桃儿七繁殖生物学研究

以居群为单位研究了桃儿七的繁殖生物学,指出桃儿七为适应分布区内生长季节短暂的环境条件,花各部分的形态在开花前一年就已开始分化,并形成一休眠芽,但大小孢子还尚未进行减数分裂。到了第二年春天气温回升之后,大小孢子方才进行减数分裂,并在减数分裂之后,植株通过茎基部的居间生长将花及叶带出地面。桃儿七在开花时先花后叶。花在露出土面的第二、三天随即开放。虽然桃儿七具有一系列适应干虫煤传粉的形态结构和生物学特征,但同时也具有许多和自花授粉有关的适应机制。桃儿七在开花习性及花部形态上常表现出多态。在自然状况下,桃儿七是一种以自花授粉为主的植物,它的有性生殖良好,每株性成熟植株平均可产生60粒左右的种子,多者可达180粒。由种子萌发长成的植株大约需要5－6年的时间方才性成熟。在一般条件下,桃儿七行有性生殖,但在环境条件良好时,也可通过根茎来进行营养繁殖。桃儿七为二倍体,12条染色体组成6个联锁群,在减数分裂时,交叉发生较少。桃儿七具有较大当前适合度,亦具有一定的进化灵活度。     

塔里木荒漠绿洲过渡带主要种群生态位与空间格局分析

于新疆塔里木盆地荒漠绿洲过渡带设置3条样带(长900 m×宽50 m)进行植物群落调查,运用生态位测度指标和点格局法对种群空间格局、空间关联性及生态位特征进行研究。结果显示,胡杨(Populus euphratica Oliv.)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)和甘草(Glycyrrhiza inflate Bat.)具有较大的重要值和生态位宽度,对其它生态位较窄的物种具有资源竞争和扩张优势,生态适应能力强,对群落结构和环境变化起决定性作用;生态过渡带植物的种间生态位重叠普遍较高,尤其是草本植物间更明显,此分配格局反映出荒漠植物长期适应旱化生境而发生趋同适应,生态位分化程度低,种间资源竞争激烈;优势种群空间格局呈明显的空间变异性,0~25 m尺度内多枝柽柳和甘草分别呈随机分布和聚集分布,胡杨种群在≤5 m尺度内呈聚集分布,并随尺度增大转为随机分布;胡杨与多枝柽柳、胡杨与甘草、多枝柽柳与甘草分别在4 m、≤16 m和≤25 m尺度内呈显著空间负关联,种间相互排斥。表明在匮乏环境资源条件下植物趋同适应与资源竞争是驱动荒漠植物群落演替和限制物种共存的主要原因。     

小檗科鬼臼亚科的地理分布与系统发育

以植物地理学资料为主,综合植物化学、细胞学、形态学及解剖学等方面的资料,分析了小檗科鬼臼亚科现代地理分布格局产生的原因及其对系统发育的影响,指出：①我国是鬼臼亚科植物的多样性中心和分布中心,鬼臼亚科植物的现代地理分布格局是由于第三纪以来替代分布和长期隔离的结果;②在鬼臼亚科植物中,以山荷叶属最为原始,它通过两条方向演化,一是保持其原来的异花授粉方向演化为足叶草属,另一方向是转向自花授粉,自山荷叶属演化为八角莲属,然后再演化为桃儿七属;③桃儿七属与足叶草属不具有直接的亲缘关系,它们在形态上的相似只是平行进化的结果。     

桃儿无繁殖生物学研究

以居群为单位研究了桃儿七的繁殖生物学,指出桃儿七为适应分布区内生长季节短暂的环境条件,花各部分的形态在开花前一年就已开始分化,并形成一休眠芽,但大小孢子还尚未进行减数分裂。到了第二年春天气温回升之后,大小孢子方才进行减数分裂,并在减数分裂之后,植株通过茎基部的居间生长将花及叶带出地面。桃儿七在开花时先花后叶。花在露出土面的第二、三天随即开放。虽然桃儿七具有一系列适应于虫煤传粉的形态结构和生物学特征     

HPLC法测定青海栽培与野生桃儿七中2种木脂素类的含量

采用超声法和HPLC法提取和测定青海栽培桃儿七植株中不同部位鬼臼毒素和4'-去甲基鬼臼毒素的含量,并与野生桃儿七药材进行比较。结果表明,青海栽培和野生桃儿七植株内鬼臼毒素的含量分布均表现为:根叶柄叶,栽培桃儿七的叶柄和叶中鬼臼毒素含量均大于野生桃儿七;青海栽培桃儿七植株内4'-去甲基鬼臼毒素含量表现为:叶柄根,叶中未检测到此物质;野生植株内4'-去甲基鬼臼毒素的含量分布表现为:侧根叶柄根状茎叶,果实中未检到此物质,栽培桃儿七叶柄中4'-去甲基鬼臼毒素的含量大于野生桃儿七。     

自然生态空间格局构建与规划理论研究

广义的生态空间是指具有自然属性,以提供生态系统服务为主导功能的空间,包括自然生态空间、城镇生态空间和农业生态空间。自然生态空间是指与城镇空间、农业空间并列的,分布在城镇空间与农业空间之外的国土空间,在分布上具有完整性和连续性。探讨了自然生态空间的定义、内涵以及自然生态空间格局构建的理论和技术要点,提出以重要生态功能维护格局、人居环境屏障格局和生物多样性保护格局为主体,构建自然生态空间格局体系的思路。自然生态空间格局构建的最终目的是对国土空间开发行为进行管控,理顺保护与发展的关系,最终达到保护重要生态空间及促进区域可持续发展的目的。在落实生态文明战略、维护国家生态安全的背景下,构建自然生态空间格局对于优化国土空间开发格局,指导生态保护与建设具有重要意义。     

濒危植物南方红豆杉种群克隆生长空间格局与动态

在南方红豆杉集中的广西元宝山林设置样地．采用相邻格子样方法和T形距离取样离法调查取样 。应用方差/均值比的t检验法判定种群分布格局类型,用负二项参数 格林指数、Moristita指数 、丛生指标、平均拥挤度和聚块性指数、T形距离指数等方法测度集聚强测度,对南方红豆杉种群克隆生长的空间格局及动态进行研究。结果表明：整个种群在10mX10m、10mX5m、3mX2m等不同空间尺度下均表现为集聚分布格局,但集群强度不高。在种群生活史中,从幼苗到大构树,集群程度减小,大树呈随机分布。南方红豆杉有强烈的萌生能力,大量产生萌生分株,幼苗期剧烈的种内和种间竞争作用,导致个体密度下降、集群程度降低,种群表现扩散趋势,而小树、中龄树因占据了所需的生态位空间,种内竞争相对减缓,集聚强度有所增强,随个体生态位空间的扩张,种内和种间竞争重新加剧,种群密度下降,种群空间格局转为随机分布。南方红豆杉种群不同大小级分布格局这种动态变化反映了种群在生长发育过程中的生态策略和适应机制。     

桃儿七营养器官解剖结构的地理差异

运用植物解剖学技术对云南、四川、甘肃和宁夏等6个居群桃儿七(Sinopodophyllum emodi)营养器官的结构进行了比较研究.结果显示,(1)桃儿七为多年生草本,根状茎发达,其次生结构包括周皮、皮层和维管组织三部分.(2)各居群间的差异主要表现在木栓层厚度、维管束个数和大小、导管分布格局以及淀粉粒的分布位置.其中:根初生结构由表皮、皮层和中柱构成,各居群间的差异主要表现在皮层厚度、初生木质部类型以及淀粉粒的分布位置;茎由表皮、皮层和维管柱构成,维管束均为外韧型维管束,仅具束中形成层,髓维管束与正常维管束之间形成腔隙,差异主要表现在基本组织厚度、维管束数量及大小.(4)桃儿七叶片构造类似于一般双子叶植物,由表皮、叶肉、叶脉三部分构成,下表皮气孔较多且孔下室发达,差异主要表现在叶片厚度等方面.研究表明,桃儿七营养器官的结构既表现出一定的耐旱性,又与阴生环境相适应,各居群的结构特点与其分布区生态环境密切相关.     

气候变化下桃儿七潜在地理分布的预测

桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)为小檗科多年生草本植物, 是我国濒危传统藏药, 预测气候变化对该物种分布范围的影响对于其保护和资源可持续利用具有重要意义。该文利用获得的桃儿七136个地理分布记录和21个气候环境图层, 通过MaxEnt模型分析桃儿七在我国西部七省的潜在地理分布, 并基于该模型预测政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1气候情景下21世纪20、50和80年代桃儿七分布范围。结果表明: 最热季平均温度、年降水量、温度季节性变动系数和等温性是影响桃儿七分布的主要气候因子; 在当前气候条件下, 桃儿七适宜的生境面积占研究区总面积的11.71%, 主要集中在青藏高原东缘的四川、甘肃、青海境内次生植被丰富、地形复杂的高海拔地区, 低适宜生境与不适宜生境分别占研究区总面积的15.86%与72.43%。由模型预测可知, 在SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1三种情景下, 桃儿七在研究区低适宜生境的数量相对变化较小, 在适宜生境先大幅减少后又缓慢增加。研究结果同时表明, 在未来气候变化条件下, 桃儿七的适宜生境平均海拔将逐渐升高, 范围以及几何重心极有可能先向北移, 然后再向西延伸至青藏高原内部较高海拔的山区。     

气候变化对7种保护植物分布的潜在影响

利用CART（classification and regression tree,分类和回归树）模型,采用A2和B2气候变化情景,模拟分析了气候变化对桫椤（Alsophila spinulosa（wall.ex hook.）Tryon）、水青树（Tetracentron sinenseOliv）、十齿花（Dipentondon sinicus Dunn）、青檀（Pteroceltis tatarinowii Maxim）、桃儿七（Sinopodophyllum emodi（Wall.）Ying）、太白红杉（Larix chinensis Beissn）和山白树（Sinowilsonia henryi Hemsl）的分布范围及空间格局的可能影响。结果显示：在气候变化下,这些植物目前适宜分布范围将缩小,其中太白红杉、山白树和水青树减少幅度较大,十齿花和青檀次之,桫椤和桃儿七较小。就植物新适宜及总适宜分布范围,太白红杉和山白树从1991～2020年到2081～2100年时段呈现减少趋势,其它植物却呈现增加趋势。气候变化下,这些植物空间分布格局将发生较大改变,太白红杉将失去适宜分布范围,其它植物目前适宜分布区的西部、南部、西南、东部和东南部一些区域将不再适宜,新适宜分布区将主要向北部、东北部、西部、西南或西北部一些区域扩展。气候变化下,这些植物适宜分布范围与年均气温和降水量变化的相关性并不一致,一些植物适宜分布范围与年均气温和降水量变化相关系数并不显著（p〉0.05）;除了桫椤新适宜及总适宜、十齿花和桃儿七目前适宜分布范围与年均气温和年降水量变化回归关系较密切外,其它植物适宜分布范围与年均气温和年降水量变化的多元线性回归关系都较弱。这说明,在气候变化情况下,这些植物空间分布格局将发生改变,目前适宜分布范围缩小,除太白红杉和山白树外,其他几种植物新适宜范围扩大。     

桃儿七不同器官中营养成分分布状况及其生态学意义

植物生殖生态学是植物学领域中刚刚兴起并迅速发展的学科 ,近年来生活史进化理论的研究 ,使繁殖分配 (ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎ (ＲＡ ) )与繁殖投资(ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｅｆｆｏｒｔ (ＲＥ) )研究成为植物生态学研究的主要焦点[7] 。目前在植物繁殖分配与繁殖投资研究中 ,通常用生物量作为衡量指标 ,这种方法遇到两个疑难问题 :一是各种成分在植物器官中的含量及比例各不相同 ,而且各种成分在植物生长发育过程中所起的生理功能也是不等价的 ,因此 ,在重量相同时 ,各器官的综合营养价值及生理功能是不等价的 ,生…     

基于模糊物元模型的桃儿七潜在地理分布研究

桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum(Royle)Ying)为小檗科多年生草本植物,是我国传统濒危藏药。依据模糊物元模型建立桃儿七分布点位以及其产量数据与12个气候环境因子之间的模糊隶属函数,采用最大信息熵模型确定评价指标权重,利用GIS空间分析功能确定我国西部7省桃儿七生境适宜性空间分布。研究表明研究区桃儿七不适宜生境面积占研究区总面积的61.76%;低适宜生境占20.11%;中适宜生境占7.70%;高适宜生境占10.43%,主要集中在青藏高原东缘的四川、甘肃、青海境内次生植被丰富、地形复杂的高海拔地区。结果显示基于GIS与模糊物元构建的生境适宜性评价模型可以准确的对我国西部7省桃儿七生境适宜性做出科学综合评价,量化适宜生境面积和空间分布,为其资源保护和管理提供科学依据。     

濒危药用植物桃儿七的生物学特性及其保育措施

桃儿七为重要抗癌药物前体物来源物种,现正处在濒危状态,已被列为国家三级保护植物。本文全 面地综述了桃儿七的生物学特性,包括外部形态、地理分布、系统位置、生态学和群落学特性、发育生物学、繁 殖生物学、植物化学、细胞组织培养和内生真菌研究以及遗传学等研究。最后分析了引起桃儿七濒危的原因, 并提出了具体保育措施和研究展望。     

Morphological and genetic variations of Potentilla matsumurae (Rosaceae) between fellfield and snowbed populations

Identifying ecological factors associated with local differentiation of populations is important for understanding microevolutionary processes. Alpine environments offer a unique opportunity to investigate the effects of habitat-specific selective forces and gene flow limitations among populations at a microscale on local adaptation because the heterogeneous snowmelt patterns in alpine ecosystems provide steep environmental changes. We investigated the variation in morphological traits and enzyme loci between fellfield and snowbed populations of Potentilla matsumurae, a common alpine herb with a wide distribution along snowmelt gradients in northern Japan. We found significant differences in morphological traits between fellfield and snowbed habitats in a northern distribution region. These differences were maintained when plants were grown under uniform conditions in a greenhouse. Allozyme variations among 15 populations from geographically separated regions with different historical backgrounds showed that the populations are more genetically differentiated between the fellfield and snowbed habitats within a region than between populations occupying the same habitat type in different regions. These results suggest that variation in snowmelt regimes could be a driving force creating local adaptation and genetic differentiation of alpine plant populations.     

桃儿七属的命名学考订

桃儿七属（Sinopodophyllum）是中国-喜马拉雅地区特有的单型属,仅桃儿七（Shexandrum）一种。桃儿七的根茎和果实均具有较高的药用价值,人类的过度采挖和种群恢复较慢使其种群数量急剧下降,现已被列入《中国物种红色名录》。在近年来的一些研究论文中,学名Shexandrum和Semodi常被混用,这使得有必要考证桃儿七学名的命名学历史,确认正确的学名使用。查阅原始文献发现,Shexandrum的基名Podophyllum hexandrum Royle发表于1834年,而Semodi的基名Podophyllum emodi Wall. ex Honigberger到1852年才合格发表（大多数学者认为是Hooker和Thomson在1855年合格发表）,因此,名称Shexandrum比名称Semodi具有优先权。名称的混乱起于1979年应俊生建立桃儿七属时,他提出组合“Semodi (Wall.) Ying”作为桃儿七的学名。另外,由于他未引证Honigberger或Hooker和Thomson的文献信息,所以组合“Semodi”没有被合格发表（规则415）。随后,1985年出版的《西藏植物志》桃儿七属中,应俊生发现之前的错误并采用名称“Shexandrum”取代了“Semodi”。遗憾的是他虽然意识到该名称是新组合,但未引证基名Phexandrum合格发表的文献信息,使得组合“Shexandrum (Rolye) Ying”没有被合格发表。近年来出版的《云南植物志》、《青海植物志》、《中国植物》和《Flora of China》均未发现该错误,一直认为“Shexandrum (Rolye) Ying”合格发表时间是1985。实际上,在1993年由于编写格式要求,应俊生在王文采和武素功主编的《横断山区维管束植物》中引证了基名合格发表的文献信息。因此,该名称的合格发表时间是1993年,而不是常认为的1985年。     

桃儿七传粉生物学特性及其在进化上的意义

对分布于云南中甸县不同居群的桃儿七进行了传粉生物学特性研究,结果如下：（１）首次发现其具有一种适应于自花授粉的传粉机制。即在花尚未开放或刚开放时,雌蕊呈直立状,而一旦花完全开放时,子房柄会发生弯曲,以致整个雌蕊靠向某一花药,从而使柱头与花药贴合实现传粉;当完成传粉后,雌蕊又重新直立,此时受精作用也随之完成。整个传粉、受精过程仅需４￣６ｈ。（２）其生殖节律快,有效率高。从孢子母细胞减数分裂开始到双受     

AFLP analysis of genetic diversity of the endangered species Sinopodophyllum hexandrum in the Tibetan region of Sichuan Province, China

Amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers were used to estimate the genetic diversity of seven wild populations of Sinopodophyllum hexandrum (Royle) Ying from the Tibetan region of Sichuan Province, China. Six primer combinations generated a total of 428 discernible DNA fragments, of which 111 were polymorphic. The percentage of polymorphic bands (PPB) was 25.93 at the species level, and PPB within population ranged from 4.91 to 12.38%. Genetic diversity (H(E)) within populations varied from 0.01 to 0.04, averaging 0.05 at the species level. As revealed by the results of AMOVA analysis, 58.8% of the genetic differentiation occurred between populations, and 41.2% within populations. The genetic differentiation was, perhaps, due to the limited gene flow (Nm = 0.43) of the species. The correlation coefficient (r) between genetic and geographical distance using Mantel's test for all populations was 0.698 (P = 0.014). The UPGMA cluster analysis revealed a similar result in that the genetic distances among the populations show, to a certain extent, a spatial pattern corresponding to their geographic locations. On the basis of the genetic and ecological information, we propose some appropriate strategies for conserving the endangered S. hexandrum in this region.     

Programmed proteome response for drought avoidance/tolerance in the root of a C(3) xerophyte (wild watermelon) under water deficits

Water availability is a critical determinant for the growth and ecological distribution of terrestrial plants. Although some xerophytes are unique regarding their highly developed root architecture and the successful adaptation to arid environments, virtually nothing is known about the molecular mechanisms underlying this adaptation. Here, we report physiological and molecular responses of wild watermelon (Citrullus lanatus sp.), which exhibits extraordinarily high drought resistance. At the early stage of drought stress, root development of wild watermelon was significantly enhanced compared with that of the irrigated plants, indicating the activation of a drought avoidance mechanism for absorbing water from deep soil layers. Consistent with this observation, comparative proteome analysis revealed that many proteins induced in the early stage of drought stress are involved in root morphogenesis and carbon/nitrogen metabolism, which may contribute to the drought avoidance via the enhancement of root growth. On the other hand, lignin synthesis-related proteins and molecular chaperones, which may function in the enhancement of physical desiccation tolerance and maintenance of protein integrity, respectively, were induced mostly at the later stage of drought stress. Our findings suggest that this xerophyte switches survival strategies from drought avoidance to drought tolerance during the progression of drought stress, by regulating its root proteome in a temporally programmed manner. This study provides new insights into the complex molecular networks within plant roots involved in the adaptation to adverse environments.     

Demographic history and local adaptation of Myripnois dioica (Asteraceae) provide insight on plant evolution in northern China flora

The flora of northern China forms the main part of the Sino‐Japanese floristic region and is located in a south–north vegetative transect in East Asia. Phylogeographic studies have demonstrated that an arid belt in this region has promoted divergence of plants in East Asia. However, little is known about how plants that are restricted to the arid belt of flora in northern China respond to climatic oscillation and environmental change. Here, we used genomic‐level data of Myripnois dioica across its distribution as a representative of northern China flora to reconstruct plant demographic history, examine local adaptation related to environmental disequilibrium, and investigate the factors related to effective population size change. Our results indicate M. dioica originated from the northern area and expanded to the southern area, with the Taihang Mountains serving as a physical barrier promoting population divergence. Genome‐wide evidence found strong correlation between genomic variation and environmental factors, specifically signatures associated with local adaptation to drought stress in heterogeneous environments. Multiple linear regression analyses revealed joint effects of population age, mean temperature of coldest quarter, and precipitation of wettest month on effective population size (Ne). Our current study uses M. dioica as a case for providing new insights into the evolutionary history and local adaptation of northern China flora and provides qualitative strategies for plant conservation.