植物科学学报
 
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主管:中国科学院
主办:中国科学院武汉植物园
   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 3期
刊出日期 2020-06-28

系统与进化
生态与生物地理
遗传与育种
生理与发育
目录
附录
目录
0
目录
2020 Vol. 38 (3): 0-0 [摘要] ( 128 ) [HTML 1KB] [ PDF 738KB] ( 530 )
系统与进化
293 戴锡玲, 曹建国, 王全喜
高领黄角苔孢子壁发育的超微结构研究

采用透射电镜技术对高领黄角苔(Phaeoceros carolinianus(Michx.)Prosk.)孢子发育过程进行超微结构研究。结果显示:(1)高领黄角苔成熟孢子壁由6层构成,由内到外依次是薄的内壁内层、厚而疏松的内壁外层、均质的外壁、薄的周壁1层、疏松层状的周壁2层、不连续的周壁3层;孢子表面的刺状和乳头状纹饰由外壁形成;孢壁的发育顺序为不完全向心型;从孢壁结构和发育顺序上看其与藓类植物相似。(2)在高领黄角苔孢子发育过程中出现初生外壁,它参与外壁的形成,这与苔类植物属同一类型,且其外壁的物质来源是外源的;孢子内质网和高尔基体参与其内壁的形成。(3)高领黄角苔孢子的周壁3层为不对称加厚的“三分层”状,与部分蕨类植物孢子周壁的结构特点具有一定的相似性,结合其周壁的复杂分层(3层),推测高领黄角苔周壁在苔藓植物中属于较进化的类型。

2020 Vol. 38 (3): 293-300 [摘要] ( 288 ) [HTML 1KB] [ PDF 2199KB] ( 545 )
301 李景照, 黄红慧, 高立献, 王光明, 刘宗才
奇形凤仙花的微形态特征及其系统演化意义

采用光学显微镜和扫描电镜对奇形凤仙花(Impatiens paradoxa C.S.Chu et H.W.Yang)的叶表皮和花粉形态特征进行观察。结果显示:该物种叶上表皮无气孔器,表皮细胞为不规则多边形,垂周壁波状,表皮外为相邻细胞的壁突起形成的小格子,格子内具圆形突起结构,其外壁上具有条纹状纹饰;叶下表皮具有两个保卫细胞组成的椭圆形气孔器,下表皮细胞也为不规则多边形,垂周壁深波状,表皮外常具有梭形结构,相邻细胞的垂周壁也突起形成小格子,格子内具有圆形突起结构及条状纹饰;花粉为单粒花粉,极面观矩圆形,长、短赤道面观分别为长、短椭圆形,花粉4沟型,沟分布于4个角的位置,沟细、短且浅,花粉外壁为网状纹饰,网眼明显,网眼内具有突起的不均匀颗粒物。对该特有种的外部形态、叶表皮形态和花粉形态的系统学意义进行了讨论,认为该种是一个高度特化的类群。该种花较大呈黄色可以作为优良的观赏植物,该种的自然分布也表明伏牛山和秦岭大巴山脉植物区系的相似性。

2020 Vol. 38 (3): 301-307 [摘要] ( 265 ) [HTML 1KB] [ PDF 4413KB] ( 570 )
308 张梵, 刘妍, 陆欣鑫, 范亚文
海南岛淡水硅藻中国新记录

报道了采自我国海南岛的淡水硅藻4个分类单位,分别为:姐妹肋缝藻(Frustulia soror Graeff&Kociolek)、盘状交叉藻钝圆变种(Decussiphycus placenta var.obtusus(Meister)Guiry&Gandhi)、扭曲棒杆藻(Rhopalodia contorta Hustedt)、光明肋缝藻(Frustulia splendida Hustedt),其中,前3个为中国新记录。除姐妹肋缝藻外,其余3个因报道年代较早,缺乏电镜资料。本研究利用光学显微镜(LM)及扫描电镜(SEM)对这些种类进行了观察,对其形态特征和生境特点进行了详细描述,补充了这些种类的形态学及地理分布信息。

2020 Vol. 38 (3): 308-315 [摘要] ( 331 ) [HTML 1KB] [ PDF 4388KB] ( 476 )
316 刘文剑, 王立彦, 吴磊, 金效华
大花沼兰,中国兰科一新记录种

报道了产自中国云南的兰科(Orchidaceae)沼兰属(Crepidium)一新记录种:大花沼兰(Crepidium josephianum(Rchb.f.)Marg.),对该种的形态特征进行了描述并提供了彩色照片。大花沼兰与凹唇沼兰(C.concavum(Seidenf.)Szlach.)形态相似,但前者花较大,中萼片向下反卷,唇瓣上的脊突低矮且为线状,与后者易于区别。

2020 Vol. 38 (3): 316-319 [摘要] ( 413 ) [HTML 1KB] [ PDF 8202KB] ( 479 )
320 张秦幽, 彭帅, 彭阳城, 蔡秀珍, 丛义艳
中国凤仙花属一新记录种——三瓣凤仙花

报道了产自中国云南的凤仙花属一新记录种:三瓣凤仙花(Impatiens tripetala Roxb.ex DC.)。该种原产于孟加拉国和印度,本次在中国为首次发现。该种与缅甸凤仙花(I.aureliana Hook.f.)外形相似,但前者花单生或簇生,唇瓣囊状,深10~17 mm,距长5.5~8 mm,蒴果光滑,以此与后者相区别。凭证标本存放于湖南师范大学植物标本馆(HNNU)。

2020 Vol. 38 (3): 320-322 [摘要] ( 335 ) [HTML 1KB] [ PDF 2524KB] ( 585 )
生态与生物地理
323 陈慕亚, 刘康, 张红娟, 张越
基于太白山南坡巴山冷杉NPP动态变化的时间序列模型预测效果对比

基于收集整理的太白山地区1959-2016年58年间的气象数据及太白山巴山冷杉林(Abies fargesii Franch.forest)的生理参数数据,运用Biome-BGC模型模拟计算并对输出数据进行提取分析,得到太白山南坡巴山冷杉林的多年净初级生产力(NPP)。然后分别利用自回归求和移动平均模型(ARIMA)、R语言、NAR动态神经网络模型对太白山南坡巴山冷杉林NPP的动态变化进行趋势拟合和短期预测,建立适用于太白山南坡巴山冷杉林NPP的时间序列模型,并应用白噪声检验等相关检验方法对3种模型的预测效果进行评价。结果显示:太白山南坡巴山冷杉林NPP在短期内(2017-2026年)仍保持着波动上升的趋势,可能出现1959年以来的最高值;在对巴山冷杉林未来变化的预测过程中,3种预测模型各有特点,ARIMA模型对太白山南坡巴山冷杉林NPP的预测结果通过了白噪声检验,并给出了在不同置信区间下的可能结果;NAR动态神经网络模型的拟合效果较好,也通过了误差自相关性检验,预测结果较好地模拟了太白山南坡巴山冷杉林NPP在未来一段时期内的变化趋势;R语言在剔除异常数据点后能够运用基础数据较好地对太白山南坡巴山冷杉林NPP动态变化进行模拟,表明预测结果与验证结果相关性达到0.944,误差项的P值远低于0.01。本研究表明3种方法构建的模型在数据拟合中均呈现出较好的效果,预测结果均在可信范围内,在实际预测工作中可根据数据特点选用不同方法。

2020 Vol. 38 (3): 323-334 [摘要] ( 341 ) [HTML 1KB] [ PDF 2026KB] ( 572 )
335 李永恒, 李乾玺, 吴君君, 程晓莉
秦岭落叶阔叶林不同空间尺度下土壤微生物特征

在秦岭佛坪国家级自然保护区内的固定样地,设置3种不同空间尺度(大:20 m×20 m,中:5 m×5 m,小:1.25 m×1.25 m)的样方,采用野外调查和室内分析的方法,对固定样地土壤微生物特征及其环境因子进行研究,探讨不同空间尺度下土壤微生物特征(磷脂脂肪酸(PLFAs)生物量、土壤微生物群落结构和基础土壤呼吸)对环境因子的响应。结果显示,土壤全磷、溶解性有机碳和溶解性总氮含量在3种空间尺度间有显著差异(P < 0.05)。对微生物PLFAs生物量的研究显示,放线菌生物量在小空间尺度下显著低于大、中空间尺度(P< 0.05),其他微生物PLFAs生物量都没有显著差异。支链/单不饱和PLFAs的比值在大空间尺度下显著高于中、小空间尺度(P< 0.05),其他微生物群落结构特征都没有显著差异。基础土壤呼吸在大空间尺度和小空间尺度间的差异显著(P < 0.05);单位PLFAs的基础土壤呼吸则表现出中、小空间尺度显著高于大空间尺度(P < 0.05)。相关性分析和冗余分析表明,不同空间尺度下,环境因子对微生物特征的解释度也存在明显差异。大空间尺度下,解释度最高的环境因子是土壤有机碳、含水率和溶解性氮;中空间尺度下,解释度最高的是含水率、土壤有机氮和溶解性有机碳;小空间尺度下,解释度最高的是pH、全磷含量和土壤有机氮。本研究结果表明由于尺度效应的存在,导致随着取样尺度的缩小,环境因子的交互作用增强和空间自相关程度增大,从而表现出在不同空间尺度下环境因子对土壤微生物的影响存在差异。

2020 Vol. 38 (3): 335-346 [摘要] ( 252 ) [HTML 1KB] [ PDF 1495KB] ( 659 )
347 陈仲茁, 葛结林, 赵常明, 申国珍, 徐文婷, 谢宗强
中国东部3个地带性森林的叶片功能属性及其关联

以中国东部纬度梯度上3种典型森林(神农架、塞罕坝、呼中)为对象,分析不同生活型植物的叶厚、叶面积、比叶面积和叶干物质含量4个主要叶属性随纬度的变化规律及各属性间的关联,以此研究植物主要叶片属性对环境的适应机制。结果显示,随着纬度的增加,叶厚度先降后增,叶面积显著降低,神农架的叶面积值是塞罕坝的2.3倍,是呼中的5.8倍,叶干物质含量无显著变化,比叶面积先增后降。叶厚度与比叶面积呈极显著负相关,与叶干物质含量呈极显著正相关,比叶面积与叶干物质含量呈极显著负相关。林型对叶厚度、叶面积、比叶面积变异的解释率最大,分别为75.99%、80.23%、59.96%,生活型对叶干物质含量变异的解释率最大(86.79%),不同生活型植物比叶面积与叶干物质含量间的关联随纬度增加无明显变化,且保持负相关关系不变。研究结果表明不同林型和生活型对叶属性的变异起着重要的调控作用,而叶片对外界环境的适应性差异,导致了不同气候带上森林叶片功能属性的差异。

2020 Vol. 38 (3): 347-359 [摘要] ( 331 ) [HTML 1KB] [ PDF 2345KB] ( 570 )
遗传与育种
360 饶莉萍, 苏文瑾, 刘意, 宋天晓, Soviguidi Deka Reine Judesse, 杨新笋, 张文英
甘薯苯丙氨酸解氨酶基因IbPAL的克隆与表达分析

本研究基于甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)与绿原酸合成代谢相关的转录组数据克隆了苯丙氨酸解氨酶基因IbPAL,通过蛋白序列比对、系统进化分析、二级和三维蛋白结构预测、跨膜结构域以及启动子分析,对该基因的氨基酸序列和启动子序列的结构特征进行了解析;通过qRT-PCR技术分析该基因在不同甘薯品种的根、茎、茎尖和叶中的表达情况,并对其进行亚细胞定位验证。结果显示,IbPAL的CDS序列全长2130 bp,编码709个氨基酸。其氨基酸序列与已知物种的氨基酸序列同源性在80%以上。IbPAL蛋白以α螺旋和随机卷曲为主,具有1个可能的跨膜螺旋区。该基因启动子中包含多个顺式作用元件。表达模式分析结果表明,IbPAL主要在茎和茎尖中表达,其在甘薯品种‘EC16’4个组织器官中的表达量均显著高于其他品种。亚细胞定位结果显示该基因在细胞膜和细胞核上均可以表达。

2020 Vol. 38 (3): 360-368 [摘要] ( 327 ) [HTML 1KB] [ PDF 5578KB] ( 583 )
369 邹璇, 孙李勇, 万小霞, 陈瑶, 林峰, 尹增芳
玉兰亚属多倍体植物DNAC-值流式细胞术测定体系的建立

通过对不同解离液和内标组合的筛选,采用流式细胞仪对木兰科玉兰亚属(subgen.Yulania)6种多倍体植物的DNA C-值进行测定与分析。结果显示:在解离液和标样的筛选中,WPB解离液为玉兰亚属植物的最佳选择;以星花玉兰(Magnolia stellata(Siebold&Zucc.)Maxim.)为内标时,混合样品的峰图效果最好,DNA峰的变异系数(CV)均小于5.0%。紫玉兰(M.liliiflora Desr.)、多瓣紫玉兰(M.polytepala Law,R.Z.Zhou&R.J.Zhang)、黄山玉兰(M.cylindrica E.H.Wilson)、白玉兰(M.denudata Desr.)、二乔玉兰(Msoulangeana Soul.-Bod.)和渐尖玉兰(M.acuminata(L.)L.)的C-值大小范围在(3.92 ±0.02)pg到(5.85 ±0.03)pg之间,基因组大小从(3832.13 ±24.67)Mbp到(5964.17 ±56.06)Mbp。研究结果表明该优化的流式细胞术测定体系可以精确测定玉兰亚属多倍体植物的DNA C-值。

2020 Vol. 38 (3): 369-377 [摘要] ( 358 ) [HTML 1KB] [ PDF 2472KB] ( 514 )
378 刘娜, 成仿云
紫斑牡丹果实性状变异及其产量分级标准研究

以419个紫斑牡丹(Paeonia rockii(S.G.Haw et L.A.Lauener)T.Hong et J.J.Li)单株构成的试验群体为研究对象,对12个果实性状进行调查和分析。结果显示,12个性状在不同样本间的表型差异均达到极显著水平。相关性分析结果发现有51对组合为显著相关,其中46对组合为极显著相关。主成分分析结果将12个性状划分为能够较好地解释群体果实性状变异的3个主成分。系统聚类分析结果表明,试验群体样本可划分为5类,12个性状可划分为4类。研究结果确定了紫斑牡丹产量构成的主要指标(单株的果实数、果实鲜重、种子数和种子鲜重)和次要指标的三级标准,并筛选出8个高产潜力单株。

2020 Vol. 38 (3): 378-389 [摘要] ( 338 ) [HTML 1KB] [ PDF 2681KB] ( 451 )
390 付鹏程, 谭金舟, 王宏宇, 孙姗姗
横断山地区六叶龙胆复合群的遗传分化与种群动态历史

以六叶龙胆(Gentiana hexaphylla Maximowicz ex Kusnezow)复合群的21个居群为材料,首先通过居群内关键形态性状的统计对复合群加以区分,随后以叶绿体片段trnS-trnG为分子标记,对其遗传分化与种群动态历史进行研究。结果显示:六叶龙胆复合群21个居群共鉴定出20个单倍型,居群平均单倍型多样性、核苷酸多样性和核苷酸多样性指数分别为0.444、0.00732和3.73,表现出较高的遗传多样性水平;居群间共享单倍型少,遗传变异主要发生在居群间(72.74%)。贝叶斯分析结果表明复合群内的遗传分化主要发生在近两百万年以内。歧点分布分析和中性检验结果均显示,复合群近期未经历明显的居群扩张。因此,六叶龙胆复合群的遗传分化可能是横断山地区第四纪环境与气候变化以及高山峡谷地貌的地理隔离两者共同作用的结果。

2020 Vol. 38 (3): 390-399 [摘要] ( 336 ) [HTML 1KB] [ PDF 2284KB] ( 589 )
生理与发育
400 代欢欢, 山雨思, 辛正琦, 何潇, 吴能表
外源甜菜碱对盐胁迫下颠茄生理特性及托品烷类生物碱含量的影响

以颠茄(Atropa belladonna L.)幼苗为材料,通过人工模拟盐胁迫条件,探讨在100 mmol/L盐胁迫下喷施不同浓度(20 mmol/L和40 mmol/L)的甜菜碱(GB)溶液对颠茄幼苗生理特性及托品烷类生物碱含量的影响。结果显示,外源甜菜碱增强了颠茄叶片的光合作用,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均有不同程度的提高;丙二醛(MDA)含量显著下降,硝态氮、可溶性蛋白、游离氨基酸含量及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性显著升高。颠茄次生代谢途径中的前体氨基酸(鸟氨酸和精氨酸)的含量以及托品烷类生物碱(莨菪碱和东莨菪碱)的含量也明显升高。研究结果表明100 mmol/L盐胁迫处理对颠茄的生长产生了抑制作用,而20 mmol/L甜菜碱处理能较好地缓解这种伤害。

2020 Vol. 38 (3): 400-409 [摘要] ( 332 ) [HTML 1KB] [ PDF 3744KB] ( 489 )
410 王雨辰, 王文娟, 钟悦鸣, 雷善清, 李景文
胡杨繁殖根扩展行为及其影响因子研究

以天然林异质环境下胡杨(Populus euphratica Oliv.)克隆繁殖根的近、远端根为研究对象,在胡杨林自然保护区选取5个样地,采用典型抽样法对共25个完整的繁殖根分支以及对应的环境因子进行调查,分析其近、远端根扩展行为差异及环境影响因子。结果显示:胡杨繁殖根近端根的主根分布深度、主根直径、主根长度显著大于远端根;而细根生物量、萌蘖点密度显著少于远端根。繁殖根近、远端根主根长度均与土壤全磷呈正相关;近端根直径与土壤全碳含量呈正相关,土壤含水率、邻近根系生物量对近端根萌蘖点密度有正向作用;远端根深度与土壤紧实度、邻近根系生物量呈负相关,而细根生物量主要受土壤含水率、土壤全氮含量、邻近根系生物量与土壤紧实度的正向影响。研究结果表明胡杨繁殖根通过增大近端根长度与直径来提高其碳存储与寻找适宜环境的能力,同时增加远端根的细根生物量与萌蘖点密度以实现养分获取和产生分株。

2020 Vol. 38 (3): 410-417 [摘要] ( 282 ) [HTML 1KB] [ PDF 1479KB] ( 498 )
418 黄妙琴, 高保燕, 刘国祥, 胡征宇, 胡强, 张成武
不同培养条件对枝鞘藻生长、虾青素和油脂积累的影响

以丝状绿藻枝鞘藻(Oedocladium sp.)为实验材料,研究在100、300 μmol·m-2·s-1和双侧300 μmol·m-2·s-1 3种光强以及1、3、9、18 mmol/L 4种初始氮浓度下,两步法培养(第12 d时实验组分别更换为无氮培养基及加盐培养基)对枝鞘藻生长、油脂和虾青素积累的影响。结果显示:枝鞘藻最大生物量在双侧300 μmol·m-2·s-1光强,18 mmol/L初始氮浓度更换为无氮培养基的条件下达到,为9.61 g/L;最高虾青素含量和最高油脂含量在双侧300 μmol·m-2·s-1光强,3 mmol/L初始氮浓度更换为加盐培养基条件下达到,分别达到干重的1.62%和51.19%。研究结果表明高光条件有利于枝鞘藻的生长,双侧高光条件下低氮浓度更换为加盐培养基最有利于枝鞘藻虾青素和油脂的积累。

2020 Vol. 38 (3): 418-427 [摘要] ( 254 ) [HTML 1KB] [ PDF 3991KB] ( 416 )
428 肖燕, 张科燕, 张树斌, 张教林
羊蹄甲属藤本和树木叶片热值与建成成本的比较研究

以羊蹄甲属(Bauhinia)10种木质藤本和10种树木为研究对象,对其叶片的养分、灰分、热值与建成成本等9个指标进行测定,并分析了这些性状在两种生长型之间的差异以及性状之间的相互关系。结果显示,20种羊蹄甲属植物的干质量热值均值为18.64 kJ/g,去灰分热值均值为20.20 kJ/g。叶片热值和建成成本与碳含量显著正相关而与灰分含量显著负相关。羊蹄甲属木质藤本的叶片热值与建成成本极显著低于树木。主成分分析结果表明,木质藤本位于热值和构建成本低的一端,而树木则相反。研究结果说明,作为典型热带阳生植物,羊蹄甲属植物在存储和转化太阳能方面存在一定优势。羊蹄甲属木质藤本和树木可能采取不同的资源利用与分配策略,藤本羊蹄甲显著较低的叶片热值和建成成本,以及较低的比叶重反映其资源快速周转的策略;而树木羊蹄甲相比于藤本羊蹄甲则表现为较保守的资源利用策略。

2020 Vol. 38 (3): 428-436 [摘要] ( 241 ) [HTML 1KB] [ PDF 2182KB] ( 523 )
附录
1
李永恒:附表1-附表3
2020 Vol. 38 (3): 1-2 [摘要] ( 123 ) [HTML 1KB] [ PDF 572KB] ( 381 )
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