广东省5种桫椤科植物的资源概况与保护策略

采用样线法对广东省70个自然保护地的桫椤科植物资源进行了野外调查,结合历史资料对其分布与种群数量进行了比较分析。结果表明:70个自然保护地和若干非自然保护地中有32个自然保护地和3个非自然保护地共出现桫椤科植物5种,种类占广东省全部9种的55.56%。其中32个自然保护地中有桫椤1040株;6个自然保护地有大叶黑桫椤428株;3个自然保护地有粗齿桫椤270株;15个自然保护地有黑桫椤676株;14个自然保护地有小黑桫椤400株。提出了对其中的3种国家重点保护植物(桫椤、大叶黑桫椤和黑桫椤),尤其是非自然保护地中的种群需加强监管、宣传和科研力度,以保证其种群的生存和发展。

桫椤叶蜂对2种寄主植物的选择性与适应性研究

采用养虫笼产卵法、叶碟法测定了桫椤叶蜂对不同植物的寄主选择性,观察幼虫取食不同嫩叶的生长发育情况,分析桫椤叶蜂与不同寄主植物的关系。结果表明:桫椤叶蜂成虫对小黑桫椤表现出显著的产卵选择性,在桫椤和小黑桫椤上的产卵量分别为(38.25±8.27)粒和(67.38±7.11)粒,2~5龄幼虫也均表现出显著偏好取食小黑桫椤。以2种植物为食的幼虫发育期、羽化率、成虫寿命无显著性差异,而以桫椤为食的比以小黑桫椤为食的老熟幼虫期、蛹期显著延长,幼虫存活率、化蛹率则显著降低。由此表明桫椤叶蜂在寄主植物间具有不同的选择性,成虫的产卵选择性与幼虫的取食选择性一致,与桫椤相比,小黑桫椤对桫椤叶蜂具有较高的适合度。

墨脱两种桫椤科植物的叶片形态结构与光合特性比较研究

本研究旨比较了解西藏墨脱毛叶黑桫椤和白桫椤的生长状况,使用Li-6400便携式光合仪测定同一生境下毛叶黑桫椤和白桫椤的净光合速率(Pn)、胞间CO_(2)浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水蒸气压亏损(VPD)及光响应曲线,并计算水分利用效率(WUE),利用叶面积测定仪、SPAD-502便携式叶绿素测定仪测定两种桫椤的叶片结构特征参数与叶绿素含量,结果表明,相同生境下,白桫椤的光补偿点远高于毛叶黑桫椤,光饱和点却比毛叶黑桫椤略低,说明毛叶黑桫椤对弱光的利用能力较白桫椤强,比白桫椤更耐阴,白桫椤光补偿点较毛叶黑桫椤高,说明其利用弱光能力相对较低,能耐较强光。毛叶黑桫椤光补偿点低,光饱和点高,说明其适应光照的范围大。二者的叶片结构与光合生理之间的参数有显著差异性;Pearson分析结果表明,LL/LW对光合生理的影响最为显著(P<0.01),且同时使用RDA冗余分析对叶片形态结构与光合特性之间的关联性进行分析,得到与Pearson分析一致的结论。

黑桫椤多器官全长转录组分析及类黄酮生物合成结构基因的挖掘

黑桫椤(Gymnosphaera podophylla Dalla Torre&Sarnth.)为著名的孑遗蕨类,具有很强的环境适应能力,然而其适应性机制尚不清楚。本研究采用PacBio和Illumina技术对黑桫椤的根、羽轴和羽片进行转录组测序,分别生成12879、14185和16084个全长unigenes。基因表达分析结果表明,与黑桫椤抗干旱、缺水胁迫和生物胁迫相关的基因表达水平较高。根、羽轴和羽片特异性上调基因均显著富集到KEGG代谢通路中的“苯丙烷生物合成途径”,根和羽轴的器官特异性上调基因还显著富集到“类黄酮生物合成途径”。共有192个全长unigenes被注释为类黄酮生物合成途径所涉及的13个酶结构基因,其中包括112个差异表达基因(DEGs),表明黑桫椤类黄酮生物合成途径较为保守,且存在器官特异性差异表达基因。本文对黑桫椤多器官全长转录组和类黄酮生物合成途径结构基因进行了综合分析,为进一步研究其对环境的适应性提供了丰富的遗传资源。

西南地区桫椤潜在适生区影响因素及分布

桫椤(Alsophila spinulosa)对研究物种形成和植物地理区系、古气候和物种变迁具有重要参考价值。依据西南地区68个桫椤分布样点和21个环境数据,应用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)软件预测当代以及未来(2050年)气候条件下桫椤潜在适生区空间分布。结果表明:(1)不同气候条件,影响桫椤潜在适生区分布的环境因素及贡献不同,在当代气候下,桫椤潜在适生概率(p)高于0.5的环境条件为:最干季降水量50-68 mm,最暖季降水量480-1000 mm,降水量变化方差65-82范围,最湿季平均温度23-26.5,℃昼夜温差月均值<7.2,℃年温变化范围<27.5;(2)℃当代至2050年,四川盆地桫椤潜在适生区明显向南移动,云南南部向北移动,贵州中部向东扩展;III(0.5<p<0.7)-IV(>0.7)级潜在适生区在四川盆地明显向南收缩,云南南部向东南方向退缩,云南东南至贵州西南部向北扩展;(3)当代至2050年,西南地区各等级桫椤潜在适生区海拔均增加、高差增大、不同海拔梯度内适生区面积总体减少,II(0.3<p<0.5)级潜在适生区增加、III、IV级减少、总面积减少;(4)最干季降水量和最湿季平均温度是潜在适生区空间变化的主要因素。结果可为保护中国西南地区桫椤应对气候变暖和保护区选址提供参考。

不同寄主植物对桫椤叶蜂的生长发育及其肠道细菌群落的影响

为明确桫椤叶蜂Rhoptroceros cyatheae幼虫取食桫椤Alsophila spinulosa及小黑桫椤Gymnosphaera metteniana var.subglabra两种寄主植物后肠道菌群的结构组成和多样性,及取食两种寄主植物上的平均发育历期,利用Illumina HiSeq技术对取食两种寄主植物后的桫椤叶蜂幼虫肠道细菌的16S rDNA的V3~V4区域进行测序与分析,并记录在寄主植物上的平均发育历期。结果显示:(1)取食小黑桫椤的叶蜂卵历期、老熟幼虫期、蛹期(4.07±0.80 d、9.15±1.36 d和3.82±1.11 d)相比取食桫椤的(4.57±0.65 d、10.75±1.73 d和4.73±0.86 d)显著缩短,成虫寿命无显著影响;(2)取食桫椤的幼虫肠道注释到细菌4门6纲17目26科37属,取食小黑桫椤的桫椤叶蜂幼虫肠道注释到细菌12门17纲32目44科58属;其中,变形菌门Proteobacteria(83.68%±3.74%、81.18%±0.75%)是两组肠道的优势菌门;肠杆菌属Enterobacter(61.98%±10.64%、30.25%±1.75%)为两组的优势菌属。α多样性分析表明取食小黑桫椤的叶蜂幼虫肠道微生物群落多样性略高于取食桫椤的叶蜂幼虫,β多样性分析结果显示,取食小黑桫椤的叶蜂幼虫肠道微生物群落更稳定。KEGG功能预测分析显示取食桫椤和小黑桫椤的叶蜂肠道细菌群落功能无差异,肠道细菌主要参与宿主的营养代谢。本研究为进一步探讨影响桫椤叶蜂肠道细菌变化的因素,以及后续研究肠道细菌与寄主植物之间的互作提供参考。

毛竹-桫椤群丛的种间关系与群落稳定性

种间关系是植物群落重要的数量与结构特征之一,直接影响群落的稳定性,探究种间关系与群落稳定性对于植物种群的保护和稳定性维持具有重要意义。以贵州省赤水桫椤国家级自然保护区内的桫椤群落为研究对象,采用样方法对桫椤(Alsophila spinulosa)群落进行调查,分析植物总体关联性、种间相关性并计算群落的稳定性系数。结果表明,毛竹(Phyllostachys edulis)在群落中占绝对优势,毛竹与桫椤的种间关系表现为显著正相关;桫椤在发育前期受到物种间的影响较大,而在发育的后期处于相对独立的状态,与物种间的关系表现为弱相关或不相关,受到物种间的影响较小;贡献定律法分析表明毛竹-桫椤群落的稳定性系数为21/79,说明金沙沟区域的毛竹-桫椤群落处于稳定状态。

遮阴对桫椤幼苗的叶片性状及光合特性的影响

[目的]本文旨在探究桫椤幼苗的光照需求及光适应机制,以期为其林下种植管理和园林化应用提供科学依据。[方法]以桫椤幼苗为试验材料,在遮阴强度为30%的塑料薄膜大棚内进行试验,研究不同遮阴处理CK、T1、T2、T3、T4,即棚内光照强度100%、60%、30%、10%、2%对其叶片性状、气体交换参数、光响应曲线和光合色素的影响,并采用隶属函数法对不同遮阴处理下桫椤幼苗的生长及光合性能进行综合评价。[结果]不同遮阴处理对桫椤幼苗的叶片性状及光合特性具有显著影响。在T3处理下,桫椤幼苗的叶数、叶长、叶宽和自由水/束缚水比值均显著大于其它处理;随遮阴程度的加重,桫椤幼苗的比叶面积、自由水含量、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶绿素含量和类胡萝卜素含量等逐渐增加,比叶质量和气孔密度呈现先上升后降低的趋势,叶绿素a/b比值和束缚水含量则整体呈现逐渐降低的趋势;与CK相比,T3处理下桫椤幼苗的净光合速率(Pn)、瞬时水分利用效率(WUE)、最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)皆达到最高,暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和胞间CO_(2)浓度(Ci)则降至最低;根据隶属函数值的平均值,不同处理的综合评价为T3>T4>T2>T1>CK。[结论]桫椤幼苗期具有耐阴特性,在弱光下表现出积极的适应性,自然光照对桫椤幼苗存在强光胁迫;当遮阴处理为10%棚内光强时,桫椤幼苗的生长最适且光合作用最强。

白桫椤GGB途径快速繁殖与不完全组织培养

[目的]优化白桫椤的组织培养技术,可缩短植株繁育周期,进一步提高繁育效率。[方法]本研究以白桫椤的孢子为外植体,研究不同基本培养基对孢子萌发的影响;探讨不同植物生长调节剂对绿色球状体(GGB)诱导和增殖的影响;通过不完全组织培养法,筛选孢子体转化的最佳基质和培养方式。[结果]诱导孢子萌发最佳基质为1/10 MS,萌发率69.55%,10 d可见孢子萌发,在1/2 MS培养基下孢子萌发存在抑制情况;GGB诱导培养基以1/2 MS+NAA 0.2 mg·L^(–1)较适宜,诱导率为92.22%;GGB增殖培养基以1/2 MS+NAA 0.1~0.5 mg·L^(–1)+IBA 0~0.1 mg·L^(–1)较适宜,60 d增殖系数可达6.14;活性炭也有利于GGB增殖,其中1/2 MS+NAA 0.1 mg·L^(–1)+活性炭1.0 g·L^(–1)增殖效果最好,60 d增殖系数可达7.84;因孢子体难以在组培过程中直接获得,通过将GGB团移栽至瓶外基质中能成功诱导出孢子体,最适基质为泥炭∶珍珠岩∶椰糠(2∶1∶1),移栽90 d转化率为43.33%;Knauss不完全组织培养法在白桫椤离体繁殖中的具有可行性,在基质为泥炭∶珍珠岩(1∶1)时,32 d即能成功诱导出孢子体,孢子体转化率高达86.67%。[结论]通过GGB途径可以实现白桫椤的快速增殖,不完全组织培养法能有效提高幼孢子体的转化率,为白桫椤规模化生产育苗提供技术支撑。

福安瓜溪桫椤省级自然保护区鸟兽类红外相机监测

2019年8月—2020年12月,利用红外相机对福建福安瓜溪桫椤省级自然保护区生物多样性进行调查,以1 km^(2)的网格为单位,共在38个点位布设了红外相机,累积10512个相机日,获得独立有效照片3080张。准确鉴定出兽类4目11科13种,鸟类3目8科17种。相对多度指数最高的前3种兽类依次是小麂(Muntiacus reevesi)、野猪(Sus scrofa)、赤腹松鼠(Callosciurus erythraeus);相对多度指数最高的前3种鸟类依次是白鹇(Lophura nycthemera)、紫啸鸫(Myophonus caeruleus)、白眉山鹧鸪(Arborophila gingica)。研究结果可为福安瓜溪桫椤省级自然保护区后期持续的野生动物资源监测和保护管理工作提供参考。

桫椤科三种植物配子体发育的研究

用土壤培养桫椤Alsophila spinulosa(Wall.exHook.)R.M.Tryon、中华桫椤A.costularis Baker和白桫椤Sphaeropteris brunoniana(Hook.)R.M.Tryon的孢子,利用光学显微镜对其配子体发育的各个阶段进行了观察,包括孢子形态及其萌发、原丝体发育特点、片状体和生长点的形成及分化、假根特征、精子器和颈卵器的分化及发育,以及原叶体感染真菌后的显微特征。初步讨论了桫椤科不同属(种)间的配子体发育的系统学意义和有性世代的濒危原因。

4种桫椤初生叶的形态发育及其系统学意义

用腐叶土培养海南白桫椤(Sphaeropteris hainanensis)、阴生桫椤(Alsophila latebrosa)、刺桫椤(A.spinu-losa)和滇南桫椤(A.austroyunnanensis)的孢子,获得有性生殖苗.观察并比较了幼孢子体最初4枚叶片形态发生的详细过程,据此讨论了其种属划分的合理性及相关的系统学意义.

桫椤光合特性和水势对干旱胁迫及复水的响应

为了弄清木本蕨类植物对干旱胁迫的适应能力,选用3a生桫椤苗,通过盆栽控水对其进行干旱胁迫和复水处理,研究了干旱历时3,6,9,12d和复水历时3,6,9d时桫椤叶片水势和光合作用的变化情况。结果表明,随干旱时间的延长,桫椤叶片水势整体呈升高趋势,净光合速率(P_(n))呈下降趋势,胞间CO_(2)浓度(C_(i))呈先降低后升高的趋势,气孔导度(G_(s))和蒸腾速率(T_(r))呈降低—升高—降低的趋势。干旱初期(6d前),P_(n)与G_(s),C_(i)变化趋势基本一致,P_(n)的下降主要由气孔限制引起。而干旱后期(6d后),P_(n)与G_(s),C_(i)变化趋势不一致,P_(n)的下降主要由非气孔限制引发。复水后,桫椤叶片P_(n)和T_(r)基本恢复到了充分供水时的水平,而水势、G_(s)和C_(i)恢复到了充分供水时以上的水平。同时,桫椤叶片水分利用效率(WUE)随干旱时间的延长呈先升高后降低的趋势,在干旱6d后即呈下降趋势,且复水后,桫椤叶片WUE基本恢复到了充分供水时的水平。综合来看,桫椤具有相对较差的干旱耐受能力和相对较强的复水恢复能力。并且,通过干旱胁迫和复水过程光合生理特征的综合分析,初步认为桫椤属于干旱避免型植物。

龙岩东肖桫椤谷石松类和蕨类植物多样性

在对龙岩市东肖桫椤谷石松类和蕨类植物资源进行野外调查和资料整理的基础上,依据《Flora of China》进行分类鉴定,统计分析该区石松类和蕨类植物资源。结果表明:①该区共有石松类和蕨类植物22科50属95种,优势科为凤尾蕨科(Pteridaceae)、水龙骨科(Polypodiaceae),优势属为凤尾蕨属(Pteris),单种科和寡种科占总科数的68.18%,单种属和寡种属占总属数的94.00%,科属内结构简单,分化程度不高。②陆生石松类和蕨类植物占总种数的53.68%,为主要的生态类型。③观赏石松类和蕨类植物占总种数的68.42%,可为石松类和蕨类植物的园林应用提供大量的资源。

南亚热带4种典型桫椤群落特征与土壤因子的耦合关系

【目的】探讨南亚热带4种典型桫椤群落特征及生物多样性与土壤因子之间的耦合关系,为我国桫椤种群的科学保护和合理开发提供理论参考资料和依据。【方法】在福建省闽侯南屿国有林场选取4种典型的桫椤群落设置12块样地,分乔、灌、草和层间层进行群落学调查,分析4种群落各层物种组成、生物多样性,再运用CCA排序法分析4种桫椤群落样地及其物种重要值与土壤理化性质的关系。【结果】所调查的12块样地总共记录维管植物72种,隶属于43科66属,其中乔木13种,灌木32种,草本12种,层间植物21种;枇杷叶紫珠+杉木+桫椤群落乔木层ShannonWiener指数、Simpson指数、Pielou(1)指数和Pielou(2)指数与其他3种群落存在显著差异(P<0.05),柳杉+桫椤群落层间层的Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou(1)指数和Pielou(2)指数总体上高于其他3种群落,其群落结构与其他3种群落存在较大差异;4种群落的桫椤种群在草本层稀少;4种群落的桫椤种群与土壤理化性质相关关系均不明显。【结论】试验地林下桫椤幼苗稀少将导致桫椤种群趋向退化,在管护过程中应加强桫椤自然更新的研究,减少人为干扰,促进桫椤种群的稳定和发展。

桫椤的化学成分及药理活性研究进展

桫椤(Alsophila spinulosa)是一种木本蕨类植物,是我国重要的药食同源品种。其主要成分有黄酮、甾体、三萜类化合物、苯丙素类、芳香族、有机酸、脑苷脂类、脂肪烃等。通过对桫椤提取物及其活性成分的药理作用进行总结,发现其具有抗菌、镇痛、抗氧化、祛痰止咳、免疫调节、抗肿瘤以及抗阿尔兹海默等生物活性。基于近年来公开发表的文献,对桫椤的化学成分、主要药理作用进行综合分析,并对临床应用现状进行整理和总结,旨在为桫椤的深入研究和开发利用提供参考。

广西蕨类植物新记录属——白桫椤属

报道了广西蕨类植物一新记录属——白桫椤属。该属植物以茎干直立,乔木状;叶大型,簇生于茎干顶端,叶柄平滑、有疣突或皮刺,基部鳞片的细胞一式;叶背灰白色;叶脉分叉,2～3叉;无囊群盖等为主要特征。目前该属植物在广西首次记录到白桫椤。根据原始文献及广西的标本对该种进行了描述,并提供了墨线图。

基于PGGB途径优化桫椤组织培养繁殖体系研究

为优化桫椤(Alsophila spinulosa)快繁体系,提高其繁殖效率,以桫椤孢子为外植体,通过研究不同生长调节剂对孢子诱导配子体、原叶体绿色球状体(prothallus green globular body,PGGB)诱导、PGGB分化、孢子体生根4个过程的影响,进一步探讨不同基质对桫椤组培苗移栽的成活效果。结果表明,(1)孢子诱导配子体,1/8 MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+蔗糖20 g/L+琼脂10 g/L诱导效果最佳,诱导率64.62%,诱导天数23 d。(2)PGGB诱导,1/2 MS+0.3 mg/L 6-BA+0.4 mg/L NAA+蔗糖30 g/L+琼脂6 g/L诱导率达100%,PGGB鲜重1.13 g,增殖倍数11.04,直径2.01 cm。(3)PGGB分化,在1/2 MS+0.3 mg/L KT+0.4 mg/L IBA+蔗糖30 g/L+琼脂6 g/L的分化效果最佳,分化率92.12%,PGGB平均分化芽数41.67个。(4)孢子体生根,孢子体在1/2 MS+1.0 mg/L IBA+蔗糖30 g/L+琼脂6 g/L中的生根率100%。(5)炼苗,组培苗移栽在基质(红壤∶腐殖土∶泥炭土=2∶1∶1)中的成活率为96.3%。桫椤PGGB诱导及其再生体系的建立受植物生长调节剂影响,且基质对桫椤组培苗的成活率差异显著。研究成功构建了1个高效的桫椤繁殖再生体系,为进一步探究桫椤体外培养发育机制、新品种、规模生产及应用提供技术支持。

赤水桫椤自然保护区:自然之地,教育科普主平台

赤水桫椤自然保护区始建于1984年,1992年经国务院批准为国家级自然保护区,以桫椤、小黄花茶等珍稀濒危植物为主要保护对象的野生生物类型保护区。保护区科普宣教及自然教育对象主要是社区居民、公众及学生群体。赤水桫椤国家级自然保护区建有以桫椤博物馆为中心,佛光岩丹霞景区、中国侏罗纪公园两个生态景区为依托的科普教育基地,在管理局综合科内设科教中心,明确专人负责科普及自然教育等工作。