川蔓藻属系统分类和演化评述

川蔓藻属Ruppia为沉水单子叶植物,世界广布,主要为咸水和盐水生境,具有重要的生态价值、环境指示作用以及植物系统学研究意义.长期以来,川蔓藻属内种的数目以及属的系统位置一直存在争议.根据已有研究资料,目前川蔓藻属共有5个种--R.maritima、R cirrhosa、R. tuberosa、R, megacarpa和R.tuberosa、R.megacarpa和R.palycarpa得到多数学者的认可.关于其系统位置,主要有隶属于眼子菜科Potamogetonaceae和独立成川蔓藻科Ruppiaceae两种观点.尽管目前许多被子植物分类系统都承认了川蔓藻科.近年来分子系统学研究显示川蔓藻属与丝粉藻科cymodoceaceae和波喜荡科Posidoniaceae有近的亲缘关系,但对川蔓藻属和眼子菜属Potamogeton区别特征的比较结果倾向于支持将其放在眼子菜科.本文还结合川蔓藻属及相关类群的化石记录和果实特征对其演化进行了初步探讨,化石属Limnocarpus和Midravalva被认为是川蔓藻属较早的祖先类群,并认为该属植物应该是由淡水祖先逐渐演变成现在的咸水生长植物.最后,提出了在川蔓藻属未来研究中有待进一步解决的问题.     

玉兰肉质外种皮挥发性成分与功能的初步研究

以玉兰(Magnolia denudata Desr.)发育成熟的种子为材料,采用水蒸气蒸馏法和GC-MS技术对其肉质外种皮化学成分的种类和含量进行了分析研究,并就玉兰肉质外种皮对其种子吸水和失水的影响以及化感作用进行比较研究,以探讨其相应的生态学和生物学功能。结果表明:(1)玉兰肉质外种皮占整个完整种子重量的48.25%,有无肉质外种皮对其种子自身吸水没有明显影响,但在失水过程中有肉质外种皮的种子失水较慢,具有一定的保水作用。(2)玉兰种子肉质外种皮中萜烯类和醇类的种类较多,分别有12种和11种;但酮类和酯类的相对含量较高,分别为32.84%和18.03%,其中含量较多的成分依次是甲基庚烯酮(31.95%)、乙酸丁酯(17.69%)、对伞花烃(13.64%)和芳樟醇(6.61%)。(3)玉兰肉质外种皮浸提液对豌豆、白菜种子萌发具有明显的抑制作用,且随着浸提液浓度增加,豌豆种子发芽率由86.7%下降为6.0%,白菜种子发芽率由28.0%下降为0。研究推测,玉兰种子的肉质外种皮在功能上可能是一种类似肉质果果肉的结构,具有丰富的化学成分,不仅可以吸引鸟类传播其种子,也具有一定的化感作用。     

混合样品代表地衣元素积累的平均水平——来自元素含量不同的两种地衣的证据

地衣是大气元素沉降的良好监测生物,其元素积累能力具有物种间和个体间差异。地衣原位监测法常使用混合样品代表每个样点的地衣元素积累水平,但混合样品的代表性及其在不同地衣之间的差异尚需进一步研究。以电感耦合等离子体质谱法（inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS）测定了内蒙古多伦县的丽石黄衣Xanthoria elegans和皮果衣Dermatocarpon miniatum 52种元素的含量并比较了样点内变异和物种间差异。结果显示,丽石黄衣与相似生境中的地衣元素含量大致相似,证实了研究区域以沙尘沉降为主的大气沉降特点。两种地衣的元素排序基本一致,表明其元素来源相同。7种营养元素（Ca、K、Mo、P、Rb、S和Se）的含量在物种间差异不显著,与地衣的生理调节有关。Hg含量的物种间差异不显著,可能与Hg的挥发性有关。皮果衣中44种元素（Al、As、B、Ba、Be、Bi、Cd、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Dy、Er、Eu、Fe、Gd、Ge、Ho、La、Li、Lu、Mg、Mn、Na、Nb、Nd、Ni、Pb、Pr、Sb、Sc、Sm、Sr、Tb、Th、Ti、Tl、Tm、U、V、Y、Yb和Zn）的含量是丽石黄衣的1.32-2.05倍,表明皮果衣具有较高的、元素特异性的元素积累能力。样点内除Ca含量变异较大（CV>31%）之外,其他51种元素的含量样点内变异在皮果衣和丽石黄衣中均<27.5%,表明混合样品在两种地衣中均可较好地代表地衣元素积累的平均水平。     

物种和基物偏好对河北太行山区六种地衣的元素含量的影响

为了解物种和基物偏好对地衣元素水平的影响,测定了采集于河北太行山区6个地点的6种地衣体内的16种元素(Al、Ba、Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Na、P、S、Sc、Sr、Ti、V和Zn)的含量。这6种地衣包括3种石生地衣(鸡冠胶衣Collema cristatum、中国石黄衣Xanthoria mandschurica和淡腹黄梅Xanthoparmelia mexicana),2种土生地衣(莲座石蕊Cladonia pocillum和石果衣Endocarpon pusillum),及1种树生地衣(毛边黑蜈蚣衣Phaeophyscia hispidula)。主成分分析(PCA)和费里德曼双向秩方差分析(Friedman检验)结果显示,物种和基物偏好对地衣体内元素含量的影响显著,而地点的影响不显著。树生地衣累积的大气源元素(P、S和Zn)高于土生和石生地衣。土生地衣体内的地壳源元素(Al、Ba、Fe、Mn、Mo、Na、Sc、Sr、Ti和V)和大气源元素Cr的含量最高。石生地衣的大气源元素(P、S和Zn)含量近于土生地衣,但地壳源元素含量较低;3种石生地衣在这些元素的含量方面差异不大。这些结果表明以地衣化学组成监测大气元素沉降的研究需慎重考虑物种及基物偏好的影响。     

臭椿不同发育阶段叶片表面结构特征

利用光学显微镜和扫描电子显微镜技术,对臭椿(Ailanthus altissima(Mill.)Swingle)叶片从叶芽到成熟叶4个发育阶段(叶芽、幼叶、近成熟叶和成熟叶)的4种叶表面结构(表皮毛、气孔器、角质层、腺体)进行了详细地观察和比较。结果显示:叶片上、下表面具单细胞非腺毛和头状腺毛两种表皮毛,其密度在叶芽阶段最大,之后随着叶片的生长和展开表皮毛密度逐渐降低;气孔器主要分布于下表面,叶片近成熟时气孔器密度最大;角质层具有条纹状结构,其隆起程度在近成熟叶阶段达到最大;叶片基部两侧具锯齿状突起,每个突起上有一个腺体,腺体发育成熟后可分泌透明黏液。说明叶片表面各结构特征是臭椿对环境长期适应的结果。     

中国新生代植物演化及古气候、古环境重建研究进展

文中侧重于介绍近5年来中国新生代植物研究的新进展,以研究实例方式,重点列举从新生代植物类群发现、气候定量重建、历史生物地理、全新世植物遗存反映的环境变化与人类活动等4个方面研究的亮点和最新成果.     

内蒙古白音敖包国家自然保护区种子植物多样性及区系研究

通过野外实地调查,结合标本鉴定和文献研究,对内蒙古白音敖包国家级自然保护区种子植物多样性和区系特征进行了统计分析,并对白音敖包自然保护区与周边4个地区(章古台、木兰围场、达里诺尔、乌斯吐)种子植物区系的相似性进行比较分析。结果表明:(1)白音敖包自然保护区植物物种多样性较为丰富,共有野生种子植物72科261属526种,但多样性却表现出一定的脆弱性。(2)在植物区系科的组成上,主要有8个优势科;属的组成则主要为单种属和寡种属,共计246属,占本区系总属数的94.26%;在生活型方面草本植物占绝对优势,而在水分生态类型的分布上中生植物最多。(3)在科、属的地理分布类型中,温带成分占绝对优势,区系温带性质明显;而且区系成分具有一定的古老性,但特有程度较低。(4)该研究区与邻近4个植物区系的属相似性分析发现,白音敖包自然保护区与达里诺尔的属相似系数最高,与乌斯吐相似性较低。     

植物冰冻切片条件的优化及其与石蜡切片在组织化学应用中的比较

冰冻切片是植物组织学研究中一项重要的实验技术,冷冻温度和冷冻时间是决定切片质量的关键因素。通过比较15种冰冻切片条件,得出植物组织直接冰冻切片较适宜的冷箱温度、冷台温度和冷冻时间。同时,通过对5种植物的不同组织进行组织化学染色,比较了新鲜材料直接冰冻切片与常规石蜡切片在不同化学成分鉴定上的异同及各自的适用范围。结果表明,对于多糖、蛋白质和角质,两种切片方法的鉴定结果比较一致,但对于脂肪只能采用冰冻切片技术。研究结果对植物组织学实验和研究方法的改进具有一定的参考价值。     

北京7种鬼针草属植物果实微形态特征及其系统学意义

采用扫描电镜方法对北京地区鬼针草属植物7个种的果实微形态特征进行了观察、比较。结果表明:(1)7种鬼针草属植物瘦果的果体形状、表面棱的数目、芒刺(冠毛)数目及其上倒刺数目和生长位置等特征可以作为鉴定各种的重要形态学依据。(2)根据果皮在扫描电镜下表面纹饰类型及表皮细胞形状等特征,可将7种鬼针草分为两类:一类果皮表面为典型的网纹纹饰,表皮细胞呈不规则多边形,细胞界限明显;另一类果皮表面为条状网纹或纵条纹纹饰,表皮细胞呈长圆形或长条形,细胞界限不明显。由于7个种的果皮表面纹饰有着明显的差异和各自的特点,并与根据叶形、地理分布及分子等证据得出的系统亲缘关系结果基本相符,表明这一特征可能具有一定的系统学意义。     

极小种群植物川柿叶绿体基因组特征与系统发育分析（附录）

川柿(Diospyros sutchuensis)为极小种群和国家重点保护野生植物,分布范围狭窄,种群数量极少。目前,川柿基因组信息缺乏,在柿属(Diospyros)中的系统亲缘关系不明确。该研究通过Illumina平台对川柿叶绿体基因组进行测序,应用Getorganellev1.7.3.4和PGA软件对基因组进行组装和注释,使用DnaSP6.12.03软件进行多序列对比分析,并使用REPuter、Tandem Reapeats Finder和MISA软件进行重复序列分析,使用CodonW1.4和EasyCodemL软件分别进行密码子偏好性和选择压力分析。同时,基于4个不同的叶绿体基因组序列数据集,使用IQtree软件分析川柿与11个柿属物种的系统发育关系。结果表明:(1)川柿叶绿体基因组全长157 917 bp,包含1对26 111 bp的反向重复区、大单拷贝区(87 303 bp)和小单拷贝区(18 392 bp),GC碱基含量为37.4%。(2)川柿叶绿体基因组共注释到113个基因,包括79个蛋白编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因; 共检测到49个长重复序列、27个串联重复序列和34个简单重复序列; 蛋白编码基因中高频密码子31个,多数密码子末位碱基为A或U,编码亮氨酸的密码子使用最多; 基因组编码区比非编码区更为保守,10个高变热点区域可作为潜在的分子标记; 蛋白编码基因中有8个基因(ndhB、ndhG、ndhI、rbcL、rpoB、petB、petD、rps12)受到正选择压力。(3)系统发育分析显示,川柿与老鸦柿(D. rhombifolia)和乌柿(D. cathayensis)亲缘关系最为密切,它们与海南柿(D. hainanensis)共同形成一个单系分支。该研究结果既为川柿及柿属种质资源鉴定、遗传多样性保护以及种群恢复等提供了叶绿体基因组资源,也为阐明川柿的系统进化提供了重要的分子信息。