被子植物起源研究中几种观点的思考

对被子植物起源研究中的几种观点进行了讨论。(1)由于被子植物存在着一组共同的性状,它们不可能是从不同祖先起源的,而是有着共同的祖先。被子植物是一个单源起源的类群。现存被子植物分类系统是依据包括形态学(广义)、分子系统学、古植物学和植物地理学等的综合性状建立的,只能表示出现存类群的亲缘关系并且追溯到它们最近的祖先。人们现在还不可能建立一个包括全部已绝灭的类群和现代生存类群的谱系发生系统。因此,现存被子植物分类系统只能看作是“亲缘”系统。(2)分析了用于推测被子植物起源时间的分子、化石和地理分布证据。我们认为,要确定被子植物起源时间,植物化石是一类重要证据,但化石只能说是植物本身可保存部分和当时当地所提供的化石条件的综合反映,它们不可能就是植物类群或种的起源时间。人们还必须考虑到化石本身的演化历史。应用分子钟也是一种手段,但误差比较大。如果我们除了利用上述两种资料之外,根据植物类群的现代分布格局及其形成,把植物的演化同地球的历史和板块运动联系起来,以推断它们起源的时间,这无疑会增加其可信度。通过对56个种子植物不同演化水平的重要科属地理分布的研究结果,我们曾提出被子植物的起源时间可能要追溯到早侏罗世,甚至晚三叠世。(3)分析了基于分子证据所提出的被子植物基部类群——ANITA成员(包括无油樟科Amborellaceae、睡莲科Nymphaeaceae、八角目Illiciales、早落瓣科Trimeniaceae、木兰藤科Austrobaileyaceae)的性质,讨论了ANITA成员在现代几个被子植物分类系统中的系统位置的不同观点,评价了它们的形态学(广义)性状。指出ANITA的成员由于包含大量的祖征,是属于原始的类群。但由于它们的共有衍征很少,如花粉球形,说明它们在被子植物演化早期就分道扬镳了,沿着不同的传代线分化。因此ANITA是一个源于不同传代线的复合群。     

被子植物系统发育深层关系研究: 进展与挑战

被子植物系统发育学是研究被子植物及其各类群间亲缘关系与进化历史的学科。从20世纪90年代起, 核苷酸和氨基酸序列等分子数据开始被广泛运用于被子植物系统发育研究, 经过20多年的发展, 从使用单个或联合少数几个细胞器基因, 到近期应用整个叶绿体基因组来重建被子植物的系统发育关系, 目、科水平上的被子植物系统发育框架已被广泛接受。在这个框架中, 基部类群、主要的5个分支(即真双子叶植物、单子叶植物、木兰类、金粟兰目和金鱼藻目)、每个分支所包含的目以及几个大分支包括的核心类群等都具有高度支持。与此同时, 细胞器基因还存在一些固有的问题, 例如单亲遗传、系统发育信息量有限等, 因此近年来双亲遗传的核基因在被子植物系统发育研究中的重要性逐渐得到关注, 并在不同分类阶元的研究中都取得了一定进展。但是, 被子植物系统发育中仍然存在一些难以确定的关系, 例如被子植物5个分支之间的关系、真双子叶植物内部某些类群的位置等。本文简述了20多年来被子植物系统发育深层关系的主要研究进展, 讨论了被子植物系统发育学常用的细胞器基因和核基因的选用, 已经确定和尚未确定系统发育位置的主要类群, 以及研究中尚存在的问题和可能的解决方法。     

拟藁本属及近缘物种中国分类群花粉形态与质体基因组系统发育研究

运用扫描电镜和光学显微镜对伞形科芹亚科拟藁本属8种及近缘类群2种(共10种)植物的花粉形态特征进行了观察与研究,并结合质体基因组系统发育树探讨拟藁本属的系统地位,提出分类处理意见,为拟藁本属的系统分类提供花粉形态学证据。结果表明：(1)显微观察显示,芹亚科拟藁本属及近缘类群10种植物花粉的极轴长与赤道轴长比值P/E为1.89～2.31,花粉大小变化范围25.45～41.70×11.29～20.52μm,花粉粒形态有近矩圆形、近矩圆-赤道收缩形、近长椭圆形和近长菱形4种,萌发孔位置皆为边孔。(2)扫描电镜观察发现,拟藁本属及近缘类群10种植物的花粉极面纹饰有条网、细孔网、细孔条网、平滑-细孔网、平滑穴网、条状6种类型,极面观有三裂圆形和三瓣形2种类型,属于伞形科较为原始至较为进化的花粉类型。(3)花粉形态学研究结果表明,拟藁本属的花粉形态均为近矩圆形型,扫描电镜下为条网状或细孔网状纹饰,属于一个较为自然的分类群,支持宜将拟藁本属从广义藁本属中独立出来单独成属,但蕨叶拟藁本的花粉形态为近长菱形,在芹亚科中属于较为原始的花粉类型。(4)分子系统发育分析表明,9个物种在亮蛇床部族内构成包含拟藁...     

金鱼藻科系统位置评述

金鱼藻科(ceratophyllaceae)含1属7种,广布全世界。形态学研究显示,金鱼藻科具有许多难以解释的性状,与其它类群无法比较;最新的分子系统发育研究显示,金鱼藻科是现存被子植物的基部类群之一;有关金鱼藻科的系统位置存在争议,被子植物(有花植物)的起源与辐射一直是植物系统学家关注的热点。本文对该科系统位置的研究历史与现状进行评述。     

被子植物退化雄蕊的功能类型及其意义

退化雄蕊是指没有花药或花药不可育的雄蕊,发现于被子植物32.5%的科以及54.4%的属中,它们在形态和生化组成上都与可育雄蕊有着显著区别。虽然丢失了产生可育花粉的能力、无法发挥雄性繁殖功能,某些退化雄蕊在进化过程中重新获得了一些有助于植物繁殖成功的新功能。本文将这些具有功能的退化雄蕊细分为8类:(1)信号型;(2)报酬型;(3)欺骗传粉型;(4)辅助传粉昆虫在花内活动;(5)辅助授粉;(6)协助花粉二次呈现;(7)保护其他花结构;(8)避免自交。退化雄蕊作为花结构的一部分,其功能集中于促进植物的繁殖成功,主要通过与传粉昆虫的相互作用来提高传粉效率。此外,某些植物的退化雄蕊也可能同时具有多种功能,并且其功能的强弱与传粉者的种类、行为、大小和频率相关。正确评估退化雄蕊对植物繁殖成功的影响,需要多学科手段来系统的研究,以便能更加深入的理解不同近缘关系的物种间退化雄蕊功能的差异,揭示退化雄蕊在被子植物系统进化中的意义。     

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。     

trnK基因5′端内含子区序列在榆科(广义)系统发育研究中的应用

本文测定了广义榆科 Ulmaceae s．l．及其近缘类群的trn K基因5′端内含子区序列。在尝试利用该内含子区进行榆科系统发育研究的同时,探讨了其在植物系统学研究中的应用前景。利用PAUP软件进行的系统发育分析仅得到1棵最简约树。该简约树的树长为665步,其一致性指数(CI)和保持性指数(RI)分别为0.7714和0.7965。分析结果表明：广义榆科为多系群;狭义榆科Ulmaceae s．str．为荨麻目rticales其他类群的姊妹群;大麻科Cannabacea嵌在朴科Celtidacea中,即朴科为一并系群;系统位置有争议的2个属——白颜树属Gironniera和糙叶树属 Aphananthe与朴科类群聚为一支。本研究还表明trnK基因5′端内含子区序列分析在植物较低分类等级(如近缘属间,属下种间)的系统发育研究中具有很好的应用前景。     

腺齿木科系统位置评述

腺齿木科(Trimeniaceae)含2属5种。形态学研究显示腺齿木科具有许多原始性状。最新的分子系统发育研究显示,腺齿木科是现存被子植物的重要基部类群之一。但有关腺齿木科的系统位置存在争议。被子植物(有花植物)的起源与辐射一直是植物系统学家关注的热点。对该科系统位置的研究历史与现状进行评述。     

木兰藤科系统位置评述

木兰藤科(Austrobaileyaceae)含1属2种,是系统学上最孤立的科之一。其花粉类似于最古老的被子植物化石之一:晚白垩世的棒纹粉。最新的分子系统发育研究结果表明,木兰藤科是现存被子植物的基部类群之一,其对于被子植物的起源与早期进化的研究具有重要价值。被子植物(有花植物)的起源和辐射一直是植物学家关注的热点。有关木兰藤科的系统位置一直存在争议。本文对该科系统位置的研究历史与现状进行评述。     

木灵藓科分类与系统学研究：历史、问题和展望

木灵藓科(Orthotrichaceae)是藓类植物中的第3大科。该科不仅种类多, 生态类型特殊, 而且是世界公认的多样化程度高、分类难度大、系统关系复杂的类群。当代木灵藓科植物分类系统学研究主要集中在该科的地区志编写和专属分类修订。目前, 除了热带美洲、热带非洲的变齿藓属(Zygodon)和火藓属(Schlotheimia)部分类群外, 木灵藓科主要类群的分类修订工作已基本完成, 但是有关亚科和属的划分和地位以及各属之间的关系等方面仍存在众多争议。木灵藓科分支系统学研究也不够系统全面, 有的仅应用了单个基因片段, 或者只涉及少数类群。因此, 需要基于更多的分子和形态学性状, 进一步开展世界木灵藓科植物的系统发育研究, 建立一个更趋自然的木灵藓科分类系统。     

绣球属(Hydrangea L.)植物分子系统学及系统发育分析

该研究基于对绣球属(Hydrangea L.)的大尺度取样,选取国内外61种绣球属和近缘属植物,分别基于核基因片段(ITS)和叶绿体基因片段(rbcL,trnL-F,atpB)重建了绣球属及其近缘种属的系统发育关系。结果表明:(1)核基因与叶绿体基因树之间在树形上没有明显的冲突,进而基于核基因和叶绿体基因联合数据重建了绣球属及其近缘种属的系统发育关系。(2)基于联合数据构建的系统树确认了2个大分支,并得到了果实顶端截平与否这一形态学证据的强力支持;每个大分枝又分为4个类群,共确定了8个类群。部分类群也得到了广义宏观形态性状的支持,如第1类群得到了叶形、花粉以及种子形态的支持。因此,该系统发育关系的重建对于全面理解绣球属及其近缘种属的演化关系具有重要的启发。     

被子植物系统发育研究的现状与展望

一、分类系统和系统发育 为植物界最大的类群——被子植物建立一个能真正反映植物的进化历史和系统发育(phylogeny)的分类系统一直是许多植物系统学家和进化学家所向往的。到目前为止,已经提出的被子植物分类系统至少有二十多个。问题在于这样的分类系统能否说已符合于系统发育的要求?要回答这个问题,首先必须弄清系统发育的真正含义是什么。 按严格的意义来说,系统发育(或种系发生)这个术语仅仅指以在一段持续的时间     

互叶梅科系统位置评述

互叶梅科(Amborellaceae)一属一种。形态学研究显示互叶梅(Amborella,tricopoda Baill．)具有许多原始性状。大多数最新的分子系统发育研究显示,互叶梅科是现存被子植物的最基部类群。但有关互叶梅科的系统位置存在争议。被子植物(有花植物)的起源和辐射一直是植物学家关注的热点。本文将对该科系统位置的研究历史与现状进行评述。     

中国紫金牛属的分支分类学研究

基于60个形态学性状,对中国广义报春花科（Primulaceae s.l.）紫金牛属（Ardisia）90个分类群的系统发育关系运用分支分析方法进行了分析。采用最简约性分析得到了100个同等简约树。50%多数规则一致树的分支结构与以前建立的紫金牛亚属划分系统基本一致。外类群酸藤子属、铁仔属、密花树属聚在分支树的最基部,紫金牛属为一单系类群。形态分支树的一致性指数和保持性指数和各分支内部支持率均较低,只在种与变种或亚种之间获得较高的支持率。高木亚属、腋序亚属、短序亚属、顶序亚属处于分支树较为基部的位置,推测这四个亚属的类群在紫金牛属中较为原始;圆齿亚属和锯齿亚属共同组成一大支,二者亲缘关系紧密,推测这两个亚属为该属中最为进化的类群。结合形态学对属内系统发育关系进行了讨论和推测了一些性状的演化趋势,以期为分类修订提供依据。     

中国东北地区壳囊孢属真菌分类和系统发育研究

对采自中国东北地区不同寄主植物上的壳囊孢属真菌标本进行了形态学观察,依据其子实体顶盘、腔室、分生孢子以及子囊壳、子囊、子囊孢子的形态特征,并结合其培养性状等划分为5个形态学类群;利用ITS序列分析构建了系统发育树,结果显示这5个类群的划分均得到了分子证据的支持。腔室特征、孔口数量、中柱以及黑色基线的有无、分生孢子大小等可作为壳囊孢属分类的主要依据。     

我国学者建立被子植物一个新科-节蒴木科Borthwickiaceae

近20年来,随着分子系统学研究的一系列重大进展,被子植物目、科级水平的"生命之树"已被建立。然而,在大尺度上的系统发育分析中,由于类群取样通常比较稀疏,一些目、科的范围仍没有得到解决。     

中国被子植物科属概览:依据APG Ⅲ系统

被子植物是现存高等植物最为繁盛的类群,约30万种,是陆地植被的主要组成成分。搞清科、属和种的数量和范畴对认识全球和区域生物多样性有重要价值。分子系统学的快速发展,使很多被子植物的科和属的范畴发生了变化。本文结合APGⅢ系统和一些新的系统发育研究动态,对中国原产和引入的被子植物科属名单进行了整理,确认被子植物在中国原产258科,引入55科(其中6科归化),中国原产2,872属,引入1,605属(含归化152属),并简要介绍了中国被子植物科属范畴的历史沿革和新变化。新的名录与《中国植物志》相比,新增115科1,729属,与Flora of China相比,新增85科1,531属。     

蚜虫染色体分类研究概况

<正> 早期的蚜虫分类,仅以形态学特征为分类依据,加之对蚜虫类群间亲缘关系和系统发育了解不全面,致使现有的分类系统存在着一些缺点或有待订正和补充的问题。随着科学的发展及学科间的相互渗透,蚜虫分类不断吸取有关学科的成就,并运用这些学科的基本原理、方法和技术取得各种证据,来探讨蚜虫类群间的亲缘关系,研究蚜虫的进化和系统发育,订正现有的分类系统,从而使它们能够更客观、更真实地反映自然和解释自然。     

基于质体基因组学方法研究广义玄参科的系统发育

该研究利用GenBank数据库已公开发表的玄参科及相关类群的107属129个物种的质体基因组数据对广义玄参科的系统发育关系进行了分析。该文利用蛋白质编码基因构建了矩阵，并采用最大似然法及贝叶斯推断重建系统发育树。基于两种分析方法获得的系统发育树的拓扑结构完全一致且分辨率及支持率较高。在ML树中，总分支数为129个，其中支持率≥70%的分支数目为123个。结果表明：(1)广义玄参科不是一个单系类群，隶属于广义玄参科的51个物种(37属)分散于列当科、泡桐科、美丽桐科、通泉草科、母草科、狭义玄参科和车前科。(2)狭义玄参科为单系类群，除原隶属于广义玄参科的Bontia、Calamphoreus、Diocirea、Eremophila、Glycocystis、Leucophyllum、玄参属和毛蕊花属外，还包括了原隶属于马钱科的醉鱼草属和原隶属于苦槛蓝科的苦槛蓝属。(3)唇形目为一个单系，目下共形成了14个支持率高的单系分支，对应于14个科(其中美丽桐科和胡麻科仅包括一个物种，不包括在内),科间关系得到较好的解决，木犀科为最早分化出来的类群，其余的类群共同组成核心唇形目。在核心唇形目中，类群...     

最大似然法和贝叶斯推论与似然比检验探讨泽泻目系统发育关系

应用最大似然法(ML)、贝叶斯推论(BI)、邻接法(NJ)和似然比检验(hLRTs)进行泽泻目分子系统学研究。所用的rbcL基因序列代表了泽泻目14科46属以及作为外类群的6相关属。研究结果表明,*等级制似然比检验表明泽泻目rbcL序列最适合的DNA进化模型为GTR+I+G,最大似然法、贝叶斯法和邻接法构建的系统发育树拓扑结构相似,没有显著的差异,但贝叶斯树支持率较高;泽泻目为一单系类群,由两个主要谱系分支构成,深层分布格局由5个主要分支构成。基于分子系统发育树,文中对泽泻目科间、水鳖科+茨藻科、泽泻科+花蔺科+黄花蔺科、和"Cymodoeaceae complex"的系统发育关系进行了讨论。研究结果还表明,泽泻目系统发育关系可能还需要更多的证据进一步的澄清。