基于地理探测器的丹霞梧桐空间分布与生境因子的相关性

丹霞梧桐是中国丹霞地貌的特有种,识别影响其分布的主要环境驱动因子,可为保护丹霞梧桐及其生境提供科学依据。本研究以广东南雄丹霞梧桐县级自然保护区与广东丹霞山旅游风景区(核心景区)为研究区,运用地理探测器分析丹霞梧桐空间分布与两地生境因子的相关性(用q值衡量),分析要素包括地理要素(地貌形态成因类型、土壤亚类、高程、坡度、坡向)和气候要素(年均降水、年日照时数、年均相对湿度、年均风速)。结果表明: 影响丹霞梧桐空间分布的主要生境因子为土壤亚类、年日照时数、地貌形态成因类型。其中,丹霞梧桐生境的各因子相关性分析中,土壤亚类、年日照时数和地貌形态成因类型的q值大于所有因子q值的均值,具有较强相关性;丹霞梧桐生境因子的两两组合中,地貌形态成因类型∩年日照时数和土壤亚类∩年日照时数的交互作用表现为双因子增强且q值大于所有组合q值的均值,具有较强相关性;丹霞梧桐空间分布相关性的生态探测中,与其他各因子相比,土壤亚类、年日照时数以及地貌形态成因类型的q值具有显著差异。丹霞梧桐的空间分布主要与土壤亚类、地貌形态成因类型、年日照时数存在显著相关性,同时也表明,地理探测器为植被生境因子分析、预测物种分布等研究提供了有益的方法探索。     

广东特有国家保护植物丹霞梧桐资源调查与保护研究

通过对文献、网络资源数据库(植物志、标本平台、图像库等)和专著分析考证,结合全部产地的野外实地考察,对国家II级重点保护野生植物丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)的分类学地位与形态特征、产地与生境、标本记录、研究进展及致危因素等进行综述,以期为该物种的保护提供科学依据。自1986年在广东仁化丹霞山采到模式标本和1987年命名丹霞梧桐以来,至今已过去30多年,其记录范围从最初的仁化县丹霞山,2014年扩展到南雄市全安镇和古市镇,再到2019年新记录的英德市英城镇和横石塘镇,生境也从丹霞地貌特有扩展至与石灰岩地貌共有。丹霞梧桐种群的保护需综合就地保护、迁地保护,以及加强科学研究等措施。     

丹霞梧桐群落特征比较研究

丹霞梧桐(Firminana danxiaensis Huse et H.S.Kiu)是丹霞地貌的特有物种,为国家二级重点保护野生植物,目前仅在广东韶关地区有发现。为科学、有效地保护该珍稀物种,我们对韶关地区丹霞梧桐的资源状况和群落特征进行调查研究。结果表明,丹霞梧桐在韶关地区的分布以丹霞山和南雄山地为主,两地丹霞梧桐数量和特征存在一定差异。丹霞山群体的总株数多于南雄,但平均冠幅、胸径和树高小于南雄,南雄群体树体相对高大,长势较好。典型群落植物种类及其生活型调查结果显示,丹霞山和南雄两地丹群梧桐群落中的维管植物种类相近,分别为60种和59种。丹霞山群落中的植物科属更为丰富,南雄群落中的蕨类植物和乔木种类多于丹霞山。两地群落中高位芽植物均占优势,但丹霞山的地面芽植物和一年生植物比例高于南雄。根据丹霞梧桐的分布特点和群落特征,今后可在进一步扩大调查范围,发现新种群的基础上,采取划分保护小区,开展人工繁育和种群回归的方式对该珍稀物种进行有效保护。     

基于MaxEnt模型的濒危植物丹霞梧桐潜在适生区预测

模拟预测濒危植物丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)的潜在适生区, 对合理指导保护该植物有重要意义。通过MaxEnt(最大熵模型)和ArcGIS, 基于广东南雄丹霞梧桐自然保护区野外实地调查的16个分布点, 及生物气候、地形和地貌覆被多重环境变量, 对丹霞梧桐在广东南雄丹霞梧桐自然保护区的潜在适生区进行模拟预测。结果显示, 模拟训练集和测试集的AUC值分别为0.851和0.913, 预测结果准确性高。丹霞梧桐的高、中适生区主要分布在南雄丹霞梧桐自然保护区南部, 占总面积40.45%; 影响丹霞梧桐分布的主要环境因子包括地貌成因、土地覆被、最旱季降水量、坡度及等温性等, 其中地貌成因(贡献率75.8%)是影响丹霞梧桐潜在分布的最主导因子。综合分析表明, 丹霞梧桐的潜在适生区为海拔150—300 m、坡度30°—55°、年度气温范围28.3—28.6 ℃, 最旱季降水量135—137 mm之间的侵蚀分化低丘陵丹霞地貌, 适生的气候条件为温度相对较高、降水量少的区域。上述研究结果可为丹霞梧桐的保护与恢复提供理论依据。     

基于丹霞梧桐转录组数据的EST-SSR标记开发

以丹霞梧桐转录组序列为基础,开发丹霞梧桐EST-SSR标记位点,并利用其对丹霞梧桐群体进行遗传多样性分析,评价丹霞梧桐群体的遗传多样性水平,为丹霞梧桐的合理利用和保护提供依据。应用Primer 3.0、Gen Al Ex6.3、FSTAT和MS-tools等软件进行引物设计和相关遗传参数分析。17858个SSR位点分布于79920个unigene序列,SSR位点密度为1/4.78 kb。SSR重复基序中,三核苷酸(43.64%)为优势核苷酸,其次为四核苷酸(23.52%)和二核苷酸(15.54%)。三核苷酸和二核苷酸优势重复基序分别为AAG/CTT和AG/CT。以16个样本为材料,从设计的73对引物中共筛选出16对多态性EST-SSR引物,多态性信息含量(PIC)的平均值为0.546,所开发位点具有较高的多态性。主成分分析(PCA)表明,这些位点具有很好地鉴别不同地区样本,甚至单株的能力。3个群体的遗传多样性参数对比结果表明,丹霞梧桐群体具有中等程度的遗传多样性,其期望杂合度(He)的变化范围为0.550～0.605。地质、历史气候变化及人为干扰等因素可能是造成丹霞梧桐群体偏离哈代-温伯格平衡的主要原因。本研究所开发的EST-SSR多态性位点可为丹霞梧桐遗传结构分析和分子辅助育种等相关研究奠定良好基础。     

基于化学模式识别和熵权TOPSIS法分析木棉花不同部位的差异CSCD

基于HPLC指纹图谱比较木棉花不同部位(花瓣、花萼、雄蕊)化学成分的差异性,并综合评价木棉花不同部位的质量。建立木棉花及其不同部位的HPLC指纹图谱,采用相似度评价、化学模式识别和熵权TOPSIS法对其化学成分进行差异性研究。建立了15批木棉花药材的HPLC指纹图谱,确定了13个共有峰,并指认了其中4个特征峰,部分批次花瓣与雄蕊存在特征峰丢失;与药材对照指纹图谱相比,花瓣、花萼、雄蕊的相似度分别为0.280、0.976、0.364。热图聚类分析显示,花瓣和雄蕊聚为一类,化学成分主要富集在花萼中。主成分分析显示,花瓣与雄蕊的化学成分更为接近。正交偏最小二乘法判别分析筛选出7个化学成分是引起木棉花不同部位差异的主要变量。熵权TOPSIS法分析显示,木棉花花瓣、花萼、雄蕊的最优解欧氏贴近度均值分别为0.416、0.485、0.388。木棉花不同部位HPLC指纹图谱存在显著差异,该方法可反映木棉花不同部位质量差异性,对木棉花药材的质量控制和整体评价具有重要意义。     

丹霞梧桐群体遗传结构及其遗传分化

丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)是分布于我国韶关地区北部丹霞地貌的特有物种, 其分布范围狭窄, 种群数量小。本文利用EST-SSR分子标记位点, 分析丹霞梧桐群体(丹霞山组群和南雄组群)的遗传多样性和遗传结构, 研究群体的分化历史, 探讨该物种的可能分布和科学保护策略。结果表明: 丹霞梧桐总的遗传多样性中等(Ht = 0.631), 群体内遗传多样性较高(Hs = 0.546), 遗传变异主要存在于群体内(79.66%), 但不同地理组群间存在显著的遗传分化(F_ST = 0.150)。长期地理隔离和现代人为干扰是形成丹霞梧桐当前遗传变异模式的主要原因。STRUCTURE分析可将研究群体划分为清晰的两个基因库(gene pool), 其遗传结构与系统发育地理格局之间有密切关系。丹霞梧桐不同地理群体经历了独立的进化路线, 但丹霞山群体的杂合性高, 遗传背景更为复杂。近似贝叶斯运算法(Approximate Bayesian Computation, ABC)分析表明, 丹霞山和南雄地理群体在10万年前由同一个祖先群体分化而来, 分化时有效群体大小分别为7,290和5,550。结合丹霞梧桐的遗传变异和生态位信息, 可推测丹霞梧桐曾广泛分布于南岭地区, 受第四纪第三次亚冰期的影响, 南岭北部的丹霞梧桐群体因气候剧烈变化而灭绝, 仅在南岭南部适宜的环境中得以保存并繁衍至今, 丹霞山和南雄是丹霞梧桐最主要的两个冰期避难所。在全面掌握丹霞梧桐的自然分布, 开展就地保护的基础上, 通过建立种质资源圃、人工种苗扩繁、自然回归试验等措施, 对于该物种的异地保护、种群恢复和开发利用具有重要意义。     

光皮树花芽分化的形态和解剖特征观察

采用常规石蜡切片法对光皮树[Swida wilsoniana (Wanger. ) Soják. ]花芽分化过程中的解剖学特征进行了研究,并对花芽的外部形态也进行了观察.结果表明,光皮树的顶芽和腋芽都可以进行花芽分化;花芽分化在2月下旬开始,4月底基本完成;整个花芽分化过程可划分为5个时期:花芽未分化期、花序分化期、花萼分化期、花瓣分化期和雌雄蕊分化期,其中花序分化期还可分为分化前期和分化后期.在花芽分化过程中,光皮树的花芽形态逐渐增大、饱满,径向和纵向伸长,并在花瓣分化期形成塔形聚伞状花序.花芽纵切面的解剖结构显示,在花芽分化过程中,花芽内的生长锥逐渐增大并向上隆起;在花萼分化期生长锥的边缘产生4个萼片原基;在花瓣分化期花萼原基内侧分化出花瓣原基,并与花萼原基交互而生;雌雄蕊分化期在花瓣原基的内侧分化出雄蕊原基,同时在生长锥中心形成雌蕊的心皮原基.经过一系列的生长分化过程最终形成光皮树的花萼、花瓣及雌蕊和雄蕊.     

宜兴苦竹开花结实首次记录

观察了宜兴苦竹(Pleioblastus yixingensis)开花习性,描述了其花序的形态结构。野外调查观察到宜兴苦竹雄蕊个数3、4、5、6均有,以3为主,补充丰富了苦竹属雄蕊3的数据。硼不是花粉萌发的必需元素。花粉浅染型败育,萌发率仅有5.11%,是宜兴苦竹结实率低的重要原因。河南、江苏、浙江、安徽等地的宜兴苦竹2017年同步开花,结实率不足10%。     

灌木铁线莲（毛茛科）花器官的发生与发育

用扫描电子显微镜（SEM）对铁线莲属（Clematis L.）植物灌木铁线莲(C. fruticosa Turcz.)花的形态发生和发育过程进行了观察。灌木铁线莲花原基形成后,4枚萼片以交互对生的方式首先发生,呈轮状排列。最早的4枚雄蕊原基在4枚萼片交接的位置上近螺旋状发生,此后,随着雄蕊原基的向心发生和数目不断增多,其发生的螺旋状序列逐渐明显。雄蕊原基发生后,在花原基顶端,心皮原基沿着雄蕊原基的发生序列呈螺旋状发生。本文结果支持在原始被子植物花中螺旋状排列和轮状排列同时存在的观点。此外,本文也进一步证实了花萼与苞片的同源性。     

湖南丹霞地貌区的苔藓植物多样性

丹霞地貌是一种特殊的红层地貌,拥有独特的植被和植物区系组成。苔藓植物在丹霞地貌植被演替中具有重要的生态意义,但其基本的种类组成和分布却不清楚。通过野外考察和标本鉴定,共发现湖南丹霞地貌区苔藓植物53科96属174种(包括变种和亚种),其中苔类植物21科24属36种,藓类植物32科72属138种,其中台湾曲柄藓(Campylopus taiwanensis)、芒尖毛口藓(Trichostomum zanderi)、小火藓(Schlotheimia pungens)、中华细枝藓(Lindergiasinensis)、疏叶叶苔(Jungermannia laxifolia)和刺叶拟蒴囊苔(Saccogynidium irregularispinosum)等6种为中国特有种;铜绿净口藓(Gymnostomum aeruginosum)、稀枝钱苔(Riccia huebeneriana)、羽枝片叶苔(Riccardia multifida)等30个种为湖南新记录种。在174种中,稀有种为87种,如梨蒴珠藓(Bartramia pomiformis)、小火藓、毛枝藓(Pilotrichopsisdentata)等,这些种大多生态幅狭窄,对生境要求较苛刻,常见种(22种)和非常常见种(30种)共52种,多为生境广泛种或世界广布种,如地钱(Marchantia polymorpha)等。文中还提供了详细的湖南丹霞地貌苔藓名录及其凭证标本信息,并建议优先保护崀山无底洞和万佛山三十六湾两个苔藓丰富的小区。     

中国江西龙虎山崖顶植物根中深色有隔内生菌多样性

为探明丹霞地貌区崖顶植物深色有隔内生真菌（dark septate endophyte,DSE）多样性、群落组成以及生态分布规律。本文以江西龙虎山崖顶常见植物刺柏、马尾松、青冈栎、檵木、乌饭树、鸭跖草、苦槠、辣木树和香附子9种植物的根为研究对象,采用经典的组织分离方法分离DSE真菌,结合形态学特征和分子生物学数据研究丹霞地貌区崖顶常见植物DSE真菌多样性。结果表明：从9种植物根部990个组织块中,共分离纯化出404株菌株,经鉴定隶属于45个分类单元。其中,青霉属Penicillium、拟内孢霉属Endomycopsis、曲霉属Aspergillus、头囊霉属Ascocybe为优势属群,属种组成在不同植物中存在差异,且内生真菌属的数目与植物优势度极显著正相关（P<0.01）。9种植物深色有隔内生真菌（DSE）总分离率在0.51%-13.33%之间;各植物DSE Shannon指数在0.0743-1.0400之间,与植物优势度极显著正相关（P<0.01）,差异明显;Simpson指数较高（均值>0.7）且Pielou指数较低（均值<0.4）表明DSE真菌在不同植物分布不均匀;相似性指数普遍不高,在0.071-0.467之间。本研究初步揭示了丹霞地貌区崖顶深色有隔内生真菌的分布及多样性情况,为进一步探讨内生真菌在丹霞地貌等特殊生境的生态功能提供参考。     

EMASCULATION EFFECTS ON FILAMENT GROWTH IN IPOMOEA NIL (CONVOLVULACEAE)

Filament growth in the morning glory Ipomoea nil is promoted by gibberellic acid (GA₃) and inhibited by ethylene production during the earlier stages in development (Koning and Raab, 1987). The effects of anther removal on filament growth were examined in I. nil. Three-quarters of the calyx and corolla tissues were removed in order to emasculate the stamens. This removal caused filament growth to be inhibited in the intact stamens (69 hr before anthesis) as well as the emasculated stamens (69 to 21 hr before anthesis). When the ethylene biosynthesis inhibitors CoCl₂ and aminoethoxyvinylglycine (AVG) were applied in separate experiments (to eliminate wound ethylene generated by the damaged tissues), filament growth was promoted to control levels observed in intact flower buds (69 hr before anthesis). Our data suggest that the wounding effect from the calyx and corolla tissues and subsequent reduction in filament growth override any observable effects with anther removal on filament growth. Apparently, the removal of the calyx and corolla tissues severs a normal hormonal relationship between these floral organs and the developing filament.     

Regulation of flower development in cultured ears of maize (Zea mays L.)

Summary Young ears of maize were cultured in two different liquid media containing either kinetin (KN) or kinetin + gibberellic acid (KN + GA₃) in order to manipulate stamen and gynoecium development. In KN medium, stamens developed and gynoecia aborted in the flowers of the cultured immature ears. In the KN + GA₃ medium, however, ovaries with silks developed and stamens aborted. These differential morphological events were recorded with SEM photomicrographs at regular intervals after excision of ear inflorescences. In addition, the mitotic activity in the developing or aborting organs was determined over a 75-h period. It increased from 6% to 14% in developing organs (i.e. stamens in KN medium, and gynoecia in KN + GA₃ medium) and gradually decreased to 1% in the degenerating organs (i.e. gynoecia in KN medium, and stamens in KN + GA₃ medium) by 45 h of culture. The mitotic activity reached zero in degenerating flower organs by 75 h of culture. Whether these differential sensitivities to the exogenously applied members of these two plant growth regulator classes are unique to our in vitro system or reflect a more general control feature of in vivo inflorescences must await further clarification.     

中国安息香科一新属──长果安息香属

本文描述了安息香科－新属──长果安息香属,并对新组合长果安息香的原始描述作了修订。本属与秤锤树属近缘,但村干无茎刺,具鳞芽,总状花序伞形,花无苞片,四基数,花萼管顶端平截,花冠４深裂,雄蕊８,等长,药隔不突出,子房半下位,柱头不分裂,果实特长,密被长柔毛,上部果喙细长,中部倒卵形,具８条纵梭,下部渐狭,延长成柄状,可以区别。本属的芽具鳞片,花无苞片,四基数,与银钟花属相似,但后者的花萼管顶端具４裂片,雄蕊８～１６,不等长,子房下位,柱头４分裂,果实无毛,具４或２翅和缩存花柱基部,无果喙,与前者明显不同。文中还给出了安息香科分属检索表。     

Low genetic diversity and weak population differentiation in Firmiana danxiaensis,a tree species endemic to Danxia landform in northern Guangdong,China

Danxia landform, a unique type of petrographic geomorphology, sporadically occurs in southern China. There are about 400 rare or threatened plants and animals in this landform, but little information on genetic aspects of these species has been available. Of them, Firmiana danxiaensis is a dominant tree species endemic to Mount Danxia, a typical Danxia landform in northern Guangdong, China. In this study, we examined genetic diversity and population structure of F. danxiaensis, in comparison with two other narrowly distributed Firmiana species, Firmiana hainanensis and Firmiana kwangsiensis, which grow in non-Danxia-landform regions. Nine microsatellite markers were used to investigate genetic diversity and differentiation in a total of 256 individuals from nine populations of F. danxiaensis, three of F. hainanensis, and one of F. kwangsiensis. The results showed that F. danxiaensis had the lowest genetic diversity (H_E = 0.364 ± 0.019) among the three species, but weak population structure similar to another Firmiana species (F_ST = 0.042 and 0.020, respectively). This low genetic diversity observed in F. danxiaensis is possibly due to confined natural distribution range and strong selective pressure in soils of Danxia landform, which may also be true for other endemic species in Danxia landform. For the long term survival of these endemic species, habitat conservation and anthropogenic introduction to similar habitats such as the adjacent Danxia landform areas should be two major strategies.     

Comparative floral development in the tribe Mentheae (Nepetoideae: Lamiaceae) and its bearing on the evolution of floral patterns in asterids

A comparative developmental study of flowers was carried out using epi-illumination light microscopy on four genera of Lamiaceae (Nepeta, Rosmarinus, Salvia, andZiziphora), representing all three subtribes of Mentheae. All species examined share unidirectional (adaxial to abaxial) sepal initiation, except Rosmarinus, which has the reverse unidirectional sequence, starting abaxially. Initiated but suppressed bracteoles were detected only in Rosmarinus. In Rosmarinus, Salvia, and Ziziphora, initiation of petals and stamens proceeds unidirectionally from the abaxial side. Floral initiation of Nepeta has bidirectional inception of petals and unidirectional stamen initiation from the adaxial side. Temporal overlap in organ initiation between petal and stamen whorls occurs in all taxa, though this feature is more prominent in Rosmarinus. Significant structural and developmental features that distinguish the four genera include: (1) polysymmetric calyx tube, highly tomentose corolla and deeply four-partitioned ovary in Nepeta; (2) monosymmetric two-lipped calyx and shallowly four-partitioned ovary in Ziziphora; and (3) suppression of adaxial stamens in Salvia and Rosmarinus. Adaxial stamens are absent from Rosmarinus, but reduced stamens remain as staminodia in Salvia. In a phylogenetic context, the late monosymmetry of Nepeta and very early monosymmetry of Rosmarinus could both be regarded as derived conditions compared with the early monosymmetry ofSalvia and Ziziphora.