中国特有的两种同域分布凤仙花属植物的传粉生物学研究

中国是凤仙花属物种多样性分布中心之一,存在着大量的特有和同域分布现象。为更好地理解同域分布近缘种的传粉综合征分化以及传粉昆虫资源分配问题,该文以中国特有种黄麻叶凤仙花(Impatiens corchorifolia)和金凤花(I.cyathiflora)为研究对象,通过野外调查和实验完成传粉生物学的相关研究,比较分析了这两个种的开花物候、花形态结构、传粉昆虫的种类及访花行为和人工授粉实验等方面的异同。结果表明:(1)两种凤仙花的花距不同,花距的长度与花蜜量呈正比,但与花蜜含糖量无关。花距类型决定了两种植物的传粉昆虫种类的分化。具短花距的黄麻叶凤仙花的花蜜含量为(4.57±1.43)μL,花蜜糖含量为(45.48±2.28)%,由蜜蜂和胡蜂为其传粉。拥有长花距的金凤花的花蜜含量为(10.15±3.28)μL,花蜜糖含量为(46.12±1.48)%,除蜜蜂和胡蜂传粉外,天蛾和熊蜂也为其传粉昆虫。(2)两种植物虽然共享3种传粉者,但表现为明显的错峰访花,传粉行为和花通道的差异决定了传粉者携带花粉的部位不一致。(3)繁育系统实验表明,两种植物均表现出明显的种间杂交障碍和异花授粉偏好性。因此,花距形态差异显著导致了传粉综合征分化明显和传粉昆虫行为各异。两种植物授粉均需要传粉昆虫且均无法自花授粉,呈现异交优势;并且可以通过部分传粉昆虫、花形态差异以及杂交不亲和等情况维持生殖隔离。该研究结果为理解凤仙花属的传粉综合征、同域分布近缘物种传粉昆虫资源分配等方面提供了新资料。

基于栅格尺度下喀斯特专性植物海南凤仙花生境水资源脆弱性时空分异变化

频繁的干湿交替导致热带雨林喀斯特地貌的水分脉动特征显著,地带性本底环境呈现强烈的脆弱性和异质性。研究喀斯特植物生境的水资源脆弱性特征,有助于理解当地植物对热带喀斯特生境的适应机制,为植物的生态恢复和种质资源保护提供理论依据。以海南岛喀斯特专性植物海南凤仙花(Impatiens hainanensis)生境的自然环境栅格数据为基础,运用RS和GIS技术构建水资源脆弱性评价指标体系,结合综合指数法分析海南凤仙花生境的水资源脆弱性时空分异特征。研究结果表明,2003—2018年,海南凤仙花生境的水资源脆弱性以自然脆弱性为主,自然脆弱性波动与降水等自然因素密切相关。极度脆弱和重度脆弱区面积比例较大;中度脆弱和轻度脆弱区面积比例较小。基于综合指数法的海南凤仙花生境水资源脆弱性在0.6612—0.7532之间,基于GIS与RS的水资源脆弱性在0.6624—1之间,海南凤仙花生境处于水资源脆弱性的高值区。受干湿季热带雨林喀斯特地貌水分特征的影响,海南凤仙花生境水资源脆弱性时空变异性较强,区域分异程度明显,可利用其水分特征变化对海南凤仙花生境进行水土流失的及时阻控,保护海南凤仙花的生态环境和种质资源。

凤仙花坏死斑病毒NP基因原核表达及抗血清制备

凤仙花坏死斑病毒(impatiens necrotic spot virus,INSV)可引起多种农业和园艺观赏作物的严重病害,该病害在世界范围内普遍发生,建立快速有效的检测方法对INSV的防控有着重要意义。以INSV Nuclear Protein基因序列引物进行扩增,获得789 bp的目的基因,将其与原核表达载体pET28a连接,获得重组质粒pET28a-NPINSV,将其转化大肠埃希菌Rosetta菌株。经IPTG诱导后,SDS-PAGE电泳检测显示在分子量约28.7 ku处有目的蛋白质条带,与预期的INSV NP大小一致。利用镍柱亲和纯化INSV NP蛋白,并免疫健康新西兰大白兔,制备兔多克隆抗血清。通过Dot blot和ELISA方法对INSV NP多克隆抗血清进行检测,结果显示其能特异性识别INSV的NP蛋白。应用此抗血清在受INSV侵染的桃叶样品中能检测到NP蛋白的表达,而在健康植株叶片中未检测到。对制备的抗血清用纯水稀释至1:20000时,仍能特异地检测到目的蛋白质条带,说明该抗血清特异性较强,效价较高,可为INSV的快速检测提供有效的方法参考。

川西凤仙花属植物资源调查与评价

以20种川西凤仙花属植物为试材,采用实地调查和AHP层次分析法,研究了凤仙花属植物形态特征与资源评价对凤仙花属植物开发利用和分类学的影响,以期为四川凤仙花属植物研究提供参考依据。结果表明:川西南地区凤仙花属植物种类多于川西北地区,其主要分布于海拔1000~2000 m,占总数的70%;花色丰富,有黄色、红色、白色等颜色,以黄色为主,占总数的40%;叶片形状有卵形、长卵形和椭圆形等,叶长5.75~18.30 cm,叶宽1.69~5.91 cm,叶片面积3.85~38.32 cm^(2);种子长2.24~3.93 mm,宽1.18~2.46 mm,千粒质量1.02~4.41 g。此外,采用AHP层次分析法对其进行了综合评价,发现Ⅰ级(>3.5)资源有6种,可直接开发并加以应用;Ⅱ级(3.0~3.5)资源有10种,可驯化后予以开发;Ⅲ级(<3.0)资源有4种,可作为杂交亲本等予以开发。综上所述,川西地区凤仙花属植物资源丰富,并具有较高观赏价值和开发利用价值。

湖南省凤仙花属(凤仙花科)3新记录种

报道了湖南省凤仙花科凤仙花属植物3个新记录种,即长翼凤仙花、阳山凤仙花、南岭凤仙花。该发现丰富了湖南省凤仙花属植物的种质资源,为今后《湖南植物志》凤仙花科编写和开展湖南省凤仙花属植物系统学等相关研究工作提供一定的科学依据。

凤仙花属(Impatiens L.)10种植物花粉形态的扫描电镜观察

利用扫描电镜观察了10种凤仙花属(Impatiens L.)植物的花粉形态。结果表明:本属花粉为单粒花粉,呈长圆形至长矩圆形,大小为20.3-46.7μm,具角萌发孔,网状纹饰,网眼明显;根据花粉网状纹饰中网眼内是否具颗粒状突起可将其分为2类:(1)网眼内无或近无颗粒状突起,黄金凤(I.siculifer)和婺源凤仙花(I.wuyuanensis)的花粉纹饰属于这一类型;(2)网眼内有明显颗粒状突起,其余8个种的花粉纹饰均属于该类型。研究表明,花粉特征,特别是花粉粒网状纹饰中网眼内有无颗粒状突起及颗粒状突起的形态等特征,在凤仙花属内常具种水平上的可见变异,因而可作为种类划分的依据,它们在分类学上的价值应予以关注。

6种凤仙花属(Impatiens L.)植物叶表皮特征的微形态学研究

应用扫描电子显微镜技术首次研究了6种凤仙花属(Impatiens L.)植物的叶表皮微形态学特征,结果表明:6种凤仙花属植物叶片上表皮纹饰为网状、不规则细波状或曲叉状,其中曲叉状纹饰为一种较特殊的纹饰特征;气孔仅分布在叶片的下表面,呈不规则排列,形状为椭圆形或宽椭圆形,长度在10.5-25.6μm之间,气孔外拱盖内缘平滑或近平滑,多数种类气孔的保卫细胞两极具“T”型加厚.叶表面纹饰,气孔的形状、大小及气孔保卫细胞两极“T”型加厚等特征在种间具有一定的差异,可作为该属植物分类的重要特征之一.文中还探讨了叶表皮微形态学特征在凤仙花属分类中的意义及有关紫花黄金凤的分类学地位问题.

凤仙花科种质资源研究现状

凤仙花属的地理位置狭窄且特殊,生态条件苛刻,容易受外界条件的影响。目前,我国凤仙花科的研究还很薄弱,种质保护研究更是接近一片空白。通过对凤仙花科开发现状及植物的种类多样性的研究,发现凤仙花科植物资源丰富,且种类庞杂,花苞有旗瓣、翼瓣、唇瓣之分,可作盆花栽培、切花欣赏,也可用于花境花坛群植布置,或用在风景园林观赏植物里面,还可用在医学、工业生产等方面。有些种类的野生品种已具备较高的观赏价值,需要进行引进培育,并加以推广利用。结果表明,对凤仙花科种质资源开展研究和保护,具有重要的科学价值和应用价值。

超级凤仙花——桑蓓斯

编辑手记小作者只念三年级,但善于思考,作品中呈现了一个有意思的探究问题——它和学校的指甲花(凤仙花)有什么不同——这其实也是多数人的思维习惯使然。可贵的是,小作者根据自己的对指甲花的认识,比对了两者的不同,尝试找出答案,并自我怀疑“真的是对的吗?”相信这个问题会激励他在之后的学习中,更加关注身边的指甲花,关注身边的自然事物。事实上,小学科学课中,教师应该呵护学生的科学“种子”,而引导他们做自然笔记不失为有效方式之一。有了科学的“种子”,再不断加强练习,小作者的自然笔记会越做越好。

我救活了凤仙花

我对花卉情有独钟,家里养了许多花,如月季、海棠、百合、茉莉等。这天,妈妈带我去买了一盆凤仙花。买回来没几天,凤仙花的叶子就泛黄了,没了生机。我十分失望,心想这花肯定活不了了。

卢氏凤仙花(Impatiens lushiensis Y.L.Chen)的新模式指定

由于卢氏凤仙花Impatiens lushiensis Y.L.Chen[=Impatiens heterosepala S.Y.Wang(1988)non J.D.Hook.(1924)]的主模式和副模式全部遗失,在此指定了卢氏凤仙花的新模式。

信息科技跨学科项目式学习设计与实践——以“凤仙花成长记”教学为例

《义务教育课程方案(2022年版)》指出,要强化学科实践、加强学科之间的关联、在跨学科主题学习中推进综合学习,让课程协同育人的价值增强。文章围绕驱动型问题“如何记录分析展示凤仙花的成长”,在新课标指导下,设计以“凤仙花成长记”为主题的项目式跨学科主题学习活动,将科学、数学、信息科技、劳动、美术等学科的知识内容与方法融合设计学习任务,在项目式学习中提高学生解决现实问题的能力,促进学生全面健康成长。

四川凤仙花属(Impatiens)植物资源及新分布记录种

通过野外调查,国内主要标本馆及相关文献资料查阅,报道四川凤仙花属(Impatiens)植物80种1变种,其中20种为四川特产,17种为四川新分布记录种。列出新记录种的标本引证、地理分布,对丰富四川植物区系及四川凤仙花植物的物种多样性的研究具有重要意义。

浙江凤仙花属(Impatiens)一新变种

发表凤仙花属一新变种。

濒危植物峨眉凤仙花叶绿体基因组分析

[目的]对峨眉凤仙花(Impatiens omeiana Hook.f.)叶绿体基因组的结构特征及系统发育进行研究,为其资源保护及开发利用提供理论依据。[方法]基于峨眉凤仙花叶绿体基因组序列,利用生物信息学软件,对叶绿体基因组进行组装、注释、基因特征、序列重复和系统发育分析。[结果]峨眉凤仙花完整的叶绿体基因组长度为152 527bp,共有130个基因,包括86个蛋白质编码基因、8个rRNA基因和36个tRNA基因,GC含量为37%,且具有保守的四分体结构,包括大单拷贝区、小单拷贝区各1个和2个相同的反向重复区域,其长度分别为83 150、17 903、25 737 bp,其中13个基因有1个内含子,2个基因有2个内含子。特征分析表明:峨眉凤仙花叶绿体全基因组中共检测到76个SSR序列,且多以A/T单核苷酸序列为主,其长度为10-91 bp;检测到50 842个密码子,其中以亮氨酸(Leu)最多,色氨酸(Tyr)最少;密码子偏好性分析显示33个RSCU≥1的密码子多数以A/U结尾。通过邻接法(NJ)构建系统发育树发现,峨眉凤仙花与贵州凤仙花亲缘关系最近,均属于棒凤仙花亚属植物。[结论]峨眉凤仙花叶绿体基因组呈典型的四分体结构,SSR序列以A/T单碱基为主;系统发育分析结果将其归为棒凤仙花亚属,上述结果为峨眉凤仙花系统发育学地位及物种鉴定工作提供了重要的分子信息。

川西南凤仙花属植物资源调查与评价

本研究通过对川西南5个地区(峨眉山市、洪雅县、宝兴县、盐源县和盐边县)凤仙花属植物进行实地调查,在对其地理分布、形态特征进行分析的基础上,采用层次分析法(AHP)对其进行评价与分析。结果表明,该区域共收集凤仙花属植物22种,分布在海拔700~2 600 m地区,其中大多数分布于海拔1 400~2 600 m地区,占本次调查总数的68.0%;且多生长在山间路旁、草丛、林下湿地等湿度相对较大的地方;株高20~140 cm;花色有白色、紫色、黄色、粉色等,以黄色为主,占本次调查总数的54.0%;叶长1.85~14.95 cm,叶宽1.32~4.64 cm,叶面积2.55~33.79 cm~2;种子直径1.87~5.00 mm,千粒重0.840~8.578 g;综合分析,可将22种凤仙花分为3个等级:Ⅰ级(>3.5分)有9种,可优先大面积开发应用,Ⅱ级(3.0~3.5分)有3种,可适度推广应用,Ⅲ级(<3.0分)有10种,可小范围或暂不开发应用。综上所述,川西南地区凤仙花属植物资源丰富多样,具有花形奇特、花色丰富艳丽、观赏价值高等特点。

腺柄凤仙花,中国凤仙花属一新归化种

报道了我国漠河城郊发现的凤仙花科凤仙花属新归化种:腺柄凤仙花(Impatiens glandulifera Royle)。腺柄凤仙花原产于印度及西喜马拉雅山脉,是一种具有高度入侵性的一年生草本植物,已经入侵欧洲和北美的许多地区,目前发现已经归化于黑龙江省大兴安岭地区漠河市。调访得知该种至少于两年前人为引入种植,种植1 a后即可通过种子在周边繁殖大量个体。报道了腺柄凤仙花的形态特征、地理分布、生物学特征、传播途径、入侵潜力及危害和防治措施,以期为外来入侵物种的鉴定与防治提供数据支持。

龙州凤仙花ImLHY和ImC4H基因克隆及表达分析

【目的】对龙州凤仙花晚期下胚轴蛋白基因(ImLHY)和肉桂酸-4-羟基化酶基因(ImC4H)进行克隆及表达分析,探讨龙州凤仙花旗瓣和翼瓣的彩斑区和非斑区颜色差异,克隆LHY和C4H基因,为凤仙花彩斑分子调控机制及花色改良和新品种培育提供理论依据。【方法】以龙州凤仙花为材料,测定其旗瓣和翼瓣的彩斑区和非斑区色度值以及总花色苷和总黄酮含量,对ImLHY和ImC4H基因进行克隆,利用生物信息学软件对其进行序列特征、蛋白结构和系统发育分析,利用实时荧光定量PCR检测ImLHY和ImC4H基因在不同关键发育时期(花苞期、盛花期和衰败期)旗瓣和翼瓣不同着色区的表达模式。【结果】旗瓣和翼瓣的彩斑区a*(红度值)和C*(彩度值)均高于非斑区,非斑区的L*(亮度值)大于彩斑区;旗瓣彩斑区b*(黄度值)高于旗瓣非斑区,而翼瓣彩斑区与非斑区的b*(黄度值)差异较小,且旗瓣和翼瓣的彩斑区总花色苷和总黄酮含量均高于非斑区。克隆获得ImLHY和ImC4H基因的cDNA全长分别为1698和1518 bp,分别编码565和505个氨基酸残基,GenBank登录号分别为OR096417和OR096418。ImLHY和ImC4H蛋白均为亲水性不稳定蛋白,均不具有跨膜结构域。ImLHY蛋白有1个Myb DNA-binding保守结构域,且具有MYB转录因子家族的SANT结构域,定位于细胞核中;ImC4H蛋白含有1个P450超家族结构域(PLN02394),定位于内质网上。ImLHY和ImC4H蛋白分别与喜马拉雅凤仙花LHY和C4H的氨基酸序列相似性达68%和94%,且在系统发育进化树中二者分别均与喜马拉雅凤仙花LHY和C4H蛋白聚在一支。ImLHY和ImC4H基因在3个关键发育时期(花苞期、盛花期和衰败期)旗瓣和翼瓣的彩斑区和非斑区中均有表达,且整体表现为在盛花期的相对表达量较高;在盛花期时,ImLHY和ImC4H基因在旗瓣的相对表达量均表现为彩斑区显著高于非斑区(P<0.05),在翼瓣的相对表达量均表现为非斑区高于彩斑区。【结论】ImLHY和ImC4H基因在盛花期时主要调控旗瓣彩斑形成,而在翼瓣主要调控非斑区形成,推测旗瓣和翼瓣的彩斑形成存在不同的调控机制。

绿萼凤仙花MYB4的克隆及表达分析

MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)是调控植物木质素合成的转录因子之一。为探讨绿萼凤仙花木质素合成调控的分子机制,本试验克隆了绿萼凤仙花MYB4基因,对其进行生物信息学分析,并利用qRT-PCR技术分析其表达模式。结果表明:(1)成功克隆到绿萼凤仙花MYB4基因的3个片段,其cDNA全长分别为666、888、771 bp,编码221、295、256 aa,命名为IcMYB4-1、IcMYB4-2和IcMYB4-3。(2)3个IcMYB4基因都含有MYB家族的DNA结合结构域(R2和R3)以及抑制型的保守基序EAR,其氨基酸序列与其他物种具有较高的相似性,同源性达62%左右。IcMYB4-1和IcMYB4-2氨基酸处于一个分支,推测其为直系同源关系;IcMYB4-3与前两者分属两个分支,推测其为旁系同源关系。(3)qRT-PCR结果表明,3个IcMYB4基因在绿萼凤仙花的不同部位均有表达,其中IcMYB4-1在绿萼凤仙花不同部位的表达均为最低,以根部表达量最高;IcMYB4-2和IcMYB4-3基因在绿萼凤仙花的根、茎和叶中的表达量依次升高,推测其对绿萼凤仙花木质素合成起负调控作用。综上所述,IcMYB4基因在绿萼凤仙花不同部位的作用机理存在一定差异,但均在绿萼凤仙花的木质素合成调控中发挥了重要作用。该结果为增加凤仙花的木质化程度以及品种改良提供了基础数据。

贵州省凤仙花属植物类群与区系特征研究

通过十几年大量的实地野外调查、相关文献资料查阅以及标本的考证等手段和方法,初步探究了贵州省凤仙花属植物的种类、分布特点以及区系特征。结果表明:1)贵州省自然分布的凤仙花属植物有69种(含1变种),它们在地理分布上具有明显的狭域性和特有性,且南部明显多于北部;2)贵州省凤仙花属植物区系在地理成分上以地区特有、热带亚洲分布和温带亚洲分布类型为主,其中,中国特有种62种(占89.86%),西南特有种10种(占14.49%),贵州特有种10种(占14.49%);3)贵州省凤仙花属植物兼具原始类群和进化类群,具有从热带向温带过渡的特点,可能是中国凤仙花科植物演化中心的一部分。本文关于贵州省凤仙花属类群的深入调查与区系特征的分析研究,对摸清贵州省凤仙花属种类、地理分布格局及区系成分和特征具有一定的科学意义,也为贵州省的植物多样性研究提供了参考依据。