西北干旱区孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica)叶绿体基因组特征研究及比较分析

四合木(Tetraena mongolica)是我国特有的蒺藜科(Zygophyllaceae)强旱生小灌木,因其起源古老、抗逆性强,所以可作为生物多样性起源和环境演变研究的理想对象,具有重要的学术研究价值。本研究采用Illumina双末端测序技术对四合木叶绿体基因组进行建库测序和分析。选取蒺藜目及牻牛儿苗目共计30个物种叶绿体基因组,与四合木进行系统发育关系分析探讨。结果表明:四合木叶绿体基因组长度为106259bp,其中反向重复区(IR区中)有7种基因,包括4种PCG基因,3种tRNA基因。叶绿体基因组共编码98种基因,包括65种蛋白编码基因、29种tRNA基因与4种rRNA基因。生物信息学表明,在四合木中共搜到92个SSR位点,其中包括74个单核苷酸重复基序,7个二核苷酸重复基序,1个三核苷酸重复基序,9个四核苷酸重复基序和1个五核苷酸基序。没有发现六核苷酸,其中单核苷酸重复在四合木的叶绿体基因组SSR中占比为80.1%。通过MEGA软件采用近邻结合法(neighbor-joining,NJ)对四合木等31个物种的叶绿体基因组进行聚类分析,发现四合木与蒺藜科三齿拉雷亚灌木为最近的姐妹种,其次为牻牛儿苗科智利白桦植物亲缘关系较近,与牻牛儿苗科天竺葵属和牻牛儿苗科高桂花属亲缘关系最远,说明四合木属于蒺藜科物种,这对于四合木的研究等具有一定的参考价值。     

四合木（Tetraena mongolica）茎化学成分的GC-MS分析

近年来,特有植物天然成分分析与开发利用已经成为药物化学研究的热点问题之一[1]。四合木( Tetraena mongolica Maxim.)为蒺藜科( Zygophyllaceae)单属植物,仅分布于内蒙古高原和亚洲中部,为中国特有珍稀植物,也为国家二级濒危植物。四合木在防风固沙和维持荒漠生态系统功能方面具有突出的意义;此外,四合木也极易燃烧,在当地被称为“油柴”,因此,四合木有可能成为新的能源植物。目前,对四合木的相关研究主要集中在种群生态学和保护生物学方面[2-4],对四合木化学成分[5-7]及提取物生物活性[8-9]也进行了相关研究。     

从胚胎学特征探讨四合木的系统位置

本文从胚胎学特征探讨了四合木的系统位置。胚胎学研究表明,四合木与蒺藜利具较近亲缘关系,但又有明显区别。表现为。四合木花药壁发育为基本型,绒毡层细胞多数具单核,心皮合生但深裂至近基部,胚株直生,具较长珠柄,无承珠盘,无珠被绒毡层,只具一列线形大孢子四分体,成熟胚囊为四细胞(四核),珠被在胚胎发育过程逐渐退化,因此,成熟种子中只具外珠被内层残迹;胚乳大部分细胞解体,而外缘胚乳细胞特化,在成熟种子中代替种皮起保护功能。因此,四合木是否应从蒺藜科分出而另列一种,值得进一步研究。     

四合木属四合木(蒺藜科)的木材解剖学研究

在光学显微镜和扫描电子显微镜下观察了蒺藜科四合木属四合木(Tetraena mongolica Maim.)木材结构.其导管分子直径小,管壁厚,分布密度高,分子短,端壁几乎水平,具单穿孔;管间纹孔为对列或互列的具缘纹孔;韧性纤维短、壁厚、壁上有较少的单纹孔;同型单列射线、分布密度高;轴向薄壁组织散生或傍导管生.这些表明四合木的木材解剖特征是与干旱环境条件是相适应的.     

荒漠孑遗植物四合木对土壤古菌群落的影响

土壤是植物定居的场所,也是植物-微生物互作的重要界面。古菌是土壤微生物重要组份,在碳、氮、硫、铁等元素的生物地球化学循环和植物的生长发育、适应生境中发挥重要作用。植物定居对土壤古菌群落的影响研究鲜有开展,孑遗植物在研究植物-微生物-环境互作中具有独特的优势。采用扩增子高通量测序技术,研究以荒漠孑遗植物四合木为建群种或优势种的四合木-红砂-珍珠-针茅群落、四合木-针茅群落和四合木群落等三种荒漠植物群落类型中,四合木根区土壤和光板地土体土壤古菌群落特征,揭示四合木定居对土壤古菌物种数量、多样性、群落组成及功能的影响。结果表明,荒漠孑遗植物四合木定居不仅增加了根区土壤古菌的物种数量,提高了根区土壤古菌群落多样性,而且改变了土壤古菌群落组成,减少了奇古菌门Nitrososphaeraceae科未分类的属氨氧化古菌（unclassified_f_Nitrososphaeraceae）和暂定Nitrososphaera属氨氧化古菌（Candidatus Nitrososphaera）相对丰度,增加了Nitrososphaeraceae科暂定Nitrocosmicus属氨氧化古菌（Candidatus Nitrocosmicus）和广古菌门海洋古菌类群Ⅱ中未分类的属（norank_o_Marine_Group_II）相对丰度,广古菌门热原体纲未分类的属（unclassified_c__Thermoplasmata）相对丰度变化显著。植物群落演替对四合木根区土壤和光板地土体土壤古菌群落均无显著影响。Nitrososphaeraceae科氨氧化古菌是三种不同荒漠植物群落类型中土壤古菌的核心微生物组。四合木定居也显著改变土壤古菌群落的功能,减弱了高丰度功能,增强了低丰度功能,对有氧呼吸、核苷酸合成、氨基酸合成等途径影响显著。荒漠孑遗植物四合木定居改变了土壤古菌群落物种数量、多样性、组成、功能等特征。     

孑遗濒危植物四合木群落组成、物种多样性及土壤养分含量

四合木(Tetraena mongolica Maxim.)是我国单种属的古地中海孑遗濒危物种,属于我国二级濒危保护植物。四合木作为我国西北干旱、半干旱地区植物群落的主要建群种之一,不仅对于维持我国西北干旱区生态系统结构和功能具有十分重要的作用,同时也是珍稀的植物资源。本研究对西北干旱区四合木自然植物群落进行了实地调查,并分析了四合木植物群落物种组成、物种多样性及其与土壤理化性质的相互关系。结果表明:(1)四合木植物群落结构简单,物种多样性较低。四合木群落植物共有15科42属64种,主要为菊科(Asteraceae)、禾本科(Poaceae)和藜科(Chenopodiaceae),且群落中多为半灌木和多年生草本植物。不同四合木植物群落样点间物种多样性差异显著(P<0.05)。其中,千里沟样点植物群落物种丰富度、Shannon指数和Simpson指数最高(分别为24、2.92和0.93)。Pielou指数变化情况略有不同,千里山样点最大(0.98);(2)不同样点四合木植物群落土壤养分含量差异极显著(P<0.01)。总体而言,海勃湾区和海南区样点的土壤速效养分(速效氮、速效磷...     

四合木茎插穗生根的解剖学研究

采用石蜡制片法对四合木茎插穗不定根的形成进行了解剖学研究,探讨四合木生根类型、生根部位、愈伤组织与生根的关系以及不定根的形成过程。结果显示:(1)四合木具有典型的木本植物茎结构,茎皮层内未发现厚壁组织。(2)四合木茎薄壁组织含有丰富的淀粉粒和蛋白质。(3)四合木茎插穗内无潜伏根原基,不定根由诱生根原基发育形成,诱生根原基是由愈伤组织自身的薄壁细胞反分化形成。研究表明,愈伤组织是孕育不定根的前提,四合木扦插生根属于愈伤组织生根类型。     

封面植物简介——四合木

四合木（Tetraena mongolica Maxim．）又称四翅、油柴,隶属于蒺藜科四合木属,仅1种。为落叶小灌木,多分枝。偶数羽状复叶,老枝叶近簇生,当年枝叶对生;小叶2,倒披针形,近无柄,长5～7mm,宽2～3mm,先端锐尖,两面密被伏生叉状毛。     

四合木(Tetraenamongolica)林地昆虫群落的组成、结构及多样性特征

濒危植物四合木(Tetraena mongolica)为我国特有的蒺藜科单种属落叶小灌木.对四合木林地昆虫群落进行了调查,共得昆虫标本11363号,263种.隶属于67个科(或总科)11个目.同翅目的个体数量和优势度指数最高;膜翅目的物种丰富度和多样性指数最大;双翅目的均匀度最大.数量优势类群(＞10％)为木虱和叶蝉类,常见类群(1％～10％)是象甲、小蜂、粒脉蜡蝉、拟步甲、蚂蚁、蝽科、皮蝽、盲蝽、斑翅蝗科昆虫.营养结构中植食性类群在种类和数量上占绝对优势,其中的吸食类昆虫优势度最大;天敌昆虫以寄生性类群为主,多样性最高;捕食性和中性昆虫的种类和数量相对较少,但捕食者的均匀度最高.灌木层与草本层相比,灌木层昆虫群落的物种丰富度和个体数量明显占优;优势种的优势度大.而草本层昆虫群落的多样性和均匀度高.2层整体的相似性低.膜翅目的共有种最多.     

封面植物简介——四合木

四合木(Tetraena mongolicaMaxi m.)又称四翅、油柴,隶属于蒺藜科四合木属,仅1种。为落叶小灌木,多分枝。偶数羽状复叶,老枝叶近簇生,当年枝叶对生;小叶2,倒披针形,近无柄,长5~7mm,宽2~3mm,先端锐尖,两面密被伏生叉状毛。花单生于叶腋;萼片4,卵形;花瓣4,白色或淡黄色;雄蕊8,2轮     

广西木鼻白蚁属四新种

木鼻白蚁属[Stylotermes Holmgren(syn.Operculitermes Yu et Ping)]是一个较为特殊的类群。一般为害活的树干,外形虽近似木白蚁,但属于鼻白蚁科(Rhinotermitidae)Holmgren,K.et N.(1917)最先建立木鼻白蚁亚科(stylotermitinae)仅有一种。以后经多数专家先后发表了八个新种,并对其科属地位作出了几种不同的处置。本文同意Emerson,A.(1971)意见,把本属作为鼻白蚁科的一个亚科。现在根据广西的标本经鉴定有四个新种,记述于后。     

封面植物简介——四合木

四合木(Tetraena mongolicaMaxi m.)又称四翅、油柴,隶属于蒺藜科四合木属,仅1种.为落叶小灌木,多分枝.偶数羽状复叶,老枝叶近簇生,当年枝叶对生;小叶2,倒披针形,近无柄,长5~7 mm,宽2~3 mm,先端锐尖,两面密被伏生叉状毛.花单生于叶腋;萼片4,卵形;花瓣4,白色或淡黄色;雄蕊8,2轮,     

封面植物简介——四合木

四合木（Tetraena mongolica Maxim．）又称四翅、油柴,隶属于蒺藜科四合木属,仅1种。为落叶小灌木,多分枝。偶数羽状复叶,老枝叶近簇生,当年枝叶对生;小叶2,倒披针形,近无柄,长5～7mm,宽2～3mm,先端锐尖,两面密被伏生叉状毛。花单生于叶腋;萼片4,卵形;花瓣4,白色或淡黄色;     

中国木兰科各属次生木质部的解剖特征及系统演化

综述了中国木兰科10属的次生木质部解剖学特征,包括导管分子,纤维管胞和木射线。同时,进一步讨论了其系统演化。这10属分为两亚科,即:木兰亚科(Magnoliodeae),包括木兰族(Magnolieae)和含笑族(Michelieae Law),木兰族有木莲属(Maglietia Bl.)、华盖木属(Manglietiastrum Law)、木兰属(Magnolia L.)、拟单性木兰属(Parakmeria Hu et Cheng)、单性木兰属[Kmeria(Pierre) Dandy]、长蕊木兰属(Alcimandra Dandy)共六属;含笑族有含笑属(Michelia L.)、合果木属(Paramichelia Hu)、观光木属(Tsoongiodendron Chun)共三属。鹅掌楸亚科[Liriodendroideae(Bark) Law],仅鹅掌楸属(Liriodendron L.)一属。大量的木材解剖学研究表明,木兰科的原始性很明显,但也有一些进化特征。可以通过属间的差别来分析本科的系统演化。木兰科的系统演化可简单总结为:木兰亚科[木兰族(木莲属,华盖木属,拟单性木兰属,单性木兰属→木兰属,长蕊木兰属)→含笑族]→鹅掌楸亚科。     

四合木的化学成分研究

从我国蒺藜科特有属植物四合木（Taraena mongolica Maxim）的全株中首次得到了五种化合物。应用光谱等检测方法,对其结构进行了鉴定。分别鉴定为：十四碳酸月桂醇酯（1）、羽扇豆醇（2）、β-谷甾醇（3）、5,7,3＇,4＇-四羟基-3-甲氧基黄酮（4）、5,7,4’-三羟基-3,3’-二甲氧基黄酮（5）。上述成分均为首次从四合木中得到。其中5,7,3’,4＇-四羟基-3-甲氧基黄酮表现出较高的抗氧化活性。     

中国杜鹃花科的(纟戾)木亚科白珠树亚科北极果亚科地理分布及其与其他地区的关系

<正> 杜鹃花科(Ericaceae)为中国植物的第七大科。因此,它在中国植物地理是中国植物区系上都占有比较重要的地位。杜鹃花科共分五个亚科:杜鹃花亚科、綟木亚科,白珠树亚科、北极果亚科和乌饭树亚科。綟木亚科、白珠树亚科和北极果亚科,虽然在本科中其种类不算太多,但所含10个属,故其多样性在本科中是首屈一指的。无疑,对这三个亚科在中国的地理分布及其与其他地区的关系的讨论是有意义的。     

中国伞形科变豆菜亚科的果实解剖特征及其系统学意义

对中国伞形科变豆菜亚科 (Saniculoideae) 2属 (变豆菜属SaniculaL .和刺芹属EryngiumL .) 13种植物的果实形态结构进行了比较解剖学观察 ,从果实横切面形状及其合生面宽度、外果皮和中果皮外突所呈皮刺和鳞片或瘤状体的形态及皮刺中木化厚壁细胞组织的分布、外果皮细胞形状及其角质层厚度、中果皮细胞层数和结晶体类型及分布、色素块沉积、伴生分泌管和油管的大小及分布等方面对上述各属种进行了观察和分析 ,归纳出各属的果实解剖特征 ,探讨了属间演化水平 ,认为刺芹属果实较变豆菜属果实演化程度高。结合已有的研究结果 ,讨论了该亚科与伞形科天胡荽亚科 (Hydrocotyloideae)间的区别及其演化关系。     

中国蒺藜科植物黄酮类化学成分分析 及其化学分类学意义

采用薄层层析和高效毛细管电泳(HPCE)等方法,对中国蒺藜科5属的代表性植物中的黄酮类成分进行了分析研究,并结合其它分类学性状进行了初步讨论,我们同意(1)支持Engler(1931)骆驼蓬亚科(Peganoideae)地位;(2)支持Takhtajan(1987)白刺科(Nitrariaceae)的恢复;(3)支持EI-Hadidi(1977)刺蒺藜科(Tribulaceae)的建立。     

云南省合室舞虻亚科的11新种（双翅目：舞虻科）

本文记述了云南省双翅目舞虻科合室舞虻亚科(Tachydrominac)的11个新种,分别隶属于平须舞虻属(Platypalpus)和隐肩舞虻属(Drapetis)。     

人为干扰对乌海市四合木小灌木景观的影响

以乌海市四合木(Tetraena mongolica Maxim)为研究对象,利用2009年Quickbird高分辨率影像,结合四合木群落野外调查数据,对乌海市四合木分布区在不同人为干扰强度下的景观格局和群落进行研究。结果表明:人为干扰越强烈,四合木生境破碎化程度越严重。在植株生理年龄相近,生境相同时,四合木的高度、冠幅以及重要值随人为干扰加剧,变化趋势明显。受人为干扰程度越强地区,其物种丰富度指数越小,生物多样性越低。干扰强度发生变化时,Pielou均匀度指数均在0.77—0.90间。