横断山区被子植物染色体研究概况

横断山区作为全球生物多样性热点地区之一 ,染色体数目的研究对探讨植物区系起源和进化有重要的意义。本文对横断山区被子植物染色体数目报道方面的情况进行收集和整理并进行统计分析 ,结果发现共有 42科 1 4 3属 51 8种被子植物有染色体数目报道。     

青藏高原高山区和泛北极地区种子植物多倍体比较

多倍化是植物快速适应极端环境胁迫的一种重要机制。青藏高原高山区和泛北极地区具有相似的极端低温环境, 且两地的植物曾有密切的交流和联系。然而, 多倍体物种对两地植物区系生物多样性的贡献是否相同仍不清楚。我们系统地收集两地已有染色体数目和倍性报道的种子植物物种名录, 共计1,770种, 其中青藏高原高山区774种, 泛北极地区996种; 同时也相应地收集了每个物种的生活型信息。分析显示青藏高原高山区多倍体植物的比例为20.9%, 泛北极地区多倍体植物比例为61.5%; 青藏高原高山区一年生草本、多年生草本和木本植物中多倍体的比例分别为20.7%、21.6%和12.8%, 泛北极地区一年生草本、多年生草本和木本植物中多倍体的比例分别为60.2%、65.5%和38.3%。这些结果表明泛北极地区比青藏高原高山区具有较高比例的多倍体物种。青藏高原高山植物区系在渐新世‒中新世之交开始兴起, 此时高原已达到一定高度, 而后的高寒环境相对稳定, 致使多倍体物种相对较少; 而泛北极地区植物区系在3-4 Ma兴起, 此后经历了冰期‒间冰期、海平面波动等反复剧烈的气候环境变化, 可能促进了大量的多倍化事件发生。本研究通过比较青藏高原高山区和泛北极地区植物多倍体物种的比例, 揭示了两地多倍体比例差异的可能原因, 将提高对多倍体适应极端环境的理解。     

横断山区六种八居群鼠尾草属植物的核型分析

鼠尾草属(Salvia)是唇形科(Lamiaceae)最大的属,属下多种为民间常用草药,亦有供观赏的种类。为探究横断山区物种在细胞学水平的进化方式,讨论形态分类学与分子系统学之间的分类关系,该研究通过广泛收集染色体文献资料,采用植物常规压片法对采集自横断山地区6种8居群鼠尾草属植物进行核型分析,并构建了中国地区分布的鼠尾草属植物叶绿体系统发育树。统计结果表明:(1)全世界范围内报道了约23%的鼠尾草属植物染色体数据,其中分布在中国地区的鼠尾草属植物染色体报道率为32.10%,分布在横断山地区的鼠尾草属植物报道率为40.54%,(2)鼠尾草属植物染色体基数以x=8和x=11为主,分布在中国地区的鼠尾草属植物染色体基数均为x=8。实验结果表明:(1)西藏鼠尾草(S. wardii)核型数据为首次报道。(2)雪山鼠尾草(S. evansiana)首次在云南德钦地区发现二倍体居群。将细胞学数据结合叶绿体进化树开展染色体进化关联分析,论证多倍化可能不是鼠尾草属物种适应高海拔环境的主要机制,表明多倍体不是该属物种形成的主要进化途径而是以二倍体水平为主,推测染色体组的加倍可能是物种在形态学与分子系统学上分类关系不一致的原因之一。该研究丰富了横断山区鼠尾草属植物的染色体核型数据,结合区域分子系统树探讨染色体特征的进化关系,为今后深入研究该属物种的核型进化做出了探索,为开展祖先物种染色体基数推演分析补充了基础数据。     

中国裸子植物的物种多样性格局及其影响因子

物种多样性的大尺度空间格局是宏观生态学和生物地理学研究的核心问题之一。本文利用中国裸子植物分布数据, 结合气候、地形等环境信息, 分析了中国裸子植物物种多样性的大尺度格局及其影响因素, 比较了不同类群之间物种多样性格局和主导因子的差异, 并探讨了裸子植物在植物区系中所占比重的地理格局。结果表明, 中国裸子植物的物种多样性总体上呈现南高北低的趋势, 物种多样性在横断山区最高。在裸子植物的三个主要类群中, 松柏亚纲的物种多样性格局与整体相似, 买麻藤亚纲的多样性高值区则出现在中国西北部的干旱地区, 苏铁亚纲的分布区较为狭窄, 主要集中在南方地区。线性回归分析结果表明, 空间异质性和降水因子对中国裸子植物多样性格局的解释率最高, 末次冰期以来的气温变化、海拔高差和能量因子次之。这表明中国裸子植物物种多样性的格局受到了多种因素的影响, 其中空间异质性和降水因子影响最大。进一步分析发现, 物种多样性格局的主导因子在不同类群之间具有显著差异, 这可能反映了这些类群的进化历史以及生理适应的差异。裸子植物与被子植物的比例具有明显的空间格局: 在东部、南部气候环境优越的地区, 裸子植物与被子植物的比例低于0.06; 而在西部、北部等气候环境比较恶劣的地区, 裸子植物的比例则显著上升。回归分析表明, 能量和水分因子显著影响了裸子植物与被子植物的比例。随着能量的降低和降水的减少, 裸子植物与被子植物的比例会显著升高, 这可能是由于被子植物在温暖湿润地区具有较强竞争优势, 但裸子植物对极端环境具有更好的适应。     

青藏高原蝇科昆虫生物地理初探

对青藏高原蝇科昆虫进行了生物地理学研究.青藏高原已知蝇科9亚科42属574种,以特有类群占优势.其中特有属占11.9%,特有种占66.2%,文中讨论了该地区区系成分的多源性,特有成份的特异性及青藏高原北缘特有属的起源与演化,特有种的狭域分布现象及理论探讨.讨论了该地区与其它地区间隔分布的多样性及高原蝇科昆虫的适应性.分析了青藏高原的隆起与冰期对蝇科昆虫的作用.青藏高原的横空崛起以及第四纪冰期--间冰期的循环往复,导致该地区生境千差万别,使蝇科区系不仅有地域分异,且垂直差异显著.在此期间,北方物种向南入侵,南北成分交互渗透,高山类群适应进化,使许多特有成分在这里被陶冶、孕育,故而造成了该地区蝇科区系的特有性和物种的多样性.     

云南不同地区和生境代表性热带植物区系的物种组成比较

云南热带植物区系地理成分复杂,生物多样性极其丰富。为了解不同地区和生境热带植物区系的物种组成差异,本文选取云南南部和东南部3个有代表性的热带植物区系——西双版纳龙脑香林植物区系(DFX)、西双版纳石灰岩山植物区系(LFX)和文山古林箐石灰岩山植物区系(LFG)为研究对象,比较不同植物区系的科属数量结构、科内多样性、科属分布区类型及植物区系相似性。研究结果显示:(1)3个热带植物区系均具有较高的物种多样性,但种类组成、科属数量结构及科内多样性差异较大;(2)热带分布的科、属在3个热带植物区系中均占绝对优势;(3)3个热带植物区系的共有物种极少,而专有物种(即在3个植物区系之间相对专有)相对较多,植物区系之间的种级相似性极低。云南不同地区和生境热带植物区系强烈的热带亲缘、物种组成的多样性和复杂性以及较低的植物区系相似性,揭示了地理和生境差异会影响各地热带植物区系的演化与发展。     

包头地区野生种子植物区系组成及特征研究

通过对包头地区野生种子植物区系进行调查、统计、整理,从科、属、种3个分类等级上对其区系地理成分、生活型、水分生态类型分别进行分析,探讨该区植物区系的起源和演化,为保护和利用该区珍稀、特有物种及其生存环境提供依据。结果表明:(1)包头地区有野生种子植物71科、274属、595种,其中,裸子植物2科3属5种,被子植物69科271属590种,占内蒙古被子植物的全部科、属、种的62.28%、43.81%、27.78%。(2)从科、属组成来看,包头地区野生种子植物组成中单属科和寡属科(2~4)、单种属和寡种属(2~4)构成了该地区植物科、属的主体部分。(3)从地理成分来看,温带成分占绝对优势;生活型以草木植物为主,占79.83%;从水分生态类型看,中生植物是该区的主要成分,占55.62%,旱生植物在该区系中也占有相当比重,占36.98%,说明该地区水分条件较差,在气候区上属于半干旱地区。     

染色体数据的挖掘及其在植物多样性进化研究中的利用

多倍化（或全基因组加倍）是植物物种形成的重要途径,现存的被子植物可能都发生过一次甚至多次多倍化事件。多倍化传统的定义是染色体数目相对于祖先类群呈整倍性增加。其中最常用的研究方法是核型分析,核型能够提供物种的基本细胞学参数,包括染色体数目、倍性水平、核型不对称性、核型变异系数等。目前核型研究的趋势表现出从物种基本核型参数分析逐渐演化到多类群、多学科交叉融合的特点：一方面植物核型分析从种群、物种、科属的类群到生命之树,探讨染色体核型在各支系的进化特征、趋势以及驱动植物系统进化的细胞学机制;另一方面探讨和分析区域或生态系统植物区系的染色体谱或倍性等细胞学特征,可以探究区域地质环境变化或生态环境对染色体倍性等的影响,或通过区域染色体谱的构建,分析区域植物区系的形成和进化历史。因而,植物核型研究为系统发育、分子系统进化、生命之树以及植物区系地理的起源和演化研究提供了新思路。越来越多的新方法、新手段在植物核型分析与多倍化研究中得到运用,从而揭示了植物类群或植物区系的染色体进化以及细胞地理特征。今后植物细胞学研究趋势会向多学科交叉融合,整合各研究领域证据,从不同水平角度综合分析植物核型多样性形成的原因及意义,从而更加全面地认识和理解植物物种多样化与物种形成原因。     

染色体数据的挖掘及其在植物多样性进化研究中的利用

多倍化(或全基因组加倍)是植物物种形成的重要途径,现存的被子植物可能都发生过一次甚至多次多倍化事件。多倍化传统的定义是染色体数目相对于祖先类群呈整倍性增加。其中最常用的研究方法是核型分析,核型能够提供物种的基本细胞学参数,包括染色体数目、倍性水平、核型不对称性、核型变异系数等。目前核型研究的趋势表现出从物种基本核型参数分析逐渐演化到多类群、多学科交叉融合的特点:一方面植物核型分析从种群、物种、科属的类群到生命之树,探讨染色体核型在各支系的进化特征、趋势以及驱动植物系统进化的细胞学机制;另一方面探讨和分析区域或生态系统植物区系的染色体谱或倍性等细胞学特征,可以探究区域地质环境变化或生态环境对染色体倍性等的影响,或通过区域染色体谱的构建,分析区域植物区系的形成和进化历史。因而,植物核型研究为系统发育、分子系统进化、生命之树以及植物区系地理的起源和演化研究提供了新思路。越来越多的新方法、新手段在植物核型分析与多倍化研究中得到运用,从而揭示了植物类群或植物区系的染色体进化以及细胞地理特征。今后植物细胞学研究趋势会向多学科交叉融合,整合各研究领域证据,从不同水平角度综合分析植物核型多样性形成的原因及意义,从而更加全面地认识和理解植物物种多样化与物种形成原因。     

中国薯蓣属细胞分类的研究——染色体数与该属起源和演化

本文继续报道了薯蓣属(Dioscorea L.)块茎类5个组(sect． Combilium Pr．et Burk.,Sect. Lasiophyton Pr． et Burk., Sect. Opsophyton Uline, Sect． Shannicorea Pr. et Burk., Sect. Enantiophyllum Uline)23个种和变种的染色体数,并对一些分类群进行了讨论。它们都是基数为10的多倍体,是本属进化的类型。 根据染色体数的演化和二倍体种类的地理分布,我们推论我国横断山脉地区可能是薯蓣属的起源中心。     

云南植物区系的起源与演化

云南是生物多样性高度富集的地区,其植物种类占中国植物种类的一半以上,几乎包含了欧亚大陆的各种主要植被类型,其错综复杂的生物区系是如何形成与演化的,这个基本问题目前尚未得到解决。本文结合云南的历史地质事件,从植物区系地理学研究上对云南植物区系的起源与演化研究进行了介绍。研究发现,云南植物区系具有一个远古的热带起源背景,在第三纪热带、亚热带性质的东亚植物区系基础上,随着喜马拉雅的隆升,世界性和北温带植物区系成分在北部地区渗透、迅速形成大量物种,使北部地区演化成为现今以世界性和北温带分布的科、属占优势的温带植物区系;在南部地区,因印度支那地质板块向东南亚逃逸,热带亚洲成分渗透、发展,演化成为以热带亚洲成分为主的热带植物区系;云南中部地区第三纪东亚植物区系成分有更多的保持与承袭。对云南南部、中部和北部植物区系系统发育关系(系统发育结构和β多样性格局)的研究支持了植物区系地理学上的推论。此外,思茅-兰坪(印度支那)地质板块自晚始新世以来发生顺时针旋转可能导致了云南西北部与云南东南部一些物种对应分布格局的形成;云南南部与东南部热带地区的植物区系可能因具有不同的地质背景和演化历程而发生了显著的生物地理分异。在晚第三纪各地质事件的影响下,云南植物区系在一个热带、亚热带性质的第三纪东亚植物区系基础上发生了歧化,演化成为现今的南-北、东-西生物地理分异明显的植物区系。     

井冈山自然保护区福建柏群落的研究

对井冈山福建柏(Fokienia hodginsii)群落4个样地的物种组成、区系成分和物种多样性进行了统计和分析.结果表明:该群落有维管植物32科43属59种,其中蕨类植物有4科4属5种,裸子植物3科3属3种,被子植物25科36属51种.区系分析显示该植物区系起源古老,地理成分复杂,以温带性成分为主,热带亚热带成分占有较大比例.群落为复层异龄结构,类型有福建柏 甜槠(Castanopsis eyrei)群落、福建柏 猴头杜鹃(Rhododendronsimiarum) 甜槠群落.群落物种多样性指数较高,各样地间多样性指数变幅不大;福建柏群落的4种多样性指数基本表现出相同的趋势,福建柏群落物种多样性在群落不同层次的变化规律为:灌木层>乔木层>草本层.     

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。     

鲤亚科多倍体物种独立起源及其与第三纪青藏高原隆升的关系

青藏高原特有鲤科多倍体鱼类(裂腹鱼类)的起源和物种分化研究有助于探讨鲤科鱼类物种分化和青藏高原隆升之间的关系.本研究利用线粒体和核基因DNA序列构建系统发育关系,并以此来追溯裂腹鱼类多倍体的起源及其物种分化.倍性水平的祖先状态重建结果显示,鲤亚科是二倍体起源的,而裂腹鱼类是四倍体起源.研究还发现,在适应青藏高原隆升过程中,鲤亚科鱼类物种分化速率发生了两次明显改变,而且这些分化速率变化都发生在青藏高原特有鱼类的分支中.本研究表明,青藏高原特有的多倍体化裂腹鱼类包含了两个独立起源的类群.裂腹鱼类的物种分化与晚第三纪以来的青藏高原隆升密切相关,其中,渐新世晚期至中新世中期的裂腹鱼类适应性分化与青藏高原南部地区以及喜马拉雅山脉的隆升相关;中新世中期到更新世早期的物种分化基本同晚第三纪青藏高原隆升的主要阶段相一致;而更新世以来裂腹鱼属(Schizothorax)的物种分化则和青藏高原快速隆升过程中的昆仑-黄河运动及共和运动密切相关.     

北极-第三纪成分在喜马拉雅-横断山的发展及演化

通过古植物学及古地史资料,论述了北极地区在第三纪早期气候变迁对喜马拉雅-横断山地区植物区系形成的影响,并通过一些喜马拉雅-横断山地区的特征类群;杜鹃属,槭树属,柳属,桦木属和桤木属以及一些草本类群虎耳草科的落新妇族,金腰属和虎耳草属,忍冬科的莛子镳属的分布式样和起源分化的分析,说明了喜马拉雅-横断山区系中有相当一部分是这些北方起源的,北极-第三纪成分迁移是现代喜马拉雅-横断山植物区系成分的一个重要来源,并且讨论了喜马拉雅-横断山植物区系同北方植物区系可能的迁移路线,指出西南-秦岭-东北通道即西南沿四川盆地经秦岭和黄河至东北和西伯利亚和“中亚高地通道”即向西经帕米尔高原同北方交流,向东经西南-秦岭-东北通道迁移交流是喜马拉雅-横断山植物区系成分同北方交流的主要路线,由于第四纪冰期间冰期反复作用,各类成分在该地区保存,汇集,分化发展,使得该喜马拉雅-横断山地区成了北极-第三纪中心消失以后,在近代形成的温带和高山植物区系新的发展和分化中心。     

横断山区蚜虫区系的特异性与历史渊源

文章系统分析了横断山区蚜虫区系的特异性,主要表现在:区系成分的复杂性、古北与东洋成分的交融性、区系组成的特有性和物种分布的间断性.进一步结合地质历史事件对横断山区蚜虫区系的历史渊源及其特异性演化进行了初步讨论.根据蚜虫类分布特点,建议古北区和东洋区在横断山区的分界线南移至丽江一线;横断山区蚜虫和其他地区的间隔分布可能是由地质历史上板块运动和青藏高原的隆升及第四纪冰期-间冰期的循环往复造成的;横断山区蚜虫区系是一个复合区系,同其他动物地理区划如新北区、澳洲区、非洲区等的蚜虫区系都有密切的历史渊源,青藏高原和横断山区的隆起及第四纪冰期-间冰期的循环往复又使得本区蚜虫区系有着独特的演化历程,从而造成了本区蚜虫区系的特有性.     

青藏高原特有种子植物区系特征及多样性分布格局

青藏高原拥有丰富的种子植物, 但对该地区特有植物的区系特征以及多样性还鲜有报道。本文通过植物志(书)以及在线数据库, 整理了只分布于青藏高原地区的种子植物名录及其地理分布, 分析了它们的科属特征、区系成分以及多样性空间分布格局。结果表明: 青藏高原共有特有种子植物3,764种, 隶属113科519属, 多数为草本植物(76.3%); 包含100种以上的科有菊科、毛茛科、列当科等15个, 属有马先蒿属(Pedicularis)、杜鹃花属(Rhododendron)、紫堇属(Corydalis)等7个; 从属的区系成分来看, 温带成分占主导(67.5%)。青藏高原特有植物多样性格局呈现从高原东南部向西北部逐渐递减的趋势, 其中东喜马拉雅-横断山脉的物种多样性非常丰富, 而且多数物种分布在高原的中海拔地带。理解青藏高原特有物种的特征及多样性格局对探讨高原植物区系的演化历史和物种保护有重要启示。     

中国姜花属十九个分类群的细胞学研究

采用压片法对中国姜花属十八个分类群进行了体细胞染色体计数,对白姜花减数分裂终变期I的染色体数目和形态进行了观察。结果显示:包括白姜花在内的十九个分类群中有六个二倍体,一个三倍体,十二个四倍体,其中十二个分类群的体染色体数目为首次报道,显示中国姜花属植物具有较高比例的多倍体类型;姜花属的染色体基数为n=17,染色体组可能是多倍体起源的。     

辽东半岛仙人洞自然保护区植物区系多样性分析

物种多样性分析与研究对于全球生物多样性保护具有重要的意义,运用植物地理学理论,结合外业调查、多样性指数、相关分析和聚类模型等方法,对辽宁仙人洞植物区系多样性进行定量分析,以揭示山地区系生物多样性的特点及规律。结果表明:(1)本区野生植物种类组成丰富,共有维管植物109科379属803种,其中蕨类植物13科17属39种,裸子植物5科12属18种,被子植物91科350属746种,优势科现象明显,单种属和少种属占比率较高,表现出一定古老残遗性;种的区系分布型多样,区系组成复杂,但特有现象不明显;温带成分占主体,表明本区温带植物区系历史起源。(2)仙人洞与邻近山地相比较,植物区系Shannon-Wiener指数差异明显(1.736~2.053),其中仙人洞和徂徕山较高,白石砬子和长白山较低,而Simpson指数差异并不明显(0.711 4~0.825 3)。(3)经相关性分析,不同山地植物区系之间相似程度显著(P0.01),相关系数达0.811~0.997,聚类分析显示仙人洞、凤凰山、千山、五台山及小五台山区系关系较近,支持仙人洞划归华北植物区系山地植物亚地区较为合适。     

滇西北地区种子植物地理分布及区系分化

以大尺度的物种分布信息为基础,对滇西北地区种子植物物种多样性的地理分布格局及其与植物区系分化之间的关系进行分析.结果表明:(1)滇西北地区的种子植物物种多样性从南到北呈递增趋势;(2)无论是在属的水平上,还是在科的水平上,植物区系分化强度从南到北均呈单调递增格局;(3)区系分化强度较大的区域主要集中在地形复杂的北部地区;(4)物种多样性随着区系分化强度的增强而增加;(5)物种多样性地理分布格局的形成可能与滇西北地区的地质历史、地形以及由此引起的植物区系分化有关.