毛叶粉背蕨配子体的泌粉现象及其系统学意义

为探讨蕨类配子体泌粉现象的系统学意义,对5种粉背蕨属(Aleuritopteris)植物的配子体发育过程进行了观察。结果表明,毛叶粉背蕨(A.squamosa)的配子体(通常是雌配子体)也具有泌粉现象,而其他4种的配子体不具粉状分泌物。基于叶绿体rbc L序列的证据表明,毛叶粉背蕨与粉背蕨属其他植物、中国蕨属(Sinopteris)等构成一个具有强烈支持率的单系,即Hemionitids支,该支与美洲分布的隐囊蕨类互为姐妹群。因此,配子体泌粉现象在碎米蕨类中并非隐囊蕨类植物所特有,泌粉现象的产生,在系统发育上至少涉及2次独立的演化事件。毛叶粉背蕨的泌粉现象多发生在雌性配子体上,暗示配子体的泌粉可能与配子体的雌性分化和胚发生发育相关。     

比较不同DNA条形码对中国海岸带耐盐植物的识别率

海岸带耐盐植物是一个生态和经济价值独特的庞杂类群,人们对其DNA条形码特性的了解甚少。本文对我国从辽宁到海南10个沿海省(市)大陆及岛屿海岸带耐盐植物广泛采样,从采集获得的样品中筛选出53科97属116个物种共562个样品进行DNA条形码研究。对3个叶绿体片段(mat K、rbc L、trn H-psb A)和1个核基因片段(ITS)进行了扩增和测序,统计各个片段的引物通用性和序列获得率,并检验了物种识别率。从序列获得率来看,mat K和trn H-psb A片段表现最好,ITS较差,ITS和mat K的引物通用性比其他2个片段差。序列相似性分析表明,单个片段ITS物种识别率最高(73.36%),其次为mat K(64.03%)和trn H-psb A(61.21%),rbc L的物种识别率最低,仅为46.41%。系统发育树分析显示mat K的物种识别率最高(82.3%),依据trn H-psb A片段难以获得可靠的系统发育树。多维度非度量分析(non-metric multidimensional scaling,NMDS)表明在进行海岸带区域性植物的DNA条形码研究时,叶绿体片段和核基因片段均应该考虑。综合上述研究结果,推荐联合片段ITS+mat K作为中国海岸带耐盐植物DNA条形码。本文为海岸带耐盐植物研究提供了总计1,939条DNA条形码基础数据,为构建耐盐植物DNA条形码数据库奠定了基础。     

粉背蕨属一些种类的增订

粉背蕨属植物全国已知有27种,其中多数种类叶片下面被有白色粉末,少数被黄色粉末。最近在海南岛五指山主峰顶又采得一叶片下面被黄色粉末的种,这是该属在海南岛唯一分布的种,经研究确认是一新种,广西龙胜也有其分布,但曾被认为是金爪粉背蕨。在全面研究金爪粉背蕨的模式标本及其原始文献后,发现其原描述有不确之处,且本种只产四川,原文献中记载金爪粉背蕨也分布到云南和贵州,经查证云南和贵州的标本那是另外一不同的种。现对以上予以报道,并补充修订金爪粉背蕨的描述。     

甘草属种间杂交种叶绿体DNA父系遗传的发现及分析

通过对甘草属乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)、光果甘草(G.glabra)、胀果甘草(G.inflata)及其人工杂交种组合G.uralensis♀×G.glabra♂、G.glabra♀×G.uralensis♂、G.uralensis♀×G.inflata♂、G.inflata♀×G.uralensis♂共68份材料的核基因ITS序列、叶绿体rbc L、mat K、trn H-psb A基因的序列分析,探讨了甘草属叶绿体DNA遗传方式。结果表明:(1)亲本种和人工杂交种ITS序列长度均为614 bp,其中34份人工杂交种ITS序列存在4处变异位点,且人工杂交种均检测出来自父本、母本ITS序列相同位点碱基的叠加,检测率为100%。(2)亲本种与人工杂交种的叶绿体基因rbc L、mat K、trn H-psb A序列长度相同,共有4处变异位点,人工杂交种在变异位点处的碱基与其相对应的父本碱基一致率高达97.1%。以上结果说明,该研究获得34份人工杂交种为100%杂交成功的F_1子代,核基因ITS序列可用于甘草属杂交种的遗传鉴定;甘草属叶绿体rbcL、mat K、trn H-psb A基因具有父系遗传特性,推测甘草属质体的遗传方式主要表现为父系遗传,这种质体遗传方式的发现为甘草属杂交种和遗传多样性研究提供了新的认识,也为杂交种的亲本鉴定提供分子依据。     

傅氏凤尾蕨复合群的分子系统学研究

杂交和多倍化是蕨类植物物种形成的主要机制,往往导致多倍体复合群的出现。同一复合群的成员在形态上具有明显的连续性与过渡性,复合群内部往往存在复杂的亲缘关系,给分类带来很大困难。傅氏凤尾蕨复合群是凤尾蕨属中分类学问题最为突出的复合群之一,成员间仅以植株的高度、羽片的大小、裂片间隙的大小、裂片先端的形状或孢子囊群的长短等细小的特征相区别。为确定该复合群某些成员的分类学位置,并理清成员间的亲缘关系,该研究选取了3个叶绿体DNA片段atp B、mat K和trn L-F构建傅氏凤尾蕨复合群的系统发育树,并结合孢粉学证据,探讨该复合群成员间的亲缘关系。结果表明:百越凤尾蕨和傅氏凤尾蕨的关系最为密切,建议把百越凤尾蕨归并到傅氏凤尾蕨中;硕大凤尾蕨与傅氏凤尾蕨的关系较远,但其孢子形态与傅氏凤尾蕨有一定重叠,两者的亲缘关系待深入研究;线裂凤尾蕨是一独立的种,与该复合群其它成员明显不同;隆林凤尾蕨都较早分化出来,单独作为一支,但其孢子形态多变,暗示其可能是杂种起源。     

北京粉背蕨属孢子形态的研究

利用光学显微镜和扫描电子显微镜对北京产粉背蕨属4种即华北粉背蕨,北京粉背蕨、银粉背蕨、陕西粉背蕨的孢子进行了详细观察,对每个种的形态特征进行了描述。讨论了各种间的差异,为粉背蕨属系统分类及孢粉学研究提供资料。     

金爪粉背蕨和硫磺粉背蕨的名实问题

对金爪粉背蕨Aleuritioteris veitchii（Christ）Ching、硫磺粉背蕨A.duclouxii var.sulphurea Ching和A.cremea处理为它的异名。该种的特征是根状茎上的鳞片为同色,狭披针形,叶片分裂较细且被硫磺色粉状物。硫磺粉背蕨A.duclouxii var.suplhurea根状茎上的鳞片明显二争,与上者不同,本文重新恢复了该变种名称。     

金粉蕨属的分子系统学研究——基于5种叶绿体DNA序列片段

金粉蕨属（Onychium Kaulfuss）隶属广义凤尾蕨科中的凤尾蕨亚科。迄今为止,该属属下分组及种间界定等仍有诸多问题亟待解决。本研究选取5个叶绿体DNA 序列片段 （rbcL/atpA/matK/trnL-trnF/trnG-trnR）,采用最大似然法（ML）和贝叶斯法（BI）构建金粉蕨属的系统发育树。结果表明：（1）金粉蕨属的9个成员被分置于两大支上。其中野雉尾金粉蕨（Onychium japonicum(Thunberg) Kunze）、西藏金粉蕨（O.tibeticum Ching & S.K.Wu）、木坪金粉蕨（O.moupinense Ching）、湖北金粉蕨（O.moupinense var. ipii(Ching) K.H.Shing）、栗柄金粉蕨（O.japonicum var. lucidum(D.Don) Christ）、黑足金粉蕨（O.cryptogrammoides Christ）、繁羽金粉蕨（O.plumosum Ching）聚为一支;而金粉蕨（O.siliculosum(Desvaux) C.Christensen）和蚀盖金粉蕨（O.tenuifrons Ching）则聚为另一支,可为该属的属下分组提供分子系统学证据;（2）野雉尾金粉蕨与栗柄金粉蕨在系统树中并没有聚在一起,而是被其它类群分割开来,不支持将后者作为野雉尾金粉蕨的变种,建议将栗柄金粉蕨提升为种的等级;（3）系统树上木坪金粉蕨与湖北金粉蕨的样本聚在一个细支上,支持《中国植物志》将湖北金粉蕨作为木坪金粉蕨变种的分类处理;（4）西藏金粉蕨与野雉尾金粉蕨聚在一起,并得到较高的支持,说明两者的关系近缘。     

高山金粉蕨的黄酮类成分

从高山金粉蕨(Onychiumcontigqum)地上部分的甲醇抽提物中分到8个成分:高山金粉蕨甲甙(1),高山金粉蕨乙甙(2),金粉蕨素(3),反式桂皮酸(4),瓦利甙(5),β-谷甾醇(6),胡萝卜甙(7)和蔗糖(8)。高山金粉蕨甲甙和乙甙是新成分,反式桂皮酸系首次从金粉蕨属中分到。化学结构用一维和二维核磁共振技术确定。     

广西蕨类植物研究(3)

<正> 本属是中国蕨科(Sinopterdaceae)一个中等大小的蕨属,在中国已进行了较多的经典分类研究。在广西,最初记载实际上只有2种,新近资料表明该属的多鳞粉背蕨(A.anceps (Blanf.)Pan.),银粉背蕨(A.argentea (Gmel.)Fée),金爪粉背蕨(A.cremea Ching),粉背蕨(A.pseudfarinosa Ching et S.K.Wu)共四种产于广西。近年通过我们的调查研究,广西粉背蕨属植物是比较丰富的,现知9种、1变种,其     

银粉背蕨配子体及幼孢子体发育的研究

银粉背蕨是一种小型观赏蕨类植物,但目前我国对该蕨的研究还不够成熟。本文利用改良Knop's培养基和腐殖土培养银粉背蕨的孢子,观察其配子体及幼孢子体形态发育特征,并研究了其配子体发育的最适培养基pH值。研究结果显示：（1）银粉背蕨孢子黄褐色,具三裂缝,极面观三角圆形,赤道面观为近半圆形,孢子具网状纹饰;孢子萌发为书带蕨型;原叶体发育为水蕨型;颈卵器和精子器为薄囊蕨型;成熟原叶体为对称的心脏形,不具毛状体;上述特征为银粉背蕨孢子和配子体发育的稳定特征。（2）培养基pH值在7.0~9.0时随着碱性的增强,银粉背蕨孢子萌发和配子体生长发育速度逐渐增加。（3）利用腐殖土培养银粉背蕨孢子,7~8周可发育成幼叶,成苗率达90%,成苗健壮,根系发达,是扩繁银粉背蕨的适宜方式。本文为资源植物银粉背蕨人工繁殖和演化研究提供科学依据。     

基于叶绿体 Trn L-F 序列和联合数据分析木通科的分子系统发育

基于叶绿体 trn L-F 序列单独分析以及 trn L-F 和 rbc L 序列联合分析重建了木通科的分子系统发育.本研究的系统发育拓扑结构与覃海宁和塔赫他间的族划分系统非常一致.猫儿屎族和串果藤族在系统发育树上位于本科的基部.由分布于南美的勃奎拉藤属和拉氏藤属组成的拉氏藤族得到了 trn L-F 序列分析(100%)和联合序列分析(99%)的很好支持.木通族在两个分析里都得到了100%的靴带支持率.新建立的长萼木通属在 trn L-F 树上嵌套在木通属内;然而,在联合分析的树上,它与木通属形成姐妹群并得到很高的支持率.在系统发育上关系密切的3个属: 牛藤果属、八月瓜属和野木瓜属之间的关系仍未解决.牛藤果与八月瓜在两个分析里都形成姐妹群,但支持率低.小花鹰爪枫嵌套在野木瓜属内,并与西南野木瓜形成姐妹群.木通族内这3个属可能都不是单系,它们的属间界限和属的界定需要更多的分子和形态数据的进一步研究.     

中国蕨科的数量分类研究

本文用聚类分析的方法,对中国蕨科23个种代表9个属做了数量分类研究,通过23OTUs×37个性状的原始数值矩阵标准化后,用欧氏距离系数计算相似性,采用WPGMA法进行聚类分析,以探索各属之间的系统位置和亲缘关系。其结果与我国植物学家经典分类处理基本上一致,并对粉背蕨属(Aleuritopteris)也做了修正,认为粉背蕨系(Ser.Farinosae)和银粉背蕨系(Sef.Argenteae)也可做为两个新属处理比较合理。另外对距离系数和结合线在类群划分申的作用进行了讨论和评价。     

岩蕨科、球盖蕨科的系统位置：叶绿体DNAtrnL-F区序列证据

岩蕨科(Woodsiaceae)和球盖蕨科(Peranemaceae)历来被多数学者认为是亲缘关系密切的两个科,它们的系统位置一直存在争议,两科曾被放入三叉蕨科(Aspidiaceae)、碗蕨科(Dennstaedtiaceae)、鳞毛蕨亚科(Dryopteridoidaae)及鳞毛蕨科(Dryopteriaceae)蹄盖蕨亚科(Athyrioideae)中。根据岩蕨科1种、球盖蕨科3种、蹄盖蕨科8种、鳞毛蕨科2种及1种外类群假大羽铁角蕨(Asplenium pseudolaserpitiifolium)的cpDNA基因trnL-F区序列建立的系统树,结果显示,岩蕨科和球盖蕨科的亲缘关系较远,岩蕨科与蹄盖蕨科有密切的亲缘关系,球盖蕨科与鳞毛蕨科亲缘关系较近,岩蕨科和球盖蕨科是处于不同进化线上的植物。秦仁昌（1978）和Pichi-Sermolii（1977）的系统将二者分别作为独立的科是合适的。     

微卫星标记对高原蕨麻猪的遗传多样性研究

目的探讨蕨麻猪的亲缘关系,遗传多样性,是否受外来血缘的影响。方法用9个微卫星DNA标记对5群猪进行等位基因频率、遗传距离、系统发生树构建和主成分等分析。结果微卫星标记在125个个体中,共检测出148个等位基因,蕨麻猪最少(55个)。蕨麻猪与兰州猪的遗传距离DA和标准遗传距离DS最大,分别为0.6781和1.3312,DA、DS分别用UPGMA和NJ构建了四种系统发生树,都是蕨麻猪聚为一类,其余4种猪聚为一类。主成分1(PC1)为62.174%,看作是蕨麻猪的代表,与其他4群猪差异较大。结论蕨麻猪与兰州、武威、临洮和青海四群猪相比,遗传距离大,主成分差异大,亲缘关系较远,蕨麻猪比较纯,没有受到这4群猪血缘的影响。     

山葡萄种质资源DNA条形码通用序列的筛选

对山葡萄(Vitis amurensis)种质资源样品的ITS、ITS2、psb A-trn H、rbc L和mat K序列进行PCR扩增及测序,优化PCR反应的退火温度,比较各序列的扩增效率、测序成功率、品种间和品种内的差异及barcoding gap图,使用BLAST和NJ树法比较不同序列的鉴定能力,最终从5条DNA片段中筛选出可用于山葡萄种质资源鉴定的DNA条形码通用序列。结果表明,在采集的11份33个山葡萄样品中,psb A-trn H和ITS2序列的扩增与测序成功率较高,其品种间、品种内差异及barcoding gap较ITS、rbc L和mat K序列具有明显的优势,且ITS2序列能够鉴别psb A-trn H序列无法鉴别的品种。实验证明,ITS2和psb A-trn H序列是较适合鉴别山葡萄资源的DNA条形码序列组合。DNA条形码弥补了形态学鉴定的不足,可为山葡萄种质资源的准确鉴定提供科学依据。     

中国蜘蛛抱蛋属植物DNA条形码研究

利用植物DNA条形码候选序列mat K、psb A-trn H、psb K-psb I和rbc L对蜘蛛抱蛋属(Aspidistra)植物的19种104批样品进行扩增和测序,并采用相似性搜索算法(BLAST)对各序列的鉴定效率进行评价,得出蜘蛛抱蛋属物种鉴定的最佳序列。结果显示,psb K-psb I的物种鉴定成功率为88.7%,在单一序列中成功率最高。通过多序列组合鉴定效率的比较,发现组合序列的鉴定成功率明显高于单一序列,其中mat K+(psb K-psb I)组合的鉴定成功率高达100%,基于该序列组合构建蜘蛛抱蛋属植物的系统发育树,结果显示同一物种的样品聚集度较好,多表现为单系。研究结果表明mat K+(psb K-psb I)序列组合可作为蜘蛛抱蛋植物种鉴定的最佳条形码序列。     

黑龙江省蹄盖蕨科三属(蹄盖蕨属、羽节蕨属及冷蕨属)的遗传多样性分析

利用7种随机引物对分布于黑龙江省不同区域蹄盖蕨科中的蹄盖蕨属,羽节蕨属及冷蕨属三属的遗传多样性进行了初步分析,对蹄盖蕨科各种基因组的DNA进行了PCR扩增,并对其RAPD谱带进行了统计处理,得出不同区域种类的多态位点百分率,结果表明蹄盖蕨科植物具有较高水平的遗传变异,其种类的分布对周围环境变化有着较强的适应能力。利用Shannon指数和Nei指数对其分析,确定了三属之间的属内种间的亲缘关系:蹄盖蕨属的大部分变异仍存在于种源内;冷蕨属中的冷蕨和山冷蕨种类之间具有一定的遗传变异;羽节蕨属中,欧洲羽节蕨和羽节蕨种间有较大的遗传变异。     

野雉尾金粉蕨配子体发育及其系统学意义

野雉尾金粉蕨为中国蕨科金粉蕨属植物,而金粉蕨属的系统位置一直存在争议。该研究用原生境腐殖土和改良克诺普氏(Knop’s)营养液对野雉尾金粉蕨的孢子进行培养,培养条件为温度25℃、光照强度2 500 lx、光照12 h/d,在光学显微镜下观察记录其孢子萌发和配子体发育过程。结果表明:野雉尾金粉蕨的孢子为黄褐色,四面体型,三裂缝,赤道面观为扇形,具周壁,外壁表面具网状纹饰。孢子培养7 d后开始萌发,孢子萌发类型为书带蕨型(Vittaria-type)。孢子萌发后,配子体原始细胞经多次横向分裂形成3~9个细胞的丝状体,丝状体细胞呈圆筒形,壁薄,侧壁向外鼓起,含有颗粒较大且数量较多的叶绿体。15 d左右发育为片状体,片状体多为匙状。25 d左右形成幼原叶体,幼原叶体不对称,配子体发育类型为水蕨型(Ceratopteris-type)。在原叶体发育过程中分枝丝状体非常发达,配子体呈丛状生长,整个发育过程没有毛状体产生。野雉尾金粉蕨的假根为单细胞管状,偶有分支,内无叶绿体。45 d左右精子器开始出现,精子器顶面观近圆形,侧面观为近椭圆形或短柱状。精子器成熟时,盖细胞裂开,精子逸出。60 d左右颈卵器出现,颈卵器比较大,基部略大于顶部,侧面观呈烟囱状,顶面观为铜钱状,颈部由四列细胞构成。90 d左右发育出肉眼可见的幼孢子体。从研究结果看,其配子体发育的特征与凤尾蕨科(Pteridaceae)凤尾蕨属(Pteris L.)相似,支持金粉蕨属归于凤尾蕨科的观点。该研究结果为野雉尾金粉蕨系统学研究提供了配子体发育方面的证据。     

不同干扰生境下河口莲座蕨遗传多样性分析

该研究利用 ISSR 分子标记,对不同生境下的6个河口莲座蕨种群进行遗传多样性分析。结果表明：从44条ISSR引物中筛选出8条能够扩增出清晰、稳定条带的引物,对6个河口莲座蕨种群进行基因组 DNA扩增,共扩增出144条带,其中多态性条带119个,多态性条带比率为93.7％,Nei’s遗传多样性指数(H)为0.296,Shannon多样性指数(I)为0.457,遗传分化指数(Gst)为0.1520,种群遗传一致度和遗传距离分别为0.9138~0.9548和0.0584~0.0901;UPGMA聚类分析表明,种群间遗传距离与空间距离和生境类型有关。河口莲座蕨在不同干扰程度的生境中,种群具有高水平的遗传多样性,一定强度或频率的干扰生境中,种群遗传多样性较高,与海拔、坡度和坡向无相关性。