新疆15种猪毛菜属植物花粉扫描电镜图像数据集

本研究对2007年盛花末期在新疆北部地区采集的粗枝猪毛菜(Salsola subcrassa)、东方猪毛菜(S. orientalis)、短柱猪毛菜(S. lanata)等15种猪毛菜进行花果对照鉴定分类,然后用LEO-1430VP型扫描电子显微镜对这些花粉进行多角度拍摄、观察分析,最大放大倍率20000倍,图像分辨率达1023×766像素,共收录84张图像。数据集中的猪毛菜由藜科植物分类学专家二次鉴定,并由专业人员操作扫描电镜观察花粉性状。读者可以根据猪毛菜种名在本数据集中查阅相应的花粉扫描电镜图像。本数据集的发布,为深入研究新疆乃至中亚地区猪毛菜属植物花粉的典型特征提供了便利,进一步补充和完善了根据猪毛菜属植物的形态特征建立的分组系统,为猪毛菜属植物类群的孢粉学、分类学、生态学等方面的研究提供重要参考。

猪毛菜属两种植物地理分布格局及其预测分析

全球气候改变引起极端天气是值得高度重视的问题之一,分布区变化是气候改变对植物影响最直接的体现。本研究通过电子手段获取两种猪毛菜属植物的当前分布数据和20个环境变量(包括海拔及19个气候变量),通过最大熵(Maxent)模型和地理位置信息系统(Arc GIS)技术,预测基准时期和未来两个时期(2050年、2070年)木本猪毛菜和珍珠猪毛菜的潜在适宜区分布。结果表明:木本猪毛菜和珍珠猪毛菜的潜在适宜区都在增加;在基准时期和未来两个时期,木本猪毛菜和珍珠猪毛菜的交叉区主要在内蒙古、新疆以及宁夏地区,总交叉区随时期变化呈扩增趋势;未来时期(2070年)木本猪毛菜和珍珠猪毛菜的潜在适宜区交叉区面积是521240.13 km2,潜在高适宜区交叉区面积是5988.66 km2;两种猪毛菜属植物的潜在适宜区同温度密切相关。

中国猪毛菜属(SalsolaL.)植物的地理分布特点

对中国猪毛菜属7组37种的地理分布的分析结果表明:亚洲荒漠植物亚区以种类的绝对优势及具有不同演化阶段的组成为中国猪毛菜属的分布中心,该区中以新疆为中心由西向东种类多样性递减;中国猪毛菜属生境主要为旱生、盐生环境(占总种数的92%),分布海拔可从平原地区的260m上升到高山地带3500m,一些种成为群落中的建群种及优势种;中国猪毛菜属的地理成分有6种类型,以伊朗-亚洲中部分布型及亚洲中部分布型为主(占总种数的78.38%),中国猪毛菜属与中亚地区的渊源关系十分密切,与东部地区的关系微弱,中国猪毛菜属种类是中亚地区的植物向东迁移形成的。

猪毛菜属(Salsola L.)的系统与地理分布

本文论述了猪毛菜属系统分类的简史。依据该属的系统分类新资料,对我国猪毛菜属的分组系统作了进一步整理,将国产猪毛菜属植物归为6组5亚组。文中还讨论了该属的起源发生、迁移、分化以及地理分布等问题。

新疆猪毛菜属(Salsola L.)植物种子多型性初报

新疆有着丰富的旱生植物、盐生植物资源,其中有许多具有多型性种子的植物,猪毛菜属(Salsola L.)植物就是其中之一。中国有猪毛菜属植物37种、1个变种,主要分布于新疆(33种)地区。本文对新疆地区的粗枝猪毛菜(S.subcrassa M.Pop.)、东方猪毛菜(S.orientalis S.G.Gmel.)、短柱猪毛菜(S.lanata Pall.)、钝叶猪毛菜(S.heptapotamicalljin)、褐翅猪毛菜(S.korshinskyi Drob.)、浆果猪毛菜(S.foliosa(L.)Schrad.)、木本猪毛菜(S.arbuscula Pall.)、钠猪毛菜(S.nitraria Pall.)、天山猪毛菜(S.junatovii Botsch.)和小药猪毛菜(S.micranthera Botsch.)的种子进行观测。结果表明:这10种猪毛菜属植物的种子都具有种子多型性现象,每一种猪毛菜都有2种不同类型的种子,在颜色、直径、质量、形状等性状上表现不同。本文所研究的具有多型性种子的猪毛菜种类约占新疆猪毛菜属植物种类的30%、中国的26%。

新疆猪毛菜属植物多样性地理分布格局及其环境解释

猪毛菜属(Salsola)是新疆干旱区分布最为丰富的被子植物属之一,是盐碱和荒漠区的先锋种和建群种,对西北干旱区植被恢复与建设具有巨大生态价值。基于新疆自然分布的33种猪毛菜属物种共741个分布数据,整合利用点格局法和物种分布模型法构建了物种丰富度(SR)、加权特有性指数(WE)和校正加权特有性指数(CWE)的分布格局。选取环境能量、水分可获得性、气候季节性、生境异质性、土壤条件和历史气候变化共6类19种生态因子,利用地理加权回归模型(GWR)探究了环境异质性对猪毛菜属物种丰富度的影响。结果显示:(1)基于现实点位模型和物种分布模型构建的物种丰富度具有一致性,均呈北高南低、西高东低的破碎化分布趋势,但物种分布模型的结果在空间上比点格局法更连续,物种丰富度的高值区主要分布于准噶尔盆地南缘、准噶尔西部山地、天山西端和天山南脉南缘;(2)加权特有性指数和校正加权特有性指数的分布格局与物种丰富度分布格局具有一定差异,其最大值集中分布于准噶尔盆地南缘、伊犁河谷和塔里木盆地西南缘;(3)GWR模型结果表明,海拔变幅、土壤酸碱度和最干月降水量是制约新疆分布的猪毛菜属丰富度和特有性分布的最重要因素。

新疆猪毛菜属植物染色体数及核型分析

以5种新疆猪毛菜属植物为材料,常规压片法制片后观察记录染色体数,并进行核型分析。实验结果表明:钠猪毛菜体细胞染色体数2n=18;浆果猪毛菜2n=2x=18=12m+6sm,属2A核型;木本猪毛菜2n=2x=18=16m+2sm,属2A核型;东方猪毛菜2n=4x=36=26m+10sm,属2B核型;长刺猪毛菜2n=4x=36=24m+4sm+8st,属2B核型。猪毛菜属植物的染色体基数为9,东方猪毛菜、长刺猪毛菜为四倍体,其它3种均为二倍体。与Бочанцев基于形态学特征建立的分组系统及各组的演化地位相比,东方猪毛菜属于原始的硬叶猪毛菜组,而本研究表明该种在核型上相对较为进化;其余3种核型地位与所属组的演化地位相符。

新疆4种猪毛菜属植物核型分析

采取常规根尖压片法对4种新疆猪毛菜属植物的染色体数目和核型进行了分析。结果表明,长柱猪毛菜体细胞染色体数为18,核型公式为:2n=2x=18m,属1A核型;紫翅猪毛菜体细胞染色体数为18,核型公式为:2n=2x=16m+2sm,属2A核型;短柱猪毛菜体细胞染色体数为18,核型公式为:2n=2x=16m+2sm,属2A核型;钝叶猪毛菜体细胞染色体数为54,核型公式为:2n=6x=48m+6sm,属2A核型。除钝叶猪毛菜为六倍体外,其他3种均为二倍体。根据Бочанцев.В.П.基于形态学特征建立的分组系统,这4种猪毛菜均属于梯翅蓬组,为演化地位较高的类群,而核型分析结果表明,长柱猪毛菜核型上更接近于较原始的类群,紫翅猪毛菜、短柱猪毛菜和钝叶猪毛菜核型地位与所属组的演化地位相符。

新疆五种猪毛菜属植物花粉形态研究

利用扫描电子显微镜对猪毛菜属3组5种植物的花粉形态进行了观察研究和比较分析，结果表明，所观察的5种植物的花粉形态相似程度很高，其形态均为球形，以单粒形式存在，萌发孔数量为18～38个，孔圆形或近圆形，均匀分布，外壁纹饰为不同形状的突起。种间花粉形态区别于花粉粒的大小，萌发孔的数量，花粉外壁纹饰的类型及突起密度。同时，研究从孢粉学角度初步分析了该属植物的系统演化关系，孢粉学特征揭示的系统演化关系与前人基于外部形态特征建立的猪毛莱属分组演化系统相一致，此外，还对五种植物的花粉萌发孔数量与其系统进化地位的关系进行了初步的探讨。

新疆猪毛菜属4种植物核型分析及进化研究

采用常规压片法,对钠猪毛菜、准噶尔猪毛菜、小药猪毛菜和薄翅猪毛菜等4种新疆猪毛菜属植物的染色体核型进行了分析,并对已报道的12种新疆猪毛菜属植物核型进行了比较。结果表明:(1)钠猪毛菜体细胞染色体数2n=2x=18=12m+6sm,准噶尔猪毛菜、小药猪毛菜体细胞染色体数为2n=2x=18=18m,该3种均属于1A型;薄翅猪毛菜体细胞染色体数为2n=2x=54=50m+2sm+2st,属2A型;(2)12种新疆猪毛菜属植物核型比较结果证明,猪毛菜属植物的染色体基数为9,钠猪毛菜、准噶尔猪毛菜和小药猪毛菜均为二倍体,薄翅猪毛菜为六倍体,钠猪毛菜和准噶尔猪毛菜具有随体。准噶尔猪毛菜、小药猪毛菜、薄翅猪毛菜属植物的核型均属于首次报道。

中亚地区猪毛菜属、梯翅蓬属与新疆藜属名录数据集

中亚地区猪毛菜属、梯翅蓬属与新疆藜属名录是对中亚地区植物志中有关藜科主要3属检索特征的综合集成,包括《哈萨克斯坦植物志》2属40种;《苏联植物志》1属72种;《亚美尼亚植物志》1属13种;《亚洲中部植物志》1属9种;《亚洲中部植物志》1属23种;《中亚细亚植物图鉴》1属47种;《塔吉克斯坦植物志》1属5种。用户可以按照植物的名称、拉丁文、植株、叶、花、果的典型性状等字段进行数据检索。本名录的发布,为更好地了解中亚地区猪毛菜等属的典型特征和分布情况提供了便利,为黎科植物类群的分类学、植物区系、植物生态学、植物对环境变化的响应等方面的研究提供数据支持。

2005–2007年新疆黎科猪毛菜属分布数据集

2005–2007年对新疆黎科猪毛菜属植物重点分布地区进行野外调查、标本采集、标本鉴定审核,经汇总整理形成本数据集,共收集了钠猪毛菜、松叶猪毛菜、浆果猪毛菜等18种常见猪毛菜的花期和果期信息。信息包括科名、属名、种名及拉丁文、植被生境等。本数据集填补了国内新疆荒漠地区猪毛菜属植物分布信息的空白,为黎科植物的资源调查、分类学研究、荒漠生态学研究提供有力数据支撑。

松叶猪毛菜叶片原生质体的制备及优化

从植物组织中释放出高质量的原生质体是建立其他技术体系如蛋白亚细胞定位、瞬时表达分析、蛋白质间互作的前提。为了快速挖掘C_(3)-C_(4)中间型植物松叶猪毛菜(Salsola laricifolia)的特殊功能基因,建立一个简单高效的叶片原生体的制备方法必不可少。本研究以松叶猪毛菜无菌组培苗的真叶为材料,分析不同纤维素酶和离析酶的浓度配比、渗透压对原生质体分离的影响。结果表明:采用25 d龄的无菌组培苗真叶,在2%纤维素酶+0.5%离析酶+0.6 mol·L^(-1)甘露醇的酶解液中25℃酶解2 h,使用W5溶液在800 rpm·min^(-1)的转速下纯化,原生质体产量可达1.21×10^(6)个,活力为85%。并且利用得到的松叶猪毛菜原生质体作为受体,用PEG转化法成功转化pBI121-SaNADP-ME4-GFP质粒载体,检测到SaNADP-ME4定位于叶绿体中。本项研究建立了松叶猪毛菜叶片原生质体高效制备体系,为松叶猪毛菜特殊基因功能的挖掘奠定了基础。

猪毛菜属3种不同光合型物种的生长适应特征比较

干旱是促进C 4光合途径进化的外部动力之一,探究干旱胁迫导致植物光合型向C 4发生适应性演化对荒漠化植被的保护和恢复意义重大。猪毛菜属是藜科包含不同光合型物种的属,是研究干旱驱动C 4进化的理想材料。当前支持植物C 4光合进化的解剖结构证据充分且深入,而关注C 4光合进化进程中生长适应特征的研究不多。为此,基于猪毛菜属内各个种的系统进化关系,以蒿叶猪毛菜(C 3型)、松叶猪毛菜(C 3-C 4型)和东方猪毛菜(C 4型)为试验材料,研究其在各自生境下的叶片形态解剖结构和种子形态特征、抗旱生理和生态化学计量特征,分析猪毛菜属不同光合型植物在干旱胁迫下的生长适应差异。结果表明:C 3型猪毛菜是原始祖先,C 3-C 4型猪毛菜与C 4型猪毛菜由C 3型猪毛菜进化而来;与C 3型蒿叶猪毛菜相比,C 3-C 4中间型松叶猪毛菜以及C 4型东方猪毛菜叶从外部形态和解剖结构上逐渐形成适应干旱的结构特征,且种子的传播策略也因种子大小不同而发生变化;C 4型猪毛菜因高光合能力使其具备通过可溶性糖来调节渗透能力的物质基础,从而提高抗旱能力;C 3-C 4型猪毛菜是通过提高氮和磷的利用效率来增加固碳量,C 4型猪毛菜是通过氮和磷含量的增多来增加固碳量。相较于C 3蒿叶猪毛菜,C 3-C 4松叶猪毛菜和C 4东方猪毛菜更能适应贫瘠的环境。以上试验结果可为完善C 4光合进化理论提供生理生态适应性证据。

猪毛菜中黄酮提取工艺的优化

以乙醇为提取剂,采用超声波法提取猪毛菜(Salsola collina)根茎中的黄酮类化合物,设计单因素试验和正交试验优化提取工艺。结果表明,除提取时间对黄酮提取率的影响不明显外,各因素对黄酮提取率都有一定的影响,其中料液比对黄酮提取率的影响最大,其次是提取温度,乙醇溶液体积分数和超声波功率的影响较小。优化的工艺条件为提取温度60℃、料液比1∶25(m∶V,g/mL)、超声波功率200 W、乙醇溶液体积分数70%,此条件下黄酮类化合物的提取率为2.63%。

腾格里沙漠东南缘猪毛菜(Salsola collina)根系构型特征比较

根系构型反映植物对资源的吸收能力和利用情况,可揭示沙地植被更新生长与适应机制。本研究以腾格里沙漠东南缘不同地表条件下[流沙地,藻结皮地(半固定沙地),藓结皮地(固定沙地)]的猪毛菜(Salsola collina)为研究对象,采用传统挖掘法收集植物根系,基于量化的根系形态指标,利用几何拓扑学及分形理论分析了根系构型特征,探讨了地表演变对猪毛菜根系构型特征的影响及其适应机制。结果表明:从流沙地、藻结皮地到藓结皮地,猪毛菜根深宽比、根冠比、比根长和比表面积逐次显著降低,根系水平幅则显著增加;根系拓扑指数TI分别为0.8125(流沙地)、0.7107(藻结皮地)、0.6313(藓结皮地),根系结构趋向于从鱼尾形分支结构转变为叉状分支结构;根系分形维数显著提高,但根系分形丰度显著降低。总之,伴随沙地固定程度的增加以及地表结皮覆盖条件的演变,猪毛菜根系生长投入下降,空间拓展能力退化,同时根系的整体结构进一步复杂化,根系生长对策从数量型向质量型转变,资源利用对策向高竞争力方向转变。本研究可为荒漠地区植被恢复和物种选择、配置提供参考依据。

干旱区2种猪毛菜萌发过程对水盐胁迫的生态响应

在实验室内模拟研究的基础上,运用生理生态学的原理,研究了水盐胁迫对钠猪毛菜(salsola nitraria)和散枝猪毛菜(salsola brachiata)种子萌发的影响,结果显示,钠猪毛菜与散枝猪毛菜种子萌发的最适温度分别为25℃和15℃。在盐溶液和PEG溶液中,2种种子的萌发规律相似,即随着水势的降低,萌发率和萌发速率下降。在盐胁迫下钠猪毛菜和散枝猪毛菜种子萌发的最低水势接近-7.2 MPa;在水分胁迫下2种种子萌发的最低水势均未超过-2.0MPa,其中,钠猪毛菜种子表现出较强的耐水分胁迫能力。在相同水势条件下,PEG对2种猪毛菜种子萌发的抑制程度显著大于等渗NaCl,说明渗透胁迫是影响2种植物种子萌发的主要因素。

新疆猪毛菜属17种C_4植物叶片和子叶的解剖结构研究

通过对藜科猪毛菜属17种C4植物的叶片和子叶的解剖学研究,共得到2种叶片的解剖结构类型,Salsoloid具有皮下组织型(SALS+H型)和Salsoloid不具有皮下组织型(SALS-H型);4种子叶的解剖结构类型分别是C3-异面叶型(C3-DV型)、Atriplicoid且具有皮下组织型(ATR+H型)、SALS+H型和SALS-H型。同一种植物子叶和叶片的解剖结构类型并不完全一致,分为2大类。一类是子叶和叶片都是C4型解剖结构,包括叶片SALS+H型/子叶ATR+H型、叶片SALS+H型/子叶SALS+H型和叶片SALS-H型/子叶SALS-H型;另一类是叶片具有C4型解剖结构,子叶具有C3型解剖结构,包括叶片SALS+H型/子叶C3-DV型和叶片SALS-H型/子叶C3-DV型。同组植物子叶和叶片的解剖结构类型具有一定的规律性,不同组之间植物光合器官的解剖结构类型存在较大的差异,这些差异性与植物生活型、地理分布没有关系。

新疆猪毛菜属植物多样性及其地理分布特征

猪毛菜属(Salsola L.)是藜科中最大的属之一,在新疆植物区系和植物资源开发利用中占有重要地位。通过对新疆猪毛菜属32种植物的果时花被片附属物和叶片解剖结构的特征及其地理分布的分析,结果表明:①果期花被片附属物可分为两类,其中具翅状附属物的形态更加丰富;②得到4种叶片解剖结构类型,包括C3-SYMP型、C3-C4中间型、C4-SALS+H型和C4-SALS-H型。依据叶片解剖结构类型判断,新疆猪毛菜属中C4植物占绝大多数;③在新疆分布的猪毛菜属种类以草本植物居多,其生境主要以旱生和盐生环境为主;④猪毛菜属植物分布在新疆的6个地理分布地区,其中以准噶尔亚地区分布最多,塔城伊犁亚地区分布次之;⑤新疆猪毛菜属植物与国外邻近地区的共有种明显多于国内邻近地区。

阿拉善高原珍珠猪毛菜(Salsola passerina)种群空间分布格局

为探究阿拉善高原珍珠猪毛菜(Salsola passerina)种群生长习性和空间格局分布机制,采用体积划分龄级方法和Ripley’s K函数对具有代表性的珍珠猪毛菜种群年龄结构、空间分布格局及不同龄级间的空间关联性进行研究。结果表明:珍珠猪毛菜种群结构以稳定型为主,其次是增长型,成年个体占比高,种群整体趋于稳定。随干旱程度增加,珍珠猪毛菜种群及各龄级空间分布格局由复杂向单一转变,即由聚集分布或均匀分布向随机分布转变。在降水较多的种群内,各龄级间的空间关联性相对复杂,随尺度增大由正关联转变为无关联,再转变为负关联。在较干旱地区,整体上表现为无关联。在阿拉善高原,珍珠猪毛菜种群空间分布特性由其本身生物学特性与环境因素共同作用,在生态建设中应遵循种群与生境间相互关系,发挥其饲用及防风固沙价值。