越南苦苣苔科石蝴蝶属植物随记暨国家级分布新记录

石蝴蝶属(Petrocosmea Oliv.)植物的现代分布与分化中心位于中国的西南山地以及周边国家和地区,如印度(阿萨姆邦)、缅甸、泰国、越南等也有分布。近年来,中国和中南半岛上各个国家和地区的新分类群和国家级新记录层出不穷,进一步加深了研究人员对中国和中南半岛植物区系以及该属植物在上述区域的多样性的理解。例如,滇黔石蝴蝶[Petrocosmea martinii (H. Léveillé)H. Léveillé]和丝毛石蝴蝶(P. sericea C.Y. Wu ex H. W. Li)曾被认为是中国的特有种,前者分布于贵州、广西北部和云南东南部,而后者仅见于云南东南部。该文报道了这两种石蝴蝶属植物的越南国家级分布新记录。这两个新记录种的发现,使得越南分布的石蝴蝶属植物种的数量上升到了5 种,这些新记录种的报道或暗示未来在与中国西南山地邻近的地区还将会有更多该属的新分类群或新记录有待发现。该文还同时提供了这两个国家级分布新记录物种的描述、图示、濒危等级现状评价以及目前所有越南已知分布的石蝴蝶属植物的检索表以备检索和核对。     

石山苣苔属四种(含一变种)植物的染色体数目和倍性研究

石山苣苔属(苦苣苔科)约41种,主要分布于我国西南石灰岩地区。到目前为止,仅其中四种的染色体数目被研究和报道,其余绝大多数物种的染色体数目和倍性尚不清楚,染色体数目和倍性在该属及其姐妹属报春苣苔属中的演变历史及其对两属物种多样性分化的影响亦不清楚。该文以叶片水培生根法获取的四种(含一变种)石山苣苔属植物 [即石山苣苔原变种(Petrocodon dealbatus var. dealbatus)、齿缘石山苣苔(Petrocodon dealbatus var. denticulatus)、弄岗石山苣苔(Petrocodon longangensis)、石山苣苔未定名种(Petrocodon sp.)]的根尖细胞为材料开展染色体实验,探索了多种不同的实验条件对染色体制片效果的影响并获取染色体数目,在石山苣苔属和报春苣苔属的系统树上追踪了染色体数目和倍性的演变历史,同时探讨染色体数目尤其是倍性变化是否对两属物种多样性分化存在影响。结果表明:(1)长度为1～1.5 cm的根尖,0.002 mol·L^-1 8-羟基喹啉溶液预处理5 h,解离4 min为较适宜的染色体制备条件。(2)四种(含一变种)石山苣苔属植物染色体数目一致,均为二倍体(2n=2x=36)。(3)两属之间及两属各自的最近共同祖先染色体数目尚不能确定,除个别物种染色体条数或倍性有变化以外,其余已知染色体数目的物种均为2n=2x=36,在两属中高度一致,石山苣苔属与报春苣苔属物种多样性分化尤其两属物种多样性巨大差异与染色体数目和基因组倍性变化无关。综上结果为石山苣苔属植物及其近缘类群染色体制备提供了参考,也为进一步对该类群的分类、系统演化和物种形成等方面的研究提供了基础数据和启示。     

未来气候变化对四种木姜子地理分布的影响

该文利用最大墒模型(Maxent)和地理信息系统(ArcGIS 10.3)软件对中国木姜子属(Litsea)四种资源植物在我国当代、未来(2061年—2080年)气候条件下的潜在分布区进行预测,并对其适宜区进行分析和划分。结果表明:山鸡椒(Litsea cubeba)适宜区广泛分布在长江以南区域,在未来时段2061年—2080年两种(RCP2.6、RCP8.5)二氧化碳浓度情景下适宜区面积分别减少4.9%和0.5%; 毛豹皮樟(L. coreana)适宜区主要分布在中亚热带及北亚热带区域,分布相对偏北,其在未来2061年—2080年两种二氧化碳浓度情景下适宜区面积分别增加5.6%和4.5%; 华南木姜子(L. greenmaniana)适宜区主要分布在我国南亚热带区域; 毛叶木姜子(L. mollis)适宜区广泛分布在亚热带区域。这两种树种在未来气候RCP2.6情景下适生面积减少1.0%和3.3%,在RCP8.5情景下减少5.6%和8.3%。上述结果说明木姜子属不同种由于生态习性差异对未来的气候变化的响应不尽相同,对这些植物引种栽培须考虑气候变化的影响。     

藏药“榜间”主流品种基原植物的潜在分布研究

“榜间”为常用大宗藏药,但其生境特殊,生态位狭窄,部分品种资源量小,甚至濒危。为了明确“榜间”原植物的生态环境,预测生态适宜区分布,寻找影响适宜性分布的主要生态因子,该文以大花龙胆(Gentiana szechenyii)、高山龙胆(G. algida)、蓝玉簪龙胆(G. veitchiorum)、华丽龙胆(G. sino-ornata)和短柄龙胆(G. stipitata)五个主流品种为研究对象,采用生态学调查方法进行实地调查,以分析各品种的分布特征和生境特点,并应用MaxEnt模型和ArcGIS软件,预测潜在分布区。结果表明:(1)“榜间”五个主流品种的生长均需要较好的土壤肥力条件,大花龙胆和短柄龙胆仅分布于草本层低矮的草甸或草甸灌丛,其余品种因茎有较大的伸长幅度,生态幅较广。(2)海拔是影响“榜间”五个主流品种分布的限制因子,对大花龙胆、高山龙胆、蓝玉簪龙胆、华丽龙胆和短柄龙胆生境适宜性的贡献率分别为56.5%、39.6%、49.4%、48.1%和44.2%,高山龙胆主要分布在海拔1 500 m以上的地区,而另外四个品种主要分布于海拔2 600 m以上的地区。(3)藏药“榜间”五个主流品种生长适宜区主要集中在四川、青海、云南、甘肃和西藏五省(区),但不同基原植物在各省(区)的分布面积和空间格局有差异,大花龙胆和高山龙胆的最适分布区集中在四川、甘肃、青海、西藏四省(区)交界处,后者在新疆地区也有最适分布区; 蓝玉簪龙胆最适生长区位于四川中部、四川北部接壤青海及甘肃处、四川西南部接壤云南处、西藏东部; 华丽龙胆与短柄龙胆最适生长区主要位于四川、青海、甘肃的交界地带,适生区范围较蓝玉簪龙胆狭窄。研究结果与实际调查结果基本相符,可以为“榜间”野生资源的保护及相关植物的人工栽培提供科学依据。     

微藻种质资源库——藻类科学研究和产业发展的重要平台

微藻是指一类形态微小, 能够进行光合作用, 以单细胞或简单多细胞形式存在的藻类。作为一类重要的生物资源, 活体微藻的保藏和共享服务是开展藻类科学研究和藻类产业发展的必要平台和基础。坐落于中国科学院水生生物研究所的淡水藻种库(FACHB-Collection)正式成立于1973年, 1996年作为创会成员加入中国科学院典型培养物保藏委员会; 2019年成为国家水生生物种质资源库的核心成员。该库保藏逾3400株微藻, 隶属于9门169属。年均为国内外用户提供2500株藻株, 并提供藻种鉴定、分离纯化和培养技术等方面的服务和咨询。文章回顾了国际微藻种质资源库的发展历史和现状, 介绍了国内微藻种质资源保藏情况, 着重介绍国家水生生物种质资源库——淡水藻种库在库藏藻株多样性、共享服务、藻株无菌化、超低温保藏技术及优良品种选育与应用等方面的进展, 瞄准提升我国在藻类学研究和藻类产业研发的竞争力, 提出了藻种资源库未来发展的建议。     

中国特有属藤山柳属(猕猴桃科)植物的叶表皮形态及其分类学意义

由于形态特征变异和地理分布区域存在重叠,中国特有属藤山柳属(猕猴桃科)的物种划分问题长期以来存在争议,曾被分为20种或修订为含1种4个亚种的单型属。该研究选取了在形态和地理分布上有代表性的29个居群的184份标本,利用光学显微镜和扫描电镜观察了叶表皮形态和微形态特征,以探讨它们的分类学意义。结果表明:(1)藤山柳属植物叶表皮毛被的形态和微形态特征有3类,即光滑-短柱状毛、刚毛-长柱状毛/长刺毛、绒毛-单列多细胞毛,且这些特征在居群间差异明显,并各具明显的地理分布格局,支持把藤山柳属分为3类,即光滑类、刚毛类和绒毛类。(2)3类藤山柳植物在个别居群表现出部分同域分布现象,在峨眉山不同海拔高度的3个居群存在垂直地带性分布特点。(3)藤山柳属植物叶表皮的其他形态特征,如不规则型表皮细胞、6类气孔器、叶表皮初级蜡质纹饰以网状隆起为主,伴随着2～4类次级纹饰,在居群间变化多样等均没有明显的分类学意义。(4)由于具有相同的叶表皮形态特征和地理分布,建议把繁花藤山柳合并到绒毛藤山柳,故支持藤山柳属是1个正处于分化进程中的单型属,包括1个种3个亚种。     

‘培矮64S’与其eui突变体‘长选3S’穗颈节间蛋白质组差异分析

为从蛋白质表达水平了解长穗颈温敏核不育水稻穗颈节间伸长机理,该研究以长穗颈(EUI)温敏核不育水稻‘长选3S’为材料,温敏核不育水稻‘培矮64S’为对照,采用固相pH梯度双向凝胶电泳和质谱分析方法,对2个水稻材料抽穗前2 d的穗颈节间蛋白质进行分离,并进行差异蛋白质组学的比较研究。结果表明:(1)获得了分辨率和重复性较好的双向凝胶电泳图谱。(2)对40个差异蛋白质点进行MALDI-TOF-TOF-MS肽质谱指纹图谱分析,成功鉴定其中27个差异蛋白质点;与‘培矮64S’相比,‘长选3S’中有17个上调表达和10个下调表达的蛋白质。(3)差异蛋白质按照其功能可分为6类,其中主要是与细胞代谢相关蛋白,其次是与细胞壁重建相关蛋白;并且这些差异蛋白质可能与‘长选3S’抽穗期穗颈节间剧烈伸长生长有关,尤其是细胞壁重建相关蛋白与细胞的伸长密切相关。(4)实时荧光定量PCR对随机挑选的蛋白点2、7、8、24、35和36所对应的基因在两个材料最上节间的表达结果显示,‘长选3S’的2(Os10g08550)、7(Os12g42876)、8(Os01g55830)基因的表达量较‘培矮64S’明显下调,而24(Os06g48760)、35(Os05g25850)、36(Os07g42300)基因的表达量较‘培矮64S’显著上调,表明q-PCR的结果与蛋白凝胶图分析结果一致。研究认为,水稻eui基因可能是通过调节抽穗期穗颈节间这些蛋白质的表达,从而促进穗颈节间细胞分裂,尤其是细胞的伸长生长。     

转基因植物与近缘种之间基因流的研究进展

随着转基因植物的大面积种植,转基因植物的生态风险受到广泛关注,其中主要的风险是转基因植物与近缘物种之间的基因流及其影响。本文综述了目前商业化种植的转基因作物油菜、棉花、玉米和大豆,以及未商业化种植的水稻、小麦的基因流研究进展;分析了不同转基因作物与其近缘种之间发生基因流的频率和最远发生距离;介绍了降低基因流发生的方法。基因流频率受物种亲缘关系、花期重叠时间、风速风向等因素的影响,最远发生距离受气候条件、传粉媒介、地理条件等因素的影响。转基因作物与其近缘种之间的基因流频率与距花粉源的距离呈负相关关系(y=-0.59x-0.46,R²=0.25,P<0.01),亲缘关系近的基因流频率高。为了降低转基因植物与其近缘物种之间的基因流风险,建议采取“分区管理”的策略,并加强基因流发生之后的生态风险评价研究。     

喀斯特次生林幼树更新空间分布格局及种间关联性

本研究以贵州省喀斯特典型区域紫云苗族布依族自治县撂荒30余年后自然恢复形成的次生林为对象,设置140 m×120 m固定样地,系统调查样地内幼树更新,并采用空间点格局分析方法分析幼树更新优势种群在不同空间尺度下的分布格局和种间关联性。结果表明: 调查样地中幼树共计1291株,包括39个树种,其中光皮桦、化香、马尾松、枫香和山杨5个树种的幼树个体数量总和达83.7%,重要值总和达77.8%,为幼树更新的优势树种。光皮桦、化香和枫香3个幼树优势种群的空间分布格局在0～60 m空间尺度上均呈现较强的聚集分布;马尾松和山杨2个幼树优势种群在小尺度上呈现聚集分布,大尺度上则随机分布。幼树优势种群空间关联性多呈现正关联,仅马尾松与枫香和山杨在小尺度呈现正关联,大尺度呈现不相关。调查样地5个幼树优势种群空间分布格局及种间关联性差别较大,可能与树种的生物学特性、生境及空间资源的利用密切相关。目前,林分多以先锋树种为主,群落结构不稳定;以马尾松和光皮桦为优势种群的松-桦混交林可能成为下一阶段演替方向,建议通过森林经营措施加快植被恢复进程。     

干旱河谷微生境变化对乡土植物幼苗定植的影响

干旱区植被斑块状分布格局引起的微生境差异对植被更新影响显著。气候变化和人类活动扰动下, 干旱区生态系统微生境多样化, 急需揭示乡土植物定植对不同微生境斑块变化的响应及其种间差异性, 并采用微生境调控技术促进退化生态系统植被恢复。该研究选择岷江干旱河谷区自然分布的灌木、半灌木和裸地微生境斑块, 采用移栽鞍叶羊蹄甲(Bauhinia brachycarpa)幼苗的试验方法, 揭示微生境变化对幼苗定植的影响; 进一步以极端退化的道路边坡为案例, 通过6种乡土植物种子直播试验探讨微生境调控技术及其对乡土植物幼苗定植的促进作用。结果显示, 在自然生态系统中, 裸地斑块上幼苗保存率和生物量显著大于植被斑块, 表明裸地微生境有利于幼苗定植; 养分添加仅对裸地斑块中幼苗生物量积累有促进作用。在裸地斑块中, 叶片生物量所占的比例和比叶面积较小, 相反根和茎生物量所占的比例较大。道路边坡上植被恢复试验结果显示, 6种乡土植物均能较好地适应土石混杂的边坡生境, 多数物种出苗率大于60%; 灌木幼苗保存率大于75%, 并且形成镶嵌式乡土灌草群落结构。地表覆盖和养分添加提高了边坡上种子出苗率和幼苗保存率, 促进了幼苗定植和结构稳定。该研究提供了有效促进工程边坡上乡土植物定植的方法, 可为干旱、半干旱生态系统退化荒坡和工程破坏地乡土植被恢复提供理论依据和技术指导。