海三棱藨草及其近缘种果实形状和果皮微形态特征研究

利用光学显微镜和扫描电镜对海三棱藨草(× Bolboschoenoplectus mariqueter (Tang & F. T. Wang))及其5个近缘种的果实形状、果皮微形态特征进行观察和分析。结果显示,海三棱藨草果实形状为双凸状,表面为波形网状纹饰,外果皮为中果皮厚度的2倍,与扁秆荆三棱( Bolboschoenus planiculmis (F. Schmidt) T. V. Egorova)明显不同,而与海滨三棱草( Bolboschoenus maritimus (L.) Palla)相似。研究结果支持将海三棱藨草归入三棱草属,不支持将海三棱藨草作为扁秆荆三棱的异名,推测其可能为海滨三棱草水滨亚种( Bolboschoenus maritimus subsp. paludosus (A. Nelson) T. Koyama)的异名。     

海三棱藨草及其近缘种果实形状和果皮微形态特征研究

利用光学显微镜和扫描电镜对海三棱藨草（×Bolboschoenoplectus mariqueter（Tang&F.T.Wang））及其5个近缘种的果实形状、果皮微形态特征进行观察和分析。结果显示,海三棱藨草果实形状为双凸状,表面为波形网状纹饰,外果皮为中果皮厚度的2倍,与扁秆荆三棱（Bolboschoenus planiculmis（F.Schmidt） T.V.Egorova）明显不同,而与海滨三棱草（Bolboschoenus maritimus（L.） Palla）相似。研究结果支持将海三棱藨草归入三棱草属,不支持将海三棱藨草作为扁秆荆三棱的异名,推测其可能为海滨三棱草水滨亚种（Bolboschoenus maritimus subsp.paludosus（A.Nelson） T.Koyama）的异名。     

海三棱藨草及其近缘种基因组大小的测定

基因组大小是物种基因组的重要特征,通常用DNA C值来衡量,能够用于快速判断基因组倍性,并为分类学与进化生物学提供重要依据。海三棱藨草(Scirpus mariqueter)是长江口和杭州湾具有重要生态意义的标志性物种,被认为是扁秆藨草(S. planiculmis)和藨草(S. triqueter)的杂交种,因染色体小而难以准确确定倍性。近年来,部分研究者指出该物种的分类和命名存在疑点。该研究通过基因组Survey分析检测海三棱藨草样本CJ1的基因组特征,测序深度约为120 ×,并以绿豆(Vigna radiata)为参考标准,利用流式细胞术测定了海三棱藨草及其同域近缘种扁秆藨草和藨草以及海三棱藨草和扁秆藨草的杂交F1共13个样本的DNA C值和相对倍性。结果表明:(1)基因组Survey分析测得CJ1的基因组大小为244.12 Mbp,杂合率为0.68%,重复序列比例为42.38%,GC含量为37.25%。(2)流式细胞术测得来自不同区域的海三棱藨草各样本的基因组倍性相同,1C值在234.87 ～ 242.5 Mbp之间,其中CJ1的基因组大小与基因组Survey检测结果高度一致。(3)扁秆藨草的1C值在251.77 ～ 264.13 Mbp之间,藨草1C值为537.33 Mbp。根据上述基因组大小,认为海三棱藨草不可能是这两者的杂交种。该研究补充了海三棱藨草及其近缘种的基因组特征,为后续全基因组测序奠定基础,同时也否定了海三棱藨草起源于扁杆藨草和藨草杂交的假说。     

山东藨草属(广义)植物果皮微形态特征及其分类学意义

利用光学显微镜和扫描电镜对山东产藤草属Scirpus L.(广义)11个类群的坚果果皮微形态进行了观察和研究,该属11种的微形态可以分为4个类型,即:Ⅰ波形网状纹饰,Ⅱ网瘤状复合纹饰,Ⅲ平滑型纹饰,Ⅳ横长网状纹饰.研究结果支持将藤草属Scirpus L.(广义)中藨草亚属Subgen.Scirpus的具球茎藨草组Sect.Bolboschoenus Ascheron、藨草组Sect.Scirpus和丝状刚毛藤草组Sect.Trichophorum (Pers.) Darl.分别提升为三棱草属Bolboschoenus( Ascheron) Palla和蔗草属Scirpus L.以及将藤草属Scirpus L.(广义)中秆苞蔗草亚属Subgen.lsolepis的湖边藨草组Sect.Schoenoplectus Reichb.和藨草组Sect.Actaeogeton Reichb提升为水葱属Schoenoplectus( Rchb.)Palla的处理意见.认为应在水葱属下设立湖边水葱组Sect.Schoenoplectus ( Reichb.)F.Z.Li & L.N Liu,藨草组Sect.Actaeogeton( Reichb.)F.Z Li & L.N.Liu,剑苞藤草组Sect.Ehrenbergii F.Z.Li & L.N.Liu.支持将青岛藤草Scirpus trisetosus Tang et Wang作为藤草Scirpus triqueter L.异名处理的意见.并对山东藨草属种类的学名进行了订证.     

DNA条形码在中国金合欢属中的应用

根据形态特征难以准确地辨别金合欢属植物,DNA条形码技术提供了一种准确地鉴定物种的方法。本文利用条形码技术对中国金合欢属物种的序列(psbA trnH、matK、rbcL和ITS)及其不同组合进行比较,通过计算种内和种间变异进行barcoding gap分析,运用Wilcoxon秩和检验比较不同序列的变异性,构建系统树。结果表明：4个片段均存在barcoding gap,ITS序列种间变异率较psbA trnH、rbcL和matK序列有明显优势,单片段ITS正确鉴定率最高,ITS+rbcL片段联合条码的正确鉴定率最高,因此我们认为ITS片段或条形码组合ITS+rbcL是金合欢属的快速鉴别最理想的条码。     

海三棱藨草及互花米草对模拟盐胁迫的响应及其耐盐阈值

盐度作为滨海湿地的关键环境因子之一,影响盐沼植物的存活、生长及分布。未来海平面上升引起的盐水入侵,将导致滨海湿地的盐沼植物面临高盐胁迫的挑战,进而影响滨海湿地生态系统的结构和功能。本研究选择长江口中低潮滩的主要先锋植物海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)为对象,通过人工控制实验,比较不同盐度处理下两种盐沼植物存活、营养生长及繁殖的响应,并确定两种盐沼植物存活的耐盐阈值,从而比较未来盐水入侵背景下,本地物种海三棱藨草及外来物种互花米草对盐胁迫的响应和适应性。结果表明:(1)海三棱藨草和互花米草的存活率随着盐度的增加均呈下降趋势,相同盐度处理下互花米草的存活率显著高于海三棱藨草的存活率(P0.05);(2)盐胁迫明显影响了海三棱藨草和互花米草的生长,随着盐度的增加,海三棱藨草株高、地上生物量及地下生物量均呈逐渐下降的趋势,而互花米草株高、地上生物量及地下生物量呈先增加后下降的趋势,均在盐度为10‰时最高;(3)海三棱藨草和互花米草的分蘖数及结穗率均随着盐度增加呈下降趋势,盐胁迫在一定程度上抑制了两种植物的繁殖能力;(4)互花米草存活的耐盐阈值为43‰,高于海三棱藨草存活的耐盐阈值(21‰);(5)外来物种互花米草比本地物种海三棱藨草具有更强的耐盐性,未来海平面上升引起的盐水入侵将对本地物种海三棱藨草产生更加严重的影响。     

基于ITS和trnL-F序列碱基差异的繁缕及其近缘种的亲缘关系分析

应用PCR产物直接测序法分析了繁缕[Stellaria media(L.)Villars]及其近缘种和鹅肠菜[Myosoton aquaticum (L.)Moench]的ITS和trnL-F序列的碱基差异,并以孩儿参[Pseudostellaria heterophylla(Miq.)Pax]为外类群构建N-J系统树,分析了这些种类的种间亲缘关系.结果表明,供试的繁缕属(Stellaria L.)种类及鹅肠菜的ITS和trnL-F序列长度分别为521～784和788～951 bp,各有变异位点77和59个,其中信息位点分别为18和11个,种间碱基差异百分率分别为6.5%和3.1%.ITS的碱基组成为A 22.1%、T20.9%、G 28.5%和C 28.5%,G+C含量57.0%;trnL-F的碱基组成为A 35.9%、T 33.7%、G 15.7%和C 14.8%,G+C含量30.5%.繁缕、雀舌草(S.alsine Grimm)和箐姑草(S.vestita Kurz)的ITS和trnL-F序列一致;鹅肠菜的ITS序列中有4个位点与前述种类不同,但trnL-F序列则相同;中国繁缕(S.chinensis Regel)的ITS和trnL-F序列与孩儿参较相似.在N-J系统树中,鹅肠菜与繁缕、雀舌草和箐姑草聚为一支,表明它们的亲缘关系相对较近,支持将鹅肠菜重新归入繁缕属的分类处理.研究结果显示,ITS和trnL-F序列分析均可用于繁缕及其近缘种的鉴别,且ITS是更为适宜的分子标记.     

基于DNA条形码的半夏属及其伪品分子鉴别

利用DNA条形码技术对半夏属及其伪品进行分子鉴定, 研究半夏属药用植物鉴定的新方法。该实验使用matK序列对半夏(Pinellia ternata)及其伪品进行扩增测序, 结合GenBank数据库数据, 分析ITS、ITS2、psbA-trnH、rbcL和matK各序列的种内与种间变异及barcoding gap, 并采用最近距离法(nearest distance)和相似性搜索算法(BLAST1)评价不同序列的鉴定能力。结果显示, matK序列的种间变异最大, rbcL序列的种内变异最小; rbcL序列的种内和种间遗传变异重叠比例最小, 其次为matK序列; 各序列的Neighbor Joining树均可明显地将不同种分开。实验结果表明, 利用DNA条形码能够准确地鉴别半夏属药用植物及其伪品, matK和rbcL序列为鉴别半夏属及其伪品的较理想条形码组合。该研究为半夏属植物的分子鉴别提供了科学依据与新的思路。     

互花米草与海三棱藨草的生长特征和相对竞争能力

外来物种互花米草(Spartinaalterniflora)已对我国特有种海三棱藨草 (Scirpusmariqueter)发生了竞争取代。作者通过在长江口崇明东滩湿地取样和盆栽竞争实验,比较了二者的主要生长特征和种间相对竞争能力。结果表明:无论是先锋种群还是成熟种群,互花米草的高度、盖度、地上生物量、地下生物量和平均每花序种子数都显著大于海三棱藨草;海三棱藨草的密度和单位面积结实枝条数显著大于互花米草。两种植物成熟种群的单位面积种子产量和种子的萌发率没有显著差异。种内竞争和种间竞争显著降低了两种植物的平均每株产生的无性小株数、结实株数、地上生物量和地下球茎数(海三棱藨草产生球茎),互花米草的种间竞争能力 (相对邻里效应指数 )显著大于海三棱藨草。互花米草在生长上的优势可能导致其在种间竞争上的优势,从而使互花米草能够在海三棱藨草群落中成功入侵。     

云南常见药用石斛DNA条形码筛选

选择云南省内常见的12种药用石斛，采用分子生物学鉴定技术筛选其适用的DNA条形码序列。以12种药用石斛共36个样品为材料，提取样品总DNA，对核基因片段ITS和ITS2、叶绿体基因片段psbA-trnH和matK序列进行扩增、测序，结合GenBank下载部分石斛序列；利用生物信息学软件进行序列分析和系统发育分析。结果表明，4条序列扩增和测序成功率均为100%；4条序列没有明显的Barcoding Gap，但ITS序列与ITS2序列的种内和种间重叠部分较少，有偏向两端的趋势；系统发育树显示，ITS和psbA-trnH序列能成功区分12种云南常见的药用石斛，ITS2序列未能区分长距石斛(Dendrobium longicornu)和矮石斛(D. bellatulum)，matK序列仅区分6种石斛。建议以ITS和psbA-trnH序列作为云南药用石斛鉴定序列，为药用石斛的种源鉴定提供理论依据。     

崇明东滩湿地自然植被演替过程中储碳及固碳功能变化

采用实地调查与实验室测定相结合的方法,研究了崇明东滩湿地植被演替过程中储碳、固碳功能的变化.结果表明：不同演替阶段的湿地植被的现存碳储量及其分配格局特征存在较大差异.先锋物种海三棱藨草的现存碳储量仅占芦苇现存碳储量的13%;地下根茎为芦苇现存碳储量的主要场所,而地上部分是海三棱藨草碳储量的主要场所.处于潮滩湿地演替中后期的芦苇群落比处在生态演替早期的海三棱藨草群落具有更强的固碳能力,芦苇群落和海三棱藨草群落的年固碳能力分别为(1.63±0.39) kg·m^-2和(0.63±0.28) kg·m^-2,说明随着海三棱藨草群落向芦苇群落演替,其固碳能力不断增强.     

基于ITS序列分析仲彬草属植物的亲缘关系

以旱雀麦为外类群,用PAUP 4.0b10软件并采用最大简约法和邻接法对11份仲彬草属物种的ITS区序列进行系统发育分析,两种方法得到的系统发育树基本一致。结果表明:(1)整个ITS序列长度变异范围为596~601 bp;G C含量在所有ITS中的变化范围为61.20%~62.44%;序列间的遗传分化距离为0.003~0.033,平均值为0.015;(2)疏花仲彬草和塔克拉干仲彬草2个物种聚为一支,位于系统发育树的底部,在最大简约法和邻接法分析中分别获得78%和82%的自展支持率,它们之间的亲缘关系较近;(3)形态相似、地理分布一致的物种有聚在一起的倾向,表现出较近的亲缘关系;(4)ITS区序列分析的结果与细胞学、形态学的研究结果基本一致,因此ITS区序列分析能反映仲彬草属种间关系。     

长江口九段沙湿地海三棱藨草生物量分配特征及其影响因子

海三棱藨草(Scirpus mariqueter)为长江河口盐沼湿地先锋植物。以长江口九段沙湿地为主要研究区域,在江亚南沙、上沙、中下沙等不同区域设置固定站点,进行植被和环境因子的取样调研,分析研究了海三棱藨草的生物量分配特征及其主要影响因子,以期为海三棱藨草的培育与恢复、盐沼湿地生态系统的保护与利用提供科学依据。结果表明:(1)不同站点海三棱藨草的茎基高度、球茎生物量占比、根茎与球茎之比均不存在显著差异(P0.05),而植株密度、植株高度、根茎生物量占比、果实生物量占比、茎叶生物量占比、须根生物量占比、果实与根茎之比、果实与球茎之比在不同站点间存在显著差异(P0.05);(2)不同站点的沉积物电导率、盐度、容积密度(5—10、25—30 cm土层)、总碳含量(10—15、20—25、25—30 cm土层)、总氮含量(5—10 cm土层)存在显著差异(P0.05);(3)海三棱藨草的果实与根茎的生物量之比和沉积物5—10、25—30 cm总碳含量,0—5、5—10 cm总氮含量,0—5 cm容积密度,茎基高度6种因子的组合存在极显著相关(P0.01);而其他生物量分配指标与本文涉及到的环境因子、植物表形参数均不存在显著相关性(P0.05)。海三棱藨草生物量分配特征是其自身生长特征与环境因子综合作用的结果。在今后的研究中需拓展生境因子涵盖范围,深入分析多因子综合作用对海三棱藨草生物量分配特征的影响。     

密度对三种莎草科植物克隆生长的影响

以三种莎草科克隆植物藨草(Scirpus triqueter), 海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和糙叶苔草(Carex scabrifolia)为研究对象, 通过盆栽受控实验, 探讨三种初始种植密度处理(1 株/盆、4 株/盆和16 株/盆)对个体表现与种群增长的影响。结果表明, 三种植物种群经过一个月左右的适应后均开始加速增长, 生长季后期增长率逐渐降低, 而海三棱藨草种群甚至出现了一定程度的衰退。生长季中前期藨草在中低密度处理下密度增长率高于高密度和整簇种植处理, 而海三棱藨草、糙叶苔草种群的整体密度增长与初始种植密度成反比。最终收获时, 藨草和海三棱藨草不同处理下的密度、冠层高度、最高高度、地上生物量和地下生物量均没有显著差异, 糙叶苔草在低种植密度下的密度最低, 中等种植密度下冠层高度最高。藨草、海三棱藨草的单株平均生物量与密度呈显著负相关, 而藨草、糙叶苔草的总生物量与密度呈显著正相关, 三种莎草科植物的根冠比都没有随密度发生显著变化。三种莎草科植物在高密度下的种内竞争效应均强于中密度。     

基于芸香科的植物通用DNA条形码研究

植物DNA条形码研究是近10年来进展最迅速的学科之一,其通用序列的筛选一直是该领域研究的热点问题.2009年,生命条形码联盟植物工作组推荐rbcL+matK组成复合序列作为植物通用条形码,但其研究对象中近缘属、种较少,且物种水平鉴定成功率仅为72%,所以仍在进行验证和新序列的研究工作.本研究选取nrDNAITS2序列,利用其具有Ⅱ级结构的特性、通过不同物种类型模型判定全长,将其和目前热点候选序列(matK,rbcL,psbA-trnH,rpoC1,ycf5)及nrDNAITS序列针对芸香科72属192种300个样本进行比较,试图在同一科属下更多近缘种存在时,真实判定候选序列的鉴定能力.结果表明,自行设计引物的ITS2序列具有较好的PCR扩增和测序成功率,在所考察的候选序列中具有最大的种间变异和较小的种内变异,且两者存在极显著差异,同时物种鉴定成功率最高,各评价指标均优于其他候选序列.证实ITS2序列在单一科属内的"高效性",故推荐其作为植物DNA条形码通用序列之一.     

地衣的ITS序列系统发育分析和DNA条形码的初探

目的:构建出地衣植物核糖体rDNA(nrDNA)的ITS序列的系统发育树并探讨地衣植物的DNA条形码.方法:以黑龙江五大连池风景区的地衣植物为材料,采用特异性引物对地衣植物的ITS序列进行Pcr扩增,直接对其Pcr产物进行测序,利用MEGA4.0软件建立地衣植物的ITS序列的系统发育树.结果:根据系统发育分析得出一致性指数CI和维持性指数RI分别为0 5356和0.6602,相同属地衣的样本间即种内的遗传距离 和不同属的样本间即种间的遗传距离(K-2-P)平均值分别为0.030和0.600,种间距离大于种内距离.结论:根据地衣植物样本间的遗传距离(K-2-P)的分析,得出核糖体rDNA的ITS基因对地衣近缘属的分类鉴定上具有一定的参考价值,建议作为地衣分类鉴定的条形码的测试片段.     

试栽羊肚菌分子系统分析

[目的]为了弄清陕西汉中试栽羊肚菌的种类归属。[方法]收集到汉中地区试栽羊肚菌子实体19个样品,采用CTAB法提取其基因组DNA,使用通用引物PCR扩增5个基因序列(ITS、LSU、EF1-α、RPB1和RPB2)保守区片段,用1. 0%的琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行检测,并对PCR产物送样测序。依据测序结果构建系统发育树,结合系统发育树进行物种归属鉴定。[结果]获取了所有样品的5个基因序列保守区片段,通过测序比对19个样品5个基因序列保守区片段并进行序列联合,对总长度3 025 bp的保守区序列分析并构建系统发育树,依据系统发育树鉴定出汉中试栽羊肚菌分别为六妹羊肚菌(Morchella sextelata)、梯棱羊肚菌(M. importuna)、隐形羊肚菌(M. cryptica)和北方羊肚菌(M. septentrionalis)。[结论]采用多基因联合分析法弄清楚汉中试栽羊肚菌的种类归属。     

九段沙湿地植被群落演替与格局变化趋势

长江口新生湿地九段沙由上沙、中沙和下沙三部分组成。2004年对湿地植被群落的演替与格局变化进行了研究。结果表明,九段沙湿地植被群落由芦苇(Phragmites austra-lis)、互花米草(Spartina alterniflora)、海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和藨草(S.triqueter)构成。芦苇和互花米草生长于潮滩高程,海三棱藨草和藨草生长于低潮位。1998—2004年,上沙植被覆盖面积年平均约增长17%,中沙22%,下沙38%~39%,植被群落处于快速增长演替状态,这可能与沙洲发育速度有关。由于在中沙、下沙人为种植过外来物种互花米草,其增长速度最快,覆盖面积占九段沙植被总面积的比例从1998年不足1%上升到2004年的22%,地上部分总生物量的年平均增长率为79.79%,互花米草对藨草-海三棱藨草的竞争压力较大。鉴于互花米草对九段沙的影响尚无定论,本文提出了初步的植被管理措施。     

基于5个基因片段的野胡麻属系统位置研究

对单种属野胡麻属(原隶属于广义玄参科)及其可能近缘类群广泛取样,选择合适外类群,通过对4个叶绿体基因联合数据(trnL-F、rps16、rbcL、rps2)、核基因ITS片段、叶绿体基因与核基因ITS片段联合数据,进行最大简约法和贝叶斯法分析,探讨野胡麻属在科级系统位置及其与近缘类群系统发育关系。结果表明,所有系统树都支持野胡麻属先和肉果草属构成姐妹群关系,叶绿体基因联合系统树支持率分别为97%[Bootstrap(BS)]和100%[Posterior probability(PP)];ITS系统树支持率分别为99%(BS)和100%(PP);叶绿体基因和ITS联合系统树支持率均为100%(BS和PP)。野胡麻属、肉果草属与通泉草属一起构成一单系群,叶绿体基因联合系统树、ITS系统树、叶绿体基因和ITS联合系统树的支持率均为100%(BS和PP)。形态学证据也支持野胡麻属、肉果草属和通泉草属这3个属的近缘关系。本研究结果支持单种属野胡麻属隶属于透骨草科的通泉草亚科,与肉果草属亲缘关系最近,这两个属进而与通泉草属近缘,可能隶属于通泉草属内,与岩白翠亲缘关系较近,也可能与通泉草属互为姐妹群关系。     

崇明东滩南部盐沼植被空间分布及影响因素分析

崇明东滩南部滩面高程、土壤盐度在空间上呈明显的梯度变化规律。高程整体西高东低、北高南低, 盐度东北高、西南低, 两者共同限制着盐沼植物在空间上的分布。该文围绕崇明东滩南部主要植被类群及其空间分布, 探讨了土壤盐度、潮滩高程两大环境因子与植物种群分布的对应关系。基于2013年夏、秋季植被空间网格采样和空间插值, 分析了东滩南部植物的空间分布现状, 发现不同植物类群在高程和土壤盐度上存在极显著的差异(p < 0.01)。高程差异: 莎草科类群主要分布于高程区间2.93-4.07 m的低潮滩, 禾本科主要集中分布在高程3.13-4.31 m的中、高潮滩; 盐度差异: 海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)优势种群植被覆盖区表层30 cm的平均土壤盐度为(3.2 ± 0.6) g·kg^-1, 显著高于其他类群植物分布区的平均土壤盐度(2.0 ± 0.3) g·kg^-1 (p < 0.01)。崇明东滩湿地生态系统的关键种兼先锋种——海三棱藨草, 分布高程介于2.53-3.97 m, 而互花米草能适应海三棱藨草80%的高程区间, 两者在高程上存在竞争关系。统计数据显示, 研究区域中近90%的海三棱藨草分布在研究区东北部, 土壤盐度范围为1.6-4.5 g·kg^-1, 海三棱藨草、互花米草能较好地适应该空间内的盐度胁迫, 两种植物在此交替出现。但是在高程和土壤盐度的综合作用下, 互花米草的生长状况更好, 因此该区的海三棱藨草很可能会被互花米草逐步取代。对各类群植被分布和优势面积的研究发现, 海三棱藨草总分布面积为294 hm², 优势群落面积120 hm², 海三棱藨草仅占莎草科植物总优势面积的15.7%, 占研究区总面积的6.9%, 在6种主要植物(芦苇(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、互花米草、糙叶薹草(Carex scabrifolia)、藨草(Scirpus triqueter)、海三棱藨草)中比重最小, 这给保护区内海三棱藨草种群的恢复和保护带来极大的挑战。