湖南八大公山桃叶珊瑚果实与种子的形态发育动态

为了揭示桃叶珊瑚Aucuba chinensis果实与种子发育的规律,以湖南省桑植县八大公山国家级自然保护区内的桃叶珊瑚为研究对象,对其果实与种子在发育过程中的外部形态、胚与胚乳的形态变化等进行研究,并分析形态变化与原生境的温度、降雨量等生态因子的相关性。结果表明:(1)从4月坐果到次年4月完成自然脱落,果实发育共经历13个月,果实脱落晚于翌年雌花开放和坐果。(2)果实长度、宽度、果皮厚度等变化均经历了“慢–快–慢–快”4个阶段,生长发育呈典型的双“S”型曲线;生长期Ⅰ阶段为果实生长的关键时期,果形指数由2.63降至1.57。(3)果实颜色转变过程中红色值先增后稳,蓝色与绿色色值先增后降,果实变红体现为绿、蓝色值迅速下降。(4)胚和胚乳生长与果实发育同步,生长期Ⅰ阶段仍是胚乳发育的关键时期,胚长宽比由1.83增至2.56;胚乳的发育为无明显浆状期的细胞型。(5)花冠凋落后的第13个月,仍有约77%的胚呈鱼雷型。(6)温度与果形指数和胚率呈显著正相关(P<0.05);降雨量与胚率呈显著正相关,与果形指数呈极显著正相关(P<0.01)。基于以上结果,我们认为桃叶珊瑚果实发育具有明显的花果同期和果期重叠现象,水热条件的限制可能是其果实与种子发育缓慢并影响种苗建成的主要原因。同时,果实脱落时多数种胚未完成分化,这意味着其种子发育需经历后熟,具有形态休眠。

德夯岩溶河谷异质生境中半蒴苣苔的水分生理生态适应性

以湘西世界地质公园德夯岩溶河谷内克隆植物半蒴苣苔(Hemiboea subcapitata)为材料,测定其生长、形态与光合水分生理指标,探究其对德夯岩溶台地河谷演化中形成的三类异质生境(峡谷岩壁表面、风化碎裂岩表和河岸有机质层)的水分生理生态适应性。结果显示:(1)异质生境中半蒴苣苔单(分)株叶片自然含水量仅有较小差异(<2%),而相对含水量和自然饱和亏则无显著差异;异质生境中叶片水分需求随基质含水量降低而明显增加,但叶片水势也随之显著降低。(2)单株生长差异大但群体累积生物量无明显差异。如峡谷岩壁表面单株的株高和叶面积均显著高于河岸有机质层单株,但群体累积株高、累积叶面积差异不显著。(3)单株外部形态变化显著,匍匐茎长度、直径和根着生密度均呈现峡谷岩壁表面>风化碎裂岩表>河岸有机质层的趋势;峡谷岩壁表面单株叶片比河岸有机质层单株平均增厚近60μm,比叶面积则降低至其78.2%,气孔密度则显著降低至其66%。(4)光合生理指标中,叶片气孔限制值随叶片水势降低而显著增加,同时气孔导度明显提升,故而胞间CO_(2)浓度并无明显变化,但峡谷岩壁表面单株叶片的净光合速率仅达到河岸有机质层单株叶片的69.6%。(5)水分亏缺最多的峡谷岩壁表面单株叶片水分利用效率却最低(3.029±0.461μmol CO_(2)·mmol^(-1)H_(2)O),仅为河岸有机质层单株的73%。表明,半蒴苣苔可通过自身水分维持机制来保证岩溶异质生境中单株水分的相对稳定,并以增加根系密度、匍匐茎长度、叶片厚度和重量,减少气孔密度等形态可塑性来适应干旱的岩溶岩壁生境,通过增加气孔导度保持蒸腾拉力来维持胞间CO_(2)浓度,以高耗水来维持生长状态相对稳定的方式达成对岩溶河谷水分异质性生境的适应。

被子植物隐性雌雄异株性系统的多样性、系统演化及进化意义

隐性雌雄异株指植株表型为非雌雄异株,但形态上两性花通常雄性不育或雌性不育,植株个体实际仅行使雌性或雄性功能。两性花植株向雌雄异株的转变在被子植物中广泛存在,隐性雌雄异株作为潜在的中间阶段对于理解植物性系统的演化具有重要意义。据APGIV分类系统,这些物种在被子植物的22目36科65属约221种植物中有过报道,分别约占被子植物总目数的34.4%、总科数的8.7%、总属数的0.5%和总种数的0.1%;多为分布于热带或亚热带地区依靠生物传粉的木本植物,且至少存在花蜜或花粉作为访花报酬。该性系统形态学的性表达类型多样:可分为雄花两性花异株(类型Ⅰ)、两性花植株(类型Ⅱ)、雌花两性花异株(类型Ⅲ)及其他类型(类型Ⅳ)4种,分别约占已报道隐性雌雄异株物种数的48.9%、47.5%、2.7%和0.9%。从系统发育看,该性系统在被子植物木兰分支、单子叶植物分支及真双子叶植物分支均有分布,且主要分布于较为进化的核心真双子叶植物类群中。隐性雌雄异株物种不育性器官的进化意义存在多种假说,包括祖先假说、遗传约束假说、促进风媒花粉落置假说、传粉者吸引假说、拟态与欺骗假说等,但相关实证研究较少。本文对隐性雌雄异株物种不同类群的性表达形式、不育性器官败育类型进行了归纳,并对具该性系统的类群在被子植物中的分布与系统演化进行了分析与总结,同时对有关隐性雌雄异株物种不育性器官进化意义的5个假说进行了介绍与评价,最后对今后的相关研究方向进行了展望。以期为深入研究被子植物隐性雌雄异株性系统的进化式样与机制研究提供理论资料。

箭叶淫羊藿(Epimedium sagittatum Maxim)种子后熟作用的形态解剖研究

目的:了解箭叶淫羊藿种子后熟休眠的形态结构基础,探索其种子的萌发条件。方法:在对箭叶淫羊藿种子进行常规发芽试验的基础上,采用直接测量和石蜡制片技术等方法对其外部形态和解剖结构进行了观察。结果:箭叶淫羊藿种子存在明显的休眠现象,其外部形态无异常,但其胚结构未分化,停留在球型胚阶段。后熟过程中,其胚结构逐步发育完全,形成子叶胚。结论:箭叶淫羊藿种子存在明显的休眠现象,其休眠类型为形态生理休眠(MPD)。其萌发需要一定时间的层积以完成其胚分化。

一株耐高温纤维素降解菌的分离筛选及鉴定

为了分离筛选耐高温的纤维素高效降解菌,从鸡粪蘑菇渣高温堆肥中取样,采用滤纸富集培养基进行富集培养、刚果红纤维素培养基进行分离纯化培养、滤纸条培养基和刚果红纤维素培养基进行初筛培养、液体发酵测定纤维素酶活法进行复筛培养,利用形态特征观察、生理生化特征检测和基于16SrRNA基因序列的系统发育分析法进行初步鉴定,结果分离筛选到1株耐高温纤维素降解菌XD-3.该菌株在50℃生长良好、羧甲基纤维素酶(CMCase)活力达6.14±0.37U/mL.综合形态特征、生理生化特性、基于16S rRNA基因序列的系统发育分析,菌株XD-3初步鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens).

湘西地区蛇足石杉内生真菌的分离

采集不同生境的药用植物蛇足石杉,运用不同灭菌方法处理外植体,并用PDA平板培养基及孟加拉红培养基进行内生真菌的分离纯化.经过几种灭菌方法的摸索和比较研究,发现蛇足石杉外植体的灭菌十分困难(尤其是其茎部),难以在保持植物鲜活状态下达到一次彻底灭菌,有必要二次灭菌.通过二次灭菌分离得到的9株内生真菌中,来自蛇足石杉茎部的6株,来自叶片的3株.蛇足石杉的9株内生真菌在平板培养时生长极其缓慢,仅一株可在培养时产生孢子.

雌雄异株物种一把伞南星雌雄株空间分布及性别二态性

雌雄异株是有花植物雌雄性别功能在个体水平上由结合到分离的重要进化转变之一,发生于被子植物的多个科属。雌雄异株物种的雌雄个体通常在分布、形态等方面存在差异。研究其雌雄个体的空间分布及性别二态性,是理解雌雄异株物种繁殖策略及其适应与进化的重要前提。天南星属(Arisaema)是天南星科内已报道唯一存在雌雄异株且较为进化的类群,一把伞南星(A.erubescens)是该属中不同性别个体存在差异的多年生草本植物。本文以湖南省八大公山国家级自然保护区内分布的一把伞南星为研究对象,通过研究其雌雄个体的空间分布、花期物候、形态结构及访花者类群,以期明确该物种雌雄植株的空间关联性以及花期物候、形态结构的性别二态性。结果表明:一把伞南星群体内性比均呈极显著雄性偏倚,雌雄个体在小尺度范围呈聚集分布,但在较大尺度上呈随机分布;雄性个体比雌性个体更早进入花期,置换多元方差分析显示雌雄植株间形态特征存在显著差异,其中假茎基径、佛焰苞管部直径、花序基径、花序柄直径等特征对性别二态性有重要贡献;主要传粉者为白天活动的菌蚊科菌蚊属(Mycetophila)的蕈蚊,其对雄株的访问频率极显著高于雌株。这些结果表明:雌雄异株物种一把伞南星不同性别植株的空间关联与其传粉者蕈蚊的活动习性相匹配,其开花物候、形态特征及传粉者访问等方面的性别二态性是对繁殖成功的保障。