植物科学学报
 
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   湖北省植物学会
主编:王青锋
编辑:《植物科学学报》编辑部
地址:武汉市东湖高新区九峰一路201号(九峰一路与光谷七路路口以北)
邮编:430074
电话:027-87700820
邮箱:editor@wbgcas.cn
ISSN 2095-0837
CN 42-1817/Q
邮发代号:38-103
定价:50元/册
 
植物科学学报  
 
2020年 38卷 2期
刊出日期 2020-04-28

系统与进化
生态与生物地理
遗传与育种
生理与发育
专题综述
目录
目录
0
目录
2020 Vol. 38 (2): 0-0 [摘要] ( 123 ) [HTML 1KB] [ PDF 354KB] ( 573 )
系统与进化
151 路东晔, 张国盛, 李娅翔, 郭文雨, 张玉琨, 于利峰, 呼斯楞, 敖民, 王爱君
臭柏天然居群遗传多样性及演变历史分析

为了合理有效地保育天然臭柏(Juniperus sabina L.)种质资源,追溯和阐释其分布格局的历史成因,本文对我国内蒙古自治区、陕西省、甘肃省和青海省共10个天然臭柏居群388个个体的核糖体内转录间隔区(ITS)序列片段进行测序分析。结果显示:臭柏ITS序列总长度为1089 bp,共含有25个变异位点,定义32个单倍型,其中H4和H6单倍型为共有单倍型;分子变异分析(AMOVA)显示,臭柏居群变异主要来源于居群内,遗传变异为95.04%,而居群间遗传变异仅4.96%,居群间差异水平极显著(FST=0.0496,P<0.001);Network单倍型网络分析表明,H4和H6为古老单倍型,其他单倍型是由他们衍生而来;遗传分化系数NST(0.072)< GST(0.105),表明臭柏居群不存在明显的谱系地理结构,且历史上未经历过明显的扩张过程;单倍型最大简约树将32个单倍型聚为两大支;Mantel检验结果表明,臭柏居群间的遗传距离与地理距离无显著相关性(R2=0.0649,P>0.05)。推测臭柏起源于第三纪中新世(Miocene)中期约12.38 Mya,在第四纪冰期可能存在多个小型避难所。沙埋产生不定根的扩繁能力和较好的有性更新环境可能是沙地居群遗传多样性高于山地居群的决定性因素。

2020 Vol. 38 (2): 151-161 [摘要] ( 360 ) [HTML 1KB] [ PDF 2262KB] ( 1259 )
162 张玉环, 郝建华, 吴海荣, 陈学林
外来入侵植物胜红蓟的胚胎学观察及繁殖系统研究

以采自我国广东江门和广州两个种群的胜红蓟(Ageratum conyzoides L.)种子为材料,采用流式细胞种子筛选技术(FCSS)和人工控制授粉实验,对胜红蓟的繁殖系统进行研究,并结合整体透明技术和微分干涉差(DIC)显微镜观察法,对其胚珠发育过程和花药结构进行细胞胚胎学观察。种子筛选结果显示,胜红蓟的种子既可以通过有性生殖产生,又可以通过不需要假受精的无融合生殖产生,属于兼性无融合生殖类型。开放性授粉和套袋处理之间的结实率均较高,分别为88%±1.2%和86.2%±1.2%,两者之间无显著差异;而去雄处理的结实率和开放性授粉、套袋这两种处理之间差异显著。胚珠的细胞胚胎学观察结果发现,胜红蓟的有性生殖胚囊发育方式为蓼型,无融合生殖胚囊的发育方式为山柳菊型。胜红蓟的花粉粒在花药内就开始萌发出花粉管,具有闭花受精特性。研究结果表明闭花受精和兼性无融合生殖等繁殖特性保证了胜红蓟在各种生存环境下的结实量,提高其在新生境中归化和入侵的可能性。

2020 Vol. 38 (2): 162-172 [摘要] ( 315 ) [HTML 1KB] [ PDF 7128KB] ( 816 )
173 严东莹, 李艳, 孙文礼, 陈进明, 李治中
基于流式细胞术的海菜花属植物基因组大小测定

利用改良的裂解液P1,以中国古代莲(Nelumbo nucifera Gaertn.Fruct.et Semin)为外标,采用流式细胞术(FCM)对海菜花属(Ottelia Pers.)6个代表性物种及3个存疑类群的基因组大小(C值)进行测定,并对海菜花属系统发育关系进行评估。结果显示:所测定的材料中,水菜花(Ottelia cordata(Wall.) Dandy)C值最小(6.759 pg),灌阳水车前(O.guanyangensis Z.Z.Li,S.Wu&Q.F.Wang)C值最大(12.929 pg);对基因组大小与该属系统发育树进行比较分析,结果发现该属植物基因组大小与系统发育关系具有一致性;对海菜花属3个存疑类群进行分子系统学研究,结果发现存疑类群与嵩明海菜花(Ottelia acuminata var. songmingensis Z.T.Jiang,H.Li&Z.L.Dao)及灌阳水车前的关系最近,而与水菜花的关系较远,这与基因组大小变异相一致。根据基因组大小进一步推测3个存疑类群很可能为二倍体。本研究结果可为海菜花属植物的系统学研究提供新资料,同时为该属植物基因组学研究提供基础数据。

2020 Vol. 38 (2): 173-180 [摘要] ( 464 ) [HTML 1KB] [ PDF 1436KB] ( 983 )
181 陈利君, 周宏博, 刘仲健, 郑芳, 王玉, 饶文辉
麻栗坡长叶兰,中国云南兰科一新杂种

报道了产自云南麻栗坡的兰科兰属一新杂种——麻栗坡长叶兰(Cymbidium×malipoense L.J.Chen,H.B.Zhou&Z.J.Liu),对该种的形态特征进行了描述。该种可能是长叶兰(Cymbidium erythraeum Lindl.)与龙州兰(C.eburneum var.longzhouense Z.J.Liu et S.C.Chen)的天然杂交种。本种与长叶兰的区别是:本种的花葶自叶腋发出;萼片和花瓣浅黄绿色,具浅紫红色的纵条纹和斑点;唇盘具黄色褶片;蕊柱浅紫红色;中裂片卵状肾形。长叶兰的萼片和花瓣绿色,有红褐色脉纹和不规则斑点;中裂片心形到剑形;唇盘密被毛。本种与龙州兰的区别是:本种萼片和花瓣浅黄绿色,具浅紫红色的纵条纹和斑点;侧裂片有紫红色条纹;蕊柱浅紫红色。龙州兰萼片和花瓣白色,外表面略带粉红色;唇瓣白色,侧裂片和中裂片具有紫红色斑点。

2020 Vol. 38 (2): 181-184 [摘要] ( 335 ) [HTML 1KB] [ PDF 2489KB] ( 431 )
生态与生物地理
185 郭飞龙, 徐刚标, 牟虹霖, 李赞
伯乐树潜在地理分布时空格局模拟

以伯乐树(Bretschneidera sinensis Hemsl.)为研究对象,基于现有的151个伯乐树居群分布点及12个气候变量,运用MaxEnt模型和GIS技术,模拟末次盛冰期、全新世中期、当前、未来(RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0和RCP 8.5)气候情景下的伯乐树潜在地理分布格局;采用受试者工作特征曲线(ROC)下的面积(AUC值),评价模拟的精度;综合分析测试增益、气候变量贡献率及置换重要值,探讨制约伯乐树地理分布的主导气候变量;基于分布面积比(Na)、生境变化程度(Ne),比较伯乐树在不同气候情景下的地理分布动态。ROC曲线结果显示,7种不同气候情景下的训练集与测试集AUC值均大于0.99,表明模型模拟精度极高。测试增益、气候变量贡献率及置换重要值显示,昼夜温差月均值、等温性和最干季度降水量是伯乐树潜在地理分布的限制因子。不同气候情景下伯乐树地理分布动态暗示,金佛山、大瑶山可能是伯乐树冰期多个微型避难所;末次盛冰期以来,伯乐树地理分布经历了扩张过程;未来不同气候情景下,其地理分布范围可能会发生不同程度(25%~47%)的收缩,其中RCP 8.5情境下,伯乐树居群生境破碎化最为严重。开展伯乐树资源调查、收集和遗传管理的国际合作,在气候适宜地区建立迁地保育林,是有效防止伯乐树遗传资源丢失的重要措施。

2020 Vol. 38 (2): 185-194 [摘要] ( 298 ) [HTML 1KB] [ PDF 3095KB] ( 423 )
195 沈雪梨, 吴远密, 朱艺璇, 童玲, 胡巧立, 蒋万杰, 范雅倩, 夏晓飞, 沐先运, 张志翔
濒危植物百花山葡萄群落物种生态位特征与种间联结研究

以北京市Ⅱ级重点保护野生植物百花山葡萄(Vitis baihuashanensis M.S.Kang et D.Z.Lu)为研究对象,通过对其野生个体所在群落和人工扩繁个体所在群落进行样方调查,定量分析百花山葡萄自然群落的生态位特征和种间联结关系,对比人工群落的相关情况,探讨其濒危原因。结果显示:百花山葡萄自然群落总体呈正相关,物种正负关联比小于1,仍在向稳定群落发育;由于高大乔木和上层优势灌木截获了大量光照,以及高生态位重叠物种小花溲疏(Deutzia parviflora Bge.)、牛叠肚(Rubus crataegifolius Bge.)、短尾铁线莲(Clematis brevicaudata DC.)、五味子(Schisandra chinensis(Turcz.) Baill.)对各类资源的夺取,使百花山葡萄的营养生长受到明显限制。人工群落总体呈正相关,主要物种正负关联比大于1,目前处于相对较稳定状态;该群落缺乏高大乔木,光照充足,百花山葡萄与圆柏(Sabina chinensis(L.) Ant.)幼树等优势灌木呈不显著正相关,所受竞争压力相对较小,植株已进入生殖生长阶段。建议加强对百花山葡萄自然群落的人工抚育,适当疏枝、疏灌、疏藤,提高和改善百花山葡萄的光照条件,降低其他物种的资源竞争力度,以提高其在群落内的竞争能力,提升物种保护成效。

2020 Vol. 38 (2): 195-204 [摘要] ( 347 ) [HTML 1KB] [ PDF 980KB] ( 439 )
205 李宁, 王征, 鲁长虎
濒危乔木红豆杉不同更新阶段的生境特征比较

以福建梅花山自然保护区濒危乔木红豆杉(Taxus chinensis(Pilger) Rehd.)为对象,对红豆杉的种子排放、幼苗更新、幼树更新3个更新阶段的生境特征进行研究,并比较生态位的变化,以此评价红豆杉不同更新阶段的生境需求。结果显示:随着个体发育生长,红豆杉更新生境发生了明显转变,种子排放地与幼苗生境空间一致性较高,而它们与幼树生境存在明显的空间不一致性。从生态位角度来看,种子排放地和幼苗生境重叠指数≤ 0.5的仅有海拔和坡度2个因子,这说明幼苗的空间格局受到鸟类传播的强烈影响,鸟类传播所排放的种子能萌发并生长成幼苗。幼苗和幼树生境重叠指数≤ 0.5的因子有海拔、坡向、植被类型,说明在大尺度景观因子和庇护植被层面上,植物的更新需求出现了明显的不一致。研究结果表明红豆杉的更新生境存在明显的阶段变化,可能造成植物更新出现建成限制,使幼树阶段成为更新的瓶颈阶段。

2020 Vol. 38 (2): 205-211 [摘要] ( 265 ) [HTML 1KB] [ PDF 1335KB] ( 388 )
212 王雪, 张威, 伍玉鹏, 胡荣桂, 姜炎彬
绿肥种植配施减量氮肥对柑橘园杂草群落组成及多样性的影响

以湖北当阳柑橘园杂草群落为对象,研究绿肥种植(自然生草和间种光叶苕子)下配施减量氮肥处理(当地推荐施氮肥量的0%、70%、85%、100%)对橘园杂草群落组成和多样性的影响,并运用Pearson相关分析和典范对应分析探究土壤因子对不同处理下杂草多样性和物种组成的影响。结果显示:(1)经样方调查,试验区共记录杂草植物21科29属30种,以禾本科和菊科为主,稗(Echinochloa crusgalli(L.) Beauv.)、酢浆草(Oxalis corniculata L.)、野老鹳草(Geranium carolinianum L.)等是所有处理中的共有种,自然生草下以匙叶鼠麴草(Gnaphalium pensylvanicum Willd.)和稗为优势种,间种光叶苕子(Vicia villosa Roth.var.glabrescens Koch.)下以酢浆草为优势种;(2)不同氮肥施入量下柑橘园草本物种Margalef指数、Patrick指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均无显著差异;相同施肥量下,间种光叶苕子能显著降低柑橘园杂草群落的物种多样性指数;(3)速效磷是显著影响柑橘园草本植物多样性指数的土壤因子;(4)不同处理下影响杂草物种分布的主要土壤因子是速效磷、pH值、含水率和温度。本研究认为无论减施氮肥与否,间种光叶苕子比自然生草更能显著降低杂草群落的物种多样性,从而避免恶性杂草与果树争肥。

2020 Vol. 38 (2): 212-220 [摘要] ( 346 ) [HTML 1KB] [ PDF 1085KB] ( 582 )
221 杨彬, 郝清玉
基于天然更新性能筛选海南岛木麻黄海防林混交树种

基于对海南木麻黄(Casuarina equisetifolia L.)海防林天然更新情况的实地调查,采用更新数量、更新分布范围和更新结构3项单目标评价方法和熵权综合评价方法,对不同树种在木麻黄林下的天然更新性能进行评价和排序,据此筛选出适宜在木麻黄林下天然更新的树种。结果显示,更新能力较强的树种有:乔木树种潺槁木姜子(Litsea glutinosa(Lour.) C.B.Rob.)、大叶相思(Acacia auriculiformis A.Cunn.ex Benth)、苦楝(Melia azedarace L.)和鹊肾树(Streblus asper Lour.);小乔木鸦胆子(Brucea javanica(Linn.) Merr.)、露兜树(Pandanus tectorius Sol.)和暗罗(Polyalthia suberosa(Roxb.) Thw.);灌木酒饼簕(Atalantia buxifolia(Poir.) Oliv.)、调料九里香(Murraya koenigii(L.) Spreng.)、刺篱木(Flacourtia indica(Burm.F.) Merr.)和基及树(Carmona microphylla(lam.) G.Don)。具有一定更新潜力的树种有:乔木树种榄仁树(Terminalia catappa L.)、红厚壳(Calophyllum inophyllum L.)等;小乔木粗糠柴(Mallotus philippensis(Lam.) Muell.Arg.)、八脉臭黄荆(Premna octonervia Merr.et Metc.)等;灌木苦郎树(Clerodendrum inerme(L.) Gaertn.)、九节(Psychotria rubra(Lour.) Poir.)等。小乔木和灌木是海防林的伴生树种,适当保留和种植可提高木麻黄林的物种多样性和层次结构。选用天然更新良好的树种与木麻黄混交,最终可实现海防林由人工林向“近自然”林的转化。

2020 Vol. 38 (2): 221-232 [摘要] ( 375 ) [HTML 1KB] [ PDF 1137KB] ( 460 )
遗传与育种
233 熊哲铭, 余明珠, 杨星星, 胡超逸, 徐波, 胡志刚, 张翀, 森林, 彭圆
阴地蕨属药用植物matK基因编码区全序列测定及编码产物研究

以阴地蕨属(Botrychium)5种药用植物的matK基因为对象,分析matK基因编码区全序列和其编码产物MATK蛋白的氨基酸序列特征,并比较他们在用于阴地蕨属药用植物系统发育关系研究中的差异。结果显示,阴地蕨属5种植物matK基因全长为1500~1503 bp,共有153个变异位点,其编码产物均为不稳定的亲水性蛋白,无跨膜结构,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。系统发育分析结果表明,基于matK基因序列的系统发育分析更适合于阴地蕨属种间亲缘关系的鉴定,说明matK基因在阴地蕨属植物的鉴定中具有一定的应用价值。

2020 Vol. 38 (2): 233-240 [摘要] ( 354 ) [HTML 1KB] [ PDF 2070KB] ( 535 )
241 Njeri Henry Kariuki, 樊香绒, 李伟, 张俊杰, 李修岭, 陈媛媛
竹叶眼子菜种群遗传多样性与群落物种多样性关系的研究

以洪湖中的沉水植物群落及其优势种竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii Morong)为研究对象,利用AFLP分子标记结合野外调查的方法,分析保护区(干扰较小)与非保护区(干扰较大,敞水区)中沉水植物群落的物种多样性与竹叶眼子菜遗传多样性之间的相关性。结果显示:洪湖沉水植物群落物种丰富度(S)和物种多样性辛普森指数(D)在保护区和非保护区均未发现显著性差异;竹叶眼子菜的重要值(IV)在保护区(5.2%~23.2%)较非保护区(8.5%~73.3%)稳定。竹叶眼子菜的遗传多样性在两个区未发现显著差异,其遗传多样性与群落物种多样性这两个指标在保护区、非保护区及全湖水平均不相关,说明沉水植物群落的物种多样性和竹叶眼子菜的遗传多样性对不同环境干扰的响应有所差异。

2020 Vol. 38 (2): 241-248 [摘要] ( 359 ) [HTML 1KB] [ PDF 963KB] ( 479 )
249 高崇伦, 黄家权, 成善汉, 汪志伟, 尹黎燕
中国辣椒热胁迫转录因子的全基因组鉴定及热胁迫响应的初步分析

采用生物信息学方法,从中国辣椒(Capsicum chinense Jacq.)全基因组序列中鉴定得到28个热胁迫转录因子(HSF)候选基因,并对这些候选基因的染色体分布、基因结构及编码蛋白的3D结构特征进行了分析。结果显示:28个候选基因的编码蛋白长度为128 ~ 526 aa;系统发育分析结果表明,HSF可分为A、B、C 3个亚家族。进一步对热胁迫处理后的中国辣椒种质进行转录组分析,共检测到27个HSF转录本,与对照组相比,实验组中有25个基因对热胁迫有不同程度的响应。

2020 Vol. 38 (2): 249-259 [摘要] ( 407 ) [HTML 1KB] [ PDF 6476KB] ( 527 )
生理与发育
260 姬语潞, 杨维, 李涵, 曹桦, 陆琳, 田敏, 孙丹, 李东徽
铁皮石斛叶色突变体的叶绿体超微结构、光合色素和叶绿素荧光特性的研究

以铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)(‘TP35’)经自然突变的白绿杂色突变体(‘TP-MA’)和太空诱变的绿黄杂色突变体(‘TP-MG’)为材料,研究不同光照强度(0、50、100 μmol·m-2·s-1)处理后,植株叶片的叶绿体超微结构、光合色素含量以及叶绿素荧光动力学参数的变化规律,并阐明叶色突变体与正常植株光合特性的差异。结果显示,‘TP-MA’和‘TP-MG’的叶绿体形态均发生了一定程度的缺失,且叶绿体分布不均匀、无规则,基粒片层结构不完整且排列疏松,基本与其表型性状相一致。‘TP-MA’光合色素的含量和叶绿素荧光参数Fv/FmΦPSⅡFv'/Fm'等显著低于‘TP35’,但非光化学淬灭系数(NPQqP)则相对较高;‘TP-MG’的光合色素含量及叶绿素荧光参数均低于‘TP35’,但差异不显著,且对较强的光照(100 μmol·m-2·s-1)条件具有一定的适应性。研究结果表明不同光强处理后,铁皮石斛叶色突变体的叶绿体结构和光合生理指标均发生了不同程度的变化,且对植株的叶绿素含量及荧光参数产生一定影响,过低和过高的光照强度均不利于植株的正常生长。

2020 Vol. 38 (2): 260-268 [摘要] ( 326 ) [HTML 1KB] [ PDF 2319KB] ( 394 )
269 石珍珍, 达梦婷, 庞海龙, 贾凌云, 孙坤, 冯汉青
胞外三磷酸腺苷通过一氧化氮调节镉诱导的氧化压力和细胞死亡

采用液体悬浮培养方法,研究胞外三磷酸腺苷(ATP)通过一氧化碳(NO)调节镉诱导对烟草(Nicotiana tabacum L.)悬浮细胞氧化压力和死亡水平的影响。结果显示,镉离子(Cd2+)可以以剂量依赖的模式引起烟草悬浮细胞氧化压力和死亡水平的上升,而施加外源ATP可有效缓解Cd2+诱导的氧化压力和细胞死亡。进一步研究发现,和外源ATP的缓解作用相似,NO的供体硝普钠(SNP)同样可以缓解Cd2+诱导的氧化压力和细胞死亡水平的上升;且NO合成抑制剂(L-NAME)可部分解除外源ATP的缓解作用。研究结果表明外源ATP可通过NO调节镉诱导的氧化压力和细胞死亡。

2020 Vol. 38 (2): 269-277 [摘要] ( 300 ) [HTML 1KB] [ PDF 3951KB] ( 362 )
专题综述
278 赵才美, 黄兴奇, 殷富有, 李定琴, 陈越, 陈玲, 程在全
水稻NAC转录因子家族的研究进展

NAC转录因子家族是一类重要的转录调控因子,在植物中普遍存在。在水稻(Oryza sativa L.)生命历程中,NAC家族参与其细胞生长、组织发育、器官衰老等过程,且在应对外界环境刺激的响应过程中起重要作用。本研究介绍了水稻NAC转录因子家族的结构特点,并综述了水稻NAC转录因子家族参与调控植物生长发育的过程,以及在低温、高盐、病原菌等逆境胁迫中的作用与功能,并对水稻NAC家族今后的研究方向进行了展望。

2020 Vol. 38 (2): 278-287 [摘要] ( 552 ) [HTML 1KB] [ PDF 1147KB] ( 1751 )
288 葛斌杰, 严靖, 杜诚, 马金双
世界与中国植物标本馆概况简介

简介了《世界植物标本馆索引》的现状,并对《世界植物标本馆索引》中收录的中国信息进行了分析,同时对相关问题进行了讨论。

2020 Vol. 38 (2): 288-292 [摘要] ( 483 ) [HTML 1KB] [ PDF 790KB] ( 653 )
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