基于GIS和物种分布模型的高山植物长花马先蒿迁移路线模拟

高山植物长花马先蒿在第四纪发生过大范围的迁移扩张事件,物种迁移路线和方向至今还不是很清楚.根据长花马先蒿叶绿体基因变异的单倍型空间分布格局,基于物种分布模型MXENT和最小成本路径方法,模拟长花马先蒿迁移路线.结果得到两条从青藏高原东南部到高原内部的迁移扩散路线.东喜马拉雅-横断山脉地区的物种种群主要沿着雅鲁藏布江河谷和喜马拉雅山脉北坡低海拔地带向高原西部进行扩张,基于末次间冰期、末次盛冰期两个历史时期的物种分布也证明了种群有向西扩张的趋势.物种迁移路线的识别对青藏高原地区高山植物在第四纪的演化历史和重要物种的保护具有重要意义.     

头花马先蒿和管花马先蒿的化学成分

从头花马先蒿全草中发现13个化合物,经波谱分析鉴定为：（±）-松脂素（1）、金合欢素（2）、木犀草素（3）、7．去氧栀子新苷（4）、yuheinoside（5）、euphroside（6）、mussaenosidic acid（7）、莫桑苷（8）、桃叶珊瑚苷（9）、角胡麻苷（10）、异角胡麻苷（11）、贞桐苷A（12）和开德苷元（13）。从管花马先蒿全草中发现4个化合物,经鉴定为：（＋）．dehydrovomifoliol（14）、催吐萝芙木醇（15）、ω-hydroxypropioguaiacone（16）和3-hydroxy-1-（4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl）-1-propanone（17）。所有化合物均为首次在该种中发现。     

大王马先蒿的传粉综合征状及其生物地理学意义

对云南西北部中甸和昆明黑龙潭的大王马先蒿（ＰｅｄｉｃｕｌａｒｉｓｒｅｘＣｌａｒｋｅＣ．Ｂ）的不同居群进行了传粉生物学观察。大王马先蒿花为黄色,花冠短管、无喙、具二齿、无蜜腺,是一种原始的花冠类型。该种由红腹熊蜂（ＢｏｍｂｕｓｆｒｉｓｅａｎｕｓＳｋｏｒｉｋｏｖ）和明亮熊蜂（ＢｏｍｂｕｓｌｕｃｏｒｕｍＬ．）的工蜂在直立的位置上,通过震动花粉背触式传粉;同时也观察到红腹熊蜂的工蜂在倒悬的位置上,通过震动花粉腹触式传粉。熊蜂的工蜂在大王马先蒿上的这两种传粉综合征状的发现,可能是仅存在于马先蒿原始类型中的一种特殊现象。     

长舟马先蒿化学成分研究

为了进一步研究玄参科长舟马先蒿的化学成分,我们从其全草的乙醇提取物中分离得到1个新环烯醚萜苷和12个已知化合物。根据波谱数据(1D,2D-NMR,HSQC,HMBC,ROESY,MS)分别鉴定为gardoside methylester(1)、7-O-acetylgardoside methyl ester(2)、verbascoside(3)、leucosceptoside A(4)、jionoside D(5)、martynoside(6)、2″-O-acetylmartynoside(7)、uridine(8)、adenosine(9)、benzyl alcohol-O-β-D-xylopyranosyl-(1→2)-β-D-gluco-pyranoside(10)、2-phenylethyl O-β-D-xylopyranosyl-(1→2)-β-D-glucopyranoside(11)、apigenin(12)、lariciresinol-4′-O-β-D-glucopyranoside(13),其中7-O-acetylgardoside methyl ester(2)为一个新化合物。     

滇西北马先蒿属传粉生物学的初步研究

对云南西北部的中甸和德钦高山地区４种马先蒿属（ＰｅｄｉｃｕｌａｒｉｓＬ．）植物的传粉生物学进行了观察。晚夏开花的马先蒿与传粉熊蜂（ＢｏｍｂｕｓＬａｔｒ．）的出现在物候上有一定的相关性。其中短管、无喙、无蜜腺的肉根马先蒿（Ｐ．ｒｏｙｌｅｉＭａｘｉｍ．）和茨口马先蒿（Ｐ．ｔｓｅｋｏｕｅｎｓｉｓＢｏｎａｔｉ）是由熊蜂工蜂震动花粉、背触式传粉,这与其花冠类型的较原始性有关;长管、具喙、无蜜腺的斑唇马先蒿（Ｐ．ｌｏｎｇｉｆｌｏｒａｖａｒ．ｔｕｂｉｆｏｒｍｉｓ（Ｋｌｏｔｚ．）Ｔｓｏｏｎｇ）和云南长管马先蒿（Ｐ．ｓｉｐｈｏｎａｎｔｈａＤｏｎ．ｖａｒ．ｄｅｌａｖａｙｉ（Ｆｒａｎｃｈ．）Ｔｓｏｏｎｇ）通过熊蜂工蜂震动花粉、腹触式传粉。长管类马先蒿在植株相对矮小的情况下,通过较长的花冠管具喙向外伸出以实现授粉,这可能是与其传粉熊蜂协同进化的结果。     

青藏高原“黑土滩”常见毒草对甘肃马先蒿的化感作用

以青藏高原"黑土滩"典型毒草黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)、瑞香狼毒(Stellera chamaejasme)、黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)、密花香薷(Elsholtzia densa)和南山蒿(Artemisia nanschanica)为供体材料,在实验室条件下测试了它们的根、茎、叶水浸提液对甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)的化感作用,以期寻找对甘肃马先蒿种子萌发和幼苗生长具有生态化感抑制作用的植物种类及部位。结果表明,随着5种毒草各器官水浸提液浓度的升高,其对甘肃马先蒿化感作用增强;且同一植物在测试浓度相同的条件下,表现为叶、根的水浸提液对甘肃马先蒿种子和幼苗的抑制作用强于茎的浸提液。从5种毒草化感作用的综合表现看,黄花棘豆的叶和根、南山蒿的叶在浸提液浓度为25 g/L时对甘肃马先蒿幼苗生长的抑制作用显著大于其他毒草;当作用浓度升至100 g/L时,对甘肃马先蒿种子萌发和幼苗生长都表现出致死作用。因此,对黄花棘豆叶、根和南山蒿叶等植物器官的化感作用应作进一步的研究,将有望开发出针对甘肃马先蒿的专用生物源控制剂。     

青藏高原5种石竹科垫状植物的核型研究

垫状植物是高山冰缘带植物区系的重要组成成分,是植物适应高寒环境趋同进化的特殊生活型。该研究以采自西藏和云南高山冰缘带的5种石竹科垫状植物种子为材料,采用滤纸萌发法、常规压片法镜检观察分析其核型,为青藏高原垫状植物积累核型资料,并为探讨极端环境下特殊生活型植物的核型进化机制提供依据。结果表明:5种植物均为二倍体,染色体核型分别为:密生福禄草(Arenaria densissima),2n=2x=20m+2sm,2A;山生福禄草(A.oreophila),2n=2x=22m,1A;团状福禄草(A.polytrichoides),2n=2x=20m+2sm,2A;大花福禄草(A.smithiana),2n=2x=20m+2sm,1A;囊种草(Thylacospermum caespitosum),2n=2x=18m+4sm,2A。囊种草与福禄草亚属植物的染色体数目一致,为二者在分子系统发育框架下形成的独立分支提供核型证据。并讨论了5种垫状植物古多倍体物种形成的核型进化与中新世青藏高原及周边地区地质抬升的关联。     

三色马先蒿的化学成分研究

从玄参科三色马先蒿（Pedicularis tricolor）全草的乙醇提取物中分离得到17个化合物,采用波谱方法鉴定了它们的结构。其中化合物1（2,3,5-tirmethoxy-4-hydroxy-xanthone）是一个新的[口山]酮,命名为三色马先蒿酮A（pedicutricone A）;2（8α-hydroxyl-4-carboxyl-5βH,9βH-iridoid-1α-glycoside）是一个新的环烯醚萜苷,命名为三色马先蒿苷A（pedicutricoside A）;化合物3-17为首次从该植物中分离得到。     

青藏高原东南缘五种火绒草属植物的核型

报道我国青藏高原东南缘5种6个居群火绒草属植物的染色体数目和核型.银叶火绒草Leontopodium souliei 2n =2x=24=13M+8m+3sm,1B;坚秆火绒草L.franchetii 2n=2x=26=6M+ 18m +2sm,2A;华火绒草L.sinense;四川木里海拔2406m的居群:2n=2x=26=4M+22m,1B,四川木里海拔3074m居群:2n=4x=52=16M+36m,1B;美头火绒草L.calocephalum 2n=4x=48=3M+43m +2sn,1B;毛香火绒草L.stracheyi 2n=4x=48=13M+35m,1A.对现有的染色体资料分析表明:火绒草属的染色体核型比较对称,但种间具一定的变异;多倍化可能是该属在我国青藏高原及其周边地区发生强烈物种分化的重要原因之一.     

气候变化背景下青藏高原东部猪毛蒿物候的变化规律和影响因素

近几十年来青藏高原正经历着广泛而深远的气候变化,这种变化对当地物种的物候及分布格局产生了显著影响。猪毛蒿作为干旱半干旱地区的优势物种和影响群落稳定性的关键物种,青藏高原东缘是其重要的分布区域之一,然而其物候将如何应对气候变化目前我们尚不清楚。为此,基于青海省东部连续20年的气象数据和原位物候观测实验,探讨猪毛蒿物候的变化规律及量化不同气候因子的相对贡献率。结果表明：1)过去20年间年均温和年均每日日照时长分别呈现出显著的上升和下降趋势,而年降水和年均每日最大风速没有显著的变化;2)20年间猪毛蒿返青-开花的时间间隔和开花-结果的时间间隔并未表现出显著的变化趋势,结果-枯黄的时间间隔显著缩短;3)所有气候因子均对猪毛蒿不同物候的时间间隔有显著影响,其中最大风速是影响猪毛蒿物候时间间隔最重要的气候因子。这一研究发现可以为气候变化情景下青藏高原高寒植物的保护和利用提供理论依据。     

青藏高原东北部二裂委陵菜叶片生态化学计量随海拔变化的特征

海拔对陆地生物地球化学循环过程具有重要影响。研究植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量沿海拔的变化特征,有助于深入了解植物对环境的适应策略。通过对青藏高原东北缘不同海拔(2980—3280,3281—3580,4180—4480,4481—4780 m)二裂委陵菜(Potentilla bifurca)叶片C、N、P含量及其计量比的首次研究,对其生态适应性和限制元素进行了初步探讨,结果发现:(1)二裂委陵菜叶片C、N、P平均含量分别为411.58 g/kg、22.47 g/kg和1.35 g/kg;C∶N、C∶P、N∶P的均值分别为18.51、321.81和17.33。(2)随着海拔升高,二裂委陵菜叶片C含量和N∶P呈上升趋势,分别从400.40 g/kg增加到418.08 g/kg、12.73增加到18.81;N、P含量呈先降后增趋势,其最大和最小值分别为23.88 g/kg和20.48 g/kg、1.89 g/kg和1.12 g/kg;C∶N、C∶P呈先增后降趋势,分别从20.42减少到17.79、372.18减少到334.72。(3)二裂委陵菜叶片C与N、C∶N不相关,与P显著负相关,而与C∶P、N∶P显著正相关;N与N∶P不相关,与P显著正相关,而与C∶N、C∶P显著负相关;P与C∶N、C∶P、N∶P显著负相关;C∶N与C∶P显著正相关,与N∶P不相关;C∶P与N∶P显著正相关。(4)二裂委陵菜生长主要受P限制。     

青藏高原及其毗邻山区蒙古绣线菊谱系地理学研究

以青藏高原及其毗邻山区的蒙古绣线菊23个居群324个个体为研究对象,选取叶绿体DNA非编码区trnL-trnF和rps15-ycf1片段对蒙古绣线菊进行谱系地理学研究。结果表明:(1)该研究区域中蒙古绣线菊亲缘关系相近的单倍型多发生于同一居群中,存在着明显的谱系地理学关系。(2)所检测得到的35个单倍型中,大约71.4%是居群内特有的单倍型,而出现频率最高的H1是最古老的单倍型,贝叶斯分析和单倍型简约网状图显示35个单倍型聚为地理分布范围各不相同的3个分支。(3)歧点分布分析得到分布图呈多峰曲线,说明蒙古绣线菊居群在较长的时间内发展稳定,没有经历突然的近期扩张。(4)BEAST分析结果显示,在45Mya左右开始出现蒙古绣线菊的谱系分支的分化。研究认为,蒙古绣线菊在青藏高原及其毗邻山区可能至少存在3个冰期避难所,其在青藏高原及其毗邻山区的分布格局主要是第四纪冰期-间冰期气候动荡、青藏高原隆升的共同作用的结果。     

青藏高原不同生境下湿生扁蕾(Gentianopsis paludosa)个体大小依赖的繁殖分配

植物对资源的投资和分配是生态学中的重要问题,它反映了植物应对环境变化时的生活史策略。选择青藏高原东缘同一海拔下的嵩草草甸(Kobresia sp.meadow)、金露梅灌丛(Potentilla fruticosa shrub meadow)以及草甸-灌丛交错带3种生境类型,并以3种生境下的湿生扁蕾(Gentianopsis paludosa)为对象,研究了其繁殖分配特征。结果发现:(1)在种群水平上,在生境从草甸经交错带到灌丛的变化中,湿生扁蕾个体大小和繁殖分配比例逐渐增加;3个种群湿生扁蕾的总花数目没有显著差异,但草甸生境湿生扁蕾的蕾期花数目显著高于灌丛生境,而果期花数目则显著低于灌丛生境;(2)在个体水平上,湿生扁蕾的繁殖绝对投入与个体大小显著正相关,且各种群植株都存在繁殖所需的个体大小阈值,而繁殖阈值在生境从草甸经交错带到灌丛的过渡中逐渐减小;湿生扁蕾的繁殖相对投入与个体大小负相关,但相关系数随着生境从草甸经交错带到灌丛的过渡中逐渐减小;各种群花数目与湿生扁蕾植株个体大小显著正相关。研究表明,湿生扁蕾的繁殖投资存在大小依赖效应,但生境差异会对其繁殖投资和生活史策略造成显著影响,而这种影响主要是由不同生境下自然条件的不同造成的。同时,资源分配也与湿生扁蕾的遗传特性和延迟自交的繁育系统特征有关。湿生扁蕾这种不同生境下个体大小依赖的繁殖投资差异是湿生扁蕾与其生境长期适应和进化(生境选择)的结果。     

青藏高原垫状点地梅叶际及内生可培养微生物多样性

【背景】垫状点地梅作为青藏高原最具代表性的垫状植物,其叶际和内生微生物对适应极端环境有重要意义,同时也是一种独特的资源。【目的】探究垫状点地梅叶际和叶内可培养微生物多样性,以及不同生存状态个体之间的微生物差异。【方法】采用纯培养方法分离和纯化3个不同地区垫状点地梅叶际和叶内的细菌、酵母菌和丝状真菌,并用16S rRNA基因和ITS区域序列进行分析鉴定。【结果】最终得到叶际微生物350株,鉴定为22属49种,优势种为Penicillium sajarovii;内生微生物274株,鉴定为19属45种,优势种为Bacillusmycoides;两者的优势属均为Penicillium。垫状点地梅叶际和叶内之间及不同生存状态个体之间微生物的α多样性大多无显著差异,各群落间的成员也有重叠,但物种组成存在显著的空间异质性。【结论】垫状点地梅叶际和叶内有着丰富的可培养微生物资源,来源于不同生存状态的个体或不同部位的微生物物种组成差别较大,微生物对不同环境的选择偏好形成了不同的群落模式。但这些不同来源的微生物群落之间同样存在高比例的共有菌株,这些共有菌株的异养方式和生态位并不固定,可兼共生和腐生生存,生...     

广西爬树蕨属两种植物的细胞分类学研究

首次报道了中国广西产两种爬树蕨属植物的染色体数目及繁殖方式。爬树蕨和桂南爬树蕨的染色体数目都是n=40,2n=80(2x); 每个孢子囊的孢子数为64,是有性生殖二倍体。结合已有资料对爬树蕨属中的系统位置进行了讨论。     

The pollination ecology of Pedicularis rex subsp. lipkyana and P. rex subsp. rex (Orobanchaceae) from Sichuan, southwestern China

Pedicularis is one of few genera for which pollination ecology has been studied extensively. Although over half of the species of Pedicularis are found in the mountains of southwestern China, pollination ecology has been studied there on a few species only. The present paper reports pollination ecology of Pedicularis rex subsp. lipskyana and P. rex subsp. rex from Sichuan, southwestern China. The two subspecies are nectariferous, with sugar content 28% in P. rex lipskyana and 22% in P. rex, respectively. The flowers of the two subspecies are adapted to pollination by bumblebee workers. Bumblebees are the primary and effective pollinators although honeybees were also observed pollinating P. rex subsp. lipskyana at one studied population. Usually bumblebees entered the corolla tube from the right side in an upright or a nearly half-inverted position to imbibe nectar located at the base of the corolla tube. The stigma usually contacts the side region of the thorax and abdomen or occasionally directly contacted pollen loads, leading to pollination of flowers. Much less commonly, bumblebees foraged on flowers of P. rex subsp. rex in an inverted position for pollen, which pollinated flowers sternotribically. We suggest that pollination mechanism is closely associated with floral morphology. Some important differences were found from a previous study on P. rex in floral morphology and the primary pollination mechanism.     

甘肃马先蒿寄生对禾草内生真菌共生体光合特性的影响

[目的]甘肃马先蒿与感染内生真菌的禾草(紫花针茅和麦宾草)建立根寄生关系,有关内生真菌对根寄生危害禾草光合作用调控方面的研究较少。[方法]本研究以紫花针茅和麦宾草带菌(E+)、不带菌(E-)植株为研究对象,研究甘肃马先蒿寄生和未寄生处理对紫花针茅和麦宾草E+、E-植株不同生长阶段光合特性影响的动态变化。[结果]甘肃马先蒿寄生显著降低紫花针茅和麦宾草的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,而胞间二氧化碳浓度和水分利用率却显著增加,这与禾草是否感染内生真菌无关。甘肃马先蒿寄生后E+紫花针茅的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于E-植株,而麦宾草E+植株的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率却低于E-植株;同时,根寄生条件下E+紫花针茅的胞间二氧化碳浓度和水分利用率低于E-植株;而E-麦宾草植株的胞间二氧化碳浓度和水分利用率却低于E+植株。[结论]内生真菌侵染影响甘肃马先蒿根寄生危害禾草的光合作用;甘肃马先蒿和内生真菌同时成为禾草营养消耗库时,内生真菌与禾草的共生关系处于一种互惠共生和相互拮抗的动态变化。     

青藏高原地区山生柳遗传多样性研究

利用叶绿体非编码区片段研究分布于青藏高原地区的山生柳居群遗传多样性,对未来山生柳生态环境和青藏高原地区物种丰富度的保护具有指导意义。该研究设计并筛选出cpDNA引物5'trnG2G-3'trnG(UUC)和5'rpS12-rpL20,用扩增出的片段和对应的联合片段进行后续的遗传多样性分析。结果表明:通过山生柳的联合片段检测到35种单倍型,单倍型多态性0.626,核苷酸多态性0.000 85。中性检验Tajima’s D(-2.286 70,P0.01)和Fu’s Fs(-5.298 05,P0.02)都是显著负值,推测山生柳个体数近期经历过扩张。AMOVA分析显示,居群内和居群间遗传变异分别为93.70%和6.30%,表明居群内的变异是山生柳遗传变异的主要来源。居群间遗传分化程度中等偏低(FST=0.063),基因流(N_m)为7.439,说明山生柳各居群的基因交流非常频繁,不同地理居群间存在一定的基因流动。遗传分化系数N_(ST)(0.075)大于GST(0.068)和基于遗传距离和单倍型的UPGMA聚类分析,表明山生柳12个居群分为4组且与居群的地理分布没有明显相关性。山生柳是进行有性繁殖还是无性繁殖主要受环境因素的影响,居群内变异是山生柳遗传变异性的主要来源,居群间基因交流频繁。     

青藏高原火绒草叶片生态化学计量特征随海拔的变化

地形对植物生存策略的权衡具有重要影响.研究叶片生态化学计量特征沿海拔梯度的分异规律,有助于加深理解植物对环境变化的响应及其生态适应性.对青藏高原东北缘不同海拔(4400～4700、4701～5000和5001～5300 m)火绒草叶片C、N、P含量及其化学计量比进行研究.结果表明: 3个海拔火绒草叶片C、N、P含量分别为405.36、18.42和0.94 g·kg^-1;C/N、C/P、N/P分别为22.67、467.61和20.3;火绒草叶片N、P含量表现出趋同的变化规律,随海拔升高而增加;火绒草叶片C、N、P含量及C/N、C/P、N/P的变异系数均≤30%,其大小依次为P(30%)>C/P(29%)>C/N(18%)>N(17%)>N/P(15%)>C(3%);火绒草植物生长主要受P的限制.