水杉是北美红杉的一个亲本吗？

本文根据有关细胞学和形态学资料.不同意Schlarbaum等以红杉没有水杉的具长着丝点区域的标记染色体来否定水杉(属)是红杉的亲本,同时认为,他们提出某种杉木属植物为红杉提供了染色体组而是它的亲本的意见难以成立,从而支持Stebbins的假设,水杉(属)可能是北美红杉的一个亲本。而且,它或许还是一个父本。     

从形态学看北美红杉的亲本

本文通过形态性状的比较研究认为AAAABB的同源异源多倍体红杉可能由亲本水杉(属)和巨杉(属)杂交起源,它们分别为红杉提供了染色体组AA和染色体组B。这与根据核型等资料的分析结果相吻合。但跟Stebbins认为红杉除水杉(属)以外的另一个亲本已经灭绝并没有留下近缘的推论存在分歧。     

杉科的细胞分类学和系统演化研究

根据杉科的核型资料,本文(1)提出“1B”可能是一个新的高等植物核型类型;(2)讨论了各属的有关分类学问题及相互亲缘关系,它们的进化顺序可能是柳杉属、水松属、落羽杉属、水杉属、巨杉属、红杉属、杉木属(密叶杉属与之近缘)、台湾杉属;(3)支持金松属分立成金松科,它可能比杉科各属原始; (4)红杉(AAAABB)的亲本可能是二个古代种“水杉”和“巨杉”,它们的直接后裔或留下的近缘是水杉和巨杉;(5)杉科存在A和L两条进化路线,前者包括柳杉属、水松属、落羽杉属、台湾杉属;后者包括水杉属、巨杉属、红杉属、杉木属(密叶杉属);(6)提出一个杉科新系统(包括一个新亚科):Ⅰ.柳杉亚科(柳杉属),Ⅱ.落羽杉亚科(水松属、落羽杉属),Ⅲ.红杉亚科(水杉属、巨杉属、红杉属),Ⅳ.杉木亚科(杉木属、密叶杉属),Ⅴ.台湾杉亚科,新亚科(台湾杉属)。本文还对前人的杉科系统作了讨论。     

杉科的细胞分类学和系统演化研究

根据杉科的核型资料,本文(1)提出“1B”可能是一个新的高等植物核型类型;(2)讨论了各属的有关分类学问题及相互亲缘关系,它们的进化顺序可能是柳杉属、水松属、落羽杉属、水杉属、巨杉属、红杉属、杉木属(密叶杉属与之近缘)、台湾杉属;(3)支持金松属分立成金松科,它可能比杉科各属原始;(4)红杉(AAAABB)的亲本可能是二个古代种水杉”和“巨杉”,它们的直接后裔或留下的近缘是水杉和巨杉;(5)杉科存在A和L两条进化路线,前者包括柳杉属、水松属、落羽杉属、台湾杉属,后者包括水杉属、巨杉属、红杉属、杉木属(密叶杉属);(6)提出一个杉科新系统(包括一个新亚科)：I．柳杉亚科(柳杉属),II．落羽杉亚科(水松属、落羽杉属),III．红杉亚科(冰杉属、巨杉属、红杉属),Ⅳ.杉木亚科(杉木属、密叶杉属),V．台湾杉亚科,新亚科(台湾杉属)。本文还对前人的杉科系统作了讨论。     

从核型看北美红杉的起源

本文分析了同源异源自然六倍体北美红杉的AA和B染色体组的组型,它们属Stebbins的“1A”和“1B”,经与杉科各属植物的核型比较后发现分别与相同类型的水杉和巨杉最为接近,因而认为水杉属和巨杉属的某个古代种可能是北美红杉的二个杂交亲本,水杉和巨杉则或许是它们的后裔或近缘。本研究支持Stebbins认为水杉属的某个古代种是红杉的一个祖先而水杉是它的直接后裔的假设,但与他认为另一个祖先已经灭绝并没有留下近缘的推测存在分歧。     

北美红杉起源的时间和地点的探讨

根据笔者认为的北美红杉的亲本可能是分别以水杉、巨杉为直接后裔或留下近缘的水杉属和巨杉属的二个古代种及Florin的古植物学资料,本文推测北美红杉这个AAAABB同源异源多倍体(autoallopolyploid)杂交起源的时间和地点有三种可能:(1)中新世的美国西部(以俄勒冈州及其附近为中心);(2)古新世的格陵兰岛西海岸;(3)晚白垩纪的美国中西部(包括怀俄明州、科罗拉多州)。其中第一个推测的可能性更大。     

水杉属和红杉属化石叶表皮鉴定参照系的特殊性

杉科植物的许多属种在小枝的形态和叶片排列上相似,而杉科植物的化石标本多保存为枝叶形式。表皮的特征作为压型化石枝叶标本细胞信息的重要来源,甚至是惟一来源。一直作为杉科植物化石分类鉴定的主要依据。水杉和北美红杉分别是水杉属和红杉属植物化石的惟一现存最近亲缘种,以往关于北美红杉的气孔分布和排列等方面的报道存在分歧,根据作者的研究,北美红杉的表皮特征变异幅度非常广。水杉的气孔分布也与以往报道有差异。利用表皮的特征鉴定杉科植物化石时;不同的处理方法和处理时间,角质层的完整程度和观察数量等均可以影响植物表皮特征的正确获取。     

杉科植物的系统发育分析

本文以形态学为依据,参考其他学科的研究成果,用分支分类方法并结合表征分类方法探讨了杉科植物的系统演化关系,提出了新的分类系统。在分支分类中,金松科被选作外类群。主要根据外类群比较原则、化石原则和一般的演化规律,确定了性状的祖征和衍征,采用最大同步法、综合分析法、演化极端结合法及最小平行进化法共四种方法进行分支分析,选择最简约的分支图作为本文讨论基础。在表征分类中,选取59个性状,利用距离系数和类平均法,对金松属和杉科各属进行了聚类运算,得出表征图。综合两种分析结果,主要结论如下:(1)属间关系:柳杉属是现存杉科植物中最原始的类群。水松属和落羽杉属关系密切,二者与柳杉属近缘。巨杉属和北美红杉属关系密切,是中级进化水平的类群。水杉属与巨杉属和北美红杉属的亲缘关系相对较近。杉木属、密叶杉属和台湾杉属关系密切,是杉科植物中的高级进化类群,其中又以台湾杉属演化水平最高。(2)系统排列:支持金松科的成立,将杉科分成5族,即柳杉族(仅含柳杉属)、落羽杉族(含水松属、落羽杉属)、北美红杉族(含巨杉属、北美红杉属)、水杉族(仅含水杉属)和杉木族(含杉木属、密叶杉属及台湾杉属)。     

北美红杉的染色体组组成及其亲本

本文对Schlarbaum等认为红杉是染色体组组成为A₁A₁A₁A₁A₂A₂的部分异源多倍体、它的亲本是某个为其提供了染色体组的杉木属植物的意见提出了异议。无论从核型比较还是形态学特征来看, 红杉的染色体组组成似应为AAAABB而不是A₁A₁A₁A₁A₂A₂, 杉木属植物不可能是红杉的亲本, 后者可能是"水杉"和"巨杉"。     

巨杉可能是红杉的一个祖先吗?

世界闻名的珍稀植物红杉Sequoia sempervirens是裸子植物中唯一染色体倍性最高的自然多倍体(2n=6x=66),植物学工作者一直十分关注着它的起源问题。Hirayoshi &Nakamura认为巨杉Sequoiadendron giganteum可能为红杉提供了一个染色体组,但Stebbins在假设一个古代水杉属Metasequoia植物可能是同源异源多倍体(autoallopoly-     

生境的破坏或改变对杉科种属分布的影响

杉科共有10个属16种,其中5个是单种属(水杉属、水松属、巨杉属、北美红杉属、金松属),5个是寡种属(杉木属、台湾杉属、柳杉属、落羽杉属、密叶杉属),两者各占50%。分布于北温带地区,多在东亚和北美洲,仅密叶杉属分布于南半球澳大利亚的塔斯马尼亚。植物与生境是一个互相依存的统一体,而生境的破坏或改变对杉科植物种属分布有严重的影响。在美国加利福尼亚洲现今仅有巨杉和北美红杉两个单种属,这是由于火山爆发留下来,现在仅分布于美国加州部分地区。     

松柏类植物的习性、寿命和营养叶形态

松柏类是现代裸子植物中数目最多、分布最广、最为繁盛的类群.它包括许多熟知的栽培树种,如松树、柏树、杉树、云杉、冷杉、富松、水杉、紫杉(红豆杉)以及红杉等.许多属在经济上十分重要,是木材、造纸和松节油等的重要来源.     

杉科的两条演化路线

本文根据核型资料提出杉科可能存在A、L两条演化路线,前者包括由原始到进化的柳杉属、水 松属、落羽杉属、台湾杉属,以平均臂比快速增加、染色体长度比缓慢增加为特征;后者包括依序进化的水杉属、巨杉属、红杉属、杉木属(可能还有密叶杉属),以平均臂比缓慢增加、染色体长度比迅速增加为特点。该结论也得到形态学、解剖学、胚胎学等资料的支持。     

水杉的核型研究

本文观察了水杉的染色体,确定2n=22,核型公式为K(2n)=22m(2SAT),全具中着丝点,有一对随体。第8、10、11号染色体具“长着丝点区域”。属“1A”型,与北美红杉-AA的核型非常相近,可能是它的一个亲本种的直接后裔。     

关于水杉和“世界爺”

许多读者来信,常提到中国的水杉与美国的“世界爷”的问题,所谓“世界爷”的植物,就是现在生长在北美西岸的红杉(学名为Sequoia,英文称为red-wood)。它的祖先可以远溯到中生代的侏罗纪,虽然这种祖先与近代红杉的直接关系尚不能完全证实。在侏罗纪时已发现有类似红杉的化石,其叶部化石,学名为Sequoites侏罗纪时还发现了一些木材化石,它们的内部构造与近代的红杉木材是很接近的。又北半球各处在侏罗纪末及     

密叶杉属的核型分析及其系统位置的探讨

本文首次对特产澳大利亚塔斯马尼亚岛的Athrotaxis cupressoides和Athrotaxis selaginoides进行了核型分析,核型公式分别为2n=22=22m(2SAT)和2n=22=20(2SAT)+2sm,均属Stebbins的1B类型,它们的染色体相对长度组成为22=2L+10M₂+8M_l+2S和22=2L十10M₂+6M_l+4S,后者比前者较为进化。根据密叶杉属和杉科其他各属核型资料的比较分析,它们由原始到进步的顺序可能为：柳杉属、水松属、落羽杉属、水杉属、巨杉属、红杉属,密叶杉属、杉木属和台湾杉属。 密叶属与红杉属、巨杉属和杉木属较为近缘。 这些在以染色体长度比和平均臂比为纵、横坐标的图上得到清楚反映。 根据核型资料,密叶杉属以隶于单型的亚科Arthrotaxoideae较为合适,这也得到形态学、胚胎学、孢粉学和地理学资料的支持。 本文还对前人系统中的密叶杉属位置进行了讨论。     

水杉（属）系统位置的研究

1948年,胡先啸、郑万钧发现了化石属Metasequoia Miki唯一的现存活化石水杉M. glyptostroboides Hu et cheng,当时被认为是植物学界的重大事件而引起轰动。但水杉(属)的分类地位从一开始就陷入歧见:胡、郑(1948)认为水杉叶及球果鳞片的交互对生特性足以把它提升为水杉科Metasequoiaceae;但邓叔群(1948)、     

秦岭第四纪冰川遗迹上的太白红杉

.6.我国寒温性针叶林主要由冷杉属、云杉属、落叶松属的树种所组成。秦岭山地是我国寒温性针叶林分布比较集中的地区之一。在陕西长青国家级自然保护区内落叶松属的太白红杉(Larix chinensis)就分布其中。太白红杉为落叶乔木,高可达25米,胸径80厘米;叶倒披针状窄条形;花期4—5月;球果卵状长圆形或卵状圆柱形,10月成熟。太白红杉是秦岭高山区特有树种之一,第四纪冰川遗迹上的国家二级保护植物,分布区狭窄,具有较高的科研价值。陕西长青保护区的活人坪地区是其几个集中分布点之一。太白红杉林位于巴山冷杉林之上,亚高山灌从草甸之下,海拔区间…     

秃杉的胚胎发育及其与杉科各属的比较

本文报道秃杉(Taiwania flousiana Gaussen)的雌雄配子体和胚胎发育的研究结果及其与 杉科各属的比较。秃杉的大孢子经10次游离核同时分裂,产生1019—1021个游离核。 6月 初游离核开始向心地形成细胞壁。雄配子体具两个大小、形状相同的精子。受精作用在湖北 发生于6月底至7月初(1960)。受精卵经3次游离核分裂,形成8核原胚,排列成两群,紧接 着形成壁。上下2群细胞的数目分配为5：3或4:4,少数为6:2。 从胚胎学的资料来看,秃杉与台湾杉一样,它们最接近杉木属和水松属,与柳杉属、落羽松 属和水杉属也有类似之处。它们的共同特征是：精子形状、大小相同,复合颈卵器顶生,原胚 具8个游离核,兼具裂生多胚。而红杉属、巨杉属、密叶杉属和金松属的胚胎发育各有特点,应分别属于杉科不同的类群。     

秃杉的细胞学研究

本文首次报道秃杉的核型为K(2n)=22=16m+6sm, 3号染色体具“长着丝点区 域”。似具比同属的台湾杉(18m+4sm)进化的趋势。它们均为"2B"。从国产杉科植物的 核型类型看,似见"2B"的台湾杉属与"1B"的杉木属和"1A"的水杉属、水松属、柳杉属的亲缘关系依序由近到远并比它们进化。本作者还观察了秃杉的核仁数目和多微核现象。