虎耳草属山羊臭组的界定和系统发育: 核糖体DNA ITS序列证据

虎耳草属Saxifraga山羊臭组sect. Ciliatae是该属中最大的一个组, 共有175种, 主要分布在喜马拉雅地区, 我国分布有166种, 占总种数的95%; 其中, 112种为中国特有。约80%的种类分布在我国青藏高原和西南地区, 是中国喜马拉雅植物成分的代表类群。山羊臭组内物种分化十分显著, 分类处理也很困难, 该组是否为单系类群, 组下的系统发育关系也不清楚, 均需进一步验证。本文测定了虎耳草属山羊臭组及其他组33种植物样品的核糖体DNA内转录间隔区ITS序列, 并从GenBank调取虎耳草组sect. Saxifraga等组和近缘属唢呐草属Mitella共22种植物的该序列。ITS分析结果表明: (1)所研究的山羊臭组类群聚为单独一支, 而且与垫状组sect. Porphyrion、虎耳草组、球茎组sect. Mesogyne和仅在欧洲分布的sect. Cymbalaria和sect. Cotylea等8个组聚成的另一分支构成姊妹群; (2)根据形态特征建立的山羊臭组的3个亚组即唐古拉亚组subsect. Hirculoideae、莲座状亚组subsect. Rosulares和具芽亚组subsect. Gemmiparae各自聚为一支, 但是莲座状亚组这一支的支持率较低。同时, 山羊臭组的鞭匐枝亚组subsect. Flagellares和subsect. Hemisphaericae的代表类群单独聚为一支, 位于具芽亚组类群分支内部而不能成立; (3)唐古拉亚组和莲座状亚组又聚为一亚分支与具芽亚组构成姊妹群, 而且具芽亚组最早从山羊臭组这一支中分化出来。我们的研究还发现山羊臭组内种间形态分化较大, 而ITS碱基变异较小, 这可能是山羊臭组类群在青藏高原及毗邻地区的高山环境下物种快速分化的结果。     

中国薄叶卷柏复合群的物种划分

卷柏属(Selaginella)是石松类植物中最大的属, 也是分类难度较大的类群之一。该属的物种划分主要基于形态特征, 但许多近缘种在形态上很难区分。近年来, 已有大量分子证据被用于各植物类群的分类学研究, 但目前未发现一套适合卷柏属物种鉴定的分子标记。薄叶卷柏复合群(S. delicatula group)是卷柏属下鉴定较为困难的类群, 包括了薄叶卷柏(S. delicatula)、黑顶卷柏(S. picta)和瓦氏卷柏(S. wallichii) 3个物种, 主要分布于亚洲的热带和亚热带地区。为了探讨薄叶卷柏复合群内物种的亲缘关系和评估不同分子标记在卷柏属分类学研究中的应用价值, 本研究对该复合群物种进行广泛取样, 共收集到73个个体, 并选取3个叶绿体基因(rbcL, psbA和atpI)和2个核基因(26S nrDNA和pgiC)片段进行系统树的构建及叶绿体单倍型分析。研究发现, 基于叶绿体和核基因构建的系统发生关系存在冲突: 叶绿体基因树上薄叶卷柏个体分为两个分支(A和B), 薄叶卷柏B分支与薄叶卷柏A-S. picta分支呈姐妹关系, 并且rbcL单倍型分析结果也表明薄叶卷柏A和B两个分支存在明显分化; 而核基因结果则支持该复合群3个物种各自的单系性, 其中, S. delicatula分支与S. picta分支为姐妹群, S. wallichii与S. delicatula-S. picta分支为姐妹关系。在对复合群分布区大量标本的观察以及野外群体调查的基础上, 评估了植株茎和枝的分枝方式、孢子叶、营养叶(侧叶、中叶和腋叶)和孢子表面纹饰等形态性状的分类学价值。结果表明, 薄叶卷柏A和B分支的样本仅在植株分枝方式和大孢子表面纹饰上存在差异, 但无法依靠小孢子表面纹饰、孢子叶穗和营养叶形态等特征进行区分。基于现有证据, 薄叶卷柏复合群至少可划分为薄叶卷柏、黑顶卷柏和瓦氏卷柏3种, 但彻底澄清该复合群的物种划分还需要获取模式标本产地的材料和细胞学证据。最后, 建议在未来卷柏属的分类学研究集中于该属分类复杂的复合群, 结合使用形态学、细胞学、分子生物学(同时使用核基因和叶绿体分子标记)及地理分布等整合证据来进行物种划分。     

一个种还是多个种? 简化基因组及其形态学证据揭示中国白桫椤植物的物种多样性分化

物种是生物多样性的基本单元, 生殖隔离被认为是物种形成的关键; 然而物种并不是静止的而是处于不断的分化演变之中, 已经稳定成型但尚未到达分化后期的物种可能存在不完全的生殖隔离。对于物种的认识不能单从某一侧面或局部特征来界定, 而应通过“整合物种概念”来确定物种地位。Flora of China记载了中国产白桫椤属(Sphaeropteris) 2种, 即白桫椤(S. brunoniana)和笔筒树(S. lepifera), 并认为原产中国海南的海南白桫椤(S. hainanensis)和白桫椤为同一物种而将其并入白桫椤; 但海南白桫椤在形态上已出现了分化。为探讨白桫椤及其近缘物种的亲缘关系和物种多样性分化的情况, 本文采集到9个居群共21个样本, 通过GBS简化基因组测序技术获得单核苷酸变异位点(SNP), 进行系统发育树的构建和主成分及遗传结构的分析, 并结合叶片数量性状的统计分析和孢子形态的观察测量。结果表明, 海南白桫椤不仅与云南产白桫椤的基因型不同, 且在叶片特征和孢子纹饰上有明显差异; 但两个居群的生殖隔离较弱, 在广西沿海地区形成杂交产物, 其叶片特征为亲本的中间类型。因此, 我们认为海南白桫椤是由于地理隔离而形成的一个处在分化路上的物种, 建议恢复其物种地位; 广西产白桫椤为自然杂交群体, 应另处理为独立的自然杂交分类群——广西白桫椤(S. brunoniana × hainanensis)。     

喜马拉雅-横断山区优越虎耳草谱系地理学研究

利用叶绿体DNA非基因编码区rpl20-rps12和trnL-trnF作为分子标记,对喜马拉雅-横断山区优越虎耳草13个居群151个个体进行谱系地理学研究,旨在揭示优越虎耳草现有的遗传结构及其演化历程。共检测到19个单倍型,其中63%的单倍型为居群特有单倍型。研究还发现,优越虎耳草居群总的遗传多样性较高（H_t=0.868）,居群内平均遗传多样性较低（H_s=0.466）。分子变异分析（AMOVA）表明,优越虎耳草居群57.37%的遗传变异来自居群内,居群间遗传变异为42.63%。居群遗传分化系数N_st大于G_st（N_st=0.463,G_st=0.438,P>0.05）,但不显著,表明优越虎耳草在其整个分布范围内没有明显的谱系地理结构。中性检验结果表明,Tajima's D为负值（-1.348 32,P>0.05）而Fu's F_s*为正值（18.915 72,P>0.05）,但均不显著,结合歧点分布分析发现该物种在整个分布范围内未经历过居群扩张。此外,在本研究中优越虎耳草遗传多样性和核苷酸多样性较高的居群及大量特有单倍型在整个分布范围内随机分布,符合"微型避难所"假说。优越虎耳草居群在冰期可能随气候波动而发生分布范围的不断变化,最终在相互隔离的"高山岛屿"中发生异域分化,导致大量特有单倍型产生。因此,推测优越虎耳草与其生境中的乔木和灌木可能具有相似的谱系地理历史,它们可为优越虎耳草提供微型避难所而使之在冰期时保留下来。     

中国红菇属乳菇状亚组的三个新种

红菇属乳菇状亚组Russula subsect. Lactarioideae是一个形态特征较明显的类群,亚属内部分种类被认为是复合种。在对我国红菇属乳菇状亚组进行的分类学研究中,发现了3个新种：丝黄红菇Russula byssina、奶油色红菇R. cremicolor和白果红菇R. leucocarpa,均产自我国贵州省,生于针叶林下。基于形态详细观察和ITS序列系统发育分析的结果对其进行详细描述,对新种和近缘种间差异进行了比较和讨论,提供了新种与乳菇状亚组和淡孢亚组R. subsect. Pallidosporinae中近缘种的物种检索表。分子系统学结果显示奶油色红菇与Delica-Brevipes分支亲缘关系较近,白果红菇和丝黄红菇隶属于两个独立分支。     

拉格啤酒酵母菌物种和株系的快速分子鉴定

近年来的基因组学研究结果已证实拉格啤酒酵母Saccharomyces pastorianus是一个由艾尔啤酒酵母S. cerevisiae和真贝氏酿酒酵母S. eubayanus杂交而成的杂交种,并可根据地域传承和染色体倍性分为两个株系,即I型/Saaz系和II型/Frohberg系。前者主要为异源3倍体,后者则主要为异源4倍体。为了探讨中国啤酒酿造酵母菌的物种和菌系归属,我们根据拉格啤酒酵母及其两个菌系的基因组特性,制定了一套基于IntFR片段种特异性扩增和ITS-RFLP分析的精确但简便易行的拉格啤酒酵母菌物种和株系鉴定新方法,并以酿酒酵母属内相关种的模式或权威菌株和部分酒精及面包酵母为参照,对保藏于中国普通微生物菌种保藏中心（CGMCC）的41株啤酒酿造酵母菌进行了重新鉴定和分型。这些菌株除1株原定名为贝氏酿酒酵母S. bayanus外,其余菌株的原定名均为S. cerevisiae。研究结果确认了S. bayanus菌株鉴定的正确性,但在其余的40株啤酒酵母菌株中,21株属于S. cerevisiae,1株属于葡萄汁酿酒酵母S. uvarum,18株属于S. pastorianus。菌系鉴定和流式细胞测定结果显示在确认的S. pastorianus菌株中,1株为I型/Saaz系,3倍体;17株为II型/Frohberg系,其中9株为4倍体,两株为3倍体,5株介于3倍至4倍体之间。啤酒酵母物种和株系的确认对优化发酵工艺和菌种选育及遗传改造等具有重要意义。     

引起蓝莓茎溃疡病的葡萄座腔菌属Botryosphaeria二新种

在我国华南地区发现了两个引起蓝莓茎溃疡病的Botryosphaeria新种,即B. dolichospermatii和B. fujianensis,本研究对这两个物种进行了详细的形态学描述,并制作了图版。基于ITS、LSU、tef1-α和TUB等4个基因片段的综合系统学分析,B. dolichospermatii和B. fujianensis形成独立的分支,并与Botryosphaeria其他物种形成姐妹群;形态学特征也与系统发育关系较近的物种有明显区别。柯赫氏法则检验表明B. dolichospermatii和B. fujianensis均为蓝莓枝干溃疡病的病原菌。     

我国及周边地区松属白松亚组系统学研究进展和保护现状

合理的物种划分和深入的系统学研究对理解物种的进化历史、物种编目以及生物多样性保护具有重要意义。松属(Pinus)是裸子植物中最大的一个属, 也是北半球针叶林的重要组成成分。白松亚组(Subsect. Strobus)隶属于松属白松亚属(Subg. Strobus)五针松组(Sect. Quinquefoliae), 是松属物种数目最多的亚组之一, 其中半数以上物种分布在我国及周边地区。白松亚组(又称五针松亚组)所有物种针叶均为五针一束, 由于形态相近、种间遗传分化小和野外调查不充分, 这些五针松的物种界定和种间关系一直存在很多争议。此外, 亚热带地区大多数五针松物种的地理分布非常狭窄或群体片断化严重, 已有多个物种被IUCN评估为受威胁物种。在2021年9月我国新发布的《国家重点保护野生植物名录》中, 大别山五针松(Pinus dabeshanensis)和毛枝五针松(P. wangii)也由原国家二级保护野生植物调升为国家一级保护野生植物。近年来, 得益于系统发育基因组学在裸子植物等大基因组的木本植物类群中的成功应用, 我国及周边地区五针松的种间关系和群体历史得到初步解析。本文主要回顾和总结了我国及周边地区的五针松在系统分类、群体遗传及物种保护等方面取得的进展和存在的不足, 提出未来应当充分重视基础研究和野外调查, 并加强学科交叉以及新技术和新方法在相关研究中的应用以实现濒危物种的精准保护。     

紫花曼陀罗幼苗中紫色异细胞分布特征及其形态建成影响条件的初步研究

应用植物显微技术观察了幼苗期紫花曼陀罗（Datura stramonium L.var.tatula Torrey）中紫色异细胞的分布及不同温度与光照下培养的紫花曼陀罗幼苗茎中紫色异细胞的形态和分布差异。结果：（1）紫花曼陀罗中紫色异细胞分布在茎与叶地上器官中,根中则不存在。（2）强光和高温下培养的紫花曼陀罗幼苗茎中紫色异细胞的颜色明显加深、透明度下降,细胞间隙减小;而弱光和低温下其形态特征表现与上述相反。（3）强光处理下紫色异细胞横切面积、纵切长度以及数量均显著增加（P<0.05）;弱光下该异细胞横切面积、纵切长度均显著减少（P<0.05）,但数量显著增加（P<0.05）。（4）高温处理下紫色异细胞横切面积、纵切长度以及数量均显著增加（P<0.05）;低温下该异细胞仅数量显著增加（P<0.05）,其横切面积、纵切长度虽减小但变化差异性不显著（P<0.05）。结论：紫花曼陀罗中紫色异细胞的形态建成受光照和温度影响,曼陀罗（Datura stramonium L.）变种紫花曼陀罗（D.stramonium L.var.tatula Torrey）各营养器官中进化出紫色异细胞对其更好地适应光照和温度等生态环境变化有积极作用。     

毛果杨CNGC家族全基因组鉴定及胁迫响应分析

植物环核苷酸门控离子通道（cyclic nucleotide-gated channels,CNGC）家族具有多种生物学功能,尤其是在植物的生长发育及逆境胁迫响应中发挥着重要的作用。本研究通过生物信息学方法及qRT-PCR对PtrCNGC家族成员蛋白的基本理化性质与结构特征、系统发育、基因结构和保守基序、启动子顺式作用元件,以及基因表达模式进行分析。结果表明：在毛果杨（Populus trichocarpa）全基因组中共鉴定出19个PtrCNGC基因,PtrCNGC家族成员可分为4个亚群（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ亚群）,其中第Ⅳ亚群分为2个亚组（Ⅳa组和Ⅳb组）。PtrCNGC基因编码的蛋白均为碱性蛋白,此外,该家族仅有1个成员为疏水性蛋白,其余成员全部为亲水性蛋白。19个PtrCNGC不均匀地分布于毛果杨的11条染色体上,剩余8条染色体上没有成员分布。PtrCNGC家族包含7对同源基因且它们之间的K_a/K_s值均远小于1。PtrCNGC家族各亚群成员之间的基因结构、蛋白保守基序分布差异较小。启动子顺式作用元件预测分析发现,PtrCNGC基因序列启动子区域存在响应多种激素以及逆境胁迫相关的作用元件。qRT-PCR结果表明,PtrCNGC家族在不同组织中的表达具有特异性,在茎中的表达量较高,在根和叶中的表达量较低;在盐胁迫和干旱胁迫下,PtrCNGC家族同一分支上的多数成员表现出相似的表达模式。本研究结果为进一步研究毛果杨CNGC家族在非生物胁迫中的功能提供参考。     

Integrative taxonomy recognized a new cryptic species within Stipa grandis from Loess Plateau of China

Stipa shanxiensis, a cryptic species within Stipa grandis that originated from central and western China, is described based on morphological, genomic, and ecological data from field and common garden experiments. Stipa shanxiensis morphologically resembles S. grandis, although phylogenetically it is closely related to the less morphologically similar Stipa baicalensis and Stipa krylovii. Of the eight significant morphological differences between S. shanxiensis and S. grandis, the two, cauline ligules longer than 2 cm with a filiform apex, and hairs shorter than 0.2 mm on the adaxial surface of the cauline uppermost leaves can be used to distinguish the species. Results from a common garden experiment verified that the two diagnostic characteristics were relatively stable and less morphologically plastic in response to environmental variation. Furthermore, a significant ecological divergence was found between S. shanxiensis and S. grandis, such that the former preferred warmer and more humid climates, and their predicted distribution was generally separated. Taken together, our results highlight that the integrative taxonomic approach was valuable for recognizing a new cryptic species in Stipa. In particular, we find that common garden experiments involving the effects of growth stage and characteristic position helped to morphologically diagnose cryptic species. These findings may also facilitate our understandings of ecological adaption and phenotypic plasticity in response to environmental change.     

Phylogenetic relationships and biogeographic history of the unique Saxifraga sect. Irregulares (Saxifragaceae) from eastern Asia

Saxifraga L. is the largest genus in Saxifragaceae and a characteristic component of the herbaceous flora of the temperate and alpine mountains in the Northern Hemisphere. Section Irregulares is a small group of 15–20 species, representing one of the early‐diverged lineages in the genus characterized with unique zygomorphic flowers. We used both nuclear internal transcribed spacer and chloroplast DNA regions (psbA‐trnH, trnL‐F, and matK) to reconstruct its species relationships, estimate divergence times, and infer its historical biogeography. Our phylogenetic results corroborate the monophyly of sect. Irregulares and its sister relationship to sect. Heterisia from North America. The section was well resolved into two lineages corresponding to their morphological features and biogeographic distributions. One represents ser. Stoloniferae including S. stolonifera Curtis and S. nipponica Makino with long‐creeping stolons/rhizomes and small petals with spots and the other comprises the remaining taxa (ser. Rufescentes) which lack long‐creeping rhizomes. Spots on leaves (abaxially spotted vs. abaxially without spots) and spots on petals (without spots vs. with spots) are inferred to be phylogenetically informative within ser. Rufescentes. Divergence time estimates and ancestral area analysis suggested a western North American origin of sect. Irregulares with migration into East Asia by way of the Bering land bridge in the Middle Oligocene. The development of drying and desertification belt in the late Miocene could have played an important role in the subsequent restriction and separation of the north and south lineages within eastern Asia.     

铁线莲属菝葜叶铁线莲组修订

对毛茛科Ranunculaceae铁线莲属Clematis的菝葜叶铁线莲组sect. Naraveliopsis进行了全面修订, 确定此组共含21种1亚种和1变种; 写出此组的分类学简史和地理分布, 并讨论了此组在铁线莲属中的系统位置; 将此组划分为3亚组, 写出分亚组、分种检索表, 以及各种植物的形态描述、地理分布、生长环境等, 并附有多数种的墨线图。根据对此组植物形态特征的分析, 观察到以下重要演化趋势: (1)叶从单叶演变到二回羽状复叶或二回三出复叶; (2)花从两性到单性, 从无退化雄蕊到有退化雄蕊; (3)雄蕊从无毛到有毛; (4)药隔突起从短(0.5-0.7 mm)到长(8.5-10 mm)。根据上述演化趋势,花两性、雄蕊被毛、退化雄蕊存在的荔波铁线莲亚组subsect. Liboenses(1种,特产贵州荔波)和花由两性变为单性的亚组subsect. Macgregorianae(2种,特产菲律宾)被认为是菝葜叶铁线莲组的进化群。在原始的菝葜叶铁线莲亚组subsect. Smilacifoliae(花两性,雄蕊无毛; 18种,广布亚洲热带地区)中,具单叶,花无退化雄蕊,药隔突起较短的菝葜叶铁线莲C. smilacifolia和滇南铁线莲C. fulvicoma被认为是较原始的种,而具三出复叶和退化雄蕊的C. vietnamensis和丝铁线莲C. loureiriana,以及具羽状复叶和长药隔突起(长达10 mm)的C. papillosa等3种则被认为是此亚组的进化种。自中南半岛北部山地向西经云贵高原南部至喜马拉雅东部山区集中分布有菝葜叶铁线莲组的13种植物,这一山区地带被认为是此组的分布中心。在此山区地带中,菝葜叶铁线莲的分布区和滇南铁线莲的分布区重叠部分的山区可能是此组的起源中心。     

FTIR spectra of Camellia sect. Oleifera,sect. Paracamellia,and sect. Camellia (Theaceae) with reference to their taxonomic significance

Sixty-five leaf samples in sect. Oleifera H. T. Chang, sect. Paracamellia Sealy, sect. Camellia, and sect. Thea (L.) Dyer of genus Camellia L. were discriminated directly with an OMNI-sampler accessory on the basis of biochemical profiles and a hierarchical dendrogram was finally constructed. The results showed that the infrared spectra of Camellia were fingerprint-like patterns which were highly typical for different taxa. The hierarchical dendrogram based on principal component analysis of Fourier Transform Infrared (FTIR) data confirmed most of morphological classifications of the four sections proposed in previous works. Infrared spectra of leaves are of taxonomic value in genus Camellia, and this technique can be widely used for identification and classification of other taxa when standard spectra are available. The relationships between sect. Oleifera and sect. Paracamellia, subsect. Lucidissima H. T. Chang and subsect. Reticulata H. T. Chang in sect. Camellia, and the species/varieties were also discussed, as many dissensions about the classification exist between Chang’s and Ming’s system.     

铁线莲属单性铁线莲组修订

对毛茛科铁线莲属Clematis L.的单性铁线莲组sect. Aspidanthera Spach s.l.进行了全面修订,确定此组共含72种和15变种,这些被归类于6个亚组中,其中包括首次描述的1系、5种和2变种,以及做出的2新等级。对单性铁线莲组的分类学简史和地理分布做了介绍。写出了组、亚组、系的形态特征和地理分布,分亚组检索表及各亚组的分种检索表;以及各种植物的形态描述、地理分布、生长环境等,并附有多幅插图。在研究了此组全部种类的标本之后,观察到此组几个重要形态特征的演化趋势：(1)萼片在数目上由     

中国东北地区远东鼩鼱遗传多样性与遗传结构

对中国东北地区3个种群(大兴安岭、小兴安岭和长白山山脉)的远东鼩鼱(77个样本)Cyt b基因全序列进行分析,共获得64个单倍型。整体单倍型多态性为0.9920,核苷酸多态性为0.0105,表明该地区远东鼩鼱具有较高遗传多样性,且长白山山脉远东鼩鼱种群遗传多样性明显高于大兴安岭和小兴安岭种群。F-统计量、遗传相似系数和遗传距离分析结果均显示,种群间和采样地间的遗传距离与地理距离基本相符。方差分析显示,种群间的变异占总变异的33.4%,种群内的采样地间变异占总变异的10.2%,采样点内部变异占总变异的56.4%。种群历史分析显示,东北地区远东鼩鼱未经历过数量扩张。从GenBank下载了欧亚其他地区远东鼩鼱序列进行遗传结构研究。远东鼩鼱系统发生树分化为2大分支:一大支主要由大兴安岭和小兴安岭种群构成,两种群具有一定分化;另一大支又分为两个分支。中介网络图显示,远东鼩鼱具有3个谱系:一个谱系主要由大兴安岭和小兴安岭的单倍型样本构成,还包括长白山山脉的4个单倍型样本;另一谱系包括来自于中国东北地区3个种群的个别单倍型,还包括俄罗斯贝加尔湖单倍型和芬兰单倍型;最后一个谱系完全是由长白山山脉单倍型构成。遗传多样性、系统发生树和中介网络图结果均表明,长白山山脉为远东鼩鼱末次冰期避难所。     

A revision of Clematis sect. Aspidanthera s.l. (Ranunculaceae)

1　BrieftaxonomichistoryInthefirstrevisionofthegenusClematisL .madebydeCandolle (1818) ,some 17unisexualspecieswererecognizedandallputinthelargeheterogeneoussectionFlammulaDC .,andtogetherwithotherbisexualspecieswereclassifiedintofivegroups:C .peruvianaDC .andC .caracasanaH .B .K .(=C .guadeloupaePers.)with 14speciesofsect.Clematis,sect.Brachiatae ,sect.Meclatis,andsect.Viornasubsect.Connataewereplacedintothefirstgroup ,whichwasdiag nosedas“Floribuspaniculatis,foliispinnatimbipinnatim…     

Biosystematic studies inTulipa sect.Eriostemones (Liliaceae)

Evolutionary relationships and infra- and interspecific variability within the species ofTulipa sect.Eriostemones Boissier were studied. Measurements of 35 morphological characters were used for principal component and canonical variate analyses. Crossing experiments and chromosome counts were carried out. Two axes of morphological variation were encountered within the principal component plot. Variation of subsect.Biflores was traced along one axis, the species of subsect.Australes as well asSaxatiles were found along the other axis. The nomenclature of names of subsect.Biflores was considered on the basis of their geography, specific morphological characteristics and polyploidy. Conspecificity of names of all species was tested based on both morphology and crossability.