中国现代石松类和蕨类植物分类系统概览

回顾了蕨类植物的系统分类简史,介绍了世界上石松类和蕨类植物分类研究的最新成果,即石松类和蕨类是维管植物中的两大类群,其系统发育关系逐渐明确,分类系统已经得到更新。基于新的分类系统,中国石松类有1亚纲、3目、3科;蕨类有4亚纲、11目、37科及12亚科。     

中国现代石松类和蕨类的系统发育与分类系统

石松类和蕨类植物是以孢子繁殖的维管植物,在陆地植物演化上占据重要地位。随着分子系统学研究的开展,各大类群间的系统发育关系得以阐明,传统上的概念得以修正,新的现代石松类和蕨类植物的分类系统也被提出,并不断得到完善。该文介绍国内外在蕨类植物系统发育方面的研究成果,重点讨论中国分布的类群的分类处理。文中提出了一个完整的中国现代石松类和蕨类植物的分类系统,包括5亚纲、14目、39科及12亚科、约140余属。     

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。     

中国石松类和蕨类植物多样性研究进展

石松类和蕨类植物是维管植物的第二大类群, 其起源可追溯到4亿年前。在被子植物出现之前, 石松类和蕨类植物在古地球生态系统中占主导地位, 其重要性一直延续到现在。自20世纪40年代开始, 中国石松类和蕨类植物研究就令世界瞩目, 尤其是2017年第19届国际植物学大会在中国深圳召开后的5年时间里, 中国石松类和蕨类植物研究更是面向世界、走向国际, 研究更为广泛的科学问题, 在物种多样性、保护、系统演化和生态适应性等方面取得了一系列重要研究进展。2017-2022年, 多个中国研究团队利用多组学数据构建了世界石松类和蕨类植物科级水平的生命之树并提出了关键性状孢子囊环带演化的新模式; 解决了石松类和蕨类植物中目级、科级、属级和种级众多关键的系统分类学等问题, 发表了106个新分类群; 开展了大量的植物区系调查和研究, 出版了6部中国石松类和蕨类植物多样性专著和1部世界性专著; 对65种国家重点保护的石松类和蕨类植物进行了迁地保护, 同时实现了桫椤科、水蕨属(Ceratopteris)、观音座莲属(Angiopteris)和鹿角蕨(Platycerium wallichii)等重点保护类群的孢子繁殖; 在系统发育框架下, 研究了石松类和蕨类植物的生态修复功能和生态适应性演化。通过对2017-2022年研究成果的总结和思考, 本文对未来石松类和蕨类植物的发展提出以下建议: (1)提高中国寡型科属以及世界性大科大属的关注力度; (2)加强西藏、四川等薄弱地区石松类和蕨类植物的调查研究, 并结合新技术, 如DNA条形码等以提高区系调查中物种鉴别的效率和准确性; (3)运用多学科交叉的研究方法厘清各科、属、种间系统关系的同时, 还应加强系统和生态适应性演化之间的协同研究; (4)关注石松类和蕨类植物系统位置作为陆生维管植物演化起点的共性科学问题; (5)加强石松类和蕨类植物系统分类学与生态学、植物化学、保护生物学等学科间交叉合作研究。     

基于叶绿体基因rbcL和psbA-trnH间区探讨石杉科植物系统关系

关于石杉科Huperziaceae植物的分类,一直存在一些争议。在旧的分类体系中石杉科植物被包含在一个混合的石松科Lycopodiaceae和多谱系的石松属Lycopodium中。本文利用叶绿体rbcL基因和psbA-trnH基因间区序列探讨石杉科植物的系统位置及石杉科内部的分类关系,用最大简约法和邻接法对自测序列结合由GenBank下载的rbcL及psbA-trnH基因间区序列进行系统发育分析。结果显示,石杉科与Phylloglossum属关系较近,与石松科关系较疏远。在石杉科中热带石杉属Huperzia植物和马尾杉属Phlegmariurus植物的关系要比它们与其他石杉属植物更近。所以,我们的rbcL基因数据不支持秦仁昌关于石杉科分为石杉属和马尾杉属的分类处理。但是,因为我们的psbA-trnH序列没有包括热带种类,对石杉属植物和马尾杉属植物的关系无验证。因此需要更多的样品和序列数据进一步探讨石杉科的演化关系。     

石松类和蕨类植物质体基因组结构演化研究进展

近年来, 随着测序技术的发展, 石松类和蕨类植物的核基因组、质体基因组以及线粒体基因组研究发展迅速, 质体基因组研究工作更是呈爆发式增长。截至2019年3月1日, GenBank公布的石松类和蕨类植物的175个质体基因组中, 约3/4为最近两年新增。研究内容从早期对个别质体基因组结构和序列特征的简单报道, 逐渐发展到综合性的比较基因组学和系统发育基因组学研究。目前已发表的质体基因组覆盖了石松类和蕨类植物的所有目和大部分科, 这两大类群的质体基因组结构变异和系统发育的基本框架已逐渐清晰。这些研究为我们理解维管植物的早期演化提供了重要参考。本文对石松类和蕨类植物的质体基因组结构特征进行了系统梳理, 发现其结构变异主要包括大片段倒位、IR区边界变动、基因或内含子丢失等, 其中一些结构变异可作为较高分类阶元的共衍征。RNA编辑和长片段非编码序列插入普遍存在于石松类和蕨类植物的质体基因组中, 但其起源、演化机制和功能等仍不清楚。我们对质体基因组的应用、系统发育研究中质体和核基因组的优劣性, 以及系统发育基因组学的前景进行了评述。     

诸广山地区石松类和蕨类植物资源及区系研究

通过多次野外调查及资料整理,对诸广山地区石松类和蕨类植物的资源组成、地理成分、生态环境等方面进行了分析研究。结果显示:(1)诸广山地区共有石松类和蕨类植物37科、87属、249种,优势科为鳞毛蕨科、水龙骨科、金星蕨科、蹄盖蕨科、凤尾蕨科,优势属为鳞毛蕨属、凤尾蕨属、复叶耳蕨属、卷柏属,单种科有12个,单种属有39个,这些丰富度高的蕨类中既有古老孑遗种又有新生代年轻种,反映了该区蕨类植物的古老性与延续性。(2)从分布区类型来看,该区石松类和蕨类植物区系中以热带性质的科和属占绝对优势,分别占除世界分布类型外总科、属数的89. 3%和77. 6%,以泛热带分布类型为主。但种的地理成分复杂,温带成分略显优势,占50. 6%,以东亚分布类型为主,中国特有分布种占23. 3%;热带成分的种占26. 1%,以热带亚洲分布类型为主。表明该蕨类植物区系具有热带亲缘性,是明显的热带向温带过渡地段。(3)该区以土生蕨类群落类型为主,树生蕨类与石生蕨类随海拔升高而增多,物种丰富度在800-1 500 m处最高。     

通过现存蕨类植物多样性透视陆生植物的演化

<正>通常认为的蕨类植物(包括石松类和真蕨类)是现存陆生维管植物起源最早的活化石;但近年来随着分子生物学的发展,发现现存蕨类植物大部分是伴随着有花植物的兴起而新分化的类群(Schneider et al, 2004)。2014年, Science报道了瑞典科学家Benjamin Bomfleur等发现的一块亚细胞结构保存完好的1.8亿年前的蕨类植物化石,对该化石的髓部及皮层薄壁细胞处于间期的细胞核大小测量发现,它们     

石松类和蕨类植物的主要分类系统的科属比较

石松类和蕨类植物在秦仁昌（1978）系统、《中国蕨类植物科属志》、《中国植物志》、Christenhusz维管植物线性排列系统中和“FloraofChina”的科属组成、数量存在很大差异。秦仁昌（1978）系统收录63科223属,《中国蕨类植物科属志》63科226属,《中国植物志》61科220属、Chnstenhusz线性排列系统38科163属和“FloraofChina”38科177属。本文通过比较石松类和蕨类植物的几个主要分类系统中科属的变动情况,拟为新一代植物志（iFlora）中石松类和蕨类植物的编研提供依据。同时,还指出了几个主要的分类系统中关于中文名、拉丁名以及命名人的不一致和错误．为进一步研究提供检索和鉴定参考。     

泥盆纪石松类研究新进展

简要论述了近十年来泥盆纪石松类研究取得的主要进展。分支系统学研究增进了对石松类起源与谱系分异的认识,新构建的系统发育树中石松纲与真叶植物互为姐妹群,并识别出原始鳞木目和异孢石松类两个单系。基于化石数据库和定量统计分析,揭示了泥盆纪石松类的多样性演变模式:早泥盆世布拉格期(Pragian)石松类的属种数量显著增加,在埃姆斯期(Emsian)至艾菲尔期(Eifelian)逐步取代工蕨类,至晚泥盆世进一步辐射。依据华南、新疆及全球其他地区丰富的化石材料,大量泥盆纪的石松植物新类群得以建立,一系列已有属种得到详细的再研究,明确了这些植物的生物学特征,也促进了对石松类根系、生长和繁殖习性演化的深入理解。对华南早泥盆世的镰蕨类和挪威中—晚泥盆世乔木状石松的研究分别揭示了这一时期植物-土壤相互作用及热带森林群落面貌,为了解早期维管植物对地球环境和陆地生态系统的影响提供了新的资料。     

我国葫芦科植物离体培养研究进展

葫芦科植物包括多种瓜类蔬菜,对其进行离体培养研究具有重要的理论和实践意义.综述了国内在葫芦科植物器官培养、体细胞胚胎发生、花药培养、原生质体培养和体细胞杂交及离体遗传转化等方面取得的研究进展,并对葫芦科植物离体培养、遗传转化与育种的前景作了展望.     

我国葫芦科植物离体培养研究进展

葫芦科植物包括多种瓜类蔬菜,对其进行离体培养研究具有重要的理论和实践意义。综述了国内在葫芦科植物器官培养、体细胞胚胎发生、花药培养、原生质体培养和体细胞杂交及离体遗传转化等方面取得的研究进展,并对葫芦科植物离体培养、遗传转化与育种的前景作了展望。     

我国蝴蝶产业发展中亟待解决的几个问题

本文简略介绍了我国目前蝴蝶产业的背景情况和发展现状,着重阐述了该产业发展中亟待解决的目标与思路、政策与法律、科研与技术、人才与培养等一系列问题,并针地性提出了相应解决意见。     

Isolation of influenza viruses in different species of bird in Canada in 1978

As part of the international program on the ecology of influenza virus in animals sponsored by W.H.O., 357 influenza A viruses isolated from 2 293 cloacal samples collected from ducks and other bird species in Eastern Canada during the 1978 season were characterized antigenically. Seven hemagglutinin (Hsw 1, H2, H3, Hav2, Hav4, Hav6, Hav7) and six neuraminidase subtypes (N1, N2, Neq2, Nav1, Nav5, Nav6) in 18 different combinations were found. A comparison with viruses isolated during previous seasons indicates that subtypes do change from year-to-year and from place-to-place. Isolation of few viruses from passerine birds requires additional studies to determine if these species are truly infected with influenza virus in nature. This large reservoir of influenza A viruses circulating at the same time in ducks may well be involved in the appearance of new viruses in other species, including humans.