杜鹃花科白珠树属分子系统学和生物地理学研究进展

白珠树属(Gaultheria)在杜鹃花科(Ericaceae)系统演化中占有十分重要的地位,其系统位置和演化关系一直备受争议.最近的分子系统学研究认为,白珠树属已经不再属于传统上的越橘亚科(Vaccinioideae)的綟木族(Andromedeae),而是与一些相关属组成了白珠树族(Gaultherieae).对白珠树属产于美洲的类群和相关类群的分子系统学的初步研究则表明,该属与Diplycosia、Tepuia和Pernettya等属(均为"常绿类群")关系密切,可能应将这几个属并入到白珠树属中,但其属下分类系统关系还需要对产于亚洲的类群进行深入的研究后才能确定.白珠树属与其近缘属的进化历史和生物地理学关系较为复杂,与杜鹃花科其他大多数属不同,白珠树属为典型的环太平洋分布.关于白珠树属的起源问题存在两种不同的推测:一种观点认为该属起源于南半球的冈瓦纳古陆;另一种观点则认为其起源于北半球的劳亚古大陆.本文概述了近年来白珠树属的分子系统学和生物地理学研究进展,并对该属尚存的一些问题进行了讨论.     

基于附生硅藻的川蔓藻水质综合需求研究

选择生长良好的川蔓藻群落,计算其表面附生硅藻的特定污染敏感指数(IPS)和硅藻生物指数(IBD)及其生态类群,以期阐明川蔓藻对水环境的综合需求,为川蔓藻的恢复和保护提供有价值的参考.结果显示,川蔓藻上附生硅藻共36种,分属9科13属,以异极藻属(Gomphonema)、舟形藻属(Navicula)和菱形藻属(Nitzschia)为主,优势种有Cocconeisplacentula var.euglypta,Cymbella tropica,Achnanthidium minutissimum,Nitzschia amphibia和Gomphonema minutum.硅藻指数IPS和IBD显示水体质量为"好".耐N-自养型和兼性N-异养型生态类群、需氧较高和中等需氧、喜中性类群至喜碱性、微咸水、β-中污和α-中污染性以及富营养性硅藻类群分别大于总数的70%、60%、80%、70%、70%和80%以上.以上结果表明,川蔓藻水体环境pH值7.0～8.0之间,Cl含量大致介于0.1～0.5 g·L^-1之间,水体N浓度较低,有机污染程度较轻,氧气较为充足,适度的营养物质促进川蔓藻的生长,IPS和IBD可以综合显示川蔓藻对水环境的需求.     

杜鹃花科白珠树属分子系统学和生物地理学研究进展

白珠树属(Gaultheria) 在杜鹃花科(Ericaceae)系统演化中占有十分重要的地位, 其系统位置和演化关系一直备受争议。最近的分子系统学研究认为, 白珠树属已经不再属于传统上的越橘亚科(Vaccinioideae)的綟木族(Andromedeae), 而是与一些相关属组成了白珠树族(Gaultherieae)。对白珠树属产于美洲的类群和相关类群的分子系统学的初步研究则表明, 该属与Diplycosia、Tepuia和Pernettya等属(均为“常绿类群”)关系密切, 可能应将这几个属并入到白珠树属中, 但其属下分类系统关系还需要对产于亚洲的类群进行深入的研究后才能确定。白珠树属与其近缘属的进化历史和生物地理学关系较为复杂, 与杜鹃花科其他大多数属不同, 白珠树属为典型的环太平洋分布。关于白珠树属的起源问题存在两种不同的推测: 一种观点认为该属起源于南半球的冈瓦纳古陆; 另一种观点则认为其起源于北半球的劳亚古大陆。本文概述了近年来白珠树属的分子系统学和生物地理学研究进展, 并对该属尚存的一些问题进行了讨论。     

木兰藤科系统位置评述

木兰藤科(Austrobaileyaceae)含1属2种,是系统学上最孤立的科之一。其花粉类似于最古老的被子植物化石之一:晚白垩世的棒纹粉。最新的分子系统发育研究结果表明,木兰藤科是现存被子植物的基部类群之一,其对于被子植物的起源与早期进化的研究具有重要价值。被子植物(有花植物)的起源和辐射一直是植物学家关注的热点。有关木兰藤科的系统位置一直存在争议。本文对该科系统位置的研究历史与现状进行评述。     

石松类卷柏科地史时期和现代地理分布格局的形成

卷柏科仅含一属,全球分布,具有宽幅生态适应性,属于维管植物基部类群石松类植物,现生约700种。卷柏科起源于泥盆纪,化石记录遍布自石炭纪至今的各地质时期。目前,现代卷柏属亚属的分类方案基本稳定,但对于化石卷柏的亚属分类、以及地质历史时期的时空分布问题还缺乏相关研究。本文全面总结了卷柏科化石记录的时代和地理分布,并结合分子系统学探讨其地理分布格局的演化,为该科植物的分类与进化研究提供参考。根据现有研究基础,结合最新的卷柏科系统分类研究成果和化石记录,本文对该类群化石的系统分类进行归纳和厘定,并对化石类群的卷柏亚属Selaginella、Hexaphyllum亚属及rhizophoric clade物种的分化和地理分布格局的形成进行了讨论。本文认为,卷柏科起源于古生代的欧美植物区,不晚于二叠纪,其后伴随着泛大陆解体扩散至华夏植物区及冈瓦纳植物区。化石亚属Hexaphyllum是rhizophoric clade的基部类群,在石炭纪末灭绝。化石证据表明,从古生代末期起,rhizophoric clade已成为卷柏科的优势类群,并在中生代形成了全球分布的格局。     

湖北省泽泻科、水鳖科、眼子菜科及茨藻科植物花粉形态研究

本文利用光镜及扫描电镜对湖北省泽泻科、水鳖科、眼子菜科及茨藻科11属29种1变种1变型植物(另加采于湛江的软骨草)的花粉形态进行了研究,发现泽泻科植物花粉具多个圆形萌发孔,外壁表面为小刺状纹饰;茨藻科植物花粉具远极单槽,表面为绉波状纹饰;眼子菜科及本文研究的水鳖科植物花粉均无萌发孔,分别具网状和小刺状饰纹饰。1.茨藻科植物花粉最原始,泽泻科花粉较进化,眼子菜科花粉较水鳖科花粉进化;2.泽泻属与泽苔草属花粉较慈姑属花粉原始;3.鞘叶眼子菜亚屈花粉较眼子菜亚属的花粉处于更高演化阶段;4.多孔茨藻花粉在该科中最原始。本文工作尚对易变形水生植物花粉形态研究方法进行了尝试。     

滇桐属系统位置的分支分析

本文以讨论系统位置有争议的滇桐属的归属问题,尝试在植物分类学中具体应用分支系统学原理和方法的可能性。作者认为近年来分支系统学中出现的一种倾向,即不再强调祖先和直接的谱系关系,而把分支图解仅仅作为一种归类手段,为本文提供了理论基础。通过对梧桐科和椴树科7个属15个性状状态的分支分析,建立了符合简约性原则的分支图解。分支图解表明,滇桐属与通常置于梧桐科的马克韦桐属具有较密切的关系,而它们与椴树科的关系比与梧桐科的关系更接近。结论支持把滇桐属作为椴树科成员的观点。     

被子植物起源研究中几种观点的思考

对被子植物起源研究中的几种观点进行了讨论。(1)由于被子植物存在着一组共同的性状,它们不可能是从不同祖先起源的,而是有着共同的祖先。被子植物是一个单源起源的类群。现存被子植物分类系统是依据包括形态学(广义)、分子系统学、古植物学和植物地理学等的综合性状建立的,只能表示出现存类群的亲缘关系并且追溯到它们最近的祖先。人们现在还不可能建立一个包括全部已绝灭的类群和现代生存类群的谱系发生系统。因此,现存被子植物分类系统只能看作是“亲缘”系统。(2)分析了用于推测被子植物起源时间的分子、化石和地理分布证据。我们认为,要确定被子植物起源时间,植物化石是一类重要证据,但化石只能说是植物本身可保存部分和当时当地所提供的化石条件的综合反映,它们不可能就是植物类群或种的起源时间。人们还必须考虑到化石本身的演化历史。应用分子钟也是一种手段,但误差比较大。如果我们除了利用上述两种资料之外,根据植物类群的现代分布格局及其形成,把植物的演化同地球的历史和板块运动联系起来,以推断它们起源的时间,这无疑会增加其可信度。通过对56个种子植物不同演化水平的重要科属地理分布的研究结果,我们曾提出被子植物的起源时间可能要追溯到早侏罗世,甚至晚三叠世。(3)分析了基于分子证据所提出的被子植物基部类群——ANITA成员(包括无油樟科Amborellaceae、睡莲科Nymphaeaceae、八角目Illiciales、早落瓣科Trimeniaceae、木兰藤科Austrobaileyaceae)的性质,讨论了ANITA成员在现代几个被子植物分类系统中的系统位置的不同观点,评价了它们的形态学(广义)性状。指出ANITA的成员由于包含大量的祖征,是属于原始的类群。但由于它们的共有衍征很少,如花粉球形,说明它们在被子植物演化早期就分道扬镳了,沿着不同的传代线分化。因此ANITA是一个源于不同传代线的复合群。     

茨藻科、角果藻科植物花粉形态的研究

在水生植物茨藻目中,茨藻科Najadaceae和角果藻科Zannichelliaceae植物由于其结构、尤其是花部结构的极度简化和趋同适应,系统关系仍不清楚。本文应用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对上述2科4属的10种代表植物的花粉形态进行了观察,系统描述了各属、种的花粉形态。结果表明角果藻科植物花粉均无萌发孔,外壁纹饰通常为拟网状至浅网状。花粉形态的研究结果支持将Vleisia作为角果藻属Zannichellia的近缘属处理的观点。茨藻科植物花粉外壁光滑、稍皱波状或为疣状,具颗粒状纹饰,萌发孔的有无在种间存在变异。花粉形态的研究结果表明角果藻科与眼子菜科Potamogetonaceae近缘,茨藻科可能与水蕹科Aponogetonaceae或水鳖科Hydrocharitaceae中具单沟花粉的类群有一定联系,而与角果藻科和眼子菜科则相去甚远。     

眼子菜属、角果藻属和水麦冬属花粉形态的研究

利用光学显微镜和扫描电子显微镜,对我国眼子菜属、角果藻属和水麦冬属1 9种植物的花粉形态进行了研究。在对比观察的基础上,总结了各属的特征,归纳了眼子菜属的花粉类型,并讨论了一些有关分类的问题。