我国小麦族的形态演化与分类、分布的研究

本文以演化形态为基础,结合地理分布和生境条件,研究了中国小麦族的分类和属 间的亲缘关系。 小麦族的穗状花序可认为由雀麦族的圆锥花序和短柄草族的总状花序演化而来,演化路 线可归纳为：1．圆锥花序的各级花序柄缩短直接形成圆锥穗状花序,具不定数小穗或假单生小穗,其颖与外稃的中线及小穗轴不在同一面上。2．圆锥花序简化为总状花序后小穗柄再缩短,形成简单穗状花序,具真单生小穗,其颖、稃的中线与小穗轴处于同一面上。 3．聚伞圆锥花序简缩为聚伞穗状花序,具三联小穗,其居中小穗的颖位于外稃的背面,侧小穗的颖位于外稃 的侧面。据此,根据小麦族颖、外稃的形态和其它性状、生境、分布,国产的和引种的小麦族植物可分为13个属(赖草属、披碱草属、鹅观草属、偃麦草属、山羊草属、小麦属、冰草属、旱麦草属、黑麦属、簇毛麦属、新麦草属、大麦属和猬草属),本文主要讨论了它们之间的亲缘关系。     

我国小麦族的花序形态演化及其属间亲缘关系的探讨

禾本科的花序为变态的分枝系统,在其穗轴的节上不着生正常的枝叶而代之以小穗。小麦族的花序为穗状花序。穗领为退化的顶生叶叶鞘遗迹,它围绕着茎杆,而在其对面,叶鞘两边缘抱茎,形成一缝隙,穗轴为杆向上延伸着生小穗的部份,呈扁平长方形,两个扁平面的方位分别与穗领着生面和裂缝面相一致。顶生小穗的两个颖平行于穗轴的扁平面;侧生小穗的两个颖垂直于穗轴的扁平面。小麦族的穗状花序是由雀麦族的圆锥花序和总状花序简缩苞叶和花柄而来,二至数枚小穗并生在穗轴的同一节上者形成圆锥穗状花序,三枚小穗并生在同一个节上者,形成聚伞穗状花序,仅留一枚小穗单生在一个节上者,形成简单穗状花序。单生小穗中两颖中脉与外稃中脉和小穗轴三者同位于一个面上的称为真单生小穗;否则,颖和外稃移动了这个位置者名为假单生小穗。假单生小穗类型与并生小穗类型之间往往发生互相转变;而真单生小穗类型则相当稳定。     

一粒小麦的核型分析

利用火焰干燥涂片方法制备染色体玻片标本。 比较了栽培一粒小麦和野生一粒小麦 10个不同材料的核型。细胞学观察表明,它们的核型很相似,可能同属小麦的A染色体组。它 们都具有7对染色体(2n＝14), 即5对中部着丝点染色体和两对亚中部着丝点染色体。所有材料的第5对染色体都带有随体。     

中国主要禾本科植物花的基本类型与系统分类

本文研究、分析了禾本科33个族、174个属(632种)的花的性状;讨论了重要性状演化的趋势。根据花、尤其花中鳞被的比较形态,把禾本科植物的花概括为三大类型七个亚型：竹型(包括真竹亚型,稻亚型、芦竹亚型、针茅亚型)、早熟禾型(含早熟禾亚型)和黍型(包括画眉草亚型,真黍亚型)。其结果与花的基本类型相对应的大类群,以及与幼苗基本类型、颖果基本类型相对应的大类群是一致的,即竹亚科、稻亚科、芦竹亚科、针茅亚科、早熟禾亚科、画眉草亚科,黍亚科。     

小麦族花序的起源和族间亲缘的探讨

狐茅亚科中的花序存在着圆维——总状——穗状三种典型形态和中间型组成的系列,暗示着花序演变的某些线索。具圆锥花序的种所发生的生态变化和具穗状花序的种所发生的返祖现象,表明该亚科中花序演化的主流方向是简化。小麦族的穗状花序由雀麦族辐射状圆锥花序和相应的总状花序衍生而来。它们的小穗排列方位规律相同。黑麦草属穗状花序与羊茅属扁平状圆锥花序小穗排列规律一致。与小麦族,雀麦族不同。黑麦草属与羊茅属一起为狐茅族成员。此外,幼苗形态的迹象进一步表明:雀麦族是小麦族的近缘族,建议两族合称小麦族系或超族;狐茅族、燕麦族、翦股颖族和虉草族均为小麦族的远缘族,建议合称为狐茅族系或超族。     

大麦属的属间亲缘和属下分类的研究

本文研究了国产和引进的大麦属及其近缘属植物。从习性、穗轴、三联小穗柄、三联小穗的可育性、小穗含花数、颖、外稃、芒和颖果与稃体的离合等各方面比较了大麦亚族Subtrib.Hordeinae 各级分类群的形态;综合论述了其演化方向;并据此阐明大麦属与近缘各属的亲缘关系;最后还据此作出了大麦属下的分类系统表和分种检索表。     

我国针茅族小穗的形态演化及其属间亲缘关系的探讨

针茅族的小穗为变态的枝,外桴为变态的叶。桴体相当于叶鞘,芒相当于叶片。外桴顶端与芒接连处的二个裂片相当于叶耳。芒上的细刺或羽毛相当于叶片上的毛。外桴基部的胝质结构形成基盘。研究形态演化,结合地理分布和生境条件,可进一步了解属间亲缘关系。外桴具深裂片者,尤其外桴脉纹互相平行且分别延伸于各裂片中者,为原始类型;诸脉于桴体顶部相汇合且互相结连而在桴体顶部与芒间形成冠状结构者,为演化形态。芒由短而直伸演变为长而扭转、膝曲并被细刺或柔毛。外桴的质地一般由薄弱演变为坚硬。基盘则由短钝延长成锐利的尖端。基于外桴形态的变异,最后讨论了针茅族的属间亲缘关系。     

我国主要禾本科植物幼苗发育基本类型与系统分类

本文在观察了代表22个族76个属的203种禾本科植物幼苗的发育过程和 各种性状的基础上,探讨了重要性状的形成与分布区、生境条件的关系及重要性 状之间的相关性。 根据胚轴和根系发育的不同形式,将禾本科幼苗划分为三大 型：竹型、狐茅型和黍型。根据苗叶和不定根的特点,又把这些大型分为七个 亚型：真竹亚型、稻亚型、芦竹亚型、针茅亚型、狐茅亚型、画眉草亚型和真黍亚 型。 经过与胚体和植株各方面数据的互相印证,证明与幼苗形态的七个亚型相 对应,在系统分类上是七个亚科：竹亚科、稻亚科、芦竹亚科、针茅亚科、狐茅亚科、画眉草亚科和黍亚科。     

中国主要禾本科植物颖果形态的基本类型与系统分类

本文在观察了31个族109个属324种禾本科植物果实形态的基础上,探讨了重要性状演化的趋势及其与分布区和生境条件的关系。根据果实大小,整体形状,腹面和脐的形态,胚与果的长度比值,果端有无茸毛,花柱是否宿存,尤其横切面轮廓等,将禾本科的颖果形态划分为三大类型七个亚型。 经过与细胞染色体、胚体、幼苗和植株各方面数据的互相印证,证明与颖果形态的七个基本类型相对应,在系统分类上是七个亚科。     

中华猕猴桃GRAS基因家族鉴定及低温胁迫表达分析

GRAS基因家族广泛参与植物生长和逆境响应，而低温是制约猕猴桃生产和分布的重要因素之一，鉴定猕猴桃GRAS基因家族，分析其在低温胁迫中的表达情况，为猕猴桃的抗寒研究和品种选育提供理论依据。以中华猕猴桃‘红阳’基因组为参考进行GRAS家族保守结构域比对，通过对鉴定到的家族成员进行系统进化树、蛋白理化性质、基因结构、蛋白三级结构、蛋白质motif、顺式作用元件、共线性、密码子偏好性和基因表达模式等进行分析。结果表明，猕猴桃基因组共存在79个GRAS家族成员，分属于8个亚家族，且各亚家族基因、蛋白结构有所差异。顺式作用原件分析显示该家族基因参与多种植物激素、生长发育以及胁迫响应。密码子偏好性分析发现，该家族密码子第3位碱基更偏好使用嘧啶类碱基（G/T）。鉴定到6个基因可能参与猕猴桃低温胁迫过程，并进行荧光定量PCR验证了该猜测。该研究补充了猕猴桃GRAS基因家族鉴定分析的空白，为猕猴桃抗寒研究奠定分子基础。