2012年 第30卷 第5期
2012, 30(5): 431-436.
DOI: 10.3724/SP.J.1142.2012.50431
摘要：
在前人对列当科系统发育研究的基础上,追加了肉苁蓉属(Cistanche)的基因序列数据,运用最大简约法、最大似然法和贝叶斯推断方法探讨了其在列当科中的系统位置及列当科中属间关系。基于rps16基因序列及rps16+ITS联合序列建立了列当科系统发育树,结果显示,肉苁蓉属、列当属(Orobanche)以及草苁蓉属(Boschniakia)聚在同一进化枝内,肉苁蓉属和列当属表现出最近亲缘关系;列当科中的全寄生类群、半寄生类群和非寄生类群分属在3个不同分支中。
在前人对列当科系统发育研究的基础上,追加了肉苁蓉属(Cistanche)的基因序列数据,运用最大简约法、最大似然法和贝叶斯推断方法探讨了其在列当科中的系统位置及列当科中属间关系。基于rps16基因序列及rps16+ITS联合序列建立了列当科系统发育树,结果显示,肉苁蓉属、列当属(Orobanche)以及草苁蓉属(Boschniakia)聚在同一进化枝内,肉苁蓉属和列当属表现出最近亲缘关系;列当科中的全寄生类群、半寄生类群和非寄生类群分属在3个不同分支中。
摘要：
对苏铁(Cycas revoluta Thunb.)种子的种皮进行了解剖研究,结果表明:苏铁种子的种皮分为外种皮、中种皮和内种皮3层结构。外种皮含有角质化的表皮细胞、薄壁细胞以及少量的厚壁细胞和异细胞,布有树脂道、气室和4束大维管束;中种皮主要由厚壁细胞群和木质化纤维组成,种孔端有一条缝合线,种脐端有3个孔;内种皮由多层干瘪的薄壁细胞和脉络状维管束组成,种孔端有一层椭圆状保护膜。对外种皮和内种皮维管束进行观察研究发现:外种皮和内种皮的维管束分布方式及其结构存在明显差异,外种皮的维管束由种脐端顺着种子弧形走向种孔端,内种皮的维管束呈脉络状,形成维管网贯穿其中;内、外种皮维管束中均存在多种不同样式的导管。
对苏铁(Cycas revoluta Thunb.)种子的种皮进行了解剖研究,结果表明:苏铁种子的种皮分为外种皮、中种皮和内种皮3层结构。外种皮含有角质化的表皮细胞、薄壁细胞以及少量的厚壁细胞和异细胞,布有树脂道、气室和4束大维管束;中种皮主要由厚壁细胞群和木质化纤维组成,种孔端有一条缝合线,种脐端有3个孔;内种皮由多层干瘪的薄壁细胞和脉络状维管束组成,种孔端有一层椭圆状保护膜。对外种皮和内种皮维管束进行观察研究发现:外种皮和内种皮的维管束分布方式及其结构存在明显差异,外种皮的维管束由种脐端顺着种子弧形走向种孔端,内种皮的维管束呈脉络状,形成维管网贯穿其中;内、外种皮维管束中均存在多种不同样式的导管。
2012, 30(5): 443-458.
DOI: 10.3724/SP.J.1142.2012.50443
摘要：
基于19个生物气候因子和紫萼藓属(Grimmia) 172个、砂藓属(Racomitrium) 181个国内分布记录,应用MaxEnt模型和ArcGis 9.3软件,定量预测了紫萼藓属与砂藓属植物在"属"水平上在我国各省区的生境适应性特点。预测结果表明,紫萼藓属植物在浙江(0.7099,综合生境适宜性指数,下同)、江苏(0.6212)、北京(0.5987)、天津(0.5648)、 云南(0.5532)、 辽宁(0.5515)、 台湾(0.5422)、 安徽(0.5398)和吉林(0.4945)有较高的气候适应性,而砂藓属植物在浙江(0.889)、上海(0.6564)、香港(0.5897)、台湾(0.5858)、贵州(0.5354)、湖北(0.5039)、云南(0.4885)、重庆(0.4871)、江苏(0.4793)和安徽(0.4552)具有较高的生境适宜性。对砂藓属与紫萼藓属的分布预测范围进行比较发现,砂藓属植物在香港、重庆、贵州、广东、广西、湖北、海南和台湾的生境适应性比紫萼藓属的总体上要高,而在江西、福建和湖南,两属的分布概率比较接近,其余省区则紫萼藓属植物的生境适宜性比砂藓的要高。紫萼藓属植物属于典型的温带性种类,其分布主要在高海拨的寒冷地段。
基于19个生物气候因子和紫萼藓属(Grimmia) 172个、砂藓属(Racomitrium) 181个国内分布记录,应用MaxEnt模型和ArcGis 9.3软件,定量预测了紫萼藓属与砂藓属植物在"属"水平上在我国各省区的生境适应性特点。预测结果表明,紫萼藓属植物在浙江(0.7099,综合生境适宜性指数,下同)、江苏(0.6212)、北京(0.5987)、天津(0.5648)、 云南(0.5532)、 辽宁(0.5515)、 台湾(0.5422)、 安徽(0.5398)和吉林(0.4945)有较高的气候适应性,而砂藓属植物在浙江(0.889)、上海(0.6564)、香港(0.5897)、台湾(0.5858)、贵州(0.5354)、湖北(0.5039)、云南(0.4885)、重庆(0.4871)、江苏(0.4793)和安徽(0.4552)具有较高的生境适宜性。对砂藓属与紫萼藓属的分布预测范围进行比较发现,砂藓属植物在香港、重庆、贵州、广东、广西、湖北、海南和台湾的生境适应性比紫萼藓属的总体上要高,而在江西、福建和湖南,两属的分布概率比较接近,其余省区则紫萼藓属植物的生境适宜性比砂藓的要高。紫萼藓属植物属于典型的温带性种类,其分布主要在高海拨的寒冷地段。
2012, 30(5): 459-467.
DOI: 10.3724/SP.J.1142.2012.50459
摘要：
在金川泥炭地设置1 m×1 m和25 cm×25 cm两个尺度的大、小样方进行植被调查,并利用方差比率法、X2检验、Pearson相关分析和Spearman秩相关分析方法,定量分析了9种苔藓植物和30种主要维管植物间的种间关系。偏叶泥炭藓、大泥炭藓和尖叶泥炭藓3种优势苔藓植物彼此呈显著负关联,占领着各自不同的生境;该3种优势苔藓植物同伴生苔藓及维管植物主要呈正相关,形成独特的群落,据此划分出4个生态种组。Spearman秩相关分析表明,大样方741个种对中,正联结种对数占49.53%,明显大于小样方666个种对中的41.14%。样方大小对分析植物个体大小差异悬殊的泥炭地植物群落的种间联结的影响巨大。苔藓与维管植物间以及苔藓植物间的种间联结甚至种间关系应在大、小样方中分别探讨更合适。
在金川泥炭地设置1 m×1 m和25 cm×25 cm两个尺度的大、小样方进行植被调查,并利用方差比率法、X2检验、Pearson相关分析和Spearman秩相关分析方法,定量分析了9种苔藓植物和30种主要维管植物间的种间关系。偏叶泥炭藓、大泥炭藓和尖叶泥炭藓3种优势苔藓植物彼此呈显著负关联,占领着各自不同的生境;该3种优势苔藓植物同伴生苔藓及维管植物主要呈正相关,形成独特的群落,据此划分出4个生态种组。Spearman秩相关分析表明,大样方741个种对中,正联结种对数占49.53%,明显大于小样方666个种对中的41.14%。样方大小对分析植物个体大小差异悬殊的泥炭地植物群落的种间联结的影响巨大。苔藓与维管植物间以及苔藓植物间的种间联结甚至种间关系应在大、小样方中分别探讨更合适。
摘要：
园林树种是建设生态园林城市的主体,其生态功能的定量研究是园林植物筛选、配置和管理的重要依据。本研究通过测量武汉市65个常见园林树种的光合、蒸腾日变化及冠幅、叶面积指数等指标,发现树种间、乔木与灌木、常绿与落叶植物之间的水分利用、固碳释氧、蒸腾降温及滞尘能力均有显著差异。根据分层聚类分析,可将它们划分为5大功能类群。其中低固碳低滞尘型26种;高固碳高降温型8种(分别为垂柳Salix babylonica、火棘Pyracantha fortuneana、栾树Koelreuteria paniculata、木芙蓉Hibiscus mutabilis、枇杷Eriobotrya japonica、西府海棠Malus micromalus、银木Cinnamomum septentrionale和重阳木Bischofia javanica);高滞尘低降温型9种(分别为枫杨Pterocarya stenoptera、桂花Osmanthus fragrans、夹竹桃Nerium indicum、马褂木Liriodendron chinense、石楠Photinia serrulata、悬铃木Platanus hispanica、雪松Cedrus deodara、银杏Ginkgo biloba和樟树Cinnamomum camphora);低水分利用高蒸腾型11种;高水分利用型11种。
园林树种是建设生态园林城市的主体,其生态功能的定量研究是园林植物筛选、配置和管理的重要依据。本研究通过测量武汉市65个常见园林树种的光合、蒸腾日变化及冠幅、叶面积指数等指标,发现树种间、乔木与灌木、常绿与落叶植物之间的水分利用、固碳释氧、蒸腾降温及滞尘能力均有显著差异。根据分层聚类分析,可将它们划分为5大功能类群。其中低固碳低滞尘型26种;高固碳高降温型8种(分别为垂柳Salix babylonica、火棘Pyracantha fortuneana、栾树Koelreuteria paniculata、木芙蓉Hibiscus mutabilis、枇杷Eriobotrya japonica、西府海棠Malus micromalus、银木Cinnamomum septentrionale和重阳木Bischofia javanica);高滞尘低降温型9种(分别为枫杨Pterocarya stenoptera、桂花Osmanthus fragrans、夹竹桃Nerium indicum、马褂木Liriodendron chinense、石楠Photinia serrulata、悬铃木Platanus hispanica、雪松Cedrus deodara、银杏Ginkgo biloba和樟树Cinnamomum camphora);低水分利用高蒸腾型11种;高水分利用型11种。
摘要：
采用电镜和细胞化学技术对地钱(Marchantia polymorpha)卵发生过程进行了研究,根据卵发生过程中细胞化学和超微结构特征可将卵发育过程分为幼卵、中期卵和成熟卵3个阶段。幼卵阶段,卵细胞、腹沟细胞及颈沟细胞间有发达的胞间连丝,但卵与腹沟细胞间的胞间连丝很快退化,幼卵细胞内具大量透明的囊泡,均匀分布于细胞质中;卵发育中期,突出特征是卵细胞质内产生嗜锇性的脂滴,位于囊泡中,与此同时,腹沟细胞退化,其细胞质内产生大型囊泡,囊泡内分泌物与卵细胞外的物质类似,呈PAS反应阳性,表明该物质应为多糖类;卵成熟时,腹沟细胞和颈沟细胞完全退化,卵细胞外包被大量粘性多糖类物质,卵细胞核表面不规则,产生明显的核外突,众多的小泡围绕着细胞核,脂滴聚集成簇,卵细胞内其他细胞器不易区分。卵发育过程中,质体不含淀粉粒,线粒体退化,高尔基体相对发达。地钱卵发育的这些特征显著区分于蕨类植物。
采用电镜和细胞化学技术对地钱(Marchantia polymorpha)卵发生过程进行了研究,根据卵发生过程中细胞化学和超微结构特征可将卵发育过程分为幼卵、中期卵和成熟卵3个阶段。幼卵阶段,卵细胞、腹沟细胞及颈沟细胞间有发达的胞间连丝,但卵与腹沟细胞间的胞间连丝很快退化,幼卵细胞内具大量透明的囊泡,均匀分布于细胞质中;卵发育中期,突出特征是卵细胞质内产生嗜锇性的脂滴,位于囊泡中,与此同时,腹沟细胞退化,其细胞质内产生大型囊泡,囊泡内分泌物与卵细胞外的物质类似,呈PAS反应阳性,表明该物质应为多糖类;卵成熟时,腹沟细胞和颈沟细胞完全退化,卵细胞外包被大量粘性多糖类物质,卵细胞核表面不规则,产生明显的核外突,众多的小泡围绕着细胞核,脂滴聚集成簇,卵细胞内其他细胞器不易区分。卵发育过程中,质体不含淀粉粒,线粒体退化,高尔基体相对发达。地钱卵发育的这些特征显著区分于蕨类植物。
2012, 30(5): 484-493.
DOI: 10.3724/SP.J.1142.2012.50484
摘要：
以热带喀斯特地区的直脉榕(Ficus orthoneura)和豆果榕(F.pisocarpa)为实验材料,研究了常绿和落叶树木枝条和叶片的解剖结构特征、光合水分特征和耐旱性的差异,目的在于探讨不同生活型榕树适应干旱生境的策略。直脉榕和豆果榕的叶片都有两层栅栏组织、游离状的海绵组织和钟乳体等旱生结构,同时叶片角质层蒸腾速率(gmin)和气孔导度(gs)相对较低。但与落叶的豆果榕相比,常绿的直脉榕的枝条木质部失去50%传导率的水势(P50)和gmin更低,表现出更保守的水分利用策略。总体上,两种榕树都表现出了对喀斯特干旱生境的良好适应,但是它们的适应策略表现出一定的差别。豆果榕通过落叶度过旱期,而直脉榕在结构和功能上比豆果榕更耐旱。抗旱策略和水分利用策略的不同导致两种榕树的生态位分异,减少了彼此间的水分竞争,有利于它们在喀斯特生境中共存。
以热带喀斯特地区的直脉榕(Ficus orthoneura)和豆果榕(F.pisocarpa)为实验材料,研究了常绿和落叶树木枝条和叶片的解剖结构特征、光合水分特征和耐旱性的差异,目的在于探讨不同生活型榕树适应干旱生境的策略。直脉榕和豆果榕的叶片都有两层栅栏组织、游离状的海绵组织和钟乳体等旱生结构,同时叶片角质层蒸腾速率(gmin)和气孔导度(gs)相对较低。但与落叶的豆果榕相比,常绿的直脉榕的枝条木质部失去50%传导率的水势(P50)和gmin更低,表现出更保守的水分利用策略。总体上,两种榕树都表现出了对喀斯特干旱生境的良好适应,但是它们的适应策略表现出一定的差别。豆果榕通过落叶度过旱期,而直脉榕在结构和功能上比豆果榕更耐旱。抗旱策略和水分利用策略的不同导致两种榕树的生态位分异,减少了彼此间的水分竞争,有利于它们在喀斯特生境中共存。
2012, 30(5): 494-500.
DOI: 10.3724/SP.J.1142.2012.50494
摘要：
对水稻和拟南芥等模式植物的研究表明,NPR1(nonexpressor of pathogenesis-related genes 1)是依赖于SA通路的防御反应调节基因,但在辣椒和烟草等茄科作物中该蛋白的功能还鲜有报道。研究从辣椒cDNA文库中分离获得一个NPR1的类似物全长cDNA(CaNPR1),并获得了其超表达的转基因烟草T1代株系。研究结果表明,这些株系与其野生型植株没有明显表型差异,但却表现出较野生型植株更高的抗青枯菌侵染活性。同时,研究还发现CaNPR1的超表达还显著提高了防御相关基因的表达,表明NPR1在不同植物间具有较强的功能保守性。
对水稻和拟南芥等模式植物的研究表明,NPR1(nonexpressor of pathogenesis-related genes 1)是依赖于SA通路的防御反应调节基因,但在辣椒和烟草等茄科作物中该蛋白的功能还鲜有报道。研究从辣椒cDNA文库中分离获得一个NPR1的类似物全长cDNA(CaNPR1),并获得了其超表达的转基因烟草T1代株系。研究结果表明,这些株系与其野生型植株没有明显表型差异,但却表现出较野生型植株更高的抗青枯菌侵染活性。同时,研究还发现CaNPR1的超表达还显著提高了防御相关基因的表达,表明NPR1在不同植物间具有较强的功能保守性。
2012, 30(5): 501-510.
DOI: 10.3724/SP.J.1142.2012.50501
摘要：
研究了水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理对丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)幼苗叶片显微结构、叶片光合能力及幼苗中非结构糖积累的影响。结果显示:SA处理增加了丹参幼苗叶片气孔密度;叶肉细胞排列紧密、体积减小,叶肉细胞内叶绿体数目减少,但叶绿体体积增大,叶绿体基粒片层结构的数目增加;叶片中叶绿素a、b含量、叶气孔导度、蒸腾速率以及净光合速率均增加;同时,幼苗根中和叶片中酸性转化酶活性降低,幼苗地上部分蔗糖含量及可溶性糖总量显著高于对照。MeJA处理减少了叶片气孔密度,气孔发育畸形;叶肉细胞间隙增大,栅栏细胞层数减少,叶肉细胞内叶绿体数目减少,叶绿体体积减小,叶绿体基粒片层结构被破坏;叶片中叶绿素a及类胡萝卜素含量、叶片的净光合速率低于对照,叶气孔导度、蒸腾速率增强;同时,幼苗根中及叶中酸性转化酶活性增加,幼苗根中蔗糖含量及可溶性糖总量显著低于对照。可见,SA处理能促进植物叶片显微结构发育,增强叶片光合能力,抑制蔗糖降解并促进蔗糖积累;而MeJA处理则破坏了植物叶片显微结构,降低了叶片光合能力,促进了蔗糖降解并减少蔗糖积累。
研究了水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理对丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)幼苗叶片显微结构、叶片光合能力及幼苗中非结构糖积累的影响。结果显示:SA处理增加了丹参幼苗叶片气孔密度;叶肉细胞排列紧密、体积减小,叶肉细胞内叶绿体数目减少,但叶绿体体积增大,叶绿体基粒片层结构的数目增加;叶片中叶绿素a、b含量、叶气孔导度、蒸腾速率以及净光合速率均增加;同时,幼苗根中和叶片中酸性转化酶活性降低,幼苗地上部分蔗糖含量及可溶性糖总量显著高于对照。MeJA处理减少了叶片气孔密度,气孔发育畸形;叶肉细胞间隙增大,栅栏细胞层数减少,叶肉细胞内叶绿体数目减少,叶绿体体积减小,叶绿体基粒片层结构被破坏;叶片中叶绿素a及类胡萝卜素含量、叶片的净光合速率低于对照,叶气孔导度、蒸腾速率增强;同时,幼苗根中及叶中酸性转化酶活性增加,幼苗根中蔗糖含量及可溶性糖总量显著低于对照。可见,SA处理能促进植物叶片显微结构发育,增强叶片光合能力,抑制蔗糖降解并促进蔗糖积累;而MeJA处理则破坏了植物叶片显微结构,降低了叶片光合能力,促进了蔗糖降解并减少蔗糖积累。
2012, 30(5): 511-518.
DOI: 10.3724/SP.J.1142.2012.50511
摘要：
分析了湖北大贵寺国家森林公园野生青檀种群64份2~3年生青檀枝条檀皮的纤维成分。结果表明,该野生青檀枝条檀皮纤维的水分、灰分、冷水抽出物、热水抽出物等指标的平均值分别为8.267%、 6.273%、 24.025%、 26.594%;1%NaOH抽出物、苯-醇抽出物、综纤维素、酸不溶木素等指标的平均值分别为60.904%、 11.011%、 56.759%、 9.698%;纤维素吸光值为0.373。酸不溶木素、灰分、纤维素吸光值以及1%NaOH抽出物4个指标呈现近正态分布,其它指标的分布偏斜度较大;水分与1%NaOH抽出物、灰分与酸不溶木素、综纤维素与酸不溶木素之间具有显著的相关性(p < 0.05);水分与灰分、水分与热水抽出物、水分与综纤维素、苯-醇抽出物与综纤维素、苯-醇抽出物与酸不溶木素之间具有极显著的相关性(p < 0.01)。平均连锁值取5.627时,可以把64个样品分为23类,说明大贵寺国家森林公园野生青檀群体檀皮纤维成分存在着较高的表型多样性,具有广阔的遗传改良前景。
分析了湖北大贵寺国家森林公园野生青檀种群64份2~3年生青檀枝条檀皮的纤维成分。结果表明,该野生青檀枝条檀皮纤维的水分、灰分、冷水抽出物、热水抽出物等指标的平均值分别为8.267%、 6.273%、 24.025%、 26.594%;1%NaOH抽出物、苯-醇抽出物、综纤维素、酸不溶木素等指标的平均值分别为60.904%、 11.011%、 56.759%、 9.698%;纤维素吸光值为0.373。酸不溶木素、灰分、纤维素吸光值以及1%NaOH抽出物4个指标呈现近正态分布,其它指标的分布偏斜度较大;水分与1%NaOH抽出物、灰分与酸不溶木素、综纤维素与酸不溶木素之间具有显著的相关性(p < 0.05);水分与灰分、水分与热水抽出物、水分与综纤维素、苯-醇抽出物与综纤维素、苯-醇抽出物与酸不溶木素之间具有极显著的相关性(p < 0.01)。平均连锁值取5.627时,可以把64个样品分为23类,说明大贵寺国家森林公园野生青檀群体檀皮纤维成分存在着较高的表型多样性,具有广阔的遗传改良前景。
2012, 30(5): 519-527.
DOI: 10.3724/SP.J.1142.2012.50519
摘要：
为了建立冬凌草(Rabdosia rubescens)二萜类成分的HPLC指纹图谱,并通过指纹图谱对来自不同产地和不同类型的冬凌草进行评价,本研究以10批太行山产冬凌草HPLC色谱图为参照,建立了冬凌草二萜类成分的指纹图谱,色谱条件为,色谱柱: phenomsil C18(250×4.6 mm,5 μm)柱; 流动相:甲醇∶0.5%磷酸水溶液梯度洗脱; 柱温: 30℃; 检测波长: 238 nm; 流速: 0.8 mL/min。通过化学成分指纹图谱相似度分析以及主成分分析方法,综合评价不同产地冬凌草样品质量的差异。结果表明冬凌草种质资源出现多种分化,不同地区冬凌草二萜类成分差异明显;不同变异类型冬凌草二萜类成分也发生了变化,但没有明显规律性。
为了建立冬凌草(Rabdosia rubescens)二萜类成分的HPLC指纹图谱,并通过指纹图谱对来自不同产地和不同类型的冬凌草进行评价,本研究以10批太行山产冬凌草HPLC色谱图为参照,建立了冬凌草二萜类成分的指纹图谱,色谱条件为,色谱柱: phenomsil C18(250×4.6 mm,5 μm)柱; 流动相:甲醇∶0.5%磷酸水溶液梯度洗脱; 柱温: 30℃; 检测波长: 238 nm; 流速: 0.8 mL/min。通过化学成分指纹图谱相似度分析以及主成分分析方法,综合评价不同产地冬凌草样品质量的差异。结果表明冬凌草种质资源出现多种分化,不同地区冬凌草二萜类成分差异明显;不同变异类型冬凌草二萜类成分也发生了变化,但没有明显规律性。
2012, 30(5): 528-544.
DOI: 10.3724/SP.J.1142.2012.50528
摘要：
通路(Gateway)克隆技术是根据λ噬菌体基因组和大肠杆菌基因组之间的位点专一性重组分子机制开发的一套分子克隆新技术。利用该技术LR反应构建目的基因的表达载体时不需要经过酶切和连接等繁琐而又费时的过程,因此,可以节省很多时间。为了扩大Gateway技术在植物基因工程领域的应用,最近有很多研究机构和研究小组开发了能用于组成型或诱导型表达目的基因、基因沉默、启动子分析、蛋白质亚细胞定位、蛋白质/蛋白质相互作用、多个DNA片段的模块化组装和DNA组片段功能验证等研究用的植物表达载体。该文对这些技术的研究进展进行了综述。
通路(Gateway)克隆技术是根据λ噬菌体基因组和大肠杆菌基因组之间的位点专一性重组分子机制开发的一套分子克隆新技术。利用该技术LR反应构建目的基因的表达载体时不需要经过酶切和连接等繁琐而又费时的过程,因此,可以节省很多时间。为了扩大Gateway技术在植物基因工程领域的应用,最近有很多研究机构和研究小组开发了能用于组成型或诱导型表达目的基因、基因沉默、启动子分析、蛋白质亚细胞定位、蛋白质/蛋白质相互作用、多个DNA片段的模块化组装和DNA组片段功能验证等研究用的植物表达载体。该文对这些技术的研究进展进行了综述。
