中国现代石松类和蕨类植物分类系统概览

回顾了蕨类植物的系统分类简史,介绍了世界上石松类和蕨类植物分类研究的最新成果,即石松类和蕨类是维管植物中的两大类群,其系统发育关系逐渐明确,分类系统已经得到更新。基于新的分类系统,中国石松类有1亚纲、3目、3科;蕨类有4亚纲、11目、37科及12亚科。     

石松类和蕨类植物研究进展: 兼论国产类群的科级分类系统

综述了石松类和蕨类植物系统发育的最新研究成果。目前研究表明传统的蕨类植物概念(包括石松类和蕨类)需要修订, 一个关于蕨类植物的分类系统也已经发表。中国的植物多样性很丰富, 包括了世界上石松类和蕨类植物主要类群的代表。我们利用rbcL基因序列(包括国产蕨类63科中的62科179属184种)构建了系统发育树。基于rbcL序列分析所获得的石松类和蕨类各主要类群间的系统演化关系同以往对各个特定类群开展的较为密集的类群取样和多性状分析(形态学＋分子序列证据)的结果基本一致。在参考Smith等人系统的基础上, 我们尝试性地对中国石松类和蕨类植物进行了科级水平上的系统发育重排。     

石松类和蕨类植物的主要分类系统的科属比较

石松类和蕨类植物在秦仁昌（1978）系统、《中国蕨类植物科属志》、《中国植物志》、Christenhusz维管植物线性排列系统中和“FloraofChina”的科属组成、数量存在很大差异。秦仁昌（1978）系统收录63科223属,《中国蕨类植物科属志》63科226属,《中国植物志》61科220属、Chnstenhusz线性排列系统38科163属和“FloraofChina”38科177属。本文通过比较石松类和蕨类植物的几个主要分类系统中科属的变动情况,拟为新一代植物志（iFlora）中石松类和蕨类植物的编研提供依据。同时,还指出了几个主要的分类系统中关于中文名、拉丁名以及命名人的不一致和错误．为进一步研究提供检索和鉴定参考。     

中国石松类和蕨类植物多样性研究进展

石松类和蕨类植物是维管植物的第二大类群, 其起源可追溯到4亿年前。在被子植物出现之前, 石松类和蕨类植物在古地球生态系统中占主导地位, 其重要性一直延续到现在。自20世纪40年代开始, 中国石松类和蕨类植物研究就令世界瞩目, 尤其是2017年第19届国际植物学大会在中国深圳召开后的5年时间里, 中国石松类和蕨类植物研究更是面向世界、走向国际, 研究更为广泛的科学问题, 在物种多样性、保护、系统演化和生态适应性等方面取得了一系列重要研究进展。2017-2022年, 多个中国研究团队利用多组学数据构建了世界石松类和蕨类植物科级水平的生命之树并提出了关键性状孢子囊环带演化的新模式; 解决了石松类和蕨类植物中目级、科级、属级和种级众多关键的系统分类学等问题, 发表了106个新分类群; 开展了大量的植物区系调查和研究, 出版了6部中国石松类和蕨类植物多样性专著和1部世界性专著; 对65种国家重点保护的石松类和蕨类植物进行了迁地保护, 同时实现了桫椤科、水蕨属(Ceratopteris)、观音座莲属(Angiopteris)和鹿角蕨(Platycerium wallichii)等重点保护类群的孢子繁殖; 在系统发育框架下, 研究了石松类和蕨类植物的生态修复功能和生态适应性演化。通过对2017-2022年研究成果的总结和思考, 本文对未来石松类和蕨类植物的发展提出以下建议: (1)提高中国寡型科属以及世界性大科大属的关注力度; (2)加强西藏、四川等薄弱地区石松类和蕨类植物的调查研究, 并结合新技术, 如DNA条形码等以提高区系调查中物种鉴别的效率和准确性; (3)运用多学科交叉的研究方法厘清各科、属、种间系统关系的同时, 还应加强系统和生态适应性演化之间的协同研究; (4)关注石松类和蕨类植物系统位置作为陆生维管植物演化起点的共性科学问题; (5)加强石松类和蕨类植物系统分类学与生态学、植物化学、保护生物学等学科间交叉合作研究。     

中国石松科的分类(一)

石松类是一群最古老的现存陆生维管束植物,它的起源可以追溯到前寒武纪。可是,它的分类,比诸其它蕨类植物,长期被忽视了。在“中国蕨类植物科属的系统排列和历史来源”(见植物分类学报16卷3期,1978)一文中,作者把中国石松植物分为2科7属。各地植物学工作者来信要我对它们的区别和特征进一步说明,特提出本文。     

黄土高原石松类和蕨类植物的多样性与地理分布

物种编目是了解生物多样性的基础。本文收集已出版的专著和文献, 查阅标本馆的馆藏标本信息, 在此基础上, 对黄土高原的石松类和蕨类植物的多样性和地理分布数据进行统计和分析。科属排列采用Flora of China的分类系统, 科属界定依据分子系统学的最新研究成果。结果表明, 黄土高原共有石松类和蕨类植物18科42属165种2亚种5变种, 其中中国特有种35种, 占总种数的20.35%。种类数量最多的5个科依次为凤尾蕨科(29种, 含种下单位, 下同)、鳞毛蕨科(28种)、水龙骨科(19种)、蹄盖蕨科(16种)和铁角蕨科(16种); 种类数量最多的6个属依次为铁角蕨属(Asplenium, 16种)、鳞毛蕨属(Dryopteris, 15种)、耳蕨属(Polystichum, 12种)、岩蕨属(Woodsia, 11种)、卷柏属(Selaginella, 10种)和瓦韦属(Lepisorus, 10种)。黄土高原的石松类和蕨类植物中, 无珍稀濒危保护植物, 无中国特有属。依据生态类型可划分为4类, 即土生植物(112种)、石生植物(75种)、附生植物(18种)、水生植物(3种), 该区域石松类和蕨类植物土生或石生的种类占总种数的89.53%。在地理分布上, 黄土高原石松类和蕨类处于我国现生类群分布的边缘区域, 这与我国的石松类和蕨类分布规律基本一致。     

石松类和蕨类植物质体基因组结构演化研究进展

近年来, 随着测序技术的发展, 石松类和蕨类植物的核基因组、质体基因组以及线粒体基因组研究发展迅速, 质体基因组研究工作更是呈爆发式增长。截至2019年3月1日, GenBank公布的石松类和蕨类植物的175个质体基因组中, 约3/4为最近两年新增。研究内容从早期对个别质体基因组结构和序列特征的简单报道, 逐渐发展到综合性的比较基因组学和系统发育基因组学研究。目前已发表的质体基因组覆盖了石松类和蕨类植物的所有目和大部分科, 这两大类群的质体基因组结构变异和系统发育的基本框架已逐渐清晰。这些研究为我们理解维管植物的早期演化提供了重要参考。本文对石松类和蕨类植物的质体基因组结构特征进行了系统梳理, 发现其结构变异主要包括大片段倒位、IR区边界变动、基因或内含子丢失等, 其中一些结构变异可作为较高分类阶元的共衍征。RNA编辑和长片段非编码序列插入普遍存在于石松类和蕨类植物的质体基因组中, 但其起源、演化机制和功能等仍不清楚。我们对质体基因组的应用、系统发育研究中质体和核基因组的优劣性, 以及系统发育基因组学的前景进行了评述。     

中国东北地区石松类和蕨类植物区系研究

中国东北地区是我国北方石松类和蕨类植物最丰富地区,对其区系的系统研究是区域石松类和蕨类植物资源管理的基础和前提。本研究在文献分析和标本查阅的基础上,探讨了东北地区石松类和蕨类植物区系及其特征。结果表明：①东北地区有石松类和蕨类植物19科48属141种（含种下分类群）。②东北地区石松类和蕨类植物区系属温带性质,且包含一定的热带和寒带性质的成分,体现其地理成分的复杂性。③优势科属明显,7个优势科的种数占全部种数的63.83%,6个优势属的种数占全部种数的46.10%;单种和寡种属较多,占总属数的83.33%,所包含的种却只占总种数的47.52%。④东北地区是木贼科（Equisetaceae）在中国的重要分布区。⑤东北地区分布有石松类和蕨类植物的中国特有种30种,东北地区特有种4种（长白石杉Huperzia asiatica、宽鳞蹄盖蕨Athyrium yokoscense var. kirismaense、长齿对囊蕨Deparia pycnosora var. longidens和长白山金星蕨Parathelypteris changbaishanensis）。本研究是东北地区植物区系研究的必要补充,具有重要的理论和实践意义。     

国家植物园“蕨代风华”蕨类植物专题展

<正>石松类和蕨类植物起源古老,在4亿年前就成功登陆,对植物界的起源与演化具有决定性的影响。我国的石松类和蕨类植物资源丰富,物种数占世界总数的五分之一,约2 300种,40%为我国特有种。为了更好地促进我国石松类和蕨类植物的保护、研究和开发利用,让国人更加深入了解石松类和蕨类植物无花之美,中国花卉协会蕨类植物分会、中国野生植物保护协会蕨类植物专业委员会、中国植物学会蕨类植物专业委员会主办,国家植物园、国家植物标本资源库联合承办“蕨代风华”蕨类植物专题展。展览通过大量照片、活植物、科研标本、化石标本、艺术标本、科学画和科普讲座等方式为公众揭开石松类和蕨类植物的神秘面纱。展览展示的部分珍稀濒危国家重点保护蕨类植物有荷叶铁线蕨、苏铁蕨、福建观音座莲等。     

中国石松科的分类(二)

在我国,石松类植物广布于包括内蒙古、新疆、青藏高原在内的各省区。有些种类民间长期作为药用植物。五十多年来,各地植物学工作者们采集了大量标本,但迄今未进行过彻底整理,甚至科、属不分,一律以石松名之。种类鉴定也很混乱,根据上文提出的中国石松植物的分类系统,本文将对我国全部广义的石松种类进行具体分类,以应各地植物志工作的需要。为了有助于全国各标本室的石松标本能进行正确的分类,本文     

The Exploitation and Utilization of Lycophyte and Fern Resources in Xishuangbanna,Yunnan

Xishuangbanna lies in the south of Yunnan. The composition and distributive regulation of lycophytes and ferns in Xishuangbanna are studied in this paper. As a result, 363 species of wild lycophytes and ferns which belong to 76 genera and 31 families are found in this area. The six species rich families are Polypodiaceae, Athyriaceae, Thelypteridaceae, Aspleniaceae, Pteridaceae and Selaginellaceae. The geographical distribution of the species shows that this flora mainly consists of Tropical Asia elements. Terrestrial species are the richest of this flora, followed by epiphytic and lithophytic species. The lycophytes and ferns resources of Xishuangbanna are abundant. However, the exploitation and utilization of this group of plants are ignored. This study investigated lycophytes and ferns resources of Xishuangbanna. Medicinal, edible and ornamental ferns in Xishuangbanna have been clearly researched and their utilization and protection have been discussed.     

Diversity of ferns and lycophytes from Reserve Natural Punta Lara, Buenos Aires, Argentina

Punta Lara Natural Reserve shelters the relict of the Southernmost riparian forest in the world, where the flora is threatened by the anthropic expansion and by the introduction of exotic species. In this area the ferns and lycophytes grow in particular environments as marshland, grassland and marginal forest. The aim of this work was to evaluate the diversity of ferns and lycophytes that inhabit in Punta Lara Natural Reserve. Field trips were conducted from 2006 to 2009 and local herbaria and specific bibliography were also revised. As a result of our study twenty four taxa of ferns and lycophytes were recognized. Their habit was mainly terrestrial (70%), fewer aquatic (17%) and epiphytic (13%). Five native taxa were scarcely recorded whereas two native species previously documented were not found. We assume that the main threats on ferns and lycophytes populations in Punta Lara Reserve are: removal for comercialization, invasion by exotic species and climatic fluctuations (drought periods). Keys for taxa identification are given and strategies for the conservation of threatened taxa are proposed.     

A survey of the mycorrhization of Southeast Asian ferns and lycophytes

The colonisation of land by plants may not have been possible without mycorrhizae, which supply the majority of land plants with nutrients, water and other benefits. In this sense, the mycorrhization of basal groups of land plants such as ferns and lycophytes is of particular interest, yet only about 9% of fern and lycophyte species have been sampled for their mycorrhization status, and no community‐level analyses exist for tropical fern communities. In the present study, we screened 170 specimens of ferns and lycophytes from Malaysia and Sulawesi (Indonesia), representing 126 species, and report the mycorrhization status for 109 species and 19 genera for the first time. Mycorrhizal colonisations were detected in 96 (56.5%) of the specimens, 85 of which corresponded to arbuscular mycorrhizae (AMF), three to dark‐septate endophytes (DSE) and four to mixed colonisations (AMF + DSE). DSE colonisations were lower than in comparable samples of ferns from the Andes, suggesting a geographical or taxonomic pattern in this type of colonisation. Epiphytes had significantly lower levels of colonisation (26.1%) than terrestrial plants (70.7%), probably due to the difficulty of establishment of mycorrhizal fungi in the canopy habitat.     

中国植物志、Flora of China和维管植物新系统中科的比较

《中国植物志》和“Flora of China”是目前世界上最大型、记录植物种类最多的植物志,它为有效保护和合理利用我国的植物资源提供了极为重要的基础信息和科学依据。近年来,基于分子系统学研究提出的APG系统被广泛接受,相应方法得到的系统也相继应用于整个维管植物中。以APG系统为代表的维管植物新系统为全面和系统地修订植物志提供了新的系统框架。本文依据最新的分子系统学“线性排列”成果与《中国植物志》和“Flora of China”在科级水平上进行对比,确定了以APG系统为代表的分子系统框架下中国维管植物为309科,其中石松类和蕨类植物38科,裸子植物10科和被子植物261科。尽管中国维管植物不少科的界限发生了较大的变化,其总数却变化不大,在《中国植物志》中为300科,“Flora of China”为309科。此外,还重点介绍了一些主要科的变动情况。     

The fossil record of the Peronosporomycetes (Oomycota)

Evidence of fossil Peronosporomycetes has been slow to accumulate. In this review various fossils historically assigmed to the Peronosporomycets are dicussed briefly and an explanation is provided as to why the fossil record of this grouop has remained inconsistent. In recent year there has been several new reports of fossil peronosporomycetes based on structurally preserved oogonium-antheridium complexes from Derovonian and Carboniferous rocks that demonstrate the existence of these organisms as fossils and refute the long-standing assumption that they are too delicate to be preserved. Among these are serral tyoes characterized by oogonial surface members of the group. To date at last three groups of fossil vascular plants (i.e. lycophytes, ferns and seed ferns) are known to host peronosporomycetes aas endophytes; however only one form has been identified as a parasite.