植物物候是否能解释物种共存:以浙江古田山亚热带常绿阔叶林为例

了解物种共存机制一直是生态学领域的研究热点.传统的生态位理论认为,植物通过生态位分化降低对资源的竞争,达到物种共存的目的.然而,对于亚热带地区植物是否可以通过时间生态位的分化(如物候期的分化)以促进物种共存却鲜有报道.本文以位于中国东部地区的古田山亚热带常绿阔叶林为例,利用古田山24 ha样地内102种木本植物2012～2017年间的繁殖物候数据,分析了种间的物候期分化.结果表明,各个物种的开花物候与结实物候都存在时间生态位上的分化.物种间的首花期差异程度大于首果期,开花持续期的差异程度小于结实持续期.不同功能群的物种间物候期存在差异:乔木的首花期显著早于灌木,但首果期晚于灌木;风媒树种的首花期早于虫媒树种,且差异显著;肉果型树种的首果期显著早于干果型树种.该研究结果表明,植物物候存在时间生态位上的分化,以此减小种间对资源(如传粉者和种子传播者)的竞争,从而促进群落物种共存.从物候角度研究时间生态位的分化,有助于丰富关于当代物种共存机制的研究.     

传粉方式和果实类型对木本植物繁殖物候的影响

该研究利用谱系独立比较法(Phylogenetically Independent Contrasts,PIC)和Wilcoxon秩和检验法,分析中国科学院植物研究所植物园(39°54'N,116°12'E)中的84个物种170株个体的传粉方式和果实类型对木本开花时间和结实时间的影响,其中Wilcoxon秩和检验法检验的结果作为PIC检验结果的参考。结果表明:(1)传粉方式显著影响植物开花和结实时间,风媒花植物比虫媒花植物开花和结实早;(2)果实类型对结实时间的影响在考虑和不考虑物种间系统发育关系时表现不同,当不考虑物种间系统发育关系时,肉质果实植物结实时间比非肉质果实植物早;(3)不同的传粉方式间以及不同的果实类型间植物的花果间隙期无显著差异,但本研究结果显示肉质果实植物结实时间比非肉质果实植物大约早20d。由此推论:(1)植物固有属性,如传粉方式和果实类型,会影响植物繁殖物候,且不同的属性影响强度不同;(2)与某一特定物候期或繁殖器官相关性大的属性对该物候期的影响可能更大,如传粉方式对开花时间的影响可能大于其对结实时间的影响,而果实类型对结实物候期的影响更大。     

北京地区木本春季物候特征与生物学特性的关系

植物物候是植物生活史中的重要性状,也是指示气候与自然环境变化的重要指标,现已成为全球变化领域的研究热点之一。传统物候研究多假设物候由气候因素决定,如气温、降水、光照等,并主要从植物物候的年际变化角度探讨了气候因素对物候特征的影响。然而,不同物种的物候存在较大差异表明植物物候还与自身生物学特性（如系统发育和功能性状）有关,但植物生物学特性如何影响植物物候仍缺乏深入研究。基于北京地区44种木本植物1965-2018年的展叶始期和开花始期观测资料,以展叶始期和开花始期的3类物候特征（平均物候期、物候对温度的响应敏感度和物候期的积温需求）为例,探究植物物候特征与系统发育和功能性状的关系。首先,利用系统发育信号Blomberg’s K和进化模型检验植物物候特征是否具有系统发育保守性,并通过系统发育信号表征曲线直观表达植物物候特征的进化模式;之后,利用广义估计方程分析植物生活型、传粉型与物候特征的关系,以揭示不同植物的资源利用方式及生存策略的差异。研究发现：（1）除展叶始期的温度敏感度外,其余物候特征的进化均受随机遗传漂变和自然选择力的共同作用,可推断物候特征具有系统发育保守性,即亲缘关系越近的物种物候特征越相似。（2）开花始期的系统发育信号强度比展叶始期更大,表明繁殖物候的系统发育可能比生长物候更保守。（3）植物展叶始期及其积温需求与生活型密切相关。灌木比乔木的展叶时间早、积温需求少。植物开花始期与传粉型相关,风媒植物开花显著早于虫媒植物。研究成果有助于深入理解物候变化的生物学机制,对于丰富物候学的理论研究有重要意义,同时对植物保护也具有重要的指导价值。     

31种木本植物开花物候与系统发育的关系

植物物候通常被认为是由环境因素,如降水、温度和日照长度所决定,然而环境因素是否是物候唯一的决定因素仍然存在很大争议。谱系结构表征了植物在进化上的顺序,该发育时序是否对物候产生影响,当前仍然未知。在调查2016年春季新疆乌鲁木齐市最常见的31种木本植物的初始开花时间、败花时间和开花持续时间的基础上,通过分析植物开花物候的分布特征、开花物候在乔灌木间的差别、以及植物谱系距离与开花物候距离间的关系,试图揭示植物的开花物候和物种谱系(进化)顺序间的关系。结果表明:(1)新疆乌鲁木齐市31种木本植物的初始开花时间为4月18日±9d、败花时间为5月5日±12d、开花持续时间为(16±8)d;(2)乔木的初始开花时间和败花时间的标准差分别均低于灌木,乔木开花物候相对灌木更稳定;(3)乔木的初始开花和败花时间均显著早于灌木(P0.05),但开花持续时间在两者间未有显著性差异(P0.05);(3)31种木本植物间的初始开花时间距离、败花时间距离和开花持续时间距离均与物种谱系距离存在显著线性回归关系(P0.05)。综上可知:乔灌木在垂直空间上的分化使得木本植物的开花物候在植物生活型间存在不同。对植物的开花物候,除已被证明的降水、温度和日照长度等环境因素的影响外,物种进化顺序也可能造成了它在植物种间、时间和空间上的变异。     

利用控制实验研究植物物候对气候变化的响应综述

物候是植物在长期适应环境过程中形成的生长发育节点。长时间地面物候观测数据表明,近50年全球乔木、灌木、草本植物的春季物候期受温度升高、降水与辐射变化等影响,以每10年2 d到10 d的速率提前。但因植物物候响应气候因子的机制仍不清楚,导致对未来气候变化情景下的植物物候变化预测存在较大的不确定性。在此背景下,控制实验成为探究气候因子对植物物候影响机制的重要手段。综述了物候控制实验中不同气候因子（温度、水分、光照等）的控制方法。总结了目前为止控制实验在植物物候对气候因子响应方面得到的重要结论,发现植物春季物候期（展叶、开花等）主要受冷激、驱动温度与光周期的影响,秋季物候期（叶变色和落叶）主要受低温、短日照与水分胁迫的影响。提出未来物候控制实验应重点解决木本植物在秋季进入休眠的时间点确定、低温和短日照对木本植物秋季物候的交互作用量化、草本植物春秋季物候的影响因子识别等科学问题。     

乡土植物生活型构成对川渝地区边坡植被水土保持效益的影响

乡土植物灌木化建植是高速公路边坡防护的重要生态模式。为了探讨生态恢复过程中乡土植物的生活型构成对边坡植被水土保持效益的影响,揭示乡土植物生活型-物种多样性-生态系统功能间的偶合关系,借助3个物种配置试验,于2009年4月构建了以草本、灌木或乔木为主体的草本型、灌木型、乔木型绿化配置及草-灌-乔混合型试验区。自建植次年(2010年)起,对试验区进行持续5a生态监测。结果表明:1)边坡植被的物种丰富度与乡土植物的生活型有关,呈现乔木型灌木型草-灌-乔混合型草本型趋势;2)植被的物种多样性(Shannon-Wiener指数、Pielou指数)与乡土植物生活型构成及建植年限有关:建植后第1、第2年,多样性水平呈草本型草-灌-乔混合型灌木型乔木型变化趋势;自建植后第三起(2012—2014年),呈草-灌-乔混合型草本型灌木型乔木型波动;3)植被的水土保持性能(径流系数、侵蚀模数)与群落的物种多样性密切相关:多样性水平越高,水土保持性能越强。可见,乡土植物的生活型构成对提高边坡植被的物种多样性、改善生态性能至关重要。     

浙江古田山亚热带常绿阔叶林开花和结实物候的种间种内差异

植物物候学主要研究植物的生活史事件发生时间和环境因子之间的关系.物候作为植物重要的功能性状,却未见有在群落水平上将植物物候变异和群落结构特征(多度)联系起来探究植物物候变异规律的报道.为了探索物候性状的种间种内变异规律,2012年4月~2015年8月在中国东部地区浙江省古田山国家级自然保护区亚热带常绿阔叶林24hm~2大样地(GTS;29°10′19.4″~29°17′41.4″N,118°03′49.7″~118°11′12.2″E)内,对106种植物的物候进行连续观测,用标准差定性分析物候的种间和种内差异.结果表明,影响开花物候的气候因子为降水,群落开花高峰集中在5月,结实成熟高峰集中在10月.群落结实物候种间差异小于开花物候,其中结实物候种间差异为41天,开花物候种间差异为52天;群落水平植物开花和结实物候的种内变异小于种间;大部分物种开花物候的种内变异小于结实物候.本研究首次探讨了物候期种内变异系数和物种多度的关系,也是首次研究物候种内变异系数与物候期早晚的关系,发现群落物候种内变异与物种的多度不相关,群落开花物候种内变异与物候期的关系不显著,群落结实物候的种内变异和物候期具有显著负相关关系,即物候期早的结实物候种内变异大,物候期晚的结实物候种内变异小.将植物物候变异和群落结构特征(多度)联系起来探究植物物候变异规律,有利于理解物候的改变是怎样影响物种的相互作用和适合度,这对于在气候变化大背景下理解植物性状变异及物种分化和群落动态变化具有重要意义.     

喜马拉雅山脉种子植物海拔梯度分布格局及其影响因素

喜马拉雅山脉为全球生物多样性的热点研究地区,探究该地区植物海拔梯度格局及其影响因素对揭示生物多样性形成和保护具有重要意义。本研究收集整理喜马拉雅山脉11886种种子植物以及不同生长型植物(7918种草本、2587种灌木和1388种乔木)的海拔分布范围,使用最优回归模型拟合得出喜马拉雅山脉种子植物物种丰富度与谱系多样性随海拔升高主要呈现单峰形曲线,所有物种、乔木、灌木、草本植物的多样性分别在约2000、1000、1600和3000 m的海拔处达到最大值。层次分割和偏回归分析结果表明,气候和地形因素共同决定着物种的海拔梯度格局,其中年均温和年均降水量对物种海拔分布的影响较大,比表面积和地形异质性对物种海拔分布的影响较小。相较于所有物种与草本植物,乔木和灌木分布格局的构建更多受到气候与地形因素交互作用的影响。     

南亚热带阔叶林展叶物候及其种内种间差异探讨

植物的展叶物候与植物的生长和生存密切相关,但未见有定性的研究植物展叶物候的种间和种内差异与验证亚热带常绿阔叶林植物展叶物候系统发育关系的报道。为了更好地理解南亚热带常绿阔叶林物种共存机制和预测不同物种对气候变化的响应,该研究于2013年1月至2014年12月期间,在中国科学院华南植物园鼎湖山自然保护区内对44个树种的展叶物候进行了连续观测,利用变异系数定性分析了气候因子、系统发育关系对展叶始期及其种内和种间差异和展叶期的影响。结果表明:鼎湖山自然保护区植物展叶始期主要集中在3-5月,植物展叶物候受气候因子影响不显著;不同物种的展叶物候种内变异差别较大,其中种内差异最大的是红皮紫棱(Craibiodendron kwangtungense)(变异系数为0.74),最小的是广东润楠(Machilus kwangtungensis)(变异系数为0.09);基于APGⅢ物种数据库构建谱系树,发现植物间的系统发育关系对展叶物候无显著影响,即亲缘关系近的物种,展叶期并不相似。该研究结果对于理解生态系统过程,如碳循环、物质能量流动,以及展叶物候对气候变化的适应性具有重要意义。     

几个气候区木本植物的开花结果物候

分析了我国海南和广东、秦岭、东北等不同森林气候区木本植物开花、结果物候以及果实和种子大小分布的规律。三个区系的开花、结果物候和种子、果实大小分布,都有类似的格局。但随着纬度的升高,一年中植物开花和结果的时间更加集中,海南和广东整年都有木本植物开花,秦岭有10个月左右,而东北仅有7个月。并且随着纬度升高,开花高峰的时间较迟,而结果高峰的时间较早。在海南和广东,热带区系成分和温带区系成分的木本植物,一年中开花和结果物候格局是很一致的。三个区系木本植物的果实和种子大小分布的格局也是很相似的,但海南和广东植物果实和种子大小范围较大,较多样,随着纬度升高,果实和种子大小范围变小,较单调。三个区系木本植物最小的果实的大小都差不多,为0．1cm,但最小的种子的大小却很不相同,随着纬度的升高而增大,开花和结果物候与月均气温及降水量的相关性因不同的区系而不同．鼎湖山常见木本植物果熟期和气候因子的相关性比结果期更显著。     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.     

真菌类遗传学分析的知识结构教学

本文以认知结构理论为指导,讨论了真菌类遗传分析与高等动植物遗传分析的内在联系,认为利用这种内在联系进行教学可收到好的效果并说明了作者的具体教学过程。 Abstract:In the paper, the relationship between genetic analysis of Fungi and genetic analysis of high animal and plant was discussed.A good results were obtained when we adopted this method in the teaching.     

Cause of Senescence of Nine Sorts of Flowers

The levels of endogenous phytohormones and respiratory rate in nine sorts of flowers such as Cymbidium faberi Rolfe, Nopalxochia ackermannii Kunth and others were investigated both at full bloom and senescence and meanwhile the effect of exogenous phytohormones on prolonging the blossoms and promoting ethylene production were tested. There is a high content of endogenous ethylene in all the long-lived flowere, about 3–16 folds higer than the short-lived ones. There is a high level of ABA at full blooming flowers of short-lived flowers, in which there is no or only some cytokinins in it, but the ratio of CTK (6BA+zeatin)/ABA is smaller(l.7). The endogenous ABA reached a much higher level at senescence in all nine sorts of flowers, so it is reasonable to consider that it is ABA which plays an important role of regulation in controlling flower's senescence. There is a much higher level of GA3 and zeatin in the long-lived flowers which is not demonstrated in the shortlived ones. The respiratory rate is one of the factors controtling the longevity of flowers, but it does not play a decided role. Application of 6BA and zeatin prolongs distinctly orchid’s longevity, however exogenous IAA through the promotive action on ethylene production, evidently extends the longevity of the flowers of the Nopalxochia ackermannii Kunth.     

医疗机构合理用药评价模型的构建研究

目的 针对医疗机构的合理用药水平进行评价研究。方法 根据医疗机构合理用药的具体要求,构建医疗机构合理用药评价指标体系,采用基于模糊群决策的方法和多指标评价分析法构建医疗机构合理用药评价模型。结果 构建了基于模糊群决策的医疗机构合理用药评价模型,并通过实例分析证明了评价模型的可行性。结论 建立的基于模糊群决策的医疗机构合理用药评价模型能够对医疗机构的合理用药水平进行科学评价,为提高医疗机构合理用药水平奠定基础。     

棉铃虫钙粘蛋白N端多肽多克隆抗体制备及对Bt抗性的初步检测

用重组表达的棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)中肠钙粘蛋白N端多肽片段制备兔多克隆抗体,并利用其对Bt抗性进行鉴定。通过RT-PCR方法对棉铃虫中肠钙粘蛋白N端多肽的基因片段Cad285进行PCR扩增,将其克隆到pET-30a原核表达载体中,在大肠杆菌BL21(DE3)中经IPTG诱导表达,得到35ku的重组融和蛋白,融合表达的包涵体经过变性、Ni-NTA柱亲和纯化、复性等方法处理包涵体,获得可溶性纯化蛋白,用纯化后蛋白免疫新西兰兔制备多克隆抗体,ELISA检测其效价高于1∶16000;利用最终获得的多克隆抗体对室内纯合Bt抗/感品系的棉铃虫中肠钙粘蛋白进行Western blot分析,结果显示敏感和抗性品系之间有明显差异,表明其能够应用对Bt抗性进行初步检测。     

龙胆科药用植物化学成分的研究现状

龙胆科植物在我国的分布范围很广,且多数为药用植物,其多数种属的药用植物,至今其化学成分尚未被系统研究。综述了目前龙胆科药用植物的化学成分的研究现状及一般提取方法,对近年来发现的环烯醚萜及裂环烯醚萜类化合物进行了总结,为本科药用植物的更深入研究提供了参考。     

青蒿素生物合成机理研究现状

本文总结了目前有关青蒿素生物合成机理方面的研究,主要包括青蒿素生物合成中生理因子的影响,青蒿素生物合成中间体及前体,青蒿素生物合成细胞定位等。指出了存在的一些问题及今后的研究发展前景。