湖北菱科植物的数量分类研究——Ⅲ.分类性状的定量评价

用R聚类分析和主分量分析,定量研究了湖北菱科5种8变种37个形态和生态性状的变异及分类学价值.结果表明,植物体大小变异是形态演化的主要方向之一.形态演化的同时,也发生生态分化.除少数性状例外,形态演化与生态分化在相当程度上是独立的.     

基于种实性状的无患子天然群体表型多样性研究

无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)是我国长江以南地区传统的重要绿化树种,其果皮富含皂苷,种仁富含油脂,是国家林业局审定的新型木本油料树种之一。为揭示无患子群体间和群体内种实表型性状变异式样,采用单因素方差分析、巢式方差分析、相关分析和主成分分析等方法,对无患子13个天然群体的10个种实表型性状进行比较分析,研究其群体间和群体内种实表型多样性以及表型变异与地理生态因子间的相关性。结果表明:无患子种实表型性状变异系数平均为7.34%,在群体间和群体内均存在丰富的表型变异。表型性状分化系数平均为62.21%,群体间变异(39.93%)大于群体内(27.46%),是无患子种实表型性状变异的主要来源。多数性状在群体间差异显著,不同程度的表现出边缘群体易于分化的特点,但地理变化规律不连续,而在群体内不同性状的差异性亦不一致。种子形态受群体地理生态的影响较果实形态大,西北部群体种子趋于椭圆形,东部、南部则趋于圆球形;地理纬度、年平均气温与多数种实性状间呈显著相关,是无患子种实表型性状变异的主要地理生态影响因子。可见,无患子种实表型性状在群体间、群体内变异都较为丰富,这些变异是由遗传和环境因素共同作用的结果。群体间和群体内多层次的变异为无患子优良种质资源保育和利用提供了物质基础。     

贵州特有药用植物毕节小檗的形态变异

为探讨贵州特有药用植物毕节小檗(Berberis guizhouensis)形态多样性的变异式样及其适应机制,对其野外居群营养器官和花部形态进行研究。对毕节小檗一直空缺的花部性状进行了描述。结果表明,毕节小檗的性状在同一居群或同一性状在不同居群中都存在较丰富的变异,变异系数为0.03~0.57。从总体来看,营养器官性状的变异程度要高于花部性状。单因素方差分析表明居群间部分花部性状存在显著差异(P0.05)。聚类分析表明小白岩居群形成1个独立的分支,这种分化很可能是环境压力选择的结果。主成分分析表明花部性状与营养性状在维持形态结构的稳定性具有协调一致的生态适应。     

小叶锦鸡儿天然居群叶形态性状变异研究

为揭示小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)天然居群叶形态性状的变异规律及其生态适应性特征,该研究以10个小叶锦鸡儿天然居群为对象,通过多重比较、巢式方差分析、相关性分析、聚类分析和主成分分析等方法,对7个叶形态性状进行分析。结果表明：(1)小叶锦鸡儿叶形态性状在居群内和居群间均存在极显著差异(P < 0.01),平均变异系数为10.13%,不同性状的变异幅度为6.23%~12.78%;平均叶形态性状的表型分化系数为43.62%,居群内变异(30.09%)大于居群间变异(24.91%),说明居群内是其叶形态性状变异的主要来源。(2)相关性分析表明,环境因子对小叶锦鸡儿的叶形态性状变异有很大的影响,在地理空间上主要呈现出沿海拔梯度的变异模式;主成分分析的结果显示,小叶宽、叶柄宽和叶柄长对小叶锦鸡儿叶形态变异起主导作用;利用欧式距离对小叶锦鸡儿居群进行UPGMA聚类分析结果显示,基于叶形态性状和环境因子可分别将小叶锦鸡儿10个居群分为3类和2类,Mantel检验结果表明,小叶锦鸡儿的叶形态性状变异不存在地理连续性。研究结果为小叶锦鸡儿的适应性进化和开发利用提供了理论依据。     

高山红景天形态分化与生存环境关系的研究

对采自黑龙江省平顶山和吉林省长白山的14 个天然居群高山红景天的分株数、株高、基径、叶长和叶宽5 个形态性状进行了比较分析, 探讨了高山红景天适应环境的形态变异机制。单因素方差分析F 检验表明, 除分株数外的4 个形态性状在14 个居群中均表现为差异极显著。对这4 个性状的多重比较分析表明, 各形态性状在不同生态环境下表现出一定程度的分化。对14个天然居群形态性状的聚类分析表明, 高山红景天的形态变异与其生态环境间存在着明显的相关关系。     

濒危植物夏蜡梅花的形态变异

研究了不同地理位置的3个夏蜡梅自然种群间以及种群内花部形态变异,并对3个种群进行聚类分析。结果表明：夏蜡梅花部表型性状在种群间和种群内都存在一定程度的变异;各性状总的平均变异系数在6.293（内瓣长）~46.90（花柄长）之间,种群间总的平均变异系数在13.430（DMS）~15.720 8（DLS）,因此认为夏蜡梅花的表型性状无论是在物种水平还是在种群水平都具有较丰富的表型多样性,其中又以大雷山种群最高;单因素方差分析显示：部分指标分化显著或极显著,13个指标在种群内的变异占了总变异的82.9%,这说明夏蜡梅种群内变异是表型变异的主要来源,由此可以推测遗传上的多样性是形成夏蜡梅花部形态变异的主导因素;种群间平均变异组分占了17.1%,表明花部形态在种群间存在一定程度的表型分化;聚类分析显示距离较近的大明山种群和龙须山种群先聚在一起,表型差异与地理距离之间存在显著正相关,经分析认为微生境的异质性和种群隔离以及遗传漂变均可能导致夏蜡梅种群间的表型分化;相关性分析显示部分性状之间存在显著的相关性。     

山苍子天然种群叶片和种实性状的表型多样性

为揭示山苍子(Litsea cubeba)天然种群叶片和种实性状的表型变异程度及其变异规律,调查了长江以南7个省份共10个天然种群的叶片和种实性状,并对其多样性进行分析。结果表明:1)山苍子的叶片和种实性状在种群间和种群内存在极其丰富的多样性,各性状表型分化系数(Vst)均值为60.19%,种群表型性状分化以种群间变异为主;2)果实形态、叶片形态、果实重和种子重4类性状的Vst均值分别为51.27%、66.66%、54.57%和72.29%;平均变异系数(CV)分别为6.60%、16.91%、19.71%和13.40%;果实形态的表型分化系数和变异系数最小,表明其性状最为稳定;3)10个表型性状间多数呈显著或极显著相关,性状与地理气候因子的相关性较差;4)系统聚类将10个种群共分为4类,种群间的分类并没有依地理距离而聚类,表型性状的Mahalanobis距离与地理距离的相关不显著(r=0.042,P=0.821),进一步表明山苍子叶片和种实性状的变异在空间上是不连续性的。研究结果为今后山苍子种质资源的保存和育种策略的制定奠定基础。     

高山红景天形态分化与生存环境关系的研究

对采黑龙江省平顶山和吉林省长白山的１４个天然居群高山红景天的分株数、株高、径、叶长和叶宽５个形形态性状进行了比较分析,探讨了高山红景天适应环境的形态变异机制。单因素方差分析Ｆ检验表明,除分株数外的４个形态性状在１４个居群中均表现为差异极显。对这４个性状的多重比较分析表明,各形态性状在不同生态环境下表现出一定程度的分化,对１４个天然居形态性状的分表表明,高山红景天的形态变异与其生态环境间存在着明显的相关关系。     

星油藤蒴果及种子的性状变异研究

为进行星油藤(Plukenetia volubilis L.)良种选育,对其蒴果和种子的性状变异进行了研究。结果表明,星油藤蒴果中4、5、6裂片果分别为49.71%、37.69%和12.60%,以4和5裂片为主;种子性状变异系数比果实的小,种子性状比果实更稳定。按果裂片类型统计,以4裂片的性状变异系数最小,性状也较为稳定,性状分化变异率有54.19%~95.63%来自蒴果间,而果实和种子性状分化变异率分别有79.81%~95.76%和67.66%~93.0%来源于裂片类型,性状分化变异受裂片数影响大,而相同裂片数不同蒴果间的变异程度低。不同裂片类型的果实与种子大多数性状间均存在显著或极显著差异,果裂数是造成性状差异的主要原因。种子萌发率以6裂片果5裂片果4裂片果,平均萌发率超过91%;种子萌发率与单果重、单果重与果形态指标、种子重与种子形态性状间均存在极显著正相关关系,其中单果重对果厚、种子重对种子宽的影响大于其它性状。综合分析星油藤以4裂片果的生物产量最高,平均果重和种子重均好于其他类型。     

中国传统大菊叶片形态的数量化定义与分类

中国传统大菊品种叶片形态变异丰富,然而至今仍未对其进行科学的定义和分类,无法有效利用这些形态性状进行品种鉴定和叶形遗传解析。利用数量化分析方法对植物形态进行定义和分类,是植物性状遗传解析的前提。对436个中国传统大菊品种的24个叶形性状进行重新定义及观测,通过相关性分析确定了8个相对独立的性状,用变异系数及主成分分析等...     

云南金钱槭形态变异与遗传变异的相关性研究

对我国特有珍稀濒危保护植物云南金钱槭的形态变异水平、遗传变异模式以及两者之间的相关性进行了研究。形态学性状分析结果表明 :各居群形态性状变异系数的平均值从大到小排列为 :文山居群 (WSh)、屏边居群 (PB)、黑龙潭居群 (HL T)、蒙自居群 (MZ) ;文山居群与屏边、黑龙潭、蒙自居群间已产生显著或极显著水平的形态差异 ,而后三者间的差异未达显著水平。RAPD分析检测到 10 3个位点 ,其中多态位点 84个 ,云南金钱槭物种水平的多态位点比率为 81.5 5 % ,与其它珍稀濒危植物相比该种的遗传多样性水平不低。 AMOVA和 N ei基因多样性指数分析显示 ,尽管大部分遗传变异仍存在于居群内 (分别为5 7.86 %、5 7.33% ) ,但居群间的遗传变异已达较高水平 (分别为 4 2 .14 %、4 2 .6 7% )。相关分析结果显示 ,云南金钱槭的形态变异与海拔、土壤有机质等生态因子有着显著或极显著水平的相关性 ,但与遗传变异的相关性未达显著水平 ,说明云南金钱槭的形态变异虽然具有一定的遗传基础 ,但可塑性及环境压力对形态变异的产生作用更大一些。基于形态性状和 RAPD数据的聚类分析则进一步说明 ,云南金钱槭的形态变异受到环境因子的强烈影响而与遗传背景的关系不显著     

黑龙江和图们江流域菱属(Trapa L.)植物分布格局及形态多样性

菱属(Trapa L.)的系统分类一直存在较大分歧,至今还没有一个比较公认的分类系统。黑龙江和图们江流域是菱属物种多样性的重要分布区之一,为了揭示该流域菱属植物的地理分布格局和形态多样性,我们进行了大量实地调查和研究。结果显示,从该地区28个湖中共采集到菱属11个种及8个种内变异类型,表明它们具有丰富的形态多样性;结合查阅菱属354份标本资料,共获得92个分布地点数据;采集到的11个物种的地理分布格局呈不均衡性,其中细果野菱(Trapa maximowiczii Korsch.)分布最广,野菱(Trapa incisa Siebold et Zucc.)、兴凯菱(Trapa khankensis Pshennikova)和科热夫尼科夫菱(Trapa kozhevnikovirum Pshennikova)为狭域分布种;东部乌苏里江和图们江流域是菱属物种多样性的分布中心,可能是第四纪冰期避难所;菱属植物多数种间形态特性相对稳定,东北菱(Trapa manshurica Fler.)、耳菱(Trapa potaninii V.Vassil)、丘角菱(Trapa japonica Fler.)、西伯利亚菱(Trapa sibirica Fler.)和细果野菱共有8个种内形态变异类型;种群内多数分类性状稳定,种群间形态变异较明显;菱属植物分布格局不均衡和种内形态变异的形成可能与基因流的扩散限制有关。本研究结果为进一步澄清菱属分类混乱问题奠定了基础,进一步结合分子标记技术研究系统演化关系将对揭示菱属的进化历史具有重要意义。     

濒危植物缙云卫矛果实、种子形态分化研究

对缙云卫矛7个天然种群的果实、种子形态进行研究,测量果实和种子的数量、长度、宽度、重量等22项形态学指标。结果显示:果实、种子的形态性状在种群内和种群间均存在一定程度的变异,种群间变异系数平均值从0.750(种子数/序)到0.062(种子整体形态,长/宽),相比之下种子整体形态最为稳定。在种群水平上,果实、种子的形态性状有一定程度的分化,但不与种群间的地理距离远近相关联。形态分化与环境因子的灰色关联度分析表明,在所研究的环境因子中,没有发现一单一因子对其形态分化起绝对主导作用,不同环境因子对同一性状所起作用不同,且同一环境因子对不同性状的影响效应也有差异。潜在的主导因子是土壤中的全钾含量、土壤厚度以及土壤pH。     

山罗花和天柱山罗花四个居群的数值分析

对山罗花和天柱山罗花的4个居群的15项形态特征进行了数值分析。结果表明:形态性状在4个居群间均存在一定程度的变异,居群间变异系数的平均值从小到大排列为:天柱山居群(天柱山罗花)、天柱山居群(山罗花)、黄山居群(山罗花)、鹞落坪居群(山罗花);天柱山罗花与山罗花种间的形态差异已达到极显著水平,山罗花的3个居群间部分性状也具有极显著的形态差异;以形态特征为基础的Q-聚类分析可以把天柱山罗花和山罗花聚为两类,但山罗花(天柱山居群)和其他2个居群在较远处聚在一起,R-聚类分析发现了强正相关关系、弱正相关关系、弱负相关关系的性状。     

菱属野生植物形态学性状的可塑性变异及其分类学价值

长江中下游平原和东北三江平原是我国最大的两个冲积平原,其内河流、浅水湖泊和沼泽众多,菱属植物种类丰富。本研究基于对这两个区域中菱属野生植物的广泛调查,采集其居群42个,分属于9种(细果野菱、四角刻叶菱、四角菱、菱、丘角菱、东北菱、四角大柄菱、八瘤菱、四瘤菱),3变种(四角矮菱、南昌格菱、短四角菱)。进一步对采集的菱属野生植物16个分类性状进行测量和统计,并对其形态学性状的可塑性变异及分类学价值进行分析和评价。结果显示:依据菱角的果体大小、果喙性状可以将采集的菱属野生植物划分成两个类群,其中A类群仅包括细果野菱和四角刻叶菱,而其余的菱属植物7种3变种组成B类群;对有腰角组(5种2变种)的腰角性状进行聚类分析,也可将细果野菱和四角刻叶菱与其他菱属植物区分开来;而瘤突、叶和气囊性状的分类价值有限。说明果体大小、果喙和腰角性状的形态学特征是菱属植物分类和鉴定的主要依据。     

鸟类胸骨的形态结构多样性及其与飞行能力的关系

不同生态类型的鸟类,其胸骨具有多样性的特征,同时还与鸟类的飞行能力强弱有卣接的关系.根据胸骨形态学特征差异及数据的统计分析得出:鸟类胸骨的前侧突、后侧突的排列方式以及后缘凹13的形态是判断其生态习性的有效形态标志.此外,当胸骨深度加大,且胸骨宽度不断加长的鸟类其飞行能力也加强;反之,胸骨的长度加长,深度、宽度渐小的鸟类,其飞行能力较弱或已经丧失飞行能力.     

Population structure, genetic variation and morphological diversity in indigenous sheep of Ethiopia

We investigated genetic and morphological diversity and population structure of 14 traditional sheep populations originating from four ecological zones in Ethiopia (sub-alpine, wet highland, sub-humid lowland and arid lowland). All animals (n = 672) were genotyped for 17 microsatellite markers and scored for 12 morphological characters. The sheep were initially classified as fat-tailed (11 populations), thin-tailed (one population) and fat-rumped sheep (two populations). These classifications are thought to correspond to three consecutive introduction events of sheep from the Near-East into East Africa. For the 14 populations, allelic richness ranged from 5.87 to 7.51 and expected heterozygosity (H(E)) from 0.66 to 0.75. Genetic differentiations (F(ST) values) between all pairs of populations, except between sub-alpine populations, were significantly different from zero (P < 0.001). Cluster analysis of morphological characters and a dendrogram constructed from genetic distances were broadly consistent with the classification into fat-tailed, thin-tailed and fat-rumped sheep. Bayesian cluster analysis using microsatellite markers indicated that there has been further genetic differentiation after the initial introduction of sheep into Ethiopia. Investigation of factors associated with genetic variation showed that an isolation-by-distance model, independently of other factors, explained most of the observed genetic variation. We also obtained a strong indication of adaptive divergence in morphological characters, patterns of morphological variation being highly associated with ecology even when the effect of neutral genetic divergence (F(ST)) was parcelled out in partial Mantel tests. Using a combination of F(ST) values, Bayesian clustering analysis and morphological divergence, we propose a classification of Ethiopian sheep into six breed groups and nine breeds.     

井冈山长柄双花木种群形态分化的数量分析

利用多种数量分析方法研究了长柄双花木种群形态分化状况,结果表明：长柄双花木5个种群的53个个体的20项形态特征中,只有7项性状的变异达显著水平,其中2个性状达极显著水平,方差分析及多种聚类分析结果都表明,总体形态分化在个体和种群水平上均未达到显著,形态分化与环境因子的灰色关联分析结果表明,在所引用的环境因子中,无一可起绝对主导作用,不同的环境因子对同一性状所起的作用不同,且同一环境因子对不同性状的影响效应也有差异,影响其生长的潜在主导因子是海拔高度,土壤pH值和乔木层透光率。     

THE DISTRIBUTION OF SELECTED DIAGNOSTIC CHARACTERS IN THE LECANORALES

Traditional classification concepts in lichenology are often, but not always, supported by molecular results. Molecular data should be compared and correlated with micro-morphological and ultrastructural information before systematic rearrangements are undertaken. Visualization of the distribution of morphological and other characters in specified groups is considered as a desirable resultper se, but it is also important to discover whether correlating characters are dependent on each other or not; and if not, whether their distribution in a group might support existing classification concepts. A data set for lecanoralean and other lichenized and lichenicolous genera, comprising 90—mostly multi-state—characters was used to store morphological, chemical and ecological data, and to test character correlations. Several examples of such analyses are presented. The following pairs of characters show some degree of dependence: ascospore septation and number per ascus, ascospore wall type and pigmentation, ascospore and epihymenium pigmentation. Several authors postulated that ascus types are good phylogenetic markers. Ascus types have been widely used for classification concepts of the Lecanorales. Two-dimensional correlation queries of ascus types with the following morphologcal characters were made: substratum preference, thallus growth form and ascospore septation. These correlations supply characteristic profiles for the various ascus types, which have to be compared with forthcoming phylogenetic hypotheses based on molecular data.