长兴水韭,中国水韭属一个四倍体新种

水韭属是一类具有异形孢子的古老石松类植物,全属物种均被列入国家重点保护野生植物。该文报道了在浙江省长兴县新发现的一个四倍体水韭属居群。基于形态学、孢粉学和细胞学证据,将该物种命名为长兴水韭(Isoetes changxingensis),并详细描述了其形态特征。长兴水韭与保东水韭(I.baodongii)在植株形态及孢子纹饰方面都较为相似,不同之处在于其染色体为44条,大孢子极面直径为317~411μm(平均为360μm)(vs.染色体22条,大孢子极面直径为390~510μm,平均为450μm)。与同为四倍体的隆平水韭(I.longpingii)在孢子大小方面极为接近,不同之处在于其根状茎3裂,叶片中间宽为2~3 mm,大孢子表面具棘刺-脊条状纹饰(vs.根状茎2裂,叶片中间宽度为1 mm,大孢子表面具瘤状-脊条状纹饰)。该种与中华水韭(I.sinensis)的区别在于其大孢子较小,表面纹饰不同,叶片长为20~60 cm(vs.大孢子极面直径为340~450μm,平均为409μm,具脊条状突起纹饰,叶片长为15~30 cm)。长兴水韭目前仅分布于其模式产地的一处沟渠,由于其分布区狭窄,野生居群数量较少,栖息地环境受到人为干扰,因此根据IUCN红色名录评估标准可将长兴水韭暂定为濒危(EN)等级。由于该种面临生境破坏和野外人为刈割的风险,因此很有必要开展迁地保护及野外回归等相关工作。该文编制了中国已报道的水韭属物种的分种检索表,为该属物种的鉴定和保护工作提供了参考。

中国三种水韭属植物的地理分布与生境特征

水韭属 (Isoetes)是水韭科中的孑遗属 ,分类上属拟蕨类 ,对研究蕨类植物的系统演化具有重要价值。由于人类活动对其水生生境的破坏 ,水韭属植物在我国的分布范围及其种群数量日趋减少 ,濒临灭绝 ,其中 ,高寒水韭(I.hypsophila)、云贵水韭 (I.yunguiensis)和中华水韭 (I.sinensis)已被列为国家一级重点保护野生植物。对原产中国的 3种水韭的地理分布与生境特征进行调查 ,将为合理保护该属植物提供相关基础数据和科学依据。本文野外实地考察了原产中国的 3种水韭属植物的现存种群及历史记载曾经分布但现已绝迹的水韭属植物种群 (绝迹种群 )所在地。在每一调查点 ,测定了各样点的海拔高度、水体基底状况以及水体pH值等生境特征 ;在现存种群所在地 ,分别记载了所见水生植物种类、水韭种群规模及其生长状况 ,并采集和鉴定了 3种水韭属植物及其伴生种。调查发现 3种水韭属植物种与种之间为间断分布 ,且具有垂直梯度差异 ;种内各种群之间相互隔离 ,各种群的个体数均偏少 ;现存种群所生长的水体及其水体基底的pH特性无明显差异 ,为酸性或中性 ;绝迹种群所在的原生境已遭到严重破坏 ,一些地点的水体pH和基底pH与以往存在水韭的时期相比已明显升高。此外 。

中国3种水韭属植物自然居群水体化学性质特征及差异性研究

通过测定20个化学因子,利用平均值、变异系数和差异显著性检验,分析研究了中国3种水生水韭属植物中华水韭(Isoetes sinensis)、云贵水韭(I.yunguiensis)和高寒水韭(I.hypsophila)自然居群水体化学性质的特征和差异性。结果显示:这3种水韭属植物生活水体的20个化学因子整体上表现出Ni含量占绝对优势、电导率较低、受干扰较小的共同特征;虽然平均值和变异系数变化较大,但除了pH、P、NO_3-N、NO_3^-和Al具有显著性差异以外,其余各因子在3个种的生活水体间相对稳定不具显著性差异。结合其它的研究结果分析表明:这3种水韭属植物自然居群水体化学性质的差异可能源于这3种水韭属植物生理特征的差异性,对3种水韭属植物的分布不具选择差异性。

中国水韭属植物的孢子形态特征

利用扫描电镜观察了中国现存5种水韭属Iso?tes植物孢子的表面纹饰,并统计分析了孢子的大小(n=30)。结果显示:高寒水韭I.hypsophila大孢子表面光滑无突起纹饰,平均极面直径358μm,小孢子具脑回状纹饰,平均长度22μm;云贵水韭I.yunguiensis大孢子表面具脊条-网络状纹饰,纹饰突起较低,近极面较稀疏且不连成完全的网络,平均极面直径390μm,小孢子具疣状小颗粒至近于光滑的表面纹饰,平均长度22μm;台湾水韭I.taiwanensis大孢子表面具瘤状突起,平均极面直径312μm,小孢子表面具刺棘状突起,平均长度24μm;中华水韭I.sinensis大孢子表面具脊条状突起,平均极面直径409μm,小孢子表面具刺棘状突起,平均长度28μm;东方水韭I.orientalis大孢子表面具脊条-网络状纹饰,纹饰突起较高,近极面的网络较完整,平均极面直径420μm,小孢子表面具矮刺状-瘤状突起,平均长度34μm。比较类群间的孢子形态特征与染色体数目表明:5个类群的孢子表面纹饰区别明显,同时,孢子的大小可反映类群的倍性,孢子较小的高寒水韭、云贵水韭和台湾水韭是二倍体(2n=22),孢子较大的中华水韭(2n=44)和东方水韭(2n=66)为多倍体。孢子的形态特征在中国水韭属植物物种的鉴定与分类中具有重要意义。

中国水韭属植物的染色体数目及其分类学意义

利用细胞学方法观察统计了中国 4种水韭属Isoestes植物的染色体数目。结果发现 4个种的染色体基数均为x=1 1 ,其中高寒水韭I.hypsophilaHand ._Mazz.为 2n =2 2 ,为首次报道 ;台湾水韭I.taiwanen sisDeVol为 2n=2 2 ;中华水韭I.sinensisPalmer2n =44为四倍体 ;而产于云南贵州一带并一直被当作是宽叶水韭I.japonicaA .Br.的水韭属植物 2n =2 2 ,与文献报道的宽叶水韭 (2n =6 6 ,6 7,77,87,88,89)完全不同 ,应重新予以认识和评价。依据本文和其他相关的研究结果 。

中国水韭属两个四倍体新种

水韭属(Iso3tes)是起源最为古老的水生维管植物,全属物种均被列为国家一级重点保护植物。通过对全国水韭属植物的调查和研究发现,不同产地的四倍体植株在形态上存在显著差异。基于形态学、孢粉学和细胞学证据,将分布于中国湖南省长沙地区和怀化地区的四倍体居群分别命名为隆平水韭(Iso3tes longpingii)和湘妃水韭(I.xiangfei),并详细描述了其形态特征。隆平水韭形态上与中华水韭(I.sinensis)相似,不同之处在于其大孢子具小的瘤状或冠状纹饰,叶细长而柔弱,长达60 cm;该种也与六倍体东方水韭(I.orientalis)相似,不同之处在于其染色体44条,大孢子具瘤状或冠状纹饰。湘妃水韭的大孢子纹饰虽与二倍体云贵水韭(I.yunguiensis)相似,但在小孢子纹饰、孢子囊形状和染色体数目方面却不同。隆平水韭仅少数植株生长于湖南省宁乡市一处池塘,完全沉水生长,而湘妃水韭则分布于怀化市通道县和会同县的湿地。由于这两个新种的分布区狭窄,野生居群数量和个体数较少,栖息地环境受到人为干扰,因此根据IUCN红色名录评估标准,将隆平水韭评为极危(CR)等级,湘妃水韭评为易危(VU)等级。所编制的中国已知水韭属物种的分种检索表,为本属物种的鉴定和保护工作提供了重要参考。

中华水韭

1.基本借息中华水韭属于水韭科水韭属,是拟蕨植物类多年生沼泽植物中华水韭是极度瀕危的孑遗植物,作为中国第一批公布的一级重点保护野生植物之一,具有很高的学术研究价值。

用根吸收二氧化碳的植物

绝大多数植物的气体代谢都通过叶或茎上的气孔来完成。可是,极少数的植物没有这类气孔,它们将如何获得光合作用所必需的CO2呢? 不久前,英国科学家找到了这类没有气孔、用根吸收CO2的植物。这种水韭属的植物学名叫Stylies andjcola,生长在秘鲁安第斯山脉高海拔的沼泽地带。Stylies andjcola长着缰绕成团的须根和梅花形排列绿叶,叶长2～4厘米,约有1/3露出水面,整片叶子表面蒙了一层厚厚的既不通水又不透气的角质层。14CO2同位素标记法表明,Stylites andi-

中国濒危水生蕨类植物研究进展

报道了中国濒危的水韭属和水蕨属植物在细胞生物学、生态学、进化生物学、遗传学、分子生物学和生物地理学等领域的研究进展.资料显示,生境的破坏和丧失是导致水生蕨类植物在我国濒危的主要原因.遗传多样性和遗传结构的研究为其制定科学的保护策略提供了基础遗传学资料.孢子、细胞学和分子生物学研究表明,中国有中华水韭(Isoetes sinensis)、高寒水韭(I.hypsophila)、云贵水韭(I.yunguiensis)、台湾水韭(I.taiwanensis)和东方水韭(I.orientalis)5种水韭,没有宽叶水韭(I.japonica).中国产的水蕨可能存在隐种.另外,还讨论了中国濒危水生蕨类植物的保护措施.

我国的水生蕨类

凡是生活在沼泽、湿地、溪流、湖泊等地的蕨类植物,都可称为水生蕨类植物。为适应多水环境,水生蕨类植物演化出与旱生蕨类植物截然不同的形态和结构特征。值得注意的是,绝大多数水生蕨类植物都是异型孢子,但卤蕨与水蕨除外。