被子植物起源和早期演化研究的回顾与展望

近年来,被子植物起源和早期演化研究,由于手段和技术的更新,资料大量积累,取得了许多重要进展,成为植物学领域的一大热点。本文对过去近五十年的研究作了回顾,并从分子系统学、分支系统学、花原基发生的形态学、花发育的分子遗传学及白垩纪花和其它生殖结构化石研究等五个方面对该领域在最近十几年的研究进展进行综述,最后,对今后如何开展这方面的工作作了简要评论。     

历史催人奋进,未来令人憧憬——纪念中国植物学会成立75周年

中国植物学于1933年8月20日在重庆北碚中国西部科学院正式成立.第一届会员105人,其中分类学家约占一半,在19位发起人中有13位是植物分类学家,包括胡先骗、钱崇澍、陈焕镛、辛树帜、裴鉴、秦仁昌、钟心煊、刘慎谔、吴韫珍、陈嵘、董爽秋、张埏和林镕(陈家瑞,1994;王宗训,1994).     

植物DNA条形码技术

DNA条形码技术是利用标准的、具有足够变异的、易扩增且相对较短的DNA片段在物种内的特异性和种间的多样性而创建的一种新的生物身份识别系统,从而实现对物种的快速自动鉴定。尽管这一技术在理论上和具体应用上仍存在很多争论。但DNA条形码概念自2003年由加拿大分类学家Paul Hebert首次提出后就在世界范围内受到了广泛关注。在植物类群中条形码的研究和应用尚处于探索阶段,稍落后于对动物类群的研究,这主要表现在：（1）DNA条形码的选择及其评价仍没有统一的标准：（2）对类群较全面的形态分类学修订和植物DNA条形码研究的结合十分缺乏：（3）以往研究在取样上尺度较大,而对具体类群的研究较少,一个科或一个属只用有限的种类作为代表,同一种内的取样个体数量也不足,这样虽然表面上看来利用选定的DNA条形码可以较容易地把代表物种区分开,但实际上目前建议的植物DNA条形码（例如由生命条形码咨询委员会植物工作组最近提出的rbcL和matK）由于其分子进化速率较慢,在种级水平上,特别是对于那些经历了适应辐射或快速进化的属来说,分辨率较低。而DNA条形码的应用主要集中在属内物种水平的鉴别,因此只有针对具体类群进行探索研究,发现进化速率较快、分辨率高且通用性好的条形码,才可能为建立完整的条形码数据库起到积极有效的作用。     

2005 年中国植物科学若干领域的重要研究进展

2005年应该是我国植物科学研究进入飞跃发展的一年。据不完全统计, 2005年中国本土植物生命科学领域的科学家在植物科学及其相关学科专业顶级学术刊物Plant Cell、Plant Journal、Plant Physiology、Proteomics 和Bioinfomatics上发表的论文有46篇, 较2004年的22 篇增加了一倍。这反映了我国科研总体水平正在迅速提高, 并受到国际同行的高度关注。本文基于我国科学家发表在上述主流刊物上的成果作一简单介绍。对我国在模式植物拟南芥研究方面的进展, 读者可参阅许智宏院士全面的评述(Xu, 2006)。由于篇幅有限和统计上的困难, 我们相信这些介绍难于代表我国植物科研取得的全部成, 但是希望从一些侧面反映我国科学家在本土所做研究的主要进展, 本文就不同研究领域举例介绍。     

分子进化生物学中序列分析方法的新进展

简要介绍了分子进化生物学中序列分析方法的最新进展,特别强调了似然比检验和贝叶斯推论在分子进化和系统发育假说检验中的重要性,并介绍了新方法的一些成功应用,同时还给出了一些重要的信息资源。     

千金榆花序及花器官发育

在扫描电镜下首次观察了桦木科鹅耳枥属千金榆花序和花的形态发生过程。千金榆雌花序由多个小聚伞花序螺旋状排列组成;每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化形成2个花原基和2个次级苞片;每个花原基分化出2个心皮原基,形成1个二心皮雌蕊;次级苞片远轴面发育快于近轴面,呈不均等的联合状;雌蕊基部有1层环状花被原基。雄花序为柔荑状,由多个小聚伞花序螺旋状排列组成;每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化出3个花原基分区,并分化形成3朵小花,小花无花被,位于两侧的小花分别有2枚雄蕊,位于中央的小花有4枚雄蕊,雄蕊共8枚,稀为10枚,该3朵小花为二歧聚伞状排列,其花基数应为2基数。     

2022年中国植物科学重要研究进展

2022年中国科学家在植物科学主流期刊发表的论文数量相比2021年显著增加,在防止“多精受精”分子机制,胞外pH感受器,叶绿体蛋白运输通道结构,作物高产、优质、耐逆、抗病及共生固氮机制,被子植物自交不亲和性的起源和演化机制,甘蔗和玉蜀黍种质资源演化等方面取得了重要研究进展。其中,“水稻抗高温基因挖掘及调控新机制”入选2022年度中国生命科学十大进展。该文总结了2022年度我国植物科学研究取得的成果,简要介绍了30项有代表性的重要进展,梳理了植物科学研究中所使用的实验材料,以帮助读者了解我国植物科学的发展态势,进而思考如何更好地开展下阶段研究和服务国家需求。     

中国葡萄科-新组合——狭叶乌蔹莓

将产于中国海南的Cayratia mollissima var.lanceolata C．L．Li．提升为种：Cayratia lanceolata（C．L．Li）J．Wen＆Z．-D．Chen（狭叶乌蔹莓）,本种与产于马来西亚和印度支那的C．mollissima在果实与叶形态上差异显著。     

中国西南地区与台湾种子植物间断分布现象

中国西南地区和台湾植物的间断分布是东亚生物地理学上一个十分有趣的研究课题。该文对种子植物进行了统计,发现有50属具有该分布式样的种对或种（包括变种和亚种）;30属呈台-琼（至粤南）-西南间断分布,而其中大多数类群的分布区在粤南-桂南-滇南,即中国热带线以南。统计结果显示,有41属被子植物在台湾和西南之间呈连续分布;有35属从台湾分布至海南（和/或华南）或至福建（和华南）。中国台湾和大陆之间类群的连续分布,以及两者植物区系的巨大相似性表明,台湾作为大陆性岛屿,与中国大陆曾经属于一个统一的植物区系。新近纪以来台湾中央山脉和中国西南至东喜马拉雅地区均经历了海拔升高的过程,形成相似的低至中、高山生境;在第四纪冰期,一些类群在这两个地区之间形成连续的分布区。后来全球气温升高,这些植物类群从低海拔向高海拔山区迁移,由于华东至华中和华南缺少高山生境,使得原来连续分布的某些类群或其祖先类群在中国西南和台湾两地之间灭绝,从而形成间断分布。同时,台湾与大陆失去陆地连接后造成分类群在台湾和西南地区的隔离分化,以及中国南端热带生境的不连续性导致热带植物属种分布区的破碎也是形成台湾和西南间断分布的重要因素。最后将西南和台湾间断分布类群归纳为3种类型：孑遗型、分化型和热带型。