国产18种鳞盖蕨属植物叶表皮微形态特征及其系统学意义

鳞盖蕨属是一个自然类群,由于各类群之间的形态差异以及种内变异比较大,因此其分类一直存在争议。该研究利用光学显微镜(LM)和扫描电子显微镜(SEM)对鳞盖蕨属18种植物(含3变种)的叶表皮微形态进行了观察和比较,并结合形态学、孢粉学和分子系统学探讨其系统学意义。结果表明:在光学显微镜下,18种鳞盖蕨属植物叶上、下表皮的脉上均有毛,叶表皮细胞都为不规则形,垂周壁为深波状或波状; 气孔都分布在下表皮,气孔器类型主要有极细胞型和腋下细胞型两种,叶表皮微形态特征支持鳞盖蕨属是碗蕨科中的一个单系类群; 叶上、下表皮脉间毛的变异特征支持光叶鳞盖蕨、毛叶边缘鳞盖蕨和二回边缘鳞盖蕨处理为边缘鳞盖蕨变种; 在扫描电镜下,叶上表皮角质层多为脊状凸起,多数还具丝状纹饰,角质膜特征与叶片回数有一定的相关性; 共环极细胞型、聚腋下细胞型、不等细胞型和不规则四细胞型只在少数种出现,气孔外拱盖多数凹陷,光滑或有颗粒; 气孔外拱盖内缘平滑、浅波状或齿状; 保卫细胞两极大多数有“T”型加厚,不同种间叶表皮微形态特征表现出一定差异。该研究结果为其分类、演化、系统位置等进一步研究提供了参考。     

山东对囊蕨属(蹄盖蕨科)植物孢粉学研究及其在分类上的意义

采用扫描电镜对山东分布的8种对囊蕨属(Deparia)植物进行孢粉学观察。研究结果表明:在中国对对囊蕨属(Deparia Hook.& Grev.)蹄盖蕨科(Athyriaceae)新分类系统首次进行孢子形态亚显微结构研究;该属孢子形态圆肾形,左右对称,具周壁,其周壁纹饰在种内稳定,种间区别显著;为建立假蹄盖蕨亚属(Subgen.1.Athyriopsis)和蛾眉蕨亚属(Subgen.2.Lunathyrium )提供孢粉学依据;依据山东蛾眉蕨和东北蛾眉蕨孢壁纹饰的显著差异,山东蛾眉蕨应为一个独立的物种,不宜并入东北蛾眉蕨,建议恢复山东蛾眉蕨在植物分类学上的种级地位,依照对囊蕨属新分类系统,山东蛾眉蕨(Lunathyrium shandongense)新组合为中华山东对囊蕨(D.sinoshandongensis)。该研究不仅为对囊蕨属孢粉学积累了新的资料,也为近缘种的分类鉴定提供了孢粉学依据。因此对囊蕨属孢子形态研究,在该属孢粉学、分类学及系统演化上都具有重要意义。     

蕨类植物孢子囊形态 I. 鳞始蕨科

孢子囊是蕨类植物的繁殖器官, 其形态在蕨类植物的分类和系统发育研究上具有重要意义。用次氯酸钠溶液处理新鲜成熟的孢子囊, 在光学显微镜下获得清晰的孢子囊图像, 系统研究了中国鳞始蕨科4属13种孢子囊的形态特征。结果表明, 鳞始蕨科孢子囊呈椭球形, 孢子囊柄由3列细胞构成, 环带类型为垂直环带。通过分析孢子囊形态数据探讨了中国鳞始蕨科属内及属间差异。结果表明, 乌蕨属(Odontosoria)、香鳞始蕨属(Osmolindsaea)、达边蕨属(Tapeinidium)和鳞始蕨属(Lindsaea)的孢子囊环带细胞数依次减少, 囊蒴体积、唇细胞数和囊壁细胞数的变化由大(多)到小(少)依次为乌蕨属、达边蕨属、香鳞始蕨属和鳞始蕨属。孢子囊属内差异最大的是阔片乌蕨(Odontosoria biflora)与乌蕨(O. chinensis)以及香鳞始蕨(Osmolindsaea odorata)与日本鳞始蕨(O. japonica); 而达边蕨属和鳞始蕨属的属内差异则很小。研究结果为揭示鳞始蕨科系统发育关系提供了形态基础, 特别是提出阔片乌蕨和乌蕨以及香鳞始蕨和日本鳞始蕨在孢子囊形态上的差异值得进一步研究。     

利用整合分类学方法进行蕨类植物复合体的物种划分: 以线裂铁角蕨复合体为例

广泛的杂交和多倍化使得铁角蕨属(Asplenium)下存在着许多分类困难的物种复合体, 针对这些类群进行整合分类学的研究, 有助于我们更加全面和深入地理解物种的界限以及形成机制。线裂铁角蕨复合体(Asplenium coenobiale complex)是铁角蕨属下一个形态多样性较高的类群, 由于缺乏全面取样和系统研究, 该复合体的物种划分长期存在争议。本研究选取线裂铁角蕨复合体中形态变异和地理分布具有代表性的个体, 通过孢粉学研究确定该类群的生殖特性, 运用流式细胞分析获取倍性信息, 同时结合叶绿体和核基因组片段系统发生分析的证据, 对该类群的系统演化关系和起源方式进行了探讨。结果表明: (1)虽然部分孢子囊败育的情况在线裂铁角蕨复合体中十分普遍, 但正常孢子囊内形成的64个孢子说明该类群植物仍能进行正常的有性生殖; (2)该复合体中存在着倍性变异, 其中多角铁角蕨(A. cornutissimum)是二倍体, 而其他成员均为四倍体; (3)依据母系遗传的叶绿体序列所构建的系统发生关系将该类群划为4个分支, 与基于核基因序列构建的系统树存在冲突, 这暗示杂交可能在该复合体的形成过程中起到了重要的推动作用。综上所述, 我们建议将线裂铁角蕨复合体划分为4个物种, 即同源四倍体新种马关铁角蕨(A. maguanense sp. nov.), 二倍体多角铁角蕨, 以及两个由同一对亲本正反交产生的异源四倍体线裂铁角蕨(A. coenobiale)和叶基宽铁角蕨(A. pulcherrimum)。     

中国特有蕨属扇蕨属（水龙骨科）的系统学研究

扇蕨属（Neocheiropteris）为中国蕨类植物4个特有属之一。自Christ建属以来,不同的分类学者对本属的范畴以及系统位置一直存有争议。本研究对扇蕨属和盾蕨属进行了形态解剖观察,并对扇蕨属及其近缘类群共14个种的4个叶绿体DNA片段：rbcL、rpS4 ＆ rpS4-trnS IGS、trnL intron ＆ trnL-trnF IGS以及atpB ＆ atpB-rbcL IGS进行测序,应用最大简约法（Maximum-parsimony）、最大似然法（Maximum-likeli-hood）和贝叶斯推断（Bayesian inference）对序列进行联合矩阵分析,并构建系统树。该研究从形态学和分子系统学方面都提出了支持扇蕨属和盾蕨属分立的证据。形态学研究显示扇蕨属和盾蕨属叶片分裂方式、叶被和侧脉特征迥异,支持扇蕨属和盾蕨属的分立;但两属根状茎鳞片的共同特征则反映了两属问的紧密联系。分子系统学研究表明扇蕨属与毛鳞蕨属和鳞果星蕨属构成姐妹群,其集合与盾蕨属构成姐妹群。综合形态学和分子系统学的证据,对扇蕨属的系统位置以及范畴进行了深入探讨,扇蕨属包括扇蕨和三出扇蕨,结合形态学和分子系统学证据对三出扇蕨的系统位置进行了初步探讨。     

蹄盖蕨科的亚科划分的修订

蹄盖蕨科Athyriaceae是蕨类植物中复杂的大科,分子系统学的研究证据表明它是一个自然类群。前人根据染色体的基数,将蹄盖蕨科划分为3个亚科,但没有得到分子证据的支持;本文依据分子系统学的研究结果,再结合形态特征,将该科重新划分为5个亚科：冷蕨亚科、蹄盖蕨亚科、对囊蕨亚科、双盖蕨亚科和轴果蕨亚科。     

国产蹄盖蕨属软刺蹄盖蕨组植物的研究

作者对国产蹄盖蕨属软刺蹄盖蕨组植物从形态分类和地理分布上进行了研究,共计载了23种。其中Athyrium densisorum,A.medogense和A.chingianum为新种,A.paranigripes为一新名称。文中还附有分类检索表,每种都有文献、异名和标本引证及地理分布。     

黄土高原石松类和蕨类植物的多样性与地理分布

物种编目是了解生物多样性的基础。本文收集已出版的专著和文献, 查阅标本馆的馆藏标本信息, 在此基础上, 对黄土高原的石松类和蕨类植物的多样性和地理分布数据进行统计和分析。科属排列采用Flora of China的分类系统, 科属界定依据分子系统学的最新研究成果。结果表明, 黄土高原共有石松类和蕨类植物18科42属165种2亚种5变种, 其中中国特有种35种, 占总种数的20.35%。种类数量最多的5个科依次为凤尾蕨科(29种, 含种下单位, 下同)、鳞毛蕨科(28种)、水龙骨科(19种)、蹄盖蕨科(16种)和铁角蕨科(16种); 种类数量最多的6个属依次为铁角蕨属(Asplenium, 16种)、鳞毛蕨属(Dryopteris, 15种)、耳蕨属(Polystichum, 12种)、岩蕨属(Woodsia, 11种)、卷柏属(Selaginella, 10种)和瓦韦属(Lepisorus, 10种)。黄土高原的石松类和蕨类植物中, 无珍稀濒危保护植物, 无中国特有属。依据生态类型可划分为4类, 即土生植物(112种)、石生植物(75种)、附生植物(18种)、水生植物(3种), 该区域石松类和蕨类植物土生或石生的种类占总种数的89.53%。在地理分布上, 黄土高原石松类和蕨类处于我国现生类群分布的边缘区域, 这与我国的石松类和蕨类分布规律基本一致。     

线蕨属（水龙骨科）的系统发育研究：来自叶绿体rbcL和rps4-trnS序列的证据

线蕨属Colysis 植物主要分布于亚洲热带和亚热带地区,少数种类分布至非洲、澳大利亚(昆士兰)及新几内亚地区.自1849年成立以来,线蕨属的分类范畴和系统位置一直有待确定.本文利用叶绿体基因组的rbcL、rps4基因和rps4-trnS基凶间隔区序列,运用最大简约法和贝叶斯方法分析了线蕨属及其近缘类群的系统演化关系.研究结果显示:(1)线蕨属和薄唇蕨属Leptochilus(含似薄唇蕨属Paraleptochilus)组成一个支持率很高的单系分支(C-L Clade),但是薄唇蕨属的成员位于线蕨属的不同支系内,支持线蕨属和薄唇蕨属合并为一个属;(2)瘤蕨属Phymatosorus单独形成一个单系分支;(3)星蕨属Microsorum是一个多系类群,除Microsorium linguiforme、M.varians和M.pustulatum与马来群岛的Lecanopteris聚在一起外,其他的星蕨属成员均位于不同的支系上.本文的系统发育分析结果为线蕨属和薄唇蕨属的分类处理提供了分子系统学的证据.     

蹄盖蕨属的分类

德国植物学家Roth 1799年根据瑞典植物学家Linnaeus定名的Polypodium filix-femina L.为模式,建立了蹄盖蕨属Athyrium Roth,得到各国植物学家所承认。但一百多年来,由于本属植物形体变异较大,孢子囊群多种多样,属下分类比较困难,以致造成今日学名上的混乱!     

中国南方变绿红菇近似种类“青头菌”的物种多样性

本研究以我国西南、华中和华东部分地区变绿红菇近似种类“青头菌”为研究对象,使用形态学和rDNA ITS区段核苷酸序列分析相结合的方法进行鉴定。结果表明,“青头菌”多数子实体属于变绿红菇Russula virescens复合群,其余子实体为绿桂红菇R. viridicinnamomea、红边绿菇R. viridirubrolimbata和本文描述的新种拟壳状红菇R. pseudocrustosa。在形态特征和ITS核苷酸序列方面,我国变绿红菇近似种R. aff. virescens与欧洲的变绿红菇R. virescens和北美的小变绿红菇R. parvovirescens均存在一定差异。变绿红菇近似种类在亚洲的分布范围较广,物种准确划分尚需进一步深入研究。     

我国亚热带典型树种抗火性状随林龄和器官的变异

在湖南省炎陵县青石冈国有林场选择杨梅、木荷、山矾、润楠、甜槠、青冈6种亚热带典型树种,通过测定植物不同龄组(幼龄林、中龄林、成熟林)和器官(叶、枝、皮)等指示抗火性状的形态及物理和化学性质,探究同一树种不同器官、龄组间抗火性差异以及不同树种抗火性的综合排序。结果表明: 抗火性在不同器官和龄组间均呈现显著差异;相对于枝和皮,叶片具有较高的含水率(53.7%)、较高的粗灰分含量(4.5%)和较低的粗纤维含量(23.9%);随着林龄的增长,树木抗火性呈现先降后增的规律,中龄林的含水率、粗灰分和粗纤维含量最低。各器官的综合抗火性能在不同物种间差异显著。树叶的抗火性排序为:润楠>甜槠>山矾>杨梅>木荷>青冈;树枝的综合抗火性表现为润楠、甜槠最强,其次是杨梅、木荷;树皮表现为木荷和甜槠的抗火性较强,抗火性最弱的为润楠和青冈。各物种的综合抗火性能综合得分呈现分异特征,其中抗火性最强的为木荷(1.033)和杨梅(0.526),润楠(-0.405)和青冈(-1.151)的抗火性最弱。因此,木荷和杨梅是我国南方亚热带森林防火林带的首选树种。     

中国西南高黎贡山绿僵菌物种多样性及其垂直分布特征

云南高黎贡山具有多样化的生态系统和生物资源。为探清该地区绿僵菌属(Metarhizium)真菌的物种多样性及其不同海拔的垂直分布特征, 沿海拔梯度(600-3,800 m)在7种典型植被类型(I: 干热河谷; II: 季风常绿阔叶林; III: 暖性针叶林; IV: 中山暖性常绿阔叶林; V: 山地苔藓矮林; VI: 寒温性灌丛或草甸; VII: 流石滩稀疏植被)中调查绿僵菌资源。从生境土壤中分离菌株, 通过多基因(nrSSU、nrLSU、EF-1α、RPB1和RPB2)系统发育分析进行物种鉴定。结果表明, 高黎贡山绿僵菌物种资源丰富, 获得的161株菌株分属于12个物种(Metarhizium rileyi, M. viridulum, M. lepidiotae, M. brunneum, M. pingshaense, M. anisopliae, M. robertsii, M. guizhouense, M. indigoticum, M. pemphigi, M. campsosterni和Metacordyceps neogunnii), 其中M. indigoticum为中国新记录种, M. anisopliae complex中的物种(8种)较集中; 同时还采集到了绿僵菌的近缘属Nigelia属物种N. martiale。高黎贡山绿僵菌广泛分布于除类型VII (海拔3,600-3,800 m)外的6种植被类型(海拔600-3,400 m)中。中低海拔植被类型(I-IV)中菌株数量较多(≥23株)、物种多样性较高(4-9种), 而高海拔植被类型(V-VI)中菌株数量较少(2-8株)、物种较单一(1-2种)。中海拔的常绿阔叶林中绿僵菌资源最丰富, 其中季风常绿阔叶林(植被类型II)中的菌株数量(52株, 占总数的32.3%)和物种数(9种)最多; 中山湿性常绿阔叶林(植被类型IV)为其次(47株, 占总数的29.2%; 7种)。高黎贡山绿僵菌优势种现象明显, M. brunneum为最优势物种, 其菌株数占总数的46.6%, 在生境条件差异很大的6种植被类型(I-VI)中都存在, 说明该物种生态适应能力最强。     

西藏产四种卷柏科植物的孢子形态观察

利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了西藏产4种卷柏科(Selaginellaceae)植物波密卷柏(Selaginella bomiensis Ching et S.K.Wu)、宽叶卷柏(S. megaphylla Baker)、墨脱卷柏(S. mutensis Ching)和钱形卷柏(S. nummularifolia Ching)的大、小孢子形态。扫描电镜观察结果显示：这4种卷柏科植物的孢子具有复杂的外部纹饰特征,且种间有很大的差异,可作为种间鉴别的重要分类依据。4种卷柏的孢子形态均为首次报道,为卷柏科系统演化及形态学研究提供有价值的基础资料。     

中国造礁石珊瑚分类厘定

造礁石珊瑚是珊瑚礁框架建造者, 具有维持珊瑚礁生态系统功能和稳定性的重要作用, 其分类对于造礁石珊瑚和珊瑚礁的研究与保护至关重要。目前, 随着分子系统学的不断发展, 造礁石珊瑚的分类体系发生改变, 伴随着出现大量同物异名。近年来也出现许多无中文学名的中国造礁石珊瑚新记录种, 这些都给物种认定和命名带来困难, 阻碍了中国造礁石珊瑚的研究与保护工作。为此, 本文收集了中国造礁石珊瑚物种记录文献资料, 采用最新的造礁石珊瑚分类体系, 确认同物异名, 形成中国造礁石珊瑚物种名录, 并对中国造礁石珊瑚物种的中文名进行统一的规范和命名。结果表明, 中国共有造礁石珊瑚2个类群16科77属445种。与《中国动物志·腔肠动物门·珊瑚虫纲·石珊瑚目·造礁石珊瑚》相比, 科级分类阶元新增7个科, 变更5个科; 属级分类阶元新增26属, 变更1属, 合并3属; 种级分类阶元新增291种, 变更13种, 合并20种, 新命名305个物种的中文名。并且筛选出187个同物异名。此外, 由于造礁石珊瑚分类体系现仍有部分争议, 文章也进行了讨论说明。     

Taxonomic revision of Lepisorus (J. Sm.) Ching sect. Lepisorus (Polypodiaceae) from China

The taxonomy of Lepisorus (J. Sm.) Ching sect. Lepisorus in China was revised based on herbarium specimen examinations, field observations, and microscopic study of rhizome scales, soral paraphyses, leaf epidermis and spores. As a result nine species were recognized: Lepisorus macrosphaerus (Baker) Ching, L. asterolepis (Baker) Ching, L. marginatus Ching, L. kuchenensis (Y. C. Wu) Ching, L. megasorus(C. Chr.) Ching, L. kawakamii (Hayata) Tagawa, L. subsessilis Ching & Y. X. Lin, L. affinis Ching and L. nudus (Hook.) Ching. Lepisorus kawakamii (Hayata) Tagawa was reinstated; L. gyirongensis Ching & S. K. Wu and L. longus Ching were reduced to synonyms of L. nudus and L. affinis respectively. The subdivision of L. macrosphaerusis was not accepted. Rhizome scales and paraphyses are the most useful characters for species delimitation as well as for infrageneric classification. Characteristics of the leaf epidermis and spore ornamentation are usually stable and thus of great significance in understanding the relationships among groups within the genus.     

Enzyme polymorphism in three species of Metanephrops (Decapoda: Nephropidae) from Taiwan

Electrophoretic analysis of 22 genetic Loci coding for 17 enzymes was used to investigate relationships among three species of Metanephrops (M. thomsoni M. formosanus and M. japonicus var) from Taiwan. Eleven Ioci are identically monomorphic in the three species. Only one Iocus Sdh was diagnostic for identification of the three species. Electrophoretically detectable variation was confined to three species of Metanephrops with Iow frequency — the unique alleles of ALk, Gdh, Gpi, Me-1 and 6-Pgdh. The proportion of polymorphic loci (0.95 level) ranged from 0.047 to 0.091 and expected average heterozygosity 0.0043–0.0232. Estimates of Nei's genetic distances between the three species suggest that M. formosanus and M. japonicus var. are closely related.     

Systematics of Mukdenia and Oresitrophe (Saxifragaceae): Insights from genome skimming data

Oresitrophe and Mukdenia (Saxifragaceae) are epilithic sister genera used in traditional Chinese medicine. The taxonomy of Mukdenia, especially of M. acanthifolia, has been controversial. To address this, we produced plastid and mitochondrial data using genome skimming for Mukdenia acanthifolia and Mukdenia rossii, including three individuals of each species. We assembled complete plastomes, mitochondrial CDS and nuclear ribosomal ETS/ITS sequences using these data. Comparative analysis shows that the plastomes of Mukdenia and Oresitrophe are relatively conservative in terms of genome size, structure, gene content, RNA editing sites and codon usage. Five plastid regions that represent hotspots of change (trnH-psbA, psbC-trnS, trnM-atpE, petA-psbJ and ccsA-ndhD) are identified within Mukdenia, and six regions (trnH-psbA, petN-psbM, trnM-atpE, rps16-trnQ, ycf1 and ndhF) contain a higher number of species-specific parsimony-informative sites that may serve as potential DNA barcodes for species identification. To infer phylogenetic relationships between Mukdenia and Oresitrophe, we combined our data with published data based on three different datasets. The monophyly of each species (Oresitrophe rupifraga, M. acanthifolia and M. rossii) and the inferred topology ((M. rossii, M. acanthifolia), O. rupifraga) are well supported in trees reconstructed using the complete plastome sequences, but M. acanthifolia and M. rossii did not form a separate clade in the trees based on ETS + ITS data, while the mitochondrial CDS trees are not well-resolved. We found low recovery of genes in the Angiosperms353 target enrichment panel from our unenriched genome skimming data. Hybridization or incomplete lineage sorting may be the cause of discordance between trees reconstructed from organellar and nuclear data. Considering its morphological distinctiveness and our molecular phylogenetic results, we strongly recommend that M. acanthifolia be treated as a distinct species.