植物模式标本的考证与数字化:以中国国家植物标本馆为例

模式标本是最重要的植物标本,是确定植物学名的依据,是植物分类学家从事植物系统分类研究必不可少的科学材料,也是开展专科专属研究、编写国家或地方植物志、进行植物区系调查研究、开发利用和保护植物资源的重要基本资料。但模式标本的人为和自然毁损难以避免,模式标本及其标签信息的数字化使得模式标本的形态、地理分布、采集等主要信息得到最大限度的永久保存,可以极大地方便模式标本信息的共享,可以为科学研究人员或相关人员提供植物形态、地理分布、历史变迁等多方面的信息。本文以中国科学院植物研究所国家植物标本馆维管束植物模式标本数字化建设为例,详细介绍了规范化整理模式标本的方法、模式标本数字化的操作流程,并通过大量实例介绍了模式标本考订的过程、常见问题的处理方法等,以期为其他单位开展模式标本数字化建设提供经验。

基于叶绿体全基因组序列变异位点的葫芦科植物资源遗传多样性的分子鉴定新方法

植物遗传多样性的精确鉴定是资源利用和相关产业发展的基础。我们利用来自葫芦科5个属(种和亚种)的叶绿体全基因组序列中的物种特有的4952个核苷酸变异位点作为分子性状编制分子鉴定检索表,供试样品得到成功鉴定。物种特有变异位点的数量和核苷酸构成存在属(种)间差异。马瓟瓜Cucumis melo subsp. agrestis (1753)和黑子南瓜Cucurbita ficifolia (1542)的特有变异位点的数量显著多于西瓜Citrullus lanatus (727)、藏瓜Indofevillea khasiana (623)和罗汉果Siraitia grosvenori (307)。罗汉果的特有变异位点的数量最少。马瓟瓜的特有变异位点中,T的比例(29.78%)均高于A、C或G (22.48%~24.30%)。黑子南瓜的特有变异位点中,A的比例(19.52%)低于T、C或G (24.97%~28.15%)。西瓜的特有变异位点中,A或T的比例(18.57%或21.46%)低于C或G (30.67%或29.30%)。藏瓜的特有变异位点中,T的比例(20.55%)低于A、C或G (25.04%~27.61%)。罗汉果的特有变异位点中,C的比例(21.82%)低于A、T或G (25.73%~26.71%)。结果显示,叶绿体基因组的单核苷酸变异位点信息,可用于葫芦科植物资源遗传多样性的分子鉴定。调查了中国过去120多年来葫芦科植物标本的收集现状,讨论了存在的问题与对策。本研究对于葫芦科植物种质资源的保护和利用以及相关产业的发展具有重要价值。

基于叶绿体基因组变异位点的兰属(兰科)植物资源遗传多样性的分子鉴定新方法

准确鉴定物种遗传多样性是植物资源保护和可持续利用的基础。兰属Cymbidium Sw.是单子叶植物,具有极高的观赏、药用和科研价值。由于形态特征受到发育阶段和环境条件的影响,不同学者对形态特征的理解和判断也存在差异,基于形态特征的兰属植物的鉴定存在困难。我们利用兰属的3个种的叶绿体基因组序列中的物种特有的1285个核苷酸变异位点作为分子性状编制分子鉴定检索表,成功鉴定供试样品。物种特有变异位点的数量和核苷酸构成存在种间差异。西藏虎头兰Cymbidium tracyanum L. Castle (1185)的特有变异位点的数量最多,分别是秋墨兰Cymbidium haematodes Lindl. (53)和莲瓣兰Cymbidium tortisepalum Fukuy. (47)的特有变异位点的数量的22倍和25倍。西藏虎头兰的特有变异位点中,A (31.39%)或T (30.97%)的比例明显高于C (20.08%)或G (17.55%)。莲瓣兰的特有变异位点中,A (21.28%)的比例略低于T (25.53%)、C (27.66%)或G (25.53%)的比例,T、C或G的比例差异较小。秋墨兰的特有变异位点中,C (32.08%)的比例明显高于T (18.87%)的比例,A (26.42%)和G (22.64%)的比例间于C的比例和T的比例之间,差异不大。结果显示,叶绿体基因组的单核苷酸变异位点信息,可用于兰属植物资源遗传多样性的分子鉴定。调查了中国过去120多年来兰属植物标本的收集和馆藏现状,讨论了存在的问题与对策。本研究对于兰属植物的分类修订、种质资源的保护和利用具有重要价值。

基于叶绿体基因组变异位点的百合属(百合科)植物资源遗传多样性的分子鉴定新方法

精准鉴定遗传多样性是植物资源利用和深入开展科学研究的基础。我们利用百合属7个种的叶绿体基因组序列中的物种特有的995个核苷酸变异位点作为分子性状编制分子鉴定检索表,供试样品得到成功鉴定。物种特有变异位点的数量和核苷酸构成存在种间差异。紫斑百合Lilium nepalense (791)的特有变异位点的数量最多,随后依次为台湾百合L. Formosanum (80)、竹叶百合L. Hansonii (47)、条叶百合L. callosum(28)、垂花百合L. Cernuum (21)、野百合L. brownii(19)和卷丹L. Lancifolium (9)。紫斑百合的特有变异位点中,A (27.05%)或T (32.24%)的比例明显高于C (19.97%)或G (20.73%)。台湾百合的特有变异位点中,A (26.25%)或T(31.25%)的比例也是多于C (22.50%)或G(20.00%)。竹叶百合的特有变异位点中,A的比例(42.55%)最高,是C (8.51%)的比例的5倍,是G(14.89%)的比例的2.8倍以上;T的比例(34.04%)是C(8.51%)的比例的4倍,是G(14.89%)的比例的2.2倍以上。条叶百合的特有变异位点中,A的比例(17.86%)低于T (25.00%)、C (28.57%)或G (28.57%)。垂花百合的特有变异位点中,T的比例(47.62%)为A (19.05%)、C (19.05%)或G (14.29%)的2倍以上。野百合的特有变异位点中,A的比例(47.62%)最高,是C (5.26%)的比例的约9倍,G (15.79%)或T (31.57%)的比例分别是C的比例的约3倍和6倍。卷丹的特有变异位点中,C的比例(44.44%)为G的比例(11.11%)的约4倍。结果显示,叶绿体基因组的单核苷酸变异位点信息,可用于百合属植物资源遗传多样性的分子鉴定。调查了中国过去120多年来百合属植物标本的收集现状,讨论了存在的问题与对策。本研究对于百合属植物的分类修订、种质资源的保护和利用具有重要价值。

基于叶绿体基因组的单核苷酸多态位点的落叶松属(Larix Mill.)植物的分子鉴定新方法——以8个种/变种的分析为例

高通量测序技术可低成本获得叶绿体全基因组序列,为落叶松属植物的精确鉴定提供了可能。我们利用叶绿体全基因组中的527个单核苷酸多态位点,作为分子性状,首次精准鉴定落叶松属8个种/变种,研制了分子分类检索表。单核苷酸多态位点存在种间差异。喜马拉雅红杉(Larix himalaica W. C. Cheng & L. K. Fu)、新疆落叶松(L. sibirica Ledeb.)和欧洲落叶松(L. deciduas Mill.)的物种特有单核苷酸多态位点数量均较多,遗传分化较大。落叶松(原变种) (L. gmelinii (Rupr.) Kuzen. var. gmelinii)、黄花落叶松(L. gmelinii var. olgensis (A. Henry) Ostenf. & Syrach)、千岛落叶松(L. gmelinii var. japonica (Maxim. ex Regel) Pilg.)以及凯杨德落叶松(L. cajanderi Mayr)之间遗传差异较小。结果显示叶绿体基因组的单核苷酸多态位点信息,可用于落叶松属植物不同基因型的分子鉴定。本研究对于落叶松属植物种质资源的分类鉴定、保护和利用具有重要价值。

大叶黄杨叶片表皮组织的聚光效应及其对叶片内部光分布的影响(英文)

利用自制的光纤微探测器研究了大叶黄杨 (EuonymusjaponicusT .)叶片内部的光分布。叶片表皮组织具有聚光效应 ,用金相砂纸磨去叶片的上表皮组织可以去除这种效应。用 6 6 0nm的红光照射叶片时 (从上表皮方向 ) ,叶片内部光量迅速下降 ,在不到 10 0 μm的路径上光量下降到初始值的 2 0 %。叶片内部光分布微分曲线说明 :叶片表皮组织的存在有利于叶片内部各组织之间光吸收的均匀化。分析叶片内部红光分布曲线 (照射上表皮方向以及照射下表皮方向 ) ,海绵组织对红光 (6 6 0nm)吸收较少 。