扇穗茅属两个代表种的广义形态特征及其系统关系

通过扇穗茅属两个物种40个代表居群馆藏腊叶标本的查阅、观测及叶表皮微形态特征的综合研究显示:(1)扇穗茅具有短根状茎,圆锥花序,每小穗含6~8小花;寡穗茅无根状茎,总状花序,每小穗含3~6的小花。显然,两者隶属于不同的类群,是典型的种间关系;扇穗茅具有较原始的外部形态特征,而寡穗茅则有较高级的外部形态特征。(2)扇穗茅属两物种的叶表皮皆由长细胞、短细胞、气孔器细胞组成;同时,两物种在长细胞的长度与宽度,气孔器体积大小与分布及副卫细胞的形状,短细胞的丰缺与着生形式等性状上存在明显差异。(3)根据叶表皮性状的特征和演化趋势,对物种间系统位置和演化关系的分析表明,它们具有明显的种间间断,并且扇穗茅较原始,寡穗茅较进化,寡穗茅极有可能是由较低级的扇穗茅演化而来。这一系统进化关系与利用外部形态特征所获得的结论基本一致。     

青藏高原特有种-藏扇穗茅叶绿体基因组测序及序列分析

藏扇穗茅（Littledalea tibetica）是禾本科（Poaceae）雀麦族（Bromeae）中一个具有重要生态价值的多年生高山特有种,主要分布于青藏高原及其毗邻地区。本文采用基于第二代高通量测序平台的Illumina MiSeq技术,对青藏高原特有种—藏扇穗茅进行了叶绿体基因组测序,首次建立了雀麦族物种的标准测序流程;同时,以其近缘物种—黑麦草（Lolium perenne）的叶绿体基因组序列作为参考,组装获得它的叶绿体基因组序列。结果表明,藏扇穗茅叶绿体基因组序列全长136 852 bp,GC含量为38.5%,呈典型的四段式结构,其中大（LSC）、小（SSC）单拷贝区大小分别为80 970和12 876 bp,反向互补重复区（IR）大小为21 503 bp,共注释得到141个基因,包含95个蛋白编码基因、38个tRNA基因和8个rRNA基因,主要分布于大单拷贝区和小单拷贝区。同时,基于藏扇穗茅和其它30种禾本科植物叶绿体基因全序列构建的系统发育树显示,藏扇穗茅与早熟禾亚科中小麦族植物亲缘关系较近。     

基于形态和叶表皮微形态特征试论国产赖草属属下类群间的系统关系

通过对先前学者报道的国产赖草属24个物种、72个代表居群形态和叶表皮微形态性状特征的观测和研究,结果发现:(1)原国产赖草属物种在旗叶长宽、叶片被毛状况、花序直曲和长宽、穗轴每节小穗数、每小穗小花数、外稃和内稃长度等15个外部形态学性状上均存在不同程度的差异,可将参试物种区分为3个不同的组;大赖草、粗穗赖草、硕花赖草和柴达木赖草多穗组植物的穗状花序粗壮呈圆锥状、直立、密集,穗轴同节着生3-多枚小穗,每小穗常含3~10小花,颖线状披针形等,致使其处于该属最原始的地位;皮山赖草、若羌赖草和格尔木赖草单穗组物种的穗状花序细弱呈线状、直立、疏松,穗轴每节仅着生1枚小穗,每小穗往往含2~5小花,颖线状披针形或锥形,这些较高级的外部形态特征使得该组植物隶属于赖草属中较高级的类群;而少穗组植物的外部形态性状通常介于前两组植物的中间过渡状态,因而它的系统地位自然也应处于多穗组和单穗组植物之间。同时,依据外部形态性状的递变趋势分析显示,3组植物具有直接的派生渊源。(2)国产赖草属植物的叶表皮皆由长细胞、短细胞、气孔器细胞和刺毛所组成,表现为典型的狐茅型;它们除在长细胞类型和壁的厚薄、气孔器保卫细胞的体积和类型等性状上具有明显重叠而显示相似外,其它多数性状如长细胞的长度和壁的波曲程度、短细胞的分布式样、副卫细胞的形状及刺毛的类型等性状上具有明显差异,其可将赖草属植物鉴分为与形态学界定结果完全相同的3个组。同时,根据3组植物及组内物种叶表皮性状的演化趋势,对各组和组内物种的演化关系和系统位置分析表明,多穗组植物最原始,少穗组植物较进化,单穗组植物最高级;多穗组可能直接派生了较进化的少穗组,并在少穗组的基础上进而产生了最高级的单穗组。赖草属属下类群的这一系统关系与利用外部形态特征所获得的系统与进化关系基本一致。     

异穗卷柏的显微与近红外光谱鉴定研究

对两种不同类型的异穗卷柏(Selaginella heterostachysBaker)药材的外观形态、孢子与茎的显微特征及近红外光谱特征进行了比较研究。结果表明:两类异穗卷柏的植株性状虽有明显不同,但其孢子形态、茎的解剖特征及近红外漫反射光谱特征一致。研究结果为异穗卷柏物种分类与药材鉴定提供了依据。     

基于形态和叶表皮微形态特征试论西藏固沙草的归并

通过形态学性状的观测、统计和叶表皮微形态特征的分析,比较了西藏固沙草、固沙草和鸡爪草3个近缘物种的主要性状差异,以探讨西藏固沙草的系统分类归属。结果显示,在外部形态上西藏固沙草与固沙草差异甚小,难以进行区分,但与鸡爪草差异明显,是典型的种间关系;在叶表皮微形态解剖上,西藏固沙草的绝大多数特征与固沙草的一致或类同,可与鸡爪草却存在明显间断。故研究认为,西藏固沙草与固沙草是同一个种,西藏固沙草应作为固沙草的异名。     

国产赖草属3组植物叶表皮解剖特征及其系统关系

采用徒手刮削法对国产赖草属中多穗组、少穗组和单穗组主要代表种的叶表皮微形态特征进行了观察。结果显示：(1)赖草属3组植物的叶表皮皆由长细胞、气孔器细胞、短细胞和刺毛组成,表现为典型的狐茅型;同时,3组植物在长细胞的长度与宽窄,气孔器的大小与分布及副卫细胞的形状,短细胞的丰缺与着生形式,刺毛的数量、体积与类型等性状上存在明显差异。(2)根据3组植物叶表皮性状的演化趋势,对各组的演化关系和系统位置分析表明,多穗组最原始,少穗组较进化,单穗组最高级;多穗组可能直接派生了较进化的少穗组,并在少穗组的基础上进而产生了最高级的单穗组。多穗组、少穗组和单穗组的这一系统关系与利用外部形态特征所获得的演化趋势基本一致。     

青藏高原多年冻土区不同草地生态系统恢复能力评价

草地生态系统恢复能力是评价人类工程活动对青藏高原多年冻土生态系统影响的重要组分.分析了不同草地生态系统干扰带和非干扰带群落特征、植物多样性、草地初级生产力和经济类群,综合评价了青藏高原多年冻土区地上植被在受工程活动干扰后的综合恢复能力.结果表明:经过近20多年的自然恢复,青藏苔草草原、紫花针茅草原、扇穗茅草原、高山嵩草草甸、矮蒿草草甸和藏蒿草沼泽化草甸6种草地的盖度和物种组成均有一定程度的恢复,且草原群落的恢复程度好于草甸群落,但干扰群落仍低于未干扰群落;紫花针茅草原分布区物种多样性恢复好于其他草地类型分布区;干扰带由最初的地上植物生物量全部为0恢复到148.8～489.6 g·m^-2,其中藏嵩草沼泽化草甸干扰带恢复最好,生物量达489.6 g·m^-2;除藏嵩草恢复群落的饲用植物类群组成相对稳定外,干扰后的其他5种草地类型饲用价值降低.高寒草原生态系统的植被综合恢复能力显著高于草甸生态系统.     

我国华鳊属鱼类形态差异及其物种有效性的研究

为探讨华鳊属鱼类种间和种内居群间的形态差异及其物种有效性,采用多变量形态度量,结合传统分类方法,获得该属鱼类不同地理居群共224尾标本的32个测量性状和7个可数性状数据,并做主成分分析。在可数性状上,海南华鳊各居群间无差异,但明显不同于其他种类;四川华鳊与大眼华鳊差别明显,与伍氏华鳊之间也存在较大程度的差异;大眼华鳊的乌江和珠江居群之间存在显著差异,而伍氏华鳊各地理居群差异不明显。在可量性状上,四川华鳊和大眼华鳊的乌江居群都明显区别于其他种或居群,而大眼华鳊的珠江居群与伍氏华鳊之间以及海南华鳊各居群之间没有明显差异。对上述结果分析认为：四川华鳊和海南华鳊为两个有效的物种;大眼华鳊的乌江标本是一个未被描述的物种,而珠江居群和伍氏华鳊各居群应属同一个种。     

中国茜草属sect.Oligoneura的形态计量学研究

茜草属为茜草科模式属,全球约80种,中国有近一半的物种,是茜草属的重要分布中心,大部分隶属于sect.Oligoneura。但是,该组内各种间的形态特征错综复杂,依靠单个性状不易划定种间界限。该研究在全面衡量sect.Oligoneura组内各种间形态特征的基础上,选取该组20种共171份标本,对其3个数量性状和28个定性性状进行聚类分析和主成分分析。结果表明:在主成分分析中,前3个主成分累积贡献率有46.88%,性状的累积贡献率增长并不明显,但该结果仍与聚类分析结果一致。对前3个主成分贡献较大的特征包括叶形(叶长宽比)、叶柄长度、叶脉、每轮叶片数和生活型等,这些形态性状也是该属传统分类学中重要的物种鉴定特征。该研究结果与分子系统发育结果基本一致,支持该组内ser.Chinenses、R.mandersii group、R.angustissima group和R.siamensis group类群的划分,但并不支持ser.Cordifoliae单独成系。sect.Oligoneura内除少数物种外,大部分物种界限均比较清晰。形态计量学研究为sect.Oligoneura甚至茜草属的物种鉴定与划分提供了重要的参考意义。     

青藏高原扇穗茅高寒草原的基本特点

 扇穗茅(Littledalea racemosa)是青藏高原特有的疏丛短根茎禾草,主要生长在昆仑山以南的高原东北部的高寒草原带到高寒灌丛草甸带。它耐寒、耐贫瘠,水分生态适应幅度较广。扇穗茅草原是中国科学院、青海省可可西里综合科学考察队1990年考察后首次报道的一个高原特有的高寒草原群系。它主要分布在青海西南部的昆仑山以南、沱沱河以北、乌兰乌拉山和可可西里山以东地区。其群落的种类组成比较简单,约40余种。植物区系地理成分以青藏高原成分占优势,还有中亚成分和北温带成分。生活型组成以地面芽植物为主,一年生植物仅记录到一种,没有高位芽植物。植物生态类型全部是适应高寒气候生长的植物,水分生态类型以寒旱生植物为主,其次为寒中旱生植物。群落结构随环境条件的变化而有较大的差异。群落盖度一般在8月中旬最高,约为10—34%,扇穗茅一般占1／3以上。 扇穗茅草原是青藏高原有蹄类动物,如野牦牛、藏野驴、藏羚等国家一类珍稀野生保护动物和盘羊等二类珍稀野生保护动物的重要活动场所之一,对于这些动物的生存具有重要的意义。     

根据广义形态性状和nrDNA ITS序列试论长颖固沙草的归并

固沙草属是禾本科中一个具有重要经济价值的高山特有属,共记载6个物种,它们均具有较强的抗逆特性,是农业良种繁育、畜牧业牧草改良利用的重要资源;并且,固沙草属物种形态差异不显著,种间界限较模糊。本研究通过广义形态性状的观测、统计和分析,同时结合核基因组ITS片段的研究,系统探讨了长颖固沙草、固沙草和鸡爪草3个近缘物种的主要形态性状和分子序列的差异,旨在评判长颖固沙草的系统分类归属。研究表明,在广义形态性状上长颖固沙草与固沙草差异甚小,难以进行区分,但与鸡爪草差异明显,是典型的种间关系;从基于ITS序列构建的系统发育树看,3个物种中只形成两个比较明显的遗传分支,一个分支是由长颖固沙草和与固沙草所测个体构成,另一分支仅由鸡爪草所测个体组成,并且分支的靴带支持率高达100%。故本研究认为,长颖固沙草与固沙草应是同一个物种,长颖固沙草应作为固沙草的异名处理。     

茅苍术药材不同年限部位品质差异研究

茅苍术药材不同部位的物质积累特征及品质差异尚不清楚,本研究针对这一问题研究该药材不同部位的性状、含水量、可溶性糖、淀粉、挥发油含量及成分差异,为阐明该药材不同部位的品质差异及有效成分在药材中的分布和积累规律提供帮助。本研究以2年生茅苍术药材为研究材料,根据其生长部位分离出一年生和二年生药材,利用扫描电子显微镜和常规形态鉴定方法研究药材性状差异,并利用水蒸气蒸馏法测定挥发油含量、蒽酮比色法测定可溶性糖和淀粉含量、GC-MS法分析挥发油成分。结果显示,在性状上,一年生药材断面颜色偏白,二年生药材稍偏黄,且一年生药材较二年生药材松软。与二年生药材相比,一年生药材可溶性糖含量低30.26%,含水量、淀粉、挥发油含量则无显著差异,但二者挥发油成分有所不同。GC-MS共检测出22个成分,15个为二者共有成分。一年生药材中β-桉叶醇和香附烯含量较二年生药材高,而莪术烯、石竹烯等8个成分含量较二年生药材低。茅苍术药材不同部位的性状、初生和次生代谢产物积累均有所差异。     

玛曲高寒沼泽化草甸51种植物光合生理和叶片形态特征的比较

基于功能性状的研究方法广泛地应用于生态学研究, 用于解释不同层次的复杂的生态学过程, 而绿色植物叶片的功能性状长期被认为对植物的生存、生长和繁殖具有重要的影响。该研究对玛曲高寒沼泽化草甸51个植物种(分属于14科)的叶片形态和光合性状进行测量, 比较不同物种和不同功能群(莎草科、禾本科和双子叶类杂草)的差异, 分析叶片形态特征和叶片光合性状之间的相关性。结果表明: 1)不同物种、不同功能群之间在比叶面积、净光合速率和水分利用效率等叶片形态和光合特征方面有着显著的差异, 例如禾本科植物具有较高的比叶面积和水分利用效率, 双子叶类杂草具有较大的叶面积, 而莎草科植物具有较高的净光合速率。2)相关性分析结果显示, 无论在物种水平还是功能群水平, 叶片形态和叶片光合性状之间都具有显著的相关关系。该研究揭示了高寒沼泽化草甸植物物种在叶片功能性状上的显著分化, 进而使得这些物种能在同一个草地群落中共存, 而群落中不同功能群物种的组成差异将会对群落的结构、功能和资源利用产生显著的影响。该研究将为进一步研究高寒沼泽化草甸提供基础研究数据并为其保护和恢复提供生理生态学依据。     

Linking plant spatial aggregation with reproductive traits and near-source seed dispersal: ecological adaptation to heavy grazing

植物的生态适应策略一直备受生态学者的关注,然而很少有研究能够整体地、系统地揭示植物适应草食动物的生态过程。本研究以内蒙古荒漠草原建群种短花针茅为研究对象,分析了重度放牧和不放牧处理下短花针茅的繁殖个体性状、种子性状以及土壤种子库和种群空间格局。研究结果表明,生殖个体性状方面,生殖枝数量对营养枝数量有正向影响;土壤种子库方面,短花针茅生殖个体基部的土壤种子库中短花针茅密度显著高于旁边裸地土壤种子库中短花针茅的密度,且与种子性状和裸地土壤种子库显著负相关;在种群空间格局方面,重度放牧下短花针茅种群空间聚集分布。我们的结果认为在重度放牧处理下,生殖活动在短花针茅的资源分配中处于主导地位;短花针茅植物种群通过调控种子形态特征,采用就近扩散的生态策略,促进了幼年种群与成年种群在较小的尺度上空间正关联,从而形成“安全岛”。     

内蒙古中东部草原不同生境克氏针茅（Stipa krylovii Roshev.）种群的形态差异分析

对内蒙古中东部草原分布的克氏针茅进行了种群内和种群间的形态差异分析。结果表明：（1）种群内不同的形态性状存在不同程度的差异;（2）种群间生殖枝中的一部分形态性状以及营养枝高度和营养枝干重均存在较大差异;（3）每穗小花数、每穗籽粒数、每穗小穗数、生殖枝高、穗干重、生殖枝干重、每穗种子重、种子重/生殖枝重比等性状的变化趋势相同,均表现为随生境条件变差而增加,即在生殖上投入增加以增大适合度;（4）主成分分析表明穗长、种子重/生殖枝重比、每穗小花数、每穗籽粒数、生殖枝高、基盘长、第二芒柱长、营养枝高、千粒重、芒针长是不同种群差异的主要指标。这些形态性状的差异可以看作克氏针茅对不同生境的适应性表现。     

淫羊藿属植物形态分类性状评述

淫羊藿属是分类学上研究的热点和难点,其类群发表和修订均较频繁。为更清晰掌握淫羊藿属的性状变异,该文在查阅该属研究成果和标本的基础上,结合课题组野外调查和分析,对该属重要性状进行系统梳理。花瓣式样是淫羊藿属分类的最重要依据,但并非绝对稳定,种内花瓣形态可能存在丰富变异。花瓣颜色、花药颜色,甚至花的大小至少在部分类群中不宜作为分类的主要依据。根茎性状在多数类群中不失为一个有用的分类性状,但不能一概而论,应基于广泛调查。多数类群的花茎上叶的类型及小叶存在不同程度的变异,在实际应用中存在一定困难。非腺毛特征十分复杂,不同样本存在不同程度差异,不宜作为物种鉴别的关键依据。淫羊藿属植物栽培后植株普遍更矮小,提示开展自然生境下的调查和形态观测对掌握物种形态特征非常必要。中国淫羊藿属类群仍处于活跃进化中,其形态变异复杂,物种鉴定和资源利用时应足够谨慎。     

亚高寒草甸不同坡向植物光合生理和叶片形态差异

绿色植物叶片的功能性状能用来解释不同层次复杂的生态学过程,被认为对植物的生存、生长和繁殖具有重要的影响。该研究对甘南亚高寒草甸坡向梯度代表物种的叶片形态和光合特性进行测定,分析了各坡向的土壤因子,比较不同物种(矮嵩草、米口袋、蒲公英和金露梅)之间的性状差异,研究叶片光合及形态特征与土壤因子之间的相关性。结果表明:1)不同坡向的土壤因子有着显著差异,土壤含水量、土壤全磷、土壤全氮及有机碳含量总体表现为北坡南坡,而土壤温度及光照度则是南坡北坡。2)坡向上不同物种在比叶面积、净光合速率和叶δ~(13)C值等方面有着显著的差异,比如物种在北坡具有较高的比叶面积和叶片含水量,而物种在南坡具有较高的净光合速率、相对叶绿素、叶干物质量及δ~(13)C值。3)冗余分析结果显示,物种的叶片形态及光合特性与土壤因子之间都具有显著的相关关系,其中土壤含水量变化的响应最为敏感。该研究揭示了亚高寒草甸坡向梯度上植物物种在叶片功能性状上的显著分化,使得这些物种能在同一个草地群落中共存。     

蒺藜科及由其分出的两新科四种植物种子形态特征比较研究

对青藏高原地区常见的原属蒺藜科4种高山植物(霸王Sarcozygium xanthoxylom、白刺Nitraria tangutorum、小果白刺Nitraria sibirica及多裂骆驼蓬Peganum multisectum)的9个自然居群的种子形态运用扫描电镜进行了观察.来自3个新界定科的不同植物的种子特征差异明显,其种皮纹饰各不相同,种间差异明显,说明这一特征在3个科之间具有重要的系统学意义.同一物种不同产地的种子形态特征差异不显著,说明这一性状在同一物种间是相对稳定的.研究结果支持将白刺科和及骆驼蓬科的物种从蒺藜科中分出,表面种子微形态这一稳定的性状可以作为白刺科、蒺藜科以及骆驼蓬科3个关系比较复杂的科之间的一个分类依据.     

紊蒿属一新种和对该属分类及演化的讨论

对新种多头紊蒿(Elachanthemum polycephalum Z.Y.Zhu et C.Z.Liang)的形态特征进行了描述,并从形态和生态特征、地理分布及其区系起源等方面探讨了紊蒿属(Elachanthemum Y.Ling et Y.R.Ling)的分类地位。结果表明：紊蒿属与百花蒿属(Stilpnolepis Krasch.)在形态上虽有相近之处,但花、果实和花粉等形态差异明显,因而不能并入百花蒿属,而应独立成属。该属起源于第三纪亚洲北部的古蒿类群(Pro-Artemisia L.),是蒿类中较为原始的属,为古地中海东部残遗的旱生成分,也是现代亚洲中部荒漠(戈壁荒漠)的持有属;多头紊蒿新种的发现,使紊蒿属从单种属变成寡种(双种)属,表明荒漠植物区系的物种分化仍在进行。     

中华沙鳅和宽体沙鳅形态差异及其物种有效性分析

通过主成分分析法并结合物种的生物学特征对长江上游支流沱江资中段69尾宽体沙鳅Sinibotia reevesae和长江干流宜宾段、南溪段及沱江资中段141尾中华沙鳅Sinibotia superciliaris的10个常规可量性状与20个框架性状进行了比较研究。结果显示: 主成分分析并不能区分宽体沙鳅和中华沙鳅之间的形态差异; 依据二者在尾柄高、吻须长、D1-3(胸鳍基部起点至腹鳍基部起点之间的距离)、D7-9(臀鳍基部后末端至尾鳍基部腹部起点之间的距离)和D9-10(鳍基部腹部起点至尾鳍基部背部起点之间的距离) 等形态特征的显著性差异(P<0.05), 并结合其繁殖生物学特征, 认为中华沙鳅和宽体沙鳅应为2个有效种。建议在使用框架性状度量评价物种有效性时需选择恰当的形态指标, 数据分析应结合物种的生物学特征。