河北木蓝的叶表型可塑性研究

以中国分布最广、形态变异复杂且分类上存在争议的木蓝属植物河北木蓝(Indigofera bungeana Walp.)为研究对象,运用GIS技术从较大尺度上(17省28县29个居群)进行叶表型可塑性分析,利用表型可塑性指数和变异系数对叶表型可塑性进行评价,并对叶表型性状与环境因子的相关性进行分析。结果显示:河北木蓝叶表型性状在居群间的变异大于居群内;叶长、叶柄长、最少小叶数、最多小叶数、小叶长、小叶宽6个叶表型性状均具有可塑性,其中叶长的可塑性最大,小叶数目的可塑性最小;年均降水量是对叶表型可塑性影响最大的环境因子;6个叶表型性状与海拔均呈负相关,与年均气温呈正相关。研究结果可为河北木蓝的分类、适应性进化和开发利用奠定基础。     

基于cpDNA和ITS序列对庭藤复合群的居群遗传学研究

采用2个叶绿体基因组片段(ndh J-trn F和trn D-trn T)和核基因组ITS序列对分布于中国东部和相邻地区的庭藤复合群(Indigofera decora complex)的24个居群进行分析,探讨该复合群的遗传多样性、单倍型分布、遗传结构和居群历史动态。cp DNA和ITS序列分析表明,庭藤复合群的单倍型多样性较高,而总体遗传多样性偏低(cp DNA片段:Hd=0.778,π=0.00123;ITS:Hd=0.909,π=0.01290);皖浙地区居群的遗传多样性相对较高,推测其可能是该复合群遗传多样性的分布中心。遗传变异主要存在于复合群居群间,种内居群间遗传分化较大(cp DNA片段:FST=0.848;ITS:FST=0.787);基因流较小(cp DNA片段:Nm=0.228;ITS:Nm=0.241),主要是地理隔离(遗传漂变)或生境片段化促进了物种形成;复合群的不同物种间存在由基因渐渗引起的单倍型共享现象,可能是种间不完全的生殖隔离所致。花木蓝的居群单独聚为一枝,且与其他种无共享单倍型,因此应保留花木蓝种的分类地位,而其他种的分类地位有待进一步研究。     

四川木蓝复合群的形态特征变异及其ITS序列分析

四川木蓝复合群(Indigofera szechuensis complex)为豆科木蓝属植物,共包含四川木蓝等9个种。本研究以四川木蓝复合群9个种的31个居群为材料进行形态特征变异及其ITS序列分析,结果表明:四川木蓝复合群9个种的形态性状差异主要集中在叶片大小及花序长短上;主成分分析显示,最大叶长、叶片毛被、花药毛被、小叶长宽比是种间主要形态特征差异;ITS序列分析显示,除滇木蓝外,四川木蓝复合群其余8个种的ITS序列差异较小且难以区分,因此四川木蓝复合群的这8个种可能是一个正处于分化过程中的类群,横断山区多样化的生境及复杂的地质历史可能是促使其分化的主要原因。     

河北木蓝叶表型对干旱胁迫的响应

干旱胁迫下植物叶表型可塑性研究可揭示植物在不同自然环境中的生态意义并了解其适应性进化机制。木蓝属是豆科第三大属,其生境多样,形态复杂,因此其分类和进化研究还存在很多问题。该研究以木蓝属中生态幅最宽、形态变异最大的河北木蓝为研究对象,选取四川省石棉县,云南省蒙自市、砚山县3个种源地的河北木蓝一年生幼苗进行盆栽控水试验,设置4个干旱胁迫梯度,从植物叶片的宏观形态及表皮毛两个方面探究河北木蓝对干旱胁迫的响应。结果表明:河北木蓝叶片随干旱程度的增加和干旱时间的延长,3个种源地的植株均呈现出叶变短,叶片变小,叶柄缩短的趋势;同时,叶下表皮毛密度显著增加,长度显著减小;砚山和石棉种源的上表皮毛长度减小,但石棉种源的上表皮毛密度无显著变化,蒙自种源的上表皮毛长度及密度均无显著变化。该研究结果为河北木蓝的分类及其适应性进化研究奠定了基础。     

基于最大熵模型的狸尾豆属植物在中国的潜在分布区模拟

基于19个气候因子和203条狸尾豆属（Uraria）植物地理分布记录，采用最大熵模型（MaxEnt）对植物当前分布点的气候变量进行分析，推断其在末次盛冰期（LGM）、当前和未来气候（2070s）情景下的潜在分布；采用受试者工作曲线和刀切法对模型的准确性进行检验并探明影响该属在中国分布的气候因子。结果显示：最大熵模型模拟结果极准确，测试集和训练集假阳性值（AUC）分别达到0.934和0.936；影响该属植物分布的主要气候因子是最暖季节降水和最冷月份最低温度；广西、广东及台湾地区为该属在中国的起源中心。在全球气候变暖背景下，狸尾豆属植物的适生环境将向中国北部及东部沿海地区推移，且面积逐渐增加。