植物学界的一枝奇葩——记中国科学院植物研究所系统与进化植物学重点实验室及其创新研究群体

自然界的生命多种多样,繁衍生息、不断变化,形成了纷繁复杂的世界.生命进化现象一直是生物学家关注的焦点,生物的系统发育和进化机制是探索生命奥秘的主要内容之一.

入侵植物凤眼蓝繁育系统在中国境内的地理变异

对中国境内的凤眼蓝 (Eichhorniacrassipes)进行了大规模地理范围的调查 ,分析了 2 4个地点 4 0个种群的克隆繁殖与有性繁殖的相对水平、三型花柱的花型变化以及花部综合特征的变异。 4 0个种群都以克隆繁殖为主要更新方式。其中 36个种群只有三型花柱中的M花型 ;南宁、重庆的种群中出现了频率极低的L花型 ;南宁、重庆、福州和海口种群内 ,出现了具有促进花内自交潜能的半同长花柱花型 (柱头与花药相靠拢的M花型变异体或L花型变异体 )。与其它地方种群相比 ,西南和海南岛的种群表现出较多样化的繁育系统。M和L花型个体的结实个体率都约为 4 % ,没有显著差异 ,种子产量在两花型个体之间也没有差异。由于种群内花型的残缺 ,作为促进花型之间异交传粉适应机制的三型花柱繁育系统已经解体 ,部分种群中出现了可以促进花内自交的半同长花柱变异体。克隆繁殖是凤眼蓝适应入侵生境的一种形式 ,花内自交是凤眼蓝繁育系统在入侵过程中可能的进化方向 。

初论中国兜兰属植物的保护策略及其潜在资源优势

兜兰属植物是最受人们喜爱的兰科植物之一 ,中国是兜兰属植物的主要产地。与世界其他地区一样 ,我国兜兰属植物也面临持续的商业采集压力。本文回顾了世界兜兰属植物的贸易、栽培和育种的历史 ,认为有菌播种方法可以更有效地保护兜兰属植物的多样性 ,同时也能够为兜兰属植物的人工栽培和育种提供新的手段。目前我国兜兰属植物一方面仍遭受各种人为因素的干扰 ,急需采取措施加以保护 ;另一方面对我国兜兰属植物的认识还不够全面和深入 ,还不能对人为因素影响的程度和范围作出客观的评价 ,特别是有关兜兰属植物的繁育技术还很薄弱。针对这种现状 ,作者提出在较长时期内我国兜兰属植物的保护策略宜以原地保护 (insituconservation)为主 ,同时积极开展有关兜兰属植物保护生物学的基础研究 ,大力发展和完善迁地保护 (exsituconservation)技术体系。最后 ,讨论了我国兜兰属植物的潜在资源和生态等方面的优势。

西藏特有植物砂生槐天然居群遗传多样性研究

采用等位酶淀粉凝胶电泳技术对西藏雅鲁藏布江中游砂生槐 (Sophoramoorcroftiana) 10个天然居群的遗传多样性进行了研究。 13个酶系统 2 4个酶位点 ( 46个等位基因 )的检测结果表明 ,砂生槐具较低的遗传变异水平。居群水平上的遗传多样性指标分别为 :多态位点百分率Pp =2 5 .0 %～ 37.5 % ,等位基因平均数Ap=1.3～ 1.7,平均期望杂合度Hep=0 .112～ 0 .16 9;种水平上的遗传多样性 (Ps=37.5 % ,As=1.9,Hes=0 .171)低于长寿命木本被子植物的平均值 (Ps=5 9.5 % ,As=2 .10 ,Hes=0 .183)。居群遗传结构的分析显示 ,10个居群中随机交配的偏差为FIS=- 0 .0 0 71,表明砂生槐在居群水平上存在轻微的杂合子过量现象 ,偏离了Hardy Weinberg平衡 ;FST=0 .1748,表明砂生槐是居群间分化较大的一类多年生木本植物 ,主要原因是环境恶化和人类活动干扰 (过度砍伐、放牧等 )导致其生境片断化 ,从而影响了居群间基因交流而造成基因流水平较低 (Nm =1.180 2 )。砂生槐高海拔居群H2 (谢通门 )、H31(江当 1)、H32 (江当 2 )、H5 (朗塞岭 )包含着绝大部分等位基因 ,显示了相对较高的遗传多样性水平 ,应加以保护和管理 ,作为砂生槐种质资源就地保存的基地。

采用空间自相关分析研究两种兰科植物的群体遗传结构

采用空间自相关分析方法对硬叶兜兰 (Paphiopedilummicranthum)和独花兰 (Changnieniaamoena) 4个天然群体的小尺度空间遗传结构进行了研究 ,以探讨两种兰科植物群体内遗传变异的分布特征及其形成机制。根据来自 12个 (硬叶兜兰 )和 16个 (独花兰 )RAPD引物所提供的多态位点 ,计算出每个群体的空间自相关系数MoranI值。结果表明 ,在 2个硬叶兜兰群体中 ,遗传变异在短距离 (3～ 4m)内表现出显著的正相关 ,在较大的距离内表现出显著的负相关 ,说明其遗传变异在群体内形成一定的空间结构。而对独花兰的空间自相关分析则显示 ,其遗传变异在参与计算的 2个群体内不存在明显的空间结构。造成上述两种兰科植物具有不同空间分布特性的原因可能与其不同的繁殖方式有关。上述研究结果有助于进一步了解物种的进化历程和濒危机制 。

被子植物的一个“多系-多期-多域”新分类系统总览(英文)

这篇文章是作者在 1 998年发表的两篇文章的续篇。在那两篇文章中作者论述了关于被子植物系统发育和演化问题的基本观点。本文提出木兰植物门 (被子植物 )的一个新分类系统纲要 ,将木兰植物门分为 8纲 40亚纲 2 0 2目和 5 72科 ;其中命名了 2 2新亚纲 (Annonidae,Illiciidae ,Ceratophyllidae,Lauri dae,Calycanthidae,Chloranthidae,Aristolochiidae,Polygonidae,Plumbaginidae ,Bromeliidae ,Zingiberidae ,Junci dae,Poaidae,Paeoniidae ,Papaveridae,Trochodendridae ,Betulidae ,Malvidae ,Ericidae ,Myrtidae ,Rutidae,Geraniidae)和 6新目 (Degeneriales,Aizoales,Platanales,Dipentodontales,Meliosmales,Balanitales)。并对每个科所包含的属。

多年生植物模式物种基因组研究的历史及进展

木本植物有许多不同于一年生草本植物的生物学特性 ,生物学家提出将木本植物作为研究多年生植物的模式体系。杨属Populus树种由于研究基础较好且基因组较小 ,目前已被广泛地接受作为多年生植物基因组研究的模式物种。随着杨属树种全基因组序列的测定 ,杨属树种在多年生植物的功能基因组研究及一些基础科学问题的研究中将发挥重要作用。本文综述了杨属树种基因组研究的历史、进展及将来的研究热点 ,旨在为我国多年生植物基因组研究提供参考和借鉴。本文主要论述了以下几个方面的内容 :( 1 )对杨属树种开展的细胞遗传学研究 ;( 2 )在分子水平上对杨属树种进行的基因组研究 ,内容包括遗传作图、基因组测序、物理图谱构建、基因芯片及连锁不平衡分析 ;( 3)

中国高等植物省级分布新记录(四)

报道了十字花科、海桐花科、牛栓藤科、柽柳科、堇菜科、旌节花科、安息香科、报春花科、山矾科和百合科共12种1变种植物在我国10个省区的分布新记录。其中吉林分布新记录的有北萱草(HemerocallisesculentaKoidz.),山西分布新记录的有具鳞水柏枝(MyricariasquamosaDesv.)、维西堇菜(ViolamonbergiiW.Beck.)和海乳草(GlauxmaritimaLinn.),陕西分布新记录的有海金子(PittosporumillicioidesMak.)和蒙古堇菜(Violamon-golicaFranch.),甘肃分布新记录的有西域旌节花(StachyurushimalaicusHook.f.&Thoms.exBenth.),江西分布新记录的有缝线海桐(PittosporumperryanumGowda),河南分布新记录的有唐古拉碎米荠(CardaminetangutorumO.E.Schulz),湖北分布新记录的有黄牛奶树(Symplocoscochinchinensis(Lour.)S.Moorevar.laurina(Retz.)Nooteboom),湖南分布新记录的有大花野茉莉(StyraxgrandiflorusGriff.),贵州分布新记录的有少花海桐(Pit-tosporumpauciflorumHook.&Arn.),广西分布新记录的有红叶藤(Roureaminor(Gaerth.)Leenh.)。

石斛属植物生物技术研究概况

在系统查阅国内外近20年来有关文献的基础上,对石斛生物技术方面的研究进行了简要综述;着重介绍了石斛属植物在离体繁殖、离体开花、种质资源的离体保存、原生质体分离与融合以及基因工程等方面的研究情况。文章认为在石斛试管苗移栽、菌根技术以及组培过程中次生代谢产物的变化等方面均有待深入研究;而生物技术的迅猛发展为基于组织培养的石斛兰育种提供了广阔的应用前景。

中国兰科植物保育的现状和展望

兰科植物是植物保育中的“旗舰”类群 (flaggroup)。中国不是兰科植物种类最丰富的地区 ,但具有最复杂多样的地理分布类型以及众多的原始类群 ,因此 ,开展对中国兰科植物的研究和保育是世界兰科植物研究和保育工作中的重要组成部分。本文介绍了目前中国兰科植物研究和保育的现状 ,分析了与国际同类工作相比存在的差距 。

被子植物起源研究中几种观点的思考

对被子植物起源研究中的几种观点进行了讨论。(1)由于被子植物存在着一组共同的性状,它们不可能是从不同祖先起源的,而是有着共同的祖先。被子植物是一个单源起源的类群。现存被子植物分类系统是依据包括形态学(广义)、分子系统学、古植物学和植物地理学等的综合性状建立的,只能表示出现存类群的亲缘关系并且追溯到它们最近的祖先。人们现在还不可能建立一个包括全部已绝灭的类群和现代生存类群的谱系发生系统。因此,现存被子植物分类系统只能看作是“亲缘”系统。(2)分析了用于推测被子植物起源时间的分子、化石和地理分布证据。我们认为,要确定被子植物起源时间,植物化石是一类重要证据,但化石只能说是植物本身可保存部分和当时当地所提供的化石条件的综合反映,它们不可能就是植物类群或种的起源时间。人们还必须考虑到化石本身的演化历史。应用分子钟也是一种手段,但误差比较大。如果我们除了利用上述两种资料之外,根据植物类群的现代分布格局及其形成,把植物的演化同地球的历史和板块运动联系起来,以推断它们起源的时间,这无疑会增加其可信度。通过对56个种子植物不同演化水平的重要科属地理分布的研究结果,我们曾提出被子植物的起源时间可能要追溯到早侏罗世,甚至晚三叠世。(3)分析了基于分子证据所提出的被子植物基部类群——ANITA成员(包括无油樟科Amborellaceae、睡莲科Nymphaeaceae、八角目Illiciales、早落瓣科Trimeniaceae、木兰藤科Austrobaileyaceae)的性质,讨论了ANITA成员在现代几个被子植物分类系统中的系统位置的不同观点,评价了它们的形态学(广义)性状。指出ANITA的成员由于包含大量的祖征,是属于原始的类群。但由于它们的共有衍征很少,如花粉球形,说明它们在被子植物演化早期就分道扬镳了,沿着不同的传代线分化。因此ANITA是一个源于不同传代线的复合群。

水鳖科9属15种植物花粉形态的研究

应用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对水鳖科Hydrocharitaceae 9属 1 5种植物的花粉形态进行了观察。水鳖科植物花粉为圆球形至近椭球形 ,无萌发孔或偶为单沟萌发孔 ,外壁纹饰通常为小刺状纹饰 ,刺密集或稀疏 ,花粉表面具瘤状、疣状、颗粒状、皱波状突起或光滑。外壁由覆盖层、柱状层和基层组成。覆盖层厚或较薄 ,柱状层小柱发育不明显 ,基层薄。水鳖科植物在花粉大小、纹饰类型、刺的长短、密度、形态、萌发孔的有无以及花粉壁的结构等方面表现出了较为明显的差异 ,这些特征对探讨类群间关系具有较重要意义。由于黑藻属Hydrilla和Stratiotes属花粉较为特殊 ,支持将它们各自作为一个独立的族处理。水鳖科植物花粉外壁纹饰和结构特点表明该科与水雍科Aponogetonaceae、泽泻科Alismataceae和花蔺科Butomaceae等近缘 ,而该科植物花粉大多无萌发孔等则反应了该科与茨藻目Najadales植物有密切联系。

中国兰科植物一新种——云南巾唇兰(英文)

对中国兰科植物新种云南巾唇兰PennilabiumyunnanenseS .C .Chen&Y .B .Luo作了描述和绘图。该新种与P .acuminatum (Ridley)Holttum较为接近 ,区别点在于具较小的花朵 ,直径仅 3cm ;花瓣白色且上面有深紫色斑点 。

《中国植物志》和《中国被子植物科属综论》所涉及“科”界定之比较

对采用A .Engler (1936 )被子植物分类系统的《中国植物志》和根据吴征镒等(2 0 0 2 )被子植物分类系统的《中国被子植物科属综论》中科的界定进行了比较。这不仅有助于掌握吴征镒等系统的观点 ,也有益于理解被子植物系统学中当前划分“科”的新趋向。

对P.A.Munz《亚洲翠雀属(狭义)植物纲要》中中国种类的错误鉴定的进一步订正

通过检查美国哈佛大学Gray标本馆 (GH)、英国邱皇家植物园标本馆 (K)和英国自然历史博物馆(BM)的中国翠雀属DelphiniumL .植物标本 ,在王文采有关工作的基础上 ,对P .A .Munz1 967- 1 968年在其《亚洲翠雀属 (狭义 )植物纲要》一文中有关中国种类的错误鉴定进行了进一步订正 。

国产毛茛科银莲花族十七种植物的细胞学研究(英文)

研究了国产毛茛科银莲花族Trib .Anemoneae 1 7种植物的染色体数目和核型。 1 0种银莲花属AnemoneL .植物中 ,1种 (西南银莲花A .davidii)为x =8的四倍体 ( 2n =4x =32 ) ,5种 (匍枝银莲花A .stolonifera、草玉梅A .rivularis、卵叶银莲花A .begoniifolia、水棉花A .hupehensisf.alba、大火草A .tomen tosa)为x =8的二倍体 ( 2n =2x =1 6) ,4种 (鹅掌草A .flaccida、湿地银莲花A .rupestris、蓝匙叶银莲花A .trullifoliavar.colestina、拟条叶银莲花A .trullifoliavar.holophylla、展毛银莲花A .demissa)为x=7的二倍体 ( 2n =2x =1 4)。罂粟莲花Anemoclemaglaucifolium为x =8的二倍体。 6种铁线莲属ClematisL .植物 (滇川铁线莲C .kockiana、长花铁线莲C .rehderiana、毛茛铁线莲C .ranunculoides、扬子铁线莲C .puberulavar.ganpiniana、短尾铁线莲C .brevicaudata、金毛铁线莲A .chrysocoma)均为x=8的二倍体。银莲花属中x =7的种类的核型彼此十分相似 ,均由 6对大型具中部着丝点的染色体和 1对具端部着丝点的染色体组成 ;x =8的二倍体种类的核型与罂粟莲花属和铁线莲属植物的核型十分相似 ,均由 5对大型具中部着丝点和 3对具端部或近端部着丝点的染色体组成。

系统发育和被子植物“多系-多期-多域”系统——兼答傅德志的评论

历史地回顾了谱系、系统发育、单系、多系概念的由来和发展。详细讨论了单系 (monophyly)和多系 (polyphyly)在叙述分类群起源和描述分类群内部系统发育线多样性的不同含义。以此为基础 ,说明在“多系_多期_多域”的八纲系统中“多系”和“单系”是指自然分类群内系统发育线的多样性 ,不等同于“多源”和“单源”。通过与近年来所发表的被子植物分类系统的比较 ,认为基于化石、形态、分子和地理分布证据提出的八纲系统所显示的预言性 。

中国胡颓子属(胡颓子科)六个植物名称后选模式指定

根据保存于中国科学院华南植物园植物标本馆(IBSC)、中国科学院植物研究所植物标本馆(PE)和四川大学生命科学学院植物标本馆(SZ)复份标本的研究,对中国胡颓子科(E laeag-naceae)胡颓子属(Elaeagnus)的6个植物名称作出后选模式指定。

中国珍珠茅属(莎草科)植物省级分布新记录

报道了莎草科珍珠茅属5种植物在我国4个省区分布的新记录,其中福建分布的新记录为光果珍珠茅,广西分布的新记录为越南珍珠茅,江西分布的新记录为小型珍珠茅和高秆珍珠茅,云南分布的新记录为石果珍珠茅.