果实起源与多样化的进化发育机制

果实的起源与多样化是植物对陆地生态系统长期适应的结果,与植物的种群繁衍和通过种子传播以适应更广阔的生存空间密切相关.这一进化现象与过程造就了被子植物的起源与极大繁盛.揭示果实的起源与多样化以及其适应性进化机制是进化生物学研究的核心科学问题之一.本文综述了近年来在植物果实形态(大小和形状)、果实附属结构的形态创新、果实类型等进化发育研究方面的主要进展,并对该领域的未来研究方向和重点等进行了展望.     

种子植物在进化中的适应对策

从种子植物器官特征,比较分析了裸子植物与被子植物在茎、叶、花和种子进化程度的不同,显示出它们对环境适应性的不同,旨在进一步充分、全面的了解种子植物一些进化特征以及种子植物进化过程中策略的选择。     

种子植物的起源及其早期演化

迄今为止世界上最早的种子植物发现于北美和欧洲西北部的晚泥盆纪地层。这些种子植物可能起源于前裸子植物，即解剖构造上较为进化的一类蕨类植物。然而，从目前的证据来看尚无法确切判断这些种子植物起源于前裸子植物中的某个特定类群，比如古羊齿目和戟枝木目。作者总结了种子植物祖先的有关证据，并对目前已知的最早的种子植物的形态进行了概述。由于种子植物自出现起即表现出丰富的形态多样性，因而尚无法对某个可能的祖先形态作出判断。目前的研究尚不能确切回答种子植物起源的全部问题，仍需寻找有关前裸子植物与种子植物过渡类型的新证据。作者对未来的研究提出了建议     

植物miRNA的进化

鉴于miRNA在植物基因表达调控中的重要作用, 人们已经开展对植物miRNA的预测、鉴定、功能和进化等方面的研究。随着许多模式植物基因组测序的完成, miRNA的基因组学和进化信息的整合为miRNA的起源和进化研究提供了越来越多的证据和假说, 然而尚未见关于植物miRNA进化方面的系统报道。文章从miRNA的起源以及相应的几种假说、miRNA的产生和消亡、miRNA的功能进化等几方面来分析和综述植物miRNA进化的研究进展。     

猴面包树属植物的研究进展

猴面包树属(Adansonia)植物为高大落叶乔木,隶属锦葵科木棉亚科,原产于非洲和澳大利亚。该属植物因其硕大的茎干、极强的耐旱能力及长寿的特点受到世界范围的广泛关注。猴面包树属植物可利用价值较高,在古气候重建、生物起源进化、生物多样性保护等方面具有重要意义。本文从地理分布、形态结构、功能用途和起源进化等方面对猴面包树属植物的相关研究进行了综述,并从其抗旱机理、开发利用、起源进化和保护繁育等方面进行了展望。     

猴面包树属植物的研究进展

猴面包树属（Adansonia）植物为高大落叶乔木,隶属锦葵科木棉亚科,原产于非洲和澳大利亚。该属植物因其硕大的茎干、极强的耐旱能力及长寿的特点受到世界范围的广泛关注。猴面包树属植物可利用价值较高,在古气候重建、生物起源进化、生物多样性保护等方面具有重要意义。本文从地理分布、形态结构、功能用途和起源进化等方面对猴面包树属植物的相关研究进行了综述,并从其抗旱机理、开发利用、起源进化和保护繁育等方面进行了展望。     

植物性染色体进化及性别决定基因研究进展

植物性染色体起源于1对常染色体, 其在不同雌雄异株植物中多次起源并独立演变, 是研究性染色体起源和进化机制的理想材料。过去的研究在一定程度上阐明了植物性染色体的起源和演化动力; 且性染色体遗传退化、性别决定基因以及剂量补偿效应正逐渐成为研究的热点。近年来, 关于植物性染色体进化及性别决定基因的研究取得了一些重要进展。该文综述了植物性染色体的起源、进化、遗传退化、剂量补偿效应以及性别决定基因等, 并对植物性染色体进化研究发展趋势进行了展望。     

中国植物系统和进化生物学研究进展

植物系统和进化生物学旨在探讨植物物种多样性的起源、多样化及其进化的机制, 是综合性越来越强的研究领域。2017年在深圳召开的第19届国际植物学大会(IBC 2017)为中国学者提供了一次难得的展示自身实力的机会和舞台, 同时也极大地推动了中国植物系统与进化生物学领域的研究。值此大会召开5周年之际, 本文拟就中国系统和进化生物学领域近年来取得的主要进展和突破做一简要回顾, 以帮助读者了解中国植物系统和进化研究的发展态势, 并在此基础上展望未来该领域的发展趋势以及面临的机遇和挑战。在过去5年中, 中国学者在植物系统与进化生物学领域的各个方面均取得了令人鼓舞的成绩和突破, 涉及植物起源和物种多样性格局的演变、植物分类和系统发生重建、物种形成和适应性进化、种间互作和协同进化、新性状的起源及其进化发育机制、植物多倍化的机制和多倍体进化、物种濒危机制和物种保护以及栽培植物的起源和驯化等等。这些研究成果不仅在数量上而且在质量上有显著提升, 受到国际学界的广泛关注, 意味着中国学者已经成为国际该领域研究的重要力量, 并将在国际植物系统和进化研究领域发挥更大的作用。     

由简而繁：多细胞生物之谜

从单细胞生物体转换成为各种由许多个细胞组成的生物体,这样的独立进化过程已经经历了大约二十多回。这样的演变在动物和植物等复杂生物体的起源方面会告诉我们一些什么呢？     

苏铁类植物传粉生物学研究进展(综述)

苏铁类植物是现存最古老的种子植物,研究其传粉特点,对于研究种子植物的起源与演化、植物与动物的协同进化以及苏铁类植物的繁殖机制、濒危机制有重要意义。本文从苏铁雌雄株开花物候学、传粉媒介及传粉机制等方面,对苏铁类植物传粉生物学相关研究进行综述,并提出今后该类植物传粉生物学研究的建议：对更多苏铁属种类未知的传粉机制进行研究;更广泛地应用排除法研究苏铁类特别是苏铁属植物的传粉媒介,进一步探讨传粉昆虫与苏铁类的共生关系问题。     

昆虫的起源和进化

昆虫不仅以众多的物种和庞大的个体数量与现代人类休戚相关,而且昆虫的起源和进化,对整个生物界的发展史也具有深刻的影响。如果没有昆虫,我们很难设想地球上会有这么多美丽芳香的花朵。昆虫与开花植物的协同进化,使这两     

植物多倍体研究的回顾与展望

多倍化是促进植物进化的重要力量。多倍体主要是通过未减数配子融合,体细胞染色体加倍以及多精受精三种方式起源的。其中,不减数配子是多倍体形成的主要机制。三倍体可能在四倍体的进化中起了重要作用。过去认为多倍体只能是进化的死胡同,现在发现很多多倍体类群都是多元起源的而不是单元起源的。当多倍体形成后,基因组中的重复基因大部分保持原有的功能,也有相当比例的基因发生基因沉默。多倍体通常表现出不存在于二倍体祖先的表型,并且超出了其祖先的分布范围,因为在多倍体中发生了很多基因表达的变化。主要从多倍体的起源、影响多倍体发生的因素及多倍体基因组的进化等方面回顾并展望多倍体的研究。     

食果动物与被取食植物的相互关系:协同进化?

在种子传播过程中动植物是否存在协同进化关系一直是争论的焦点。有观点认为,植物通过食果动物对其种子的传播可能获得逃避种子捕食者、占据新的生境斑块和基因流动等好处,而动物通过消化果肉获得营养和能量作为回报,动植物彼此相互作用,进而可能建立协同进化关系。动植物之间还可能发生在种、属或科水平以上的多物种的多配协同进化,或者通过关键种的协同进化来带动其他食果动物和植物相关性状的进化。“果肉防御假说”则认为果肉原本是保护种子的防御组织,后来才进化成为吸引食果动物以促进种子传播的物质。然而,食果动物和植物一对一的协同进化的例证并不多见;适合种子萌发和生长的环境在时空上难以确定;食果动物和植物的进化速度不一致;植物与种子传播者的选择压力存在着高度的不对称和不平衡,加上环境因素的重要影响,这种选择压力受到极大的限制而有可能变得不显著。种子传播中动植物在进化意义上的关系尚需进一步研究。未来研究应对食果动物和植物关系的复杂性和多样性有足够的认识。通过对系统发育中相联系的不同种的动植物关系的比较研究来揭示动植物关系对物种分化的影响,有可能为检验食果动物和植物之间的协同进化关系提供新的证据。食果动物传播种子对植物群落动态变化的影响、动植物关系和生物多样性保护等仍将是该领域研究的热点。     

植物乳杆菌天然质粒系统进化和起源

【目的】为了探索植物乳杆菌天然质粒系统进化关系和起源。【方法】本文利用复制起始蛋白(replication initiation protein,Rep)系统进化树、基因组共线性、基因组GC含量和宿主范围分析方法,对植物乳杆菌75个天然质粒的系统进化关系和起源进行了详细和多角度的分析。【结果】首先,Rep系统进化树和基因组共线性分析结果均表明,植物乳杆菌所有天然质粒可以划分为6个进化关系亲密的家族、2个进化形态特殊的杂合质粒和1个独立进化质粒pLP2140。杂合质粒pMRI5.2、pLP12-1分别由家族1-2和5-6质粒融合形成,因此植物乳杆菌质粒可能起源于7个祖先。其次,基因组共线性分析可以将6个家族质粒进一步划分为17个进化关系更近的亚家族类群,并清晰、有效地揭示类群内质粒之间的系统进化关系。最后,基因组GC含量和宿主范围分析为植物乳杆菌质粒的系统进化关系和起源提供了进一步的证据。【结论】因此上述研究可以准确、有效地揭示植物乳杆菌天然质粒的系统进化关系和起源,这对植物乳杆菌天然质粒系统进化和起源的了解和研究具有重要的参考价值。通过Rep系统进化树和基因组共线性两种分析方法优缺点的比较和组合,我们提出了一种更加有效的研究思路和分析方法,同时这种方法很可能适用于所有细菌天然质粒,因此对于天然质粒进化和起源研究具有普遍的方法学意义。     

桫椤植物群落区系进化保守性

植被进化是生态系统进化研究的重要议题之一,而对"活化石"植物生物学、生态学特性的研究则是其基础.选以乐山五通桥桫椤自然保护区-桫椤群落的种子植物区系与蕨类植物区系组成为研究对象,发现种子植物区系在属的水平上热带成分与古华夏成分占到近2/3,在科的水平上则更高;种子植物区系中有9个中国特有属,其中8个为残遗或原始类型的古特有属,表现出典型的古特有现象;而在蕨类植物区系中热带成分和华夏成分所占比重更大.将之与我国不同气候带15代表性地点的植物区系进行DCA排序,发现其种子植物区系与蕨类植物区系组成都与更低纬度的一些区系更相近,表现出强烈的热带残遗性和亲缘性.将之与中国晚白垩纪和新生代第三纪中国东北、辽宁抚顺、云南景谷、山东山旺化石植物类群相比,发现桫椤群落中蕨类植物成分与其晚白垩纪化石植物群有着高度的相似性,而其种子植物组成与其后兴起的第三纪被子化石群不甚相似.由此可见,桫椤群落区系组成与起源年代都十分古老;与桫椤伴生的成分中存在较大比例的中生代甚至古生代的古老遗存物种,也明显表现出其在植被进化中的保守性和种系发生的古老性.     

系统与进化植物学国家重点实验室

系统与进化植物学国家重点实验室的历史可追溯到1928年在北平成立的静生生物调查研究所植物部和1929年成立的国立北平研究院植物研究所。1987年经中国科学院批准正式成立了中国科学院植物研究所系统与进化植物学开放研究实验室,2001年更名为“系统与进化植物学重点实验室”。2005年3月国家科技部正式发文批准成立“系统与进化植物学国家重点实验室”,依托单位是中国科学院植物研究所。实验室的总体定位和研究方向是利用多学科研究手段,开展植物物种多样性的起源和演化、系统发育重建以及进化机制等重大基础理论研究,取得具有重要国际影响的原创性研究成果,培养该领域的高层次人才。主要研究领域为植物分类、区系和生物地理学,植物的起源和系统发育重建,居群生物学和保护遗传学,进化发育和进化基因组学。     

中国菊属一些种的分支分类学研究

运用分支分析方法研究了12种原产中国的野生菊属植物的系统发育关系,并引入了若干栽培品种及部分杂种一代植株作为分析材料。研究结果表明：分支分析方法有效而准确地将分类群分类,并揭示出毛华菊（Dendranthemarestitum）与菊花（Dendranthema×gran-diflorum）同为菊属植物中进化程度较高的种,部分种间杂种也已进入栽培类群。同时还发现不同性状在各品种间平行进化的现象。根据上述结果,作者讨论了中国菊属植物的系统进化及菊花起源问题。     

种子大小变异的进化生态学研究现状与展望

种子大小是植物生活史的核心特征之一。从4个方面综述种子大小变异进化生态学研究：(1)理论及研究方法;(2)环境、系统发育和母系影响;(3)进化机制;(4)生态学和进化意义。分析目前研究中存在的问题,并提出今后的研究方向。     

保护性的蚂蚁-植物相互作用及其调节机制研究综述

蚂蚁-植物互利关系是生态和进化研究中的模式系统之一。该文分析总结了近年来有关蚂蚁对植物的保护作用及其调节机制的研究进展。植物通过给蚂蚁提供食物体、蚁菌穴和蜜露吸引蚂蚁, 通过自身的物理、化学方式调节与蚂蚁的互利关系, 使蚂蚁能有效地保护自已, 防止欺骗和寄生的发生。反过来, 蚂蚁可以减少植食性动物对植物的伤害和取食, 减少叶片损伤, 提高种子产量和质量, 提高植物的竞争优势等。虽然蚂蚁对植物的保护作用的强度受到多种生物与非生物因素的影响, 变异性较大, 但在大多数情况下, 蚂蚁-植物之间仍呈显著的正相互作用。同时, 蚂蚁-植物的相互作用还具有广泛的生态影响, 尤其会大大降低林冠上节肢动物群落的物种多样性和多度。未来的研究需要加强蚂蚁-植物互利关系的起源与维持机制、对蚂蚁自身的影响、与生物入侵的关系, 以及进化生态学等方面的研究。     

河南宝天曼种子植物区系特征

宝天曼位于河南省西南部,共有种子植物１５０科７８３属２１４７种。种子植物各科中有不少是起源古老的科,各种属中共有１８５个单型属和少型属,占总属数２３．６３％,表明了本区系起源的古老性。