巨杉的叶表皮结构及其与红杉和水杉的比较

杉科植物巨杉是美国特有植物。叶片鳞状钻形,双面气孔型。叶面非气孔区的表皮细胞长方形,细胞长轴与叶片长轴的方向一致。叶片远轴面和近轴面各有2条气孔带,每条气孔带由2～5行气孔组成。叶片中部的气孔带最宽,气孔数量最多。叶片顶部近轴面的气孔数量比远轴面的气孔数量明显多,叶片中部远轴面和近轴面的气孔分布和数量近似,叶片基部远轴面的气孔明显比近轴面的气孔多。气孔椭圆形,多数气孔的长轴与叶片长轴的方向一致。保卫细胞肾形,细胞壁加厚。副卫细胞的形态特征和垂周壁的角度与周围表皮细胞的不一致。巨杉与其近邻北美红杉和中国特有植物水杉相比,巨杉和北美红杉的表皮细胞壁直,水杉的多数表皮细胞的壁明显弯曲;巨杉叶表皮细胞的大小与水杉的近似,而北美红杉表皮细胞的长度明显比巨杉和水杉表皮细胞的长度大;巨杉叶片的远轴面和近轴面都有气孔分布,水杉的气孔主要分布在叶片的远轴面;北美红杉既有类似巨杉的气孔分布方式,又有类似水杉的气孔分布方式;巨杉气孔的形态和大小与北美红杉的更近似。

昆明地区杉科4个树种引种20年的生长效果研究

通过对昆明地区引入的北美红杉、池杉、墨西哥落羽杉、美国巨杉4个树种在不同生境下的生长情况进行随机抽样调查,结果表明:北美红杉和池杉在昆明适应性较强,长势较好,北美红杉树高年平均生长量达1.31 m,胸径年平均生长量达2.83 cm,可选择适合生境推广。墨西哥落羽杉和美国巨杉适应性较差,生长缓慢,明显低于本地杉木,且美国巨杉于2001年因干旱死亡,不适宜昆明地区推广,需进一步对其引种适应性开展研究。

杉科的细胞分类学和系统演化研究

根据杉科的核型资料,本文(1)提出“1B”可能是一个新的高等植物核型类型;(2)讨论了各属的有关分类学问题及相互亲缘关系,它们的进化顺序可能是柳杉属、水松属、落羽杉属、水杉属、巨杉属、红杉属、杉木属(密叶杉属与之近缘)、台湾杉属;(3)支持金松属分立成金松科,它可能比杉科各属原始; (4)红杉(AAAABB)的亲本可能是二个古代种“水杉”和“巨杉”,它们的直接后裔或留下的近缘是水杉和巨杉;(5)杉科存在A和L两条进化路线,前者包括柳杉属、水松属、落羽杉属、台湾杉属;后者包括水杉属、巨杉属、红杉属、杉木属(密叶杉属);(6)提出一个杉科新系统(包括一个新亚科):Ⅰ.柳杉亚科(柳杉属),Ⅱ.落羽杉亚科(水松属、落羽杉属),Ⅲ.红杉亚科(水杉属、巨杉属、红杉属),Ⅳ.杉木亚科(杉木属、密叶杉属),Ⅴ.台湾杉亚科,新亚科(台湾杉属)。本文还对前人的杉科系统作了讨论。

杉科的染色体资料及在系统演化研究中的作用

杉科共由10属(包括金松属)、20种(变种)组成。本文整理了19种(占95％,隶10属)植物的染色体数目和16种(占80％,隶9属)的核型资料,核型的模式图如图1所示。通过对这些细胞学资料的分析,笔者支持2n=20、x=10的金松属从杉科(2n=22、x=11)分立成金松科。根据其他各属间的亲缘关系,本作者认为可以把它们分隶于5个亚科:Ⅰ.柳杉亚科:Cryptomerioideae(Cryptomeria);Ⅱ.落羽杉亚科Taxodioideae(Glyptostroous,Taxodium);Ⅲ.红杉亚科Sequoideae(Metasequoia,Sequoiadendron,Sequoia);Ⅳ.杉木亚科Cunninghamioideae(Cunninghamia,还可能有:Athrotaxis);Ⅴ.台湾杉亚科Taiwainoideae(Taiwania)。这些亚科和属的进化水平依序渐增,它们分别位于进化路线A(亚科Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ)和进化路线L(亚科Ⅲ、Ⅳ)上。这些结果是前人的演化系统所没有涉及的,表明了染色体资料在杉科的系统演化研究中起着重要的作用。

巨杉健康和感病叶片表面微生物组成和多样性比较

为分析巨杉(Sequoiadendron giganteum)健康叶片和感病叶片表面微生物的组成和多样性异同,以我国引种的巨杉叶片表面微生物类群为研究对象,采用高通量测序对细菌16S rRNA和真菌ITS片段测序,通过OTU数量、多样性指数、鉴定类群等方法,分析叶片表面细菌和真菌组成和多样性的异同.结果表明,健康叶片表面的细菌多样性比感病叶片高,但肠杆菌属(Enterobacter)、金黄杆菌属(Chryseobacterium)和短小杆菌属(Curtobacterium)菌群的含量在感病叶片中占所有细菌群落的比例比健康叶片高;真菌类群在健康叶片表面的多样性比感病叶片丰富,其中葡萄孢属(Botrytis)的卡罗来纳葡萄孢(B.caroliniana)占感病叶片表面真菌总数量的49.60%,远远多于健康叶片所占比例16.10%.健康叶片比感病叶片表面维持了较高的细菌和真菌类群多样性,卡罗来纳葡萄孢真菌在感病叶片表面所占比例远远大于健康叶片,可能与植株感病有关,此结果可为巨杉致病菌的防治提供依据.