常绿木兰科植物的抗寒性研究

连续4个冬季,对16种常绿木兰科植物进行了田间受冻程度观察,用电导法追踪了抗冻崩溃点温度的变化,并调查了这些树种在自然分布区北缘和垂直分布上缘30a内经历的最低气温,发现3者的种间差异相当一致。同时发现各树种的崩溃点温度最低值与它的生态分布北缘和上缘的常年最低气温接近,由此提出了生态分布最低温度的概念。它能较准确地指示植物的最大抗寒能力,从而有可能避免引种和推广工作中的盲目性。 文章还根据上海近100余年的低温资料,对这16个树种在今后越冬和春季萌发时可能受冻的前景做了预测。     

13种木兰科树种叶片解剖与其抗寒性

供试的黄心夜合(Michelia martinii)等抗寒性较强的木兰科树种叶片结构特征是:叶片单位面积气孔密度小,上表皮角质膜厚度大和叶肉栅栏组织发达。     

低温胁迫下6种木兰科植物的生理响应及抗寒相关基因差异表达

分析了6种木兰科植物对低温胁迫的生理响应及耐寒相关调控基因HSP90和WRKY33的差异表达,为木兰科植物抗寒机理的研究和抗寒品种的选育提供理论基础。结果表明,6种木兰科植物的低温LT50在-10.64—-22.06℃,从高到低依次为红花深山含笑、峨眉含笑、杂交含笑、阔瓣含笑、六瓣含笑和乐东拟单性木兰;低温过程中,6种木兰科植物叶片可溶性蛋白(SP)、游离脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物歧化酶(POD)活性呈先升高后降低的趋势,可溶性糖(SS)和丙二醛含量(MDA)则不断积累;筛选出REC、MDA、SP、SS和Pro作为6种木兰科植物抗寒性评价的关键指标;聚类分析将6种木兰科植物在抗寒性能上分为强、中、弱三类,分别为乐东拟单性木兰和六瓣含笑,阔瓣含笑、杂交含笑和峨眉含笑,以及红花深山含笑。对HSP90、WRKY33基因的差异表达分析表明,2个基因在6种木兰科植物中的相对表达量呈先升高后降低的趋势,在临近各树种LT 50时,2个基因的表达被强烈抑制且后期表达量不可逆。0℃时,2个基因的表达量差异不显著;-5℃时,2个基因开始被激活,表达量增加;-10℃时,HSP90、WRKY33基因在红花深山含笑叶片中的表达量较-5℃时分别下调了0.76倍和0.68倍,而在其他5个树种中的表达被进一步激活;-15℃时,HSP90和WRKY33基因在抗寒性中等的阔瓣含笑、杂交含笑、峨眉含笑中亦被强烈抑制,较-10℃时分别下调了0.38倍、0.33倍、0.32倍和0.71倍、0.72倍、0.74倍,在抗寒性强的乐东拟单性木兰和六瓣含笑中的表达被进一步激活;-20℃以后,2个基因在6个树种中的表达均被强烈抑制,但在抗寒性最强的乐东拟单性木兰中的表达量仍高于其他5个树种。抗寒基因的激活与表达是影响植物抗寒性的重要因素,抗寒性不同的树种对低温的应答机制明显不同。抗寒性越强的树种越能快速启动低温应答机制,激活抗寒相关基因的表达,进而调整生理生化活动以抵御和适应冷应力。不抗寒树种中抗寒基因的表达则受到抑制,降低了其对低温逆境的耐受能力。     

木兰科常绿与落叶物种叶片构建策略的差异

为探究木兰科(Magnoliaceae)常绿与落叶物种叶片构建的生理生态策略,选取黄山木兰(Yulaniacylindrica)、玉兰(Y.denudata)和鸡公山玉兰(Y. jigongshanensis) 3种落叶物种,以及荷花玉兰(Magnolia grandiflora)、含笑花(Michelia figo)、石碌含笑(M. shiluensis) 3种常绿物种,对其叶片构建成本和叶片寿命相关的性状进行比较。结果表明,木兰科3落叶种的单位叶片面积成本(CCarea)显著低于3常绿种,但落叶和常绿物种的叶片质量成本(CCmass)差异不显著。落叶物种的叶氮、磷含量(Nmass,Pmass)和比叶面积(SLA)均显著高于常绿物种,而叶片寿命(LLS)显著低于常绿物种。CCarea与LLS呈显著正相关,Nmass、Pmass和SLA均与LLS呈显著负相关。这说明木兰科玉兰属落叶物种单位面积叶片构建成本小于常绿物种;落叶物种叶片寿命短,但采取低成本构建策略,提高比叶面积获得更多光资源,增加营养积累,也揭示了玉兰属落叶物种适应北亚热带较短的生长季和较低水热条件的生理生态策略。     

木兰科含笑的细胞学研究

对含笑Michelia figo(Lour．)Spreng进行了细胞学研究。证实其染色体数目为2n=2x=38,最大与最小染色体长度比率为2．2,没发现st染色体和随体。首次观察和描述了其减数分裂行为。     

木兰科植物的无性繁殖

通过木兰科植物嫁接和扦插繁殖试验,得出以下结论:不同属间、不同的嫁接方法均有较高的成活率,可以根据接穗的种类、砧木的状况、所在地的气候条件选择不同的嫁接方法和嫁接时间,以提高嫁接成活率;利用华南地区的雨季进行木兰科植物嫩枝扦插获得成功,成活率从10%～60%不等.激素对扦插生根作用很小.     

木兰科植物的分支分析

本文以形态学为依据,参考其它学科的研究成果,用分支分析的方法探讨了木兰科研下系统的演化关系,并提出了一些设想和建议。在分支分析中,番荔枝科原始的紫玉盘属被和在群。主要根据外类群比较原则,化石原则和一般演化规律,确定了性状的祖征和衍征,共选取２７个性状,采用ＰＡＵＰ３．１．１和Ｈｅｎｎｉｎｇ８６ｖ．１．５分别在Ｍａｃｉｎｔｏｃｈ和ＩＢＭ微机上运行,以前才以启发法搜索,后者以ＢＢ命令运算,经严格一致化     

木兰科的分支分析

主要以形态学、解剖学、细胞学为依据,以德坚木属为外类群,用分支分析的方法探讨了木兰科属间的系统发育关系。有２３个分支单位,选取３２个性状,根据外类群比较原则和化石地层学资料,确定了性状的祖征和衍征。对数据矩阵的分支分析使用ＰＡＵＰ３．１．１和Ｈｅｎｎｉｇ ８６ ｖ．１．５分别在Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ和ＩＢＭ机上运行,前者以启发法,后者以ＢＢ命令运算,经严格一致化处理,得到一致化分支图。结果表明：１）木     

木兰科植物的嫁接繁殖

本文对38种木兰科植物的嫁接繁殖进行了试验,全部嫁接成功,平均成活率为44．0％。不同属的木兰科植物之间有较大的亲和力,多数种可进行属间嫁接。嫁接时间和砧木选择是影响木兰科植物嫁接成活率的主要因素,嫁接方法对成活率也有一定的影响。木兰科植物的嫁接苗比实生苗具有更强的适应性和速生性。     

木兰科的化石记录

通过整理和分析木兰科植物的化石记录发现：不论是植物大化石还是花粉,迄今为止在白垩纪以前地层中尚无可靠的记录,自白垩纪以来,木兰科的许多种广泛发生于北半球,如亚洲,欧洲及北美等地,但非洲和大洋洲至今尚未发现木兰科的化石记录。该科最早的化石记录为中国东北延吉地区早白垩世大拉子组的喙柱始木兰Archimagnolia rostrato-stylose Tao et Zhang. 根据现有化石记录,并结合木兰科现代植物的地理分布,推测：1）木兰科的起源时间不迟于早白垩世Aptian-Albian期;2）木兰科起源地点可能是东亚,后来经过欧洲进入北美,再从北美迁移到达南美洲;3）在地质历史时期,木兰属的出现比鹅掌楸属早,从而支持根据形态学与分子系统学研究得出的木兰属较鹅掌楸属原始的结论。     

木兰科植物的杂交亲和性

采用常规杂交育种的方法,在木兰科属内和属间进行了62杂交试验,结果表明,除木兰属的木兰亚属和玉兰亚属之间没有杂交亲和性外,木兰科其他属内都有杂交亲和性,这表明属内不存在生殖隔离,除拟单性木兰属与木兰属的木兰亚属之间有杂交亲和性外,其它属间都没有杂交亲和性,这表明这些属间存在着生殖隔离,因此,木兰科植物的杂交亲和性基本上支持根据形态特征所建立的木兰科科下分类系统,同时,建议将拟单性木兰属与木兰属的木兰亚属合并为木兰属,并将玉兰亚属从木兰属中分出作为玉兰属。     

中国木兰科3个特有属叶角质层的研究

在光学显微镜和扫描电子显微镜下,对我国木兰科３个特有属,观光木属、华盖木属和拟单性木兰属共４种植物的叶表皮内外面进行了观察。它们的上表皮细胞形状不规则,细胞壁具有不同程度的波状弯曲。下表皮细胞形状及壁的特征与上表皮近似,并有大量的气孔器分布其间,气孔器微凸出于下表皮,长轴取向不规则,全部为平列型气孔。这些特征与木兰科其它属（除鹅掌揪属Ｌｉｒｉｏｄｅｎｄｒｏｎ外）一致,支持除鹅掌揪属外（该属仅有２种     

木兰科植物的人工杂交

采用常规人工杂交方法,在木兰科中进行了68个组合杂交试验。结果表明：花粉活力随种类不同有很大差异,人工授粉后结实率很高,小孢子败育不是木兰科植物自然结实率普遍低的主要原因。木兰亚属种间杂交均表现为亲和,含笑属有些种间杂交不亲和;属间杂交多不亲和,但红元宝二乔玉兰与金叶含笑和云南含笑的杂交完全亲和,结实率高达80％～100％,表明玉兰亚属和含笑属间有较近的亲缘关系;观光木与金叶含笑、云南含笑虽有较高的杂交结实率,但杂交种子不能萌发,支持观光木属成立。     

湖南木兰科植物分类和地理分布的研究

在前人研究的基础上,通过时野外调查、查阅有关资料及标本,对湖南木兰分类和地理分布进行了系统研究,共有6属29种,1变种,占国产总属数的55％,国产总种数的28％,位于云南、广西之后,居全国第三位;武陵山和雪峰山为我国木兰科现分布的中心之一,南岭山地为南北种类的过渡地带。     

乐昌含笑(木兰科)的核型研究

首次报道了乐昌含笑(Michelia chapensis)的染色体数目和核型。核型公式为2n=38=28m 6sm 4st(2SAT)。与前人认为整个含笑属都为单一的2A型不同,乐昌含笑的核型属于Stebbins的2B型,具有2对近端着丝粒染色体。而且发现在第9对染色体上有小随体的存在。这些表明在含笑属内含有不同的核型。乐昌含笑在细胞学意义上可能是属内比较进化的类群。对染色体结构的细微改变在木兰科植物的种属进化上的作用进行了简要讨论。     

南京地区12种常绿阔叶树种冬季抗寒性动态变化

选取南京地区露地引种的12种常绿阔叶树种,借助电导法对其抗寒性进行研究,结果表明:12种常绿树种在2003年与2005年冬季期间,抗寒能力高低排序具有很好的一致性与重复性.12种常绿树种在2005年10月至2006年3月期间随冬季低温诱导进行其抗寒能力呈逐渐增强趋势,其中在1月中旬树种抗寒能力均达到最强,而通常在10月份或3月份期间树种抗寒能力最弱.比较而言,12种常绿阔叶树种对冬季低温条件响应的快慢程度各有差异,其中樟科的香樟(Cinnamomum camphora)、浙江樟(Cinnamomum japonicum)属于低温快速响应型,而冬青科的冬青(Ilex purpurea)、大叶冬青(Ilex latifolia)属于低温滞缓响应型,其余树种为正常响应型.12种常绿阔叶树种试验所得抗寒能力结果与引种地冬季观察结果具有很好的对应性.研究结果可为常绿阔叶树种进一步向较高纬度地区的引种与栽培管理工作提供重要的参考.     

木兰科树种幼树生长特性的研究

 本文应用定性和定量分析相结合的研究方法,对南京地区引种的13种木兰科树种进行了生长特性的分析和比较。1．主成分(PCA)排序出的速生树种,幼林年平均生长量大于对照树种广玉兰,一年中有两次生长高峰,速生点多数在梅雨季节。 ．2．木兰科树种的季节生长规律符合logistic模型。通过对模型求导或参数求解,能够分别揭示出各树种的速生点、速生期和速生长量等信息,从而为树木生长发育规律的进一步认识及利用提供了理论依据。3．树木速生时间和最大生长速度的乘积与树木的生长量之间存在着极显著的线性相关关系。     

江西木兰科植物的初步整理

通过野外采集及标本的整理鉴定, 确认江西产木兰科植物7 属22 种1 亚种, 其中3 种为江西特有种, 5 种为江西地理新分布。对各分类群进行了分类检索, 记载了其地理分布, 并列出凭证标本。