发率为47%,最佳萌发条件为低温4℃预处理5d后20℃恒温光照培养.在已萌发的雌配子体中,幼苗的形成率仅为12%,模拟中华水韭野外生长的条件下移栽幼苗,其成活率非常低,不足1%.研究表明,偏低的幼苗成活率可能是中华水韭居群规模难以扩大的主要原因之一.

中华水韭残存居群的数量性状分化和地方适应性及其对保育遗传复壮策略的提示

研究残存居群的数量性状分化及其地方适应性有助于了解不同居群对环境的适应性并制定相应的保育策略。本研究采用同园实验,利用随机区组设计,对中华水韭(Isoetes sinensis)3个居群的9种优势基因型的数量性状进行巢式方差分析,并采用Bayesian方法计算等位酶(FST)和数量性状(QST)的居群分化值。结果表明,在测量的14个数量性状中,有10个性状在居群间有显著性差异,仅有3个性状在居群内有显著性差异;多重比较表明其中5个性状的平均值均以松阳居群最高,休宁居群最低;建德居群的大孢子囊的性状和植株高度的平均值最高,休宁居群最低;推测这可能是与奠基者效应、物种间竞争及中华水韭在自然生境下形成的营养生长和生殖生长之间的权衡有关。对居群数量性状分化的QST值和等位酶分化的FST值分析比较发现,在假设为自交系时有8个性状的QST值均大于FST值,表明存在明显的地方适应性,居群间个体的混合存在潜在的远交衰退的风险,所以不宜采用居群间相互移植个体的方法来进行中华水韭居群的遗传复壮。对休宁和松阳两个居群的保育应采用提高居群内基因流和改善生境环境的方法,促进居群内的遗传复壮;对建德居群应尽量减少人为干扰,宜建立特定生境的保护小区。

极危孑遗蕨类中华水韭有性生殖的形态学研究

通过人工培养,采用半薄切片和超薄切片法,对中华水韭（Isoetes sinensis Palmer）有性生殖全过程进行了连续观察。结果显示：（1）雌雄配子体均为壁内发育,雌配子着生有假根,发育出多个颈卵器;雄配子体无假根,每个雄配子可产生4个具有8-12条鞭毛的精细胞。（2）颈卵器只有2个颈沟细胞和1个卵细胞,腹壁细胞由配子体营养细胞转化而来。（3）合子初次分裂面与颈卵器长轴之间的夹角约为20°,2-4细胞胚胎易于停止分裂而老化,自数十个细胞后胚胎即出现明显的组织分化。（4）在球形胚时期第一叶还没分化的时候,在胚胎中出现第一叶的叶舌原始细胞,但直到第一叶顶端变绿具有光合能力时,第一叶的叶舌才开始发育。研究结果支持根叶优先发育的观点,认为雄配子体发生率极低、雌配子体存在较多的败育性结构等,是中华水韭生殖濒危的主要原因。