甘草生活史型的划分

探讨了甘草生活史型的定性和定量划分方法并对其结果进行了对比,结果如下:生活史型定性划分法基于生态幅与扰动程度对甘草生活的生境进行划分,将野生甘草、半野生甘草和栽培甘草分别划分为C、CVS和S生活史型。生活史型定量划分法是将生长于不同生境中甘草的营养生长、克隆生殖和有性生殖形态性状参数进行主成分分析,根据主成分得分比例划分生活史型。野生甘草定量划分结果为C0.4552S0.3150V0.2297型,总体上趋于C型生活史型;半野生甘草划分结果为C0.3540V0.3534S0.2926型,其营养生长、无性生殖和有性生殖发育比较均衡,属于CVS过渡生活史型;栽培甘草划分结果为V0.8931S0.0569C0.0500型,为比较典型的V生活史型。栽培甘草的定性、定量划分结果不一致的原因主要在于生长年限太少,克隆生殖和有性生殖均不发达。对植物生活史型的定量划分方法比定性划分法更为可靠、客观。     

刈割对栽培长春花(Catharanthus roseus)生活史型转变的影响

为了提高栽培长春花（Catharanthus roseus）的生物碱产量,应用植物生活史型的理论和方法,研究了刈割对栽培长春花生活史型转变及其生物碱代谢的影响。运用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）对刈割后的长春花后生活史型变化进行定量和定性划分,发现在对照栽培环境下生长的长春花处于DE生境,定性划分结果为SV生活史型,定量划分结果为V0.3638,S0.6174C0.0187,属于SV型。刈割使长春花的生活史型转变为V0．2847S0.6544C0.0469,属于SC型。同时,对两种生活史型的长春花中长春碱及其前体文朵灵和长春质碱的含量进行了检测分析,发现刈割后的SC型长春花不同叶位叶片中的生物碱含量均显著提高（P〈O．05）,可以为提高栽培长春花生物碱含量提供科学指导,也进一步验证了生活史型理论。     

植物生活史型的划分及其相互转化

基于环境条件的变化,分析了植物在完成生活史过程中,营养生长、克隆生殖和有性生殖过程的权衡的结果直接导致的植物生活史型形成以及相互转化过程。根据胁迫和扰动程度将植物的生境划分为基本生境型、特殊过渡型和过渡型,其中过渡型(EDF)在自然界中具有普遍意义;与生境过渡型(EDF)相对应,植物形成的生活史型也为过渡生活史型(VCS),其基本型V、C和S以及特殊过渡型VC、VS和CS是其特例。植物的生活史型过渡型(VCS)具有普适性意义,在生境调控下的任一种植物生活史型均可表示为Vx1Cx2Sx3。植物生活史型的相互转化与其生境类型的相互转变是完全对应的,这种相互转化的过程和途径是复杂的,且具有可逆性的特点。     

刈割对栽培长春花(Catharanthus roseus)生活史型转变的影响

为了提高栽培长春花（Catharanthus roseus）的生物碱产量,应用植物生活史型的理论和方法,研究了刈割对栽培长春花生活史型转变及其生物碱代谢的影响。运用主成分分析法（Principal Component Analysis, PCA）对刈割后的长春花后生活史型变化进行定量和定性划分,发现在对照栽培环境下生长的长春花处于DE生境,定性划分结果为SV生活史型,定量划分结果为V_0.3638S_0.6174C_0.0187,属于SV型。刈割使长春花的生活史型转变为V0.2847S0.6684C0.0469,属于SC型。同时,对两种生活史型的长春花中长春碱及其前体文朵灵和长春质碱的含量进行了检测分析,发现刈割后的SC型长春花不同叶位叶片中的生物碱含量均显著提高（p<0.05）,可以为提高栽培长春花生物碱含量提供科学指导,也进一步验证了生活史型理论。     

高温对长春花生活史型形成和生理代谢的影响

长春花(Catharanthus roseus)是重要的药用植物,广泛栽植于热带和亚热带地区。高温(≥40℃)是其生活史过程中常见的胁迫因子之一。为了研究高温对植物能量在营养和繁殖上分配格局和生理代谢的影响,运用生活史型理论与方法研究高温和对照温度条件下长春花生活史型和生理代谢动态特点。主成分分析法(Principal component analysis,PCA)对营养生长(Vegetativegrowth,V)、有性生殖(Sexual reproduction,S)和无性繁殖(Clone reproduction,C)等3类15种性状进行统计,发现4周后高温与对照温度条件下长春花生活史型划分结果分别为V0.480S0.487C0.032和V0.604S0.385C0.010。对高温处理过程中可溶性糖、生物碱和抗氧化剂的代谢规律研究发现,蔗糖含量在第4周增加了约7倍,达到了(1.41±0.23)mg/g;文朵灵、长春质碱和长春碱等3种生物碱在第2周增加了2倍,峰值分别达到(6.0±0.63)mg/g、(3.8±0.63)mg/g和(35.6±2.8)μg/g;还原性谷胱甘肽(glutathione,GSH)从(153.3±11.8)nmol/g升高到(348.7±19.9)nmol/g,氧化型谷胱甘肽(GSSG)由(54.5±9.27)nmol/g增加至(149.2±10.1)nmol/g,均增加了1倍以上,GSH/GSSG比值则呈持续下降趋势。结果表明,高温使长春花能量固定总量增加了1倍以上,促进了有性繁殖和无性繁殖的投入,降低了营养生长方面的投入比例,这种能量分配格局的变化伴随着显著的生理代谢变化。     

土壤不同水分条件对长春花(Catharanthus roseus)生活史型的影响

为了研究土壤中不同水分条件对长春花生活史型形成及生理代谢的影响,设置对照、轻度干旱、中度干旱和重度干旱等土壤水分梯度,对长春花(Catharanthus roseus(L.)G.Don)幼苗进行处理。对长春花形态指标进行聚类分析发现选择的20个聚类实体被分为2组,第1组为对照(CK)和轻度干旱(LD)处理的植株,第2组为中度干旱(MD)和重度干旱(HD)处理的植株。运用主成分分析(Principal component analysis,PCA)方法对不同土壤水分条件下长春花营养生长(Vegetative growth,V)、有性生殖(Sexual reproduction,S)和无性繁殖(Clone reproduction,C)等3类15种性状进行统计。结果显示,长春花在对照条件下生活史型为V0.39S0.54C0.07,轻度干旱为V0.36S0.50C0.14,中度干旱为V0.53S0.27C0.20,重度干旱为V0.45S0.09C0.46,干旱程度加强显著提高了无性繁殖的比重,降低了有性生殖的比例。同时,对长春花中文朵灵、长春质碱和脱水长春碱等生物碱的含量进行了动态测定,发现重度干旱下的文朵灵、长春质碱和脱水长春碱的含量在16d时分别是对照水平的1.5倍、2.3倍和3.1倍,表明干旱胁迫诱导生物碱积累,为长春花高效栽培提供了理论依据。     

樟子松（Pinus svlvestris var. mongolica）人工群落生活史型谱

以东北林业大学植物园内的樟子松人工群落为研究对象,应用主成分分析方法在对群落内不同种的生活史型进行划分的基础上,对松科樟子松和白扦、槭树科糖槭、豆科紫穗槐、木犀科暴马丁香、蔷薇科毛果绣线菊和托盘、红豆杉科东北红豆杉、菊科飞廉和线叶旋覆花、禾本科扁穗草、罂粟科白屈菜、唇形科夏至草、十字花科荠菜14种植物生活史型及谱特征进行了定量化分析,以此为依据对群落演替和健康水平进行评价的可行性进行了探讨。结果发现此群落中主林层植物(樟子松和白扦)营养生长(Vegetationgrowth,V)达到46%,有性生长(Sexualgrowth,S)在35%,无性生长(Clonegrowth,C)约为19%;演替层植物(糖槭、紫穗槐、暴马丁香、毛果绣线菊、托盘和东北红豆杉)营养生长超过50%,无性生长略高于有性生长;草本层植物(飞廉、扁穗草、线叶旋覆花、白屈菜、夏至草和荠菜)营养生长接近于47%,有性生长只比营养生长少了4%,无性生长只占到11%。这些发现说明了主林层的生活史型是以营养生长为主的VS过渡生活史型,演替层植物应为V生活史型而草本植物为VS过渡类型。群落的生活史型是V0.49S0.33C0.18,属于VS过渡生活史型,在样地调查的14种植物中,生活史型大部分以营养为主,综合评价此群落处于以营养生长为主(49%)的健康群落水平,此群落中有性生长占总生活史型得分的33%,有向有性生长发展的趋势,但在一段时间内该群落应为稳定群落。     

植物生活史型的多样性及动态分析

主要阐述了植物生活史型的基本定义和基本模式。根据植物的生态幅（Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）、适合度（Ｆｉｔｎｅｓｓ）和能量分配格局将植物生活史型划分出Ｖ生活史型、Ｓ生活史型和ｃ生活史型３个基本类型以及ＶＳ生活史型、ＳＶ生活史型、ｃＳ生活史型、Ｓｃ生活史型等６个具有混合特征的过渡类型。文中分析了权衡（丁ｒａｄｅ—ｏｆｆ）植物生活史各阶段的能量需求,使之合理地进行能量分配,进而使植物生活史型获得最佳的繁殖和存活效益以及最大的适合度的重要性,指出韧生代谢和次生代谢增值物生活史型及其生活史型之间相互转换的密切关系。韧生代谢物质主要用于营养生长,次生代谢物质主要用于促进繁育和拮抗环境胁迫。植物生活史型在特定时空中依生境的连续变化而发生相互转换,呈现出具动态特征的植物生活史型诺。提出了植物生活史型的形成机制,即生境中的资源状况和干扰程度构成了环境筛的径度,进而形成选择压力,以使植物按需分配能量,合成初级代谢产物或次级代谢产物来应对选择压力,形成自身的生态幅和适应对策,最终与生境相互作用过程中表现出的适合度来表征相应的生活史型。还提出了植物生活史型之间相互转化的机制,即每一种植物生活史型均有与该生活史型相对应的生境类型、选择压力、代谢物质和生活史对策,由于时空的连续变化,生境类型也发生过渡性变化,形成过渡类型（ＥＤ、ＤＥ、ＤＦ、ＦＤ）,因而导致选择压力、代谢物质、生活史对策也发生过渡性变化,形成过渡类型ＬＭ、ＭＬ、ＭＨ、ＨＭ、ＫＲ、ＲＫ、ＲＴ、ＴＲ、ＢＰ、ＰＢ、ＰＡ、ＡＰ,最终通过ＶＳ、ＳＶ、ＳＣ、ＣＳ等过渡类型的形成而实现植物生活史型之间的相互转换。文中以高山红景天（Ｒｈｏｄｉｏｌａ　ｓａｃｈａｌｉｎｅｎｓｉｓ）等５种植物生活史型谱为例,分析了各植物生活史型谱的动态特征并指出：Ｖ生活史型的植物因营养体较为发达、寿命较长,且能通过正常的有性生殖繁衍后代,通常都能产生稳定种群;以Ｓ生活史型为主的植物,因台子中含有来自双亲的两套基因,故有性生殖过程能产生较多遗传性不同的后代,使种群的适应环境变化的能力加强,因而容易形成爆发种群;以ｃ生活史型为主的植物,其遗传物质与母体完全相同,故种群适应环境变化的能力较弱,因而容易导致种群濒危。     

不同生境白屈菜(Chelidonium majus)生活史型特征及其与不同器官单宁、黄酮、生物碱含量的关系

运用主成分分析法,对不同生境条件下白屈菜植物生活史型相关的营养生长（vegetative growth,V）、有性生长（sexual growth,S）和克隆生长（clonal growth,C）的主成分得分及比例进行定量计算,并以此为基础研究了生活史型特征参数及次生代谢产物单宁含量、黄酮含量与生物碱含量的相关关系,目的是为植物活性成分环境定向诱导培育提供实验依据。研究结果表明：（1）对于不同光照状况的全光照（空地）、70%光照（榆树林内）和40%光照下（白扦林内）的9个样地白屈菜生活史型划分发现,全光照下白屈菜种群生活史型为V0.34S0.41C0.25,为SV生活史型,空地为DE（Disturbed but still Excellent）生境;榆树林下和白扦林下的白屈菜生活史型分别可表示为V0.28S0.38C0.34和V0.27S0.40C0.33,均为SC生活史型,榆树林下和白扦林下为DF（Disturbed and Fragile）生境。（2）白屈菜植株次生代谢产物（单宁、黄酮和生物碱）含量,空地均低于榆树林下和白扦林下生境。各样地白屈菜不同器官单宁含量：叶片（种（根（茎;黄酮含量：种（叶片（根（茎;生物碱含量：叶片（根（茎,各样地白屈菜茎和根的生物碱含量无明显差异,空地白屈菜叶片中生物碱含量低于榆树林下和白扦林下白屈菜植株59%～56.7%。（3）白屈菜生活史型与次生代谢产物（单宁、黄酮和生物碱）含量相关性分析结果中,显著的线性关系显示,白屈菜次生代谢产物（单宁、黄酮和生物碱）含量与营养生长和有性生长成负相关,与克隆生长成正相关。实验结果表明,较于空地的DE生境,林（榆树和白扦）下的DF生境条件差,使白屈菜向C型转变,同时也促进了次生代谢产物（单宁、黄酮和生物碱）的积累。结果可以为野生植物的人工定向培育中生境选择和目的活性成分定向累积提供基于形态学的评价方法和理论。     

喜树与南方红豆杉混交群落生活史型谱特征

研究了不同生境条件下喜树和南方红豆杉混交群落中喜树和南方红豆杉的生活史型谱特征。结果表明,喜树和南方红豆杉在S生活史型得分和比例均为0。喜树和南方红豆杉生活史型V主成分得分均以山地2最高,而纯林的生活史型V主成分得分最低,C也表现为山地2最高,而纯林最低。喜树种群的生活史型比例按照从山地、坡地、平地、纯林排序,V型比例逐渐上升而C型比例逐渐下降的趋势,这就构成了混交群落中喜树种群的生活史型谱。南方红豆杉种群的生活史型谱特征,主要表现为山地2和坡地V型比例最小,而C型比例最大,纯林种植中V型比例较高,而以纯林1的V型比例最高,C型比例最小。     

Principles of classification of life forms of plants

For classifying life forms of plants a proposal was made to use the principle of parallel divergence based on the hypothesis that life forms diverging to any degree preserve further the potential of evolving in a similar way, that is, in parallel series. Life forms of plants are divided into thirteen types corresponding to the nature of their basic metameres. Further, every type is divided into subtypes and sections according to the character of these metameres and then into smaller grades (classification units of the system of living forms corresponding to one trait and its evolutionary level) according to categories of traits: ramification, vegetative flexibility, rate of changes of metameres, types of habitat and environment. On the basis of the principle of parallel divergence scales of traits were constructed for each category. Corresponding to 26 paires of alternative traits 26 degrees of hierarchic classification were devised and within the limits of every type of life form there were 2(26) grades at the lowest rank. Separate systems were developed for single-celled and colonial forms.     

Classification of life cycle form spectrum of artificial community of Pinus svlvestris var. mongolica

The plant life cycle form and its spectrum features of different plants in the artificial community of Pinus svlvestris var. mongolica at the botanical garden of Northeast Forestry University were classified by PCA method. For canopy layer plants, the vegetative growth (V) accounted for 46%, the sexual growth (S) accounted for 35%, and the clonal growth (C) accounted for the rest 19%. For succession layer plants, V accounted for more than 50%, and C accounted for a little higher than S did. For herbaceous layer plants, V accounted for nearly 47%, which was only 4% higher than that of S, and C only accounted for 11%. These findings indicate that the plant life cycle forms of canopy layer plants and herbaceous layer plants were VS transition form with V form as the main form, while the succession layer plants were V form. At the viewpoint of artificial community, the life cycle form can be described as V_0.49S_0.33C_0.18, a typical VS transition form, indicating that most of the species studied in this community are in a healthy status with the V form. Moreover, the relatively high (33%) percentage in the S form indicates that the community also tends to sexual growth for offspring, although it will be steady within a period of time for the vegetative growth of bodies.     

不同生活型被子植物功能性状与基因组大小的关系

基因组大小在被子植物物种之间存在着巨大的变异, 但目前对不同生活型被子植物功能性状与基因组大小的关系缺乏统一的认识。本研究基于被子植物245科2,226属11,215个物种的基因组大小数据, 探讨了不同生活型物种种子重量、最大植株高度和叶片氮、磷含量4个功能性状与基因组大小之间的关系。结果表明, 被子植物最大植株高度和种子重量与基因组大小间的关系在草本和木本植物中存在显著差异。草本植物最大植株高度与基因组大小的关系不显著, 但种子重量与其呈极显著的正相关关系。木本植物最大植株高度与基因组大小显著负相关, 但种子重量与其关系不显著。木本植物叶片氮含量与基因组大小呈显著正相关, 但其他生活型植物的叶片氮、磷含量与基因组大小均无显著相关性。本研究表明被子植物功能性状与基因组大小的相关性在不同生活型间存在差异, 这为深入研究植物多种功能性状和植物生活型与基因组大小的权衡关系在植物演化和生态适应中的作用提供了重要依据。     

Classification of life cycle form spectrum of artificial community of Pinus svlvestris var. mongolica

The plant life cycle form and its spectrum features of different plants in the artificial community of Pinus svlvestris var. mongolica at the botanical garden of Northeast Forestry University were classified by PCA method. For canopy layer plants, the vegetative growth (V) accounted for 46%, the sexual growth (S) accounted for 35%, and the clonal growth (C) accounted for the rest 19%. For succession layer plants, V accounted for more than 50%, and C accounted for a little higher than S did. For herbaceous layer plants, V accounted for nearly 47%, which was only 4% higher than that of S, and C only accounted for 11%. These findings indicate that the plant life cycle forms of canopy layer plants and herbaceous layer plants were VS transition form with V form as the main form, while the succession layer plants were V form. At the viewpoint of artificial community, the life cycle form can be described as V_0.49S_0.33C_0.18, a typical VS transition form, indicating that most of the species studied in this community are in a healthy status with the V form. Moreover, the relatively high (33%) percentage in the S form indicates that the community also tends to sexual growth for offspring, although it will be steady within a period of time for the vegetative growth of bodies.