被子植物雌全同株性系统:系统演化、性表达与进化意义

雌全同株是指雌花和两性花共同发生在同一植株上的性表达形式。作为被子植物从雌雄同花(两性花)向雌雄同株异花进化的一个重要阶段,雌全同株性系统在减少昆虫对雌性的取食和伤害、提高异交率以减少近交衰退、减少雌/雄功能干扰、提高雌/雄性功能间资源分配的灵活性,以及吸引传粉者等方面具有重要的进化适应意义。根据APG III分类系统,雌全同株性系统在被子植物木兰分支(magnoliids)的短蕊花科、单子叶植物分支(monocots)的天南星科和禾本科,以及核心真双子叶植物分支(core eudicots)中的菊科、苋科、唇形科和石竹科等23科中均有报道,且以菊科植物中最多。雌全同株植物不同类群的雌花和两性花在位置、形态、大小及开花时间等性表达特征上表现出多样化,且这些特征不仅受遗传因子的调控,还受可获得资源(如营养、光照、温度和水分等条件)的制约。该文针对我国对雌全同株性系统的研究还相对较少的现状,重点对具雌全同株性系统的类群在被子植物中的分布与系统演化、性表达与环境的关系等方面进行了分析与总结,并对有关其进化适应意义的5个假说进行了介绍和评价,对今后的研究方向进行了展望,以期为推动我国对被子植物雌全同株性系统的进化式样与机制研究提供理论资料。     

天南星科植物的花多样性与传粉策略

天南星科植物具有特殊的佛焰苞花序及多样化的传粉策略, 是研究被子植物花的分化与动植物之间进化生态学联系的理想材料。本文简述了天南星科不同类型的花序结构及其传粉适应意义, 总结了天南星科传粉策略的基本类型与演化历史。天南星科的苞片结构主要包括原始型、外展平面型、直立宽佛焰苞型和直立狭佛焰苞4种类型, 呈现出从简单的片状与外展平面状结构向复杂的立体包裹状的佛焰苞结构演化的趋势。肉穗花序可分为两性花花序、单性花雌雄同序和单性花雌雄异序3种类型, 演化路线为两性花花序→单性花雌雄同序→单性花雌雄异序。天南星科的传粉者主要有鞘翅目、双翅目、膜翅目昆虫, 表现出5种主要传粉策略: 食物报酬型互利传粉、气味吸引型欺骗性传粉、交配场所型互利传粉、产卵场所型互利传粉和致死陷阱型欺骗性传粉。天南星科植物通过花序的形状、颜色、产热以及花部挥发物来吸引传粉者, 其中最主要的挥发物有二甲基硫化物、甲基吲哚化合物、萜类和苯类化合物, 模拟食物或产卵场所信号吸引鞘翅目甲虫和双翅目昆虫为其传粉。天南星科植物的佛焰苞被认为是促进该科物种分化的一个重要结构, 但该性状的演化历史及其与传粉系统分化之间的内在联系尚不明确。利用现代分子生物学技术以及模型模拟等手段, 结合生理生态学方法深入探究传粉事件与天南星科植物的花多样性以及物种分化之间的联系, 有望提升关于植物-传粉者互作与植物的花多样性分化之间关系的认识, 并丰富对被子植物多样性演化相关研究的理解。     

被子植物性系统及其可塑性

繁殖是生物适合度的最终表现,有性繁殖相关性状的多态性极大地促进了物种分化和生物多样性的维持,并影响着植物对环境变化的响应。在种群水平上,被子植物的花有雌花、雄花和两性花三种性表型,三种性表型在种群中的分布和频率即定义了种群的性系统。被子植物的性系统包含植物影响性分配和交配的相关特性,决定着雌配子、雄配子在种群中的频率、交配机会及交配方式,是有性繁殖的关键性状,在被子植物中表现出丰富的多态性,在种群水平上分为性单态和性多态两大类。性单态为被子植物的古老性状,而性多态在100多个被子植物科中独立进化产生。被子植物性系统多态性及其变化机理一直是进化生物学与生态学的热点问题之一。该文以种群水平的性多态为对象,总结了被子植物性系统的类型、表达的遗传基础、分布频率,以及遗传因子、非生物环境和交配环境对性系统表达和性分配的影响。     

浅谈被子植物的起源问题

被子植物的起源问题是个十分重要的问题。在现代被子植物中,哪些是原始类群?被子植物的祖先又是谁?这都直接关系着它的系统演化的内容和方向。因此,长期以来,一直为人们所重视。被子植物的演化时间久远,现存种类异常繁多,再加上原始类型早已绝灭,化石的发掘寥寥无几,这些,都给被子植物起源问题的解决,带来了很大困难。早在1879年,法国植物学家裕苏(A.L.Jussieu)就曾提出过关于被子植物起源的观点,但直到现在,所有关于被子植物     

喜马拉雅——横断山脉是天南星属的分布中心和分化中心——兼论天南星属的起源和扩散

天南星属Arisaema Martius是天南星科一个相当进化的大属,现已记录151种。 这里,我们试图在阐明属下类群系统关系的基础上,分析本属的发生、扩散和分化历程,探索它的起源中心和起源时期,确定它的现代分布中心和分化中心。     

沙漠中那道美丽的风景线

荒芜的沙漠,并不只有一望无际的沙。即使在冬季也会有道风景让你眼前一亮,那就是一株株沙漠中的四季长青树。不要以为只有裸子植物才会不畏寒冬,即使有些被子植物,在严寒下仍旧可以绽放它那娇艳欲滴却又写满沧桑的绿,比如沙冬青。     

观察心皮叶性来源的好材料—日本晚樱

花是被子植物繁衍后代所特有的繁殖器官,由于花的各部分不易受外界环境的影响,其形态特征较稳定,变异较小,因此长期以来,人们都以花的形态结构作为被子植物分类鉴定和系统演化的主要依据。关于花的本质,目前普遍认为是枝性起源,即花像是一个变态的枝条,它的节间极度缩短,顶     

被子植物中的“气象预报员”

被子植物中的“气象预报员”人们在长期的生产实践中观察发现，有些被子植物能在天气变化之前表现出特有的反应，以预示天晴或阴雨，因而被誉为被子植物中的“气象预报员”。禾本科多年生草本植物茅草，几乎遍布全国。在炎热的夏天，其叶子和茎交界处常常会冒出一小团水沫...     

更苏被子植物的光合作用

更苏植物是一类在极度干燥条件下组织会迅速脱水后遇水又能很快复苏的植物。极少数被子植物有这种能力,在双子叶植物中尤其罕见,而且脱水时叶绿素含量和叶绿体完整性变化较少,称为叶绿素保持型(HDT)。该类植物的复苏机理简单,研究方便,因而得到更广泛注意。更苏被子植物光合作用的最新研究进展说明,光化学活性是研究更苏植物脱水复苏生理状态的灵敏指标。和普通植物一样,在光下,更苏被子植物的光化学活性随着叶片失水而受到抑制,但奇怪的是在失去95％以上的水分后复水仍可迅速复活。在脱水过程中叶黄素循环和抗氧化系统的上调以及光合膜完整性和稳定性的保持,可能对更苏被子植物的耐脱水性起非常重要的作用。磷酸盐对复苏的影响也表现在复水阶段而且与上述两种保护机理关系不大,因此应该加强更苏被子植物复水阶段的研究。     

沙漠中那道美丽的风景线

<正>荒芜的沙漠,并不只有一望无际的沙。即使在冬季也会有道风景让你眼前一亮,那就是一株株沙漠中的四季长青树。不要以为只有裸子植物才会不畏寒冬,即使有些被子植物,在严寒下仍旧可以绽放它那娇艳欲滴却又写满沧桑的绿,比如沙冬青。     

更苏被子植物的光合作用

更苏植物是一类在极度干燥条件下组织会迅速脱水后遇水又能很快复苏的植物.极少数被子植物有这种能力,在双子叶植物中尤其罕见,而且脱水时叶绿素含量和叶绿体完整性变化较少,称为叶绿素保持型(HDT).该类植物的复苏机理简单,研究方便,因而得到更广泛注意.更苏被子植物光合作用的最新研究进展说明,光化学活性是研究更苏植物脱水复苏生理状态的灵敏指标.和普通植物一样,在光下,更苏被子植物的光化学活性随着叶片失水而受到抑制,但奇怪的是在失去95%以上的水分后复水仍可迅速复活.在脱水过程中叶黄素循环和抗氧化系统的上调以及光合膜完整性和稳定性的保持,可能对更苏被子植物的耐脱水性起非常重要的作用.磷酸盐对复苏的影响也表现在复水阶段而且与上述两种保护机理关系不大,因此应该加强更苏被子植物复水阶段的研究.     

被子植物多胚苗的研究进展

本文综述了被子植物多胚苗的研究进展。在被子植物中多胚苗材料的种类很多,而只有特定起源的多胚苗材料在作物杂种优势固定中才具有比较大的实用价值。关于被子植物多胚苗的发生机理目前还没形成统一的定论。单倍性、二倍性和多倍性多胚苗在作物育种上具有各自不同的意义。     

被子植物多胚苗的研究进展

本文综述了被子植物多胚苗的研究进展。在被子植物中多胚苗材料的种类很多,而只有特定起源的多胚苗材料在作物杂种优势固定中才具有比较大的实用价值。关于被子植物多胚苗的发生机理目前还没形成统一的定论。单倍性、二倍性和多倍性多胚苗在作物育种上具有各自不同的意义。     

四川省二郎山常见被子植物资源和分布特征

二郎山国家森林公园海拔3 437 m.生态环境保护良好,植物种类繁多.为进一步了解二郎山常见被子植物种类,探讨植被的垂直地带性变化和坡向性变化,对二郎山植物进行野外实地调查取样,所采集的200余份标本进行鉴定分析,结果表明,四川二郎山常见被子植物184种,8变种,主要属蔷薇科、菊科、杜鹃花科、毛茛科等科.由于二郎山的特殊地理位置,其常见被子植物具有明显的垂直性变化和坡向性变化.     

侏罗纪的施迈斯内果(Schmeissneria)是不是被子植物?

中华施迈斯内果在辽西的发现为被子植物的历史添上了重要的一笔。施迈斯内果是一个具有近170年研究历史的植物化石属。新近发现的中华施迈斯内果中发现了以前没被认识到的新特征(未成熟的雌性器官的中央结构有一个纵向的隔壁和封闭的顶端)。新的特征促使人们重新审视该化石的系统位置。王鑫等人通过仔细分析被子植物的定义、结合新的化石特征认为施迈斯内果代表了一个具有被子植物特征的新类群。按照现有的被子植物定义,施迈斯内果可以归入被子植物。这样一来,被子植物的历史就会被前推到早侏罗世。当然也不排除未来被子植物的定义改变后为施迈斯内果建立一个与被子植物平行的种子植物新类群的可能性。文章简要地介绍了施迈斯内果的由来、特征以及王鑫等人如何判定其为被子植物的逻辑思维过程,以便大家论评。     

中国天南星科特有种地理分布研究

天南星科(Araceae)植物是我国重要的药用植物资源。为探讨中国天南星科特有种植物资源在我国的地理分布特点,以野外调查、文献和标本为基础资料,对其丰富度、特有性与相似性进行分析。通过聚类方法对省级行政区(水平分布)和海拔(垂直分布)进行分析。结果表明:中国天南星科特有种共10属71种,特有指数最高的省份是台湾省(7.27),其次是海南省(5.71)和云南省(4.08)。中国天南星科特有种类最多的属是天南星属44种、半夏属7种、魔芋属7种,均有很好的药用开发价值。特有种分布相似性系数较高( 0.7)的省区有:湘鄂、豫晋、冀晋、皖黔、皖豫、皖浙、皖苏、皖赣、浙黔、赣黔、闽浙、豫苏、苏浙、赣浙、辽吉。天南星科特有种丰富度最高的省区为云南省(8属40种,占比56.3%)、四川省(4属21种,占比29.6%),全国总体上呈现出由南向北逐渐降低的趋势,而西北地区宁夏、新疆没有分布。天南星科特有种的垂直海拔分布主要集中在600～1000 m的中低海拔地区,其次是海拔1000～2600 m的地区,低海拔0～600 m与高海拔2600 m以上的地区分布最少。云南是天南星科中国特有种多样性分布中心,而海南、台湾特有性最高,与大陆地区相比是相对独立的天南星科中国特有种分布区。本研究结果为该类群重要的药用植物资源的开发与保护提供了理论参考。     

被子植物叶型是怎样变化的

被子植物是现代植被中的优势类群,处于植物界演化阶梯的顶端,它与人类的关系最为密切。稻、麦、玉米、桃、李、椰子、芭蕉等等,都属于被子植物。被子植物是怎样起源的?现代植物学家和古植物学家,都作过大量的研究工作,提出过种种不同的解释和假说。以往的研究,多集中在植物的繁殖器官和内部解剖构造方面,往往忽略了叶形的演变过程。     

古植物学会讯

中国植物学会古植物专业组,将于今年8月下旬在北京举行“被子植物起源和当代古植物学有关问题的学术交流暨庆贺徐仁教授八十寿辰的学术讨论会”。会议旨在同行们相聚交流近几年来研究被子植物起源方面的进展,并进一步讨论如何开展该项研究工作,为世界生     

自花传粉与异花传粉:何者更进化?——植物学教材质疑(二)

传粉生物学的学习对理解被子植物多样性至关重要.中文植物学教材均教导学生,自花传粉是原始的传粉方式,异花传粉更为进化,因为前者会导致近交衰退,而后者具杂交优势.这种说法其实是对进化内涵的误解.被子植物的基部类群以异花传粉为主,而自花传粉少见且是次生的;从异花传粉转变为自花传粉在被子植物中反复、独立地发生.自花传粉之所以被...     

被子植物三种系发生论的孢粉学基础

花粉与孢子为形态学上的重要实体,它反映出植物进化的某些侧面与事实。在孢子外壁的各种特征中,萌发孔被认为是最保守的。菌藻类植物的孢子为原始型(其萌发孔不明显)颈卵器植物的孢粉为三型的(具三裂缝,单裂缝和无裂缝);而被子植物的花粉为多型的(具沟、沟孔、孔等等,且在数目与形状上有很多的变化)。三型孢粉为被子植物前身的颈卵器植物的特征,它在被子植物中的出现可能被看成是提供了一种表明该类中原始分类群的指示。面对这—背景,我们主张被子植物在其进化系列中是三种系发生的,有三条独立的系统发育主干,即单子叶植物主干、木兰类双子叶植物主干和毛茛类双子叶植物主干。