月刊  1981年创刊
  • 广西植物
  • 2024年 第卷 第1期
  • 出刊日期:2024-01-25
【推荐文章】高鑫祯 等:飘带兜兰(Paphiopedilum parishii)分布范围狭窄,仅在中国、缅甸、泰国以及老挝有少量分布。近年来,因生境破坏和人为滥采而导致飘带兜兰野生种群极度缩减。为开发种内多态性的分子标记用于保护生物学研究,该研究对飘带兜兰4个野生个体经测序、组装、注释获得的叶绿体基因组序列,与已公布的飘带兜兰2个个体的叶绿体全基因组序列进行比对,分析飘带兜兰叶绿体基因组的种内差异。结果表明:(1)飘带兜兰叶绿体基因组具有典型被子植物叶绿体基因组环状四分体结构,基因组长度为154 403~154 809 bp,共编码129个基因,包括78个蛋白质编码基因、39个tRNA基因、8个rRNA基因,以及4个假基因。(2)在飘带兜兰6个个体叶绿体基因组中检测到103~107个简单重复序列(simple sequence repeats,SSRs)位点,其中21个SSR位点具有多态性。此外,在6个个体叶绿体基因组中还检测到60个长序列重复,包括17~21个正向重复、18~29个反向重复、9~16个回文重复、4~9个互补重复。(3)通过比较6个个体叶绿体基因组序列的核苷酸多样性,共发现70处变异,包括10个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNPs)、60个插入缺失(InDels)。其中,有3个SNP位点发生了非同义替换,导致编码功能基因的氨基酸发生改变; 19个插入缺失多态性较高,具有开发为分子标记的潜力。(4)通过计算核苷酸多样性值(Pi)共发现8个有变异的区域,Pi值为0~0.006 32,其中变异度较大的是rps3-rpl22、trnL-UAC-rpl32、rpoB-trnC-GCA以及ycf4,这些高变区可开发为分子标记用于评估飘带兜兰遗传多样性。(5)系统发生分析结果表明,飘带兜兰6个个体叶绿体基因组序列聚在一起,与长瓣兜兰互为姐妹群。综上表明,飘带兜兰叶绿体基因组的SSRs、长序列重复、SNPs、InDels以及核苷酸序列呈现了足够的种内多样性,可开发成分子标记用于该种的系统演化及保护生物学研究。

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  • 2024年 第1期 整期pdf文件
    2024,44(1)    [摘要](990)    [PDF](155)
  • 2024年 第1期 封面
    2024,44(1)    [摘要](472)    [PDF](145)
  • 2024年 第1期 目录
    2024,44(1)    [摘要](448)    [PDF](171)
  • 专题:国家重点保护野生植物研究
  • 高鑫祯1,2, 唐 露1, 汪 雨1,3, 邵士成1, 罗 艳1*
    珍稀濒危飘带兜兰叶绿体全基因组种内变异研究
    飘带兜兰(Paphiopedilum parishii)分布范围狭窄,仅在中国、缅甸、泰国以及老挝有少量分布。近年来,因生境破坏和人为滥采而导致飘带兜兰野生种群极度缩减。为开发种内多态性的分子标记用于保护生物学研究,该研究对飘带兜兰4个野生个体经测序、组装、注释获得的叶绿体基因组序列,与已公布的飘带兜兰2个个体的叶绿体全基因组序列进行比对,分析飘带兜兰叶绿体基因组的种内差异。结果表明:(1)飘带兜兰叶绿体基因组具有典型被子植物叶绿体基因组环状四分体结构,基因组长度为154 403~154 809 bp,共编码129个基因,包括78个蛋白质编码基因、39个tRNA基因、8个rRNA基因,以及4个假基因。(2)在飘带兜兰6个个体叶绿体基因组中检测到103~107个SSRs(simple sequence repeats)位点,其中21个SSR位点具有多态性。此外,在6个个体叶绿体基因组中还检测到60个长序列重复,包括17~21个正向重复、18~29个反向重复、9~16个回文重复、4~9个互补重复。(3)通过比较6个个体叶绿体基因组序列的核苷酸多样性,共发现70处变异,包括10个SNPs(single nucleotide polymorphism)、60个插入缺失(InDels)。其中,有3个SNP位点发生了非同义替换,导致编码功能基因的氨基酸发生改变; 19个插入缺失多态性较高,具有开发为分子标记的潜力。(4)通过计算核苷酸多样性值(Pi)共发现8个有变异的区域,Pi值为0~0.006 32,其中变异度较大的是rps3-rpl22、trnL-UAC-rpl32、rpoB-trnC-GCA以及ycf4,这些高变区可开发为分子标记用于评估飘带兜兰遗传多样性。(5)系统发生分析结果表明,飘带兜兰6个个体叶绿体基因组序列聚在一起,与长瓣兜兰互为姐妹群。综上表明,飘带兜兰叶绿体基因组的SSRs、长序列重复、SNPs、InDels以及核苷酸序列呈现了足够的种内多样性,可开发成分子标记用于该种的系统演化及保护生物学研究。
    2024,44(1):1-14    [摘要](554)    [PDF](185)
  • 高鑫祯, 唐 露, 汪 雨, 邵士成, 罗 艳
    珍稀濒危飘带兜兰叶绿体全基因组种内变异研究(附录)
    飘带兜兰(Paphiopedilum parishii)分布范围狭窄,仅在中国、缅甸、泰国以及老挝有少量分布。近年来,因生境破坏和人为滥采而导致飘带兜兰野生种群极度缩减。为开发种内多态性的分子标记用于保护生物学研究,该研究对飘带兜兰4个野生个体经测序、组装、注释获得的叶绿体基因组序列,与已公布的飘带兜兰2个个体的叶绿体全基因组序列进行比对,分析飘带兜兰叶绿体基因组的种内差异。结果表明:(1)飘带兜兰叶绿体基因组具有典型被子植物叶绿体基因组环状四分体结构,基因组长度为154 403~154 809 bp,共编码129个基因,包括78个蛋白质编码基因、39个tRNA基因、8个rRNA基因,以及4个假基因。(2)在飘带兜兰6个个体叶绿体基因组中检测到103~107个SSRs(simple sequence repeats)位点,其中21个SSR位点具有多态性。此外,在6个个体叶绿体基因组中还检测到60个长序列重复,包括17~21个正向重复、18~29个反向重复、9~16个回文重复、4~9个互补重复。(3)通过比较6个个体叶绿体基因组序列的核苷酸多样性,共发现70处变异,包括10个SNPs(single nucleotide polymorphism)、60个插入缺失(InDels)。其中,有3个SNP位点发生了非同义替换,导致编码功能基因的氨基酸发生改变; 19个插入缺失多态性较高,具有开发为分子标记的潜力。(4)通过计算核苷酸多样性值(Pi)共发现8个有变异的区域,Pi值为0~0.006 32,其中变异度较大的是rps3-rpl22、trnL-UAC-rpl32、rpoB-trnC-GCA以及ycf4,这些高变区可开发为分子标记用于评估飘带兜兰遗传多样性。(5)系统发生分析结果表明,飘带兜兰6个个体叶绿体基因组序列聚在一起,与长瓣兜兰互为姐妹群。综上表明,飘带兜兰叶绿体基因组的SSRs、长序列重复、SNPs、InDels以及核苷酸序列呈现了足够的种内多样性,可开发成分子标记用于该种的系统演化及保护生物学研究。
    2024,44(1):14-14    [摘要](496)    [PDF](140)
  • 杨 楠1, 王 奥1, 张子晨1, 赵良成2*
    极小种群植物川柿叶绿体基因组特征与系统发育分析
    川柿(Diospyros sutchuensis)为极小种群和国家重点保护野生植物,分布范围狭窄,种群数量极少。目前,川柿基因组信息缺乏,在柿属(Diospyros)中的系统亲缘关系不明确。该研究通过Illumina平台对川柿叶绿体基因组进行测序,应用Getorganellev1.7.3.4和PGA软件对基因组进行组装和注释,使用DnaSP6.12.03软件进行多序列对比分析,并使用REPuter、Tandem Reapeats Finder和MISA软件进行重复序列分析,使用CodonW1.4和EasyCodemL软件分别进行密码子偏好性和选择压力分析。同时,基于4个不同的叶绿体基因组序列数据集,使用IQtree软件分析川柿与11个柿属物种的系统发育关系。结果表明:(1)川柿叶绿体基因组全长157 917 bp,包含1对26 111 bp的反向重复区、大单拷贝区(87 303 bp)和小单拷贝区(18 392 bp),GC碱基含量为37.4%。(2)川柿叶绿体基因组共注释到113个基因,包括79个蛋白编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因; 共检测到49个长重复序列、27个串联重复序列和34个简单重复序列; 蛋白编码基因中高频密码子31个,多数密码子末位碱基为A或U,编码亮氨酸的密码子使用最多; 基因组编码区比非编码区更为保守,10个高变热点区域可作为潜在的分子标记; 蛋白编码基因中有8个基因(ndhBndhGndhIrbcLrpoBpetBpetDrps12)受到正选择压力。(3)系统发育分析显示,川柿与老鸦柿(D. rhombifolia)和乌柿(D. cathayensis)亲缘关系最为密切,它们与海南柿(D. hainanensis)共同形成一个单系分支。该研究结果既为川柿及柿属种质资源鉴定、遗传多样性保护以及种群恢复等提供了叶绿体基因组资源,也为阐明川柿的系统进化提供了重要的分子信息。
    2024,44(1):15-29    [摘要](480)    [PDF](153)
  • 杨 楠, 王 奥, 张子晨, 赵良成
    极小种群植物川柿叶绿体基因组特征与系统发育分析(附录)
    川柿(Diospyros sutchuensis)为极小种群和国家重点保护野生植物,分布范围狭窄,种群数量极少。目前,川柿基因组信息缺乏,在柿属(Diospyros)中的系统亲缘关系不明确。该研究通过Illumina平台对川柿叶绿体基因组进行测序,应用Getorganellev1.7.3.4和PGA软件对基因组进行组装和注释,使用DnaSP6.12.03软件进行多序列对比分析,并使用REPuter、Tandem Reapeats Finder和MISA软件进行重复序列分析,使用CodonW1.4和EasyCodemL软件分别进行密码子偏好性和选择压力分析。同时,基于4个不同的叶绿体基因组序列数据集,使用IQtree软件分析川柿与11个柿属物种的系统发育关系。结果表明:(1)川柿叶绿体基因组全长157 917 bp,包含1对26 111 bp的反向重复区、大单拷贝区(87 303 bp)和小单拷贝区(18 392 bp),GC碱基含量为37.4%。(2)川柿叶绿体基因组共注释到113个基因,包括79个蛋白编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因; 共检测到49个长重复序列、27个串联重复序列和34个简单重复序列; 蛋白编码基因中高频密码子31个,多数密码子末位碱基为A或U,编码亮氨酸的密码子使用最多; 基因组编码区比非编码区更为保守,10个高变热点区域可作为潜在的分子标记; 蛋白编码基因中有8个基因(ndhBndhGndhIrbcLrpoBpetBpetDrps12)受到正选择压力。(3)系统发育分析显示,川柿与老鸦柿(D. rhombifolia)和乌柿(D. cathayensis)亲缘关系最为密切,它们与海南柿(D. hainanensis)共同形成一个单系分支。该研究结果既为川柿及柿属种质资源鉴定、遗传多样性保护以及种群恢复等提供了叶绿体基因组资源,也为阐明川柿的系统进化提供了重要的分子信息。
    2024,44(1):29-29    [摘要](472)    [PDF](150)
  • 邓永彪, 张 进, 蓝伦礼, 赵 博*
    珍稀濒危植物越南小花金花茶的叶绿体基因组特征分析
    越南小花金花茶(Camellia minima)是一种珍稀濒危的金花茶组植物,目前尚未有其叶绿体基因组的相关研究。该研究利用Illumina HiSeq 2000平台对越南小花金花茶进行了叶绿体基因组序列的测序、组装、注释和分析。结果表明:(1)越南小花金花茶叶绿体基因组全长156 961 bp,为典型的四分体结构,共注释到136个基因,其中包含87个蛋白编码基因、41个tRNA基因和8个rRNA基因。(2)分析鉴定出66个SSR位点和39个重复序列。(3)密码子偏好使用以A/U结尾的密码子,综合有效密码数(ENC)绘图、PR2-plot和中性分析推测自然选择是影响密码子使用模式的主导因素。(4)边界分析显示ycf1基因的长度和位置在不同金花茶组植物间存在差异。(5)对已发表的金花茶组植物叶绿体基因组的系统发育分析发现越南小花金花茶与小花金花茶聚为一支,亲缘关系最近。该研究结果为探索物种进化和提高外源基因表达提供了重要的参考信息,同时为后续的金花茶组植物的保护和利用提供了理论基础。
    2024,44(1):30-42    [摘要](478)    [PDF](140)
  • 汪 雨1,2, 唐 露1, 邵士成1, 马长乐2,3, 李 健4, 罗 艳1*
    两种珍稀白蝶兰属(兰科)叶绿体基因组比较分析
    为理解珍稀濒危兰科植物龙头兰(Pecteilis susannae)和景洪白蝶兰(P. hawkesiana)的叶绿体基因组的基本特征,开发用于物种鉴定、保护遗传学和系统发育分析的分子标记,该研究利用二代测序技术对龙头兰和景洪白蝶兰进行浅层基因组测序,采用生物信息学分析方法进行叶绿体基因组的拼接、组装和注释,并与其他近缘物种进行比较基因组分析和系统发育分析。结果表明:(1)龙头兰和景洪白蝶兰的叶绿体基因组大小分别为154 407 bp和153 891 bp,由一对26 550 bp和26 523 bp的反向重复序列(IR)、84 204 bp和83 756 bp的大单拷贝区(LSC)、17 103 bp和17 089 bp的小单拷贝区(SSC)组成; 均注释了111个唯一基因,包括77个蛋白质编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因。(2)在叶绿体基因组中分别鉴定出94个和92个简单重复序列(SSRs)。(3)二者之间存在706个单核苷酸多态性(SNPs)位点和152个插入缺失(InDels)位点,其中cpInDel 067等可以区分2个物种。(4)观察到1个差异较大的基因(accD)和9个高变区(rps19-psbAmatK-trnQ-UUGpsbM-psbDtrnT-UGU-ndhJaccD-psaIycf4-cemAclpP-psbBndhF-trnL-UAGrps15-ycf1)。(5)系统发育分析结果显示,龙头兰、景洪白蝶兰和鹅毛玉凤花(Habenaria dentata)的亲缘关系较近。在白蝶兰属2种叶绿体基因组研究中获得的SSR位点、InDels和高变区序列可为物种鉴定、开发利用及其资源保护提供有价值的遗传信息。
    2024,44(1):43-55    [摘要](470)    [PDF](153)
  • 江海都1,2, 孙菲菲1, 秦惠珍1, 唐健民1, 韦 霄1,2, 柴胜丰1,2*
    四季花金花茶花芽分化进程及叶片内源激素变化
    四季花金花茶(Camellia perpetua)为山茶属中唯一几乎全年开花的珍稀濒危植物。为探究其花芽分化进程及不同花发育时期和年生长周期叶片内源激素变化,该研究通过石蜡切片,观察四季花金花茶花芽分化进程,采用酶联免疫吸附法测定不同花发育时期叶片及年生长周期内有花芽和无花芽叶片的脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)和玉米素核苷(ZR)含量的变化规律。结果表明:(1)四季花金花茶花芽分化顺序由外向内进行,分为6个时期,共历时35 d,从花芽分化至开花约2个月。(2)花芽形态分化期叶片ABA、GA3的含量及GA3/ABA、(IAA+GA3)/ZR的比值较高,IAA、ZR的含量及IAA/ABA、ZR/ABA的比值较低。(3)年生长周期内有花芽叶片ABA、IAA、ZR的含量整体上高于无花芽叶片; IAA/ZR及(IAA+GA3)/ZR的比值整体上低于无花芽叶片。综上表明,四季花金花茶花芽分化至开花时间较短; 高水平的ABA、GA3及低水平的IAA、ZR有利于花芽分化; 较高水平的ABA、IAA及ZR有利于花芽发育。该研究为该物种持续开花机理的阐明提供了参考依据。
    2024,44(1):56-67    [摘要](456)    [PDF](192)
  • 梁惠子1, 杨继生1, 覃 毅2, 潘韦虎2, 肖玉菲1, 黄荣林1, 王仁杰1, 蒋 燚1, 刘雄盛1*
    不同温度下PEG模拟干旱对濒危植物狭叶坡垒种子萌发的影响
    狭叶坡垒(Hopea chinensis)种子为典型的顽拗性种子。为探究种子萌发对温度和水分的适应性,该研究在人工气候培养箱内设置3种温度(15、20、25 ℃),采用6个聚乙二醇(PEG-6000)浓度(0%、5%、10%、15%、25%和35%)模拟干旱胁迫处理,研究狭叶坡垒种子的萌发特性。结果表明:(1)温度对种子萌发具有显著影响。同一干旱胁迫浓度下,种子的萌发率、萌发势、萌发指数、胚根长、芽长和活力指数随着温度升高呈上升趋势,萌发时滞随温度升高而降低,萌发历期随温度升高而波动性上升。(2)干旱胁迫对种子萌发具有显著影响。同一温度下,种子的萌发率、萌发势、萌发指数、萌发历期、胚根长、胚芽长和活力指数随着干旱胁迫程度加重呈降低的趋势,萌发时滞随干旱胁迫程度加重而升高。(3)温度和干旱胁迫的交互作用对种子萌发具有显著影响。干旱胁迫下,不同温度条件下种子萌发的表现不同。在35% PEG-6000胁迫下,20 ℃和25 ℃时,种子萌发率分别为8.89%和15.55%,显著高于15 ℃(0%)。综上所述,适宜种子萌发的温度为20 ℃和25 ℃,适宜幼苗早期生长最佳温度为25 ℃; 干旱程度越大,种子萌发受到的抑制作用越强,干旱胁迫对种子萌发的影响高于温度因素,适当增温可缓解干旱胁迫对种子萌发的抑制作用。
    2024,44(1):68-76    [摘要](472)    [PDF](149)
  • 王乐骋1, 陶凯锋1, 朱 永1, 张 锦1, 罗 艳2, 李 璐1*
    云南火焰兰的花形态和花药发育的胚胎学特征
    关于珍稀濒危植物火焰兰属的研究资料较少。该文以云南火焰兰为研究对象,通过显微镜和石蜡切片技术观察了云南火焰兰的花形态和花药发育胚胎学特征,并结合现有资料探讨了其分类学意义。结果表明:(1)具有分类学意义的花形态特征为唇瓣三裂且花距不明显,合蕊柱圆柱形,花药帽紫色具黄条纹,花粉团一对且由粘盘及粘盘柄连接。(2)花药原基分化出一对侧生花药室,每个花药室的小孢子囊中央分化出一条偏离中轴的不育隔膜组织,发育为一对不等大的次生小孢子囊; 花药成熟时,因不育隔膜组织降解而形成2个深裂花粉团。(3)发育完整的花药壁有5~6层,为“多层型”花药壁,包括表皮、2~3层药室内壁、中层和绒毡层; 绒毡层细胞为单核、腺质型。花药成熟时,药室内壁发生纤维状加厚,花药室在远轴端开裂散粉。(4)小孢子母细胞经同时型胞质分裂,形成正四面体和左右对称排列的小孢子四分体,小孢子保持在四分体内,经有丝分裂发育为2-细胞型的四合花粉,排列紧密,形成坚固的花粉团; 在花药发育过程中未观察到花粉败育现象。该研究结果为火焰兰属的分类学和保护生物学提供了新资料。
    2024,44(1):77-88    [摘要](456)    [PDF](149)
  • 陶凯锋, 朱 永, 王乐骋, 张颖铎, 李 璐*
    两种玉凤花属植物的花结构和合蕊柱超微特征及其分类学意义
    玉凤花属植物的花形态变异多样,分类学问题复杂。为筛选出该属关键的分类学特征,该文以鹅毛玉凤花和粉叶玉凤花为研究对象,利用体式显微镜和扫描电镜,观察、比较了它们的花结构和合蕊柱超微特征。结果表明:(1)两种玉凤花的花结构差异显著,尤其表现在侧花瓣裂片的有无、唇瓣3裂片形态、花距与子房的长度比。(2)合蕊柱超微特征在两个种间明显不同,表现在退化雄蕊、花药室外壁细胞、“花药室管”外壁细胞、“柱头枝”及其与蕊柱交界处的乳突等结构形态。(3)花粉小块外壁纹饰在种间不同,鹅毛玉凤花具网状花粉外壁纹饰,粉叶玉凤花则为棒状→网状的花粉外壁纹饰。该研究认为,侧花瓣裂片的有无、花距形态多变、花距与子房的长度比、花粉外壁纹饰类型等是玉凤花属物种鉴定的关键分类特征。在前人的研究基础上,该文补充并分析了粉叶玉凤花的花结构及合蕊柱的超微特征,不支持粉叶玉凤花独立于玉凤花属。
    2024,44(1):89-101    [摘要](450)    [PDF](162)
  • 朱 永1, 黄家林2, 陶凯锋1, 王乐骋1, 张 锦1, 李 璐1*
    紫纹兜兰的花形态和双雄蕊花药发育及分类学意义
    兜兰属的分类系统学争议较大,亟待更多资料澄清。该文利用体式解剖镜和石蜡切片技术观察了紫纹兜兰的花结构和双雄蕊花药发育特征。结果表明:(1)花形态特征支持将紫纹兜兰放置于兜兰亚属的单花斑叶组,包括萼片具脉纹、花瓣长圆形带黑褐斑,唇瓣具直立的耳状结构,退化雄蕊新月形等。(2)花药原基分化出一对侧生并列的药室,花药室中央分化出一条不完全贯穿的不育隔膜组织,将其分化为两个小孢子囊。在花药成熟时,不育隔膜组织被降解吸收,两个花粉囊通过次生融合形成一枚马鞍形的黏性花粉团。(3)发育完整的花药壁有4层,由外到内分别为表皮、药室内壁、中层和绒毡层,符合单子叶型花药壁。花药壁具绒毡层和内绒毡层,均为2核。在2-细胞花粉时期,中层和绒毡层发生降解,药室内壁发生纤维状加厚。(4)小孢子母细胞经同时型胞质分裂形成不同排列方式的小孢子四分体,包括正四面体、左右对称和十字交叉型,并且同一药室的小孢子母细胞减数分裂不同步现象明显。(5)在雄配子体发育阶段,小孢子或保持在四分体内或从四分体中游离出来,经有丝分裂发育为2-细胞型花粉,形成具有黏性的四合花粉或花粉粒。基于现有资料,该文比较分析了紫纹兜兰不完全贯穿的不育隔膜组织、单子叶型花药壁、具2核的绒毡层和内绒毡层、同时型胞质分裂和黏性花药等特征的分类学意义,为理解兜兰属及杓兰亚科的分类学和保护生物学提供新资料。
    2024,44(1):102-112    [摘要](480)    [PDF](146)
  • 许爱祝1,2, 江海都2, 浦乾琨3, 韦 霄2, 韦宇静2, 罗亚进4, 柴胜丰2*
    三种地宝兰属植物叶片解剖结构及光合特性的比较研究
    为探讨地宝兰属植物的叶片解剖结构及光合特性,该研究对狭域濒危种贵州地宝兰(Geodorum eulophioides)及广布种地宝兰(G. densiflorum)、大花地宝兰(G. attenuatum)的叶片解剖结构、光合日变化、光响应曲线、CO2响应曲线、叶绿素含量等指标进行测定。结果表明:(1)3种地宝兰属植物的叶肉细胞没有海绵组织和栅栏组织分化,气孔仅分布于下表皮; 与地宝兰和贵州地宝兰相比,大花地宝兰具有更大的叶片厚度和较小的气孔密度,表现出更适应弱光环境的结构特征。(2)3种地宝兰属植物的净光合速率(Pn)日变化均呈“双峰型”曲线,其光合“午休”主要由非气孔限制引起; Pn和水分利用效率(WUE)日均值大小均表现为大花地宝兰>地宝兰>贵州地宝兰,表明贵州地宝兰积累光合产物的能力更弱,对干旱环境的适应能力可能更差。(3)3种地宝兰属植物均为阴生植物,地宝兰的光补偿点(LCP)最小、光饱和点(LSP)最大,对光强适应范围较宽; 大花地宝兰具有较高的最大净光合速率(Pmax)和表观量子效率(AQY),其光合能力较强; 贵州地宝兰的Pmax和潜在最大净光合速率(Amax)最小,其光合能力和对CO2的利用能力更弱。(4)地宝兰和大花地宝兰的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和总叶绿素(Chl)含量均显著(P<0.05)高于贵州地宝兰。(5)3种地宝兰属植物的叶片厚度、叶肉厚度、叶绿素含量与Pmax间存在显著(P<0.05)相关性。综上认为,与地宝兰和大花地宝兰相比,贵州地宝兰的光合能力和适应性较差,这可能与其濒危有很大关系; 适当遮阴和增加CO2浓度有利于3种地宝兰属植物的光合作用。该研究结果为贵州地宝兰濒危原因的分析及3种地宝兰属植物种质资源保育提供了参考依据。
    2024,44(1):113-125    [摘要](470)    [PDF](155)
  • 余道平1,2,3,4*, 李策宏2,3,4, 李小杰2,3,4, 陈绪玲2,3,4, 谢孔平1,2,3,4
    峨眉拟单性木兰雄性不育的细胞形态学及生理生化特性研究
    峨眉拟单性木兰(Parakmeria omeiensis)是木兰科(Magnoliaceae)拟单性木兰属(Parakmeria)的常绿乔木,属于国家Ⅰ级保护的极度濒危植物。为探究峨眉拟单性木兰两性花中雄性败育发生的时期及花药不同发育时期的生理生化特性,以两性花中的不育雄蕊和雄花中的可育雄蕊为材料,利用石蜡切片观察2种雄蕊的花药发育过程,并测定不同发育时期的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸的含量,分析过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性。结果表明:(1)不育雄蕊与可育雄蕊在减速分裂时期出现明显差异,不育雄蕊的绒毡层致密、没有发育,四分体未形成,随后解体,花粉囊中无花粉; 可育雄蕊的绒毡层和小孢子母细胞发育正常,成熟时花粉囊开裂,花粉粒溢出。(2)不育雄蕊的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量,在减数分裂时期、单核期和花粉成熟期都显著低于可育雄蕊。(3)不育雄蕊POD活性整体呈上升趋势,在减数分裂时期、单核期和花粉成熟期都显著高于可育雄蕊; 不育雄蕊CAT活性整体呈下降趋势,显著低于同时期的可育雄蕊。综上认为,两性花中雄性败育发生在减速分裂时期,其败育的主要原因是物质能量代谢降低,绒毡层没有进一步发育,不能给小孢子母细胞提供营养物质; 过氧化氢酶及过氧化物酶的活性异常,造成细胞内不能及时清除自由基,使小孢子母细胞的减数分裂受阻,无法形成四分体。该研究结果为深入开展峨眉拟单性木兰雄性不育的分子机制、性系统演化机制研究奠定了基础。
    2024,44(1):126-136    [摘要](422)    [PDF](144)
  • 陈秋平1,2, 李云驹3, 李 悦1,2, 薛瑞娟1, 李爱荣1*
    蒜头果幼苗衰退过程中组织养分含量变化特征
    在没有寄主植物存在的情况下,蒜头果幼苗长势随独立生长时间延长而逐渐衰退是一种普遍现象。为解析蒜头果幼苗衰退过程中组织养分含量变化和分布特征,该研究比较了独立生长半年、两年和三年的蒜头果植株各部分组织中N、P、K元素浓度变化,并用组织切片染色法定性评估了这些不同衰退程度幼苗的根和茎杆中淀粉分布和含量变化。结果表明:(1)蒜头果幼苗在衰退过程中,除侧根中K浓度逐渐升高外,其余器官中组织N、P、K浓度逐渐降低,叶片N/P比逐渐失衡,衰退程度不同的幼苗所受的养分胁迫类型存在差异,其中独立生长半年的蒜头果幼苗主要受N供应不足的限制(平均N/P比11.33),两年后转为P限制(平均N/P比17.81),三年后蒜头果幼苗叶片N/P比严重失衡(均值52.46),活力极低,不适合用于造林。(2)植株淀粉含量水平逐渐降低,独立生长三年后蒜头果幼苗植株中淀粉消耗殆尽。幼苗茎根交界处、根顶膨大处、主根及侧根的淀粉含量水平在不同衰退程度的幼苗间差异均较显著,表明淀粉含量水平可以作为评估幼苗活力的重要参考,其中侧根可以作为微创法检测幼苗活力的理想取样部位。鉴于独立生长的蒜头果幼苗活力逐渐衰退与组织养分含量降低有关,在蒜头果育苗过程中应合理补给矿质元素、配植优良寄主植物并尽早移栽,以免因幼苗活力衰退而导致造林成活率降低。该研究结果为寻找评估蒜头果幼苗活力的方法提供了理论参考和技术借鉴,并为育苗过程中合理施肥提供了科学指导。
    2024,44(1):137-146    [摘要](462)    [PDF](158)
  • 潘俊彬1, 刘远生2, 张 露1*, 程强强1, 王 健2, 贾 婷1, 吴云燕1, 郭春兰1
    施肥对毛红椿幼林生长及叶片生理特征的影响
    为了探究珍贵树种毛红椿对施用不同肥料不同用量的响应,该文以毛红椿幼林为研究对象,设置氮肥(N)、磷肥(P)、复合肥(CF)及缓释肥(SRF)4种肥料3个施肥水平(高、中、低),研究施肥对毛红椿幼林生长和叶片养分、生理的影响。结果表明:(1)施肥均可促进毛红椿树高和胸径生长,氮肥和复合肥效果更明显,氮肥处理的4年生毛红椿平均树高、平均胸径、平均材积较不施肥(CK)分别提高了15.0%、21.9%、67.5%,其中低氮肥(N1)处理的胸径年均生长量最大(2.99 cm),复合肥处理的平均树高、平均胸径、平均材积较CK分别提高了16.7%、19.2%、54.3%。高缓释肥(SRF3)和低磷肥(P1)分别在第4年树高、胸径的年增长量达到最大(分别为1.96 m、2.33 cm)。(2)施肥显著增加了毛红椿叶片叶绿素含量和非结构性碳水化合物含量,氮肥显著促进可溶性糖合成而磷肥显著促进淀粉合成。(3)N1和磷肥分别显著促进毛红椿叶片氮和磷含量的提高,磷肥、复合肥和氮肥均可显著提高叶片钾含量。(4)主成分分析结果表明,施肥促进生长效果依次为氮肥>复合肥>磷肥>缓释肥>不施肥,其中N1即100 g·plant-1·year-1的综合评价值最高。综合施肥成本和效益,施氮肥或复合肥能有效促进毛红椿幼林生长发育,推荐幼林期每年每株施100 g氮肥即可。该研究结果可为毛红椿造林初期林木养分管理提供参考。
    2024,44(1):147-156    [摘要](460)    [PDF](144)
  • 王銮凤1,2, 张同同2, 向文倩2, 梁惠婷1, 谭 珂3*, 申益春1,2*
    珍稀濒危沉水植物水菜花传粉生物学研究
    水菜花(Ottelia cordata)是珍稀濒危的沉水植物,现仅分布在中国海南岛北部海口至文昌一带的淡水湿地,其造型优美,极具园艺观赏价值。然而,受人类活动影响,水菜花的生境急剧退缩且更加破碎化,濒临灭绝。为探究水菜花的繁殖特征和繁殖规律,该研究分析了水菜花的花部形态、性比、花粉活性、柱头可授性、反射光谱、花粉限制与无融合生殖及其传粉者类型与行为。结果表明:(1)水菜花雌雄异株,雌、雄个体的性比约为1:2; 水菜花雌、雄花形态相似,但雌花略大于雄花。(2)水菜花花粉活性和柱头可授性在花蕾期和开放期均较高。(3)中华蜜蜂(Apis cerana)是水菜花的主要传粉者,传粉效率较高且访问雄花的频率显著高于雌花。(4)水菜花雄蕊、雌蕊间的花色距离显著高于中华蜜蜂辨别的阈值(P<0.001)。(5)在自然授粉和人工授粉下,水菜花坐果率分别为95.29%和98.42%,并且不存在无融合生殖现象。综上所述,水菜花两性模拟的欺骗性传粉并不完美,传粉者可以从视觉上区分雌花和雄花; 而由于水菜花雄花数量较多,传粉者低频率的“错访”足以达到水菜花雌花的繁殖需求。因此,在今后开展水菜花迁地保护、人工种群恢复等保育工作时,应重视水菜花种群大小、性别比例和当地传粉者种群数量。
    2024,44(1):157-166    [摘要](450)    [PDF](129)
  • 侯欢欢1, 安明态2,3*
    贵州北盘江流域观赏兰科植物及其功能群研究
    为科学保护和合理开发贵州北盘江流域野生兰科(Orchidaceae)植物资源,科学筛选高观赏价值兰科植物并探究其环境适应特征,该文以贵州省北盘江流域分布的兰科植物为研究对象,基于层次分析法筛选出具有较高观赏价值的种类,并使用聚类和冗余分析明确不同环境条件下的植物功能群物种组成。结果表明:(1)研究区兰科植物共74属249种(含变种),在水平空间分布上有2个密集区,分别是望谟县与紫云县交界片区和盘州市西部片区; 在垂直空间分布上,随海拔变化呈“中间膨胀型”分布,以800~1 600 m范围为主。(2)研究区观赏兰科植物可划分为三大等级,第一级为开发优等级,共51种兰科植物,第二级为开发储备级,共170种,第三级的28种观赏价值较低,没有作为观赏植物开发的必要。(3)研究区开发优等级的观赏兰科植物可划分为低海拔喜荫非石灰岩山地功能群、低海拔喜阳石灰岩山地功能群、中海拔喜荫石灰岩山地功能群和高海拔喜阳非石灰岩山地功能群4类,不同功能群间兰科植物适应环境类型差异较大。综上表明,对贵州北盘江流域观赏兰科植物的筛选和生态功能群的划分,为今后园林应用、科学保护、引种驯化开发、野外回归等研究提供了一定参考价值。
    2024,44(1):167-178    [摘要](442)    [PDF](171)
  • 王明彬, 韦小丽*, 韦 忆, 王 嫚, 余大龙, 袁刚毅
    川黔地区濒危植物红豆树种群结构与数量动态特征
    红豆树(Ormosia hosiei)是我国南方特有珍稀濒危植物,具有极高的经济价值和人文价值。为了解红豆树种群在川黔山区的生存现状及制约种群发展的原因,该文以川黔4个区域红豆树自然种群为调查对象,采用典型样地调查的方法,根据不同种群的分布特征,每个种群分别设置2个面积为20 m × 20 m的具有代表性的样地进行调查,通过编制种群静态生命表、绘制存活曲线、计算数量动态指数、利用生存函数及时间序列模型分析了川黔山区不同红豆树种群的结构与动态特征。结果表明:(1)河株村和干耳盘村种群龄级结构呈倒“J”型结构,陈家湾村和绒春村种群呈不规则“哑铃”型结构,红豆树种群自然更新能力强,但中龄级个体容易缺失。(2)4个种群均为增长型,存活曲线接近于Deevey-Ⅱ型,其中河株村、陈家湾村和绒春村种群消失率和死亡率呈“多峰型”,种群在生长中期容易受到外界干扰。(3)红豆树种群数量动态变化表现为幼龄级个体死亡率高,成熟龄级个体数量动态稳定的特点,其形成原因与山区地形特点和红豆树种子传播特性有关。(4)RDA排序结果显示,海拔和坡度是影响幼龄个体数量结构的主导因子,干扰强度是影响种群中高龄个体数量结构的主要因素。综上表明,川黔山区红豆树天然种群结构与数量特征的形成受制于山区地形特点、红豆树自身繁殖特性以及环境压力; 通过对种群幼龄个体密度控制和中龄个体生长空间进行管理,可以提高种群幼苗存活率,促进中龄个体健壮生长,维持红豆树天然种群稳定性。
    2024,44(1):179-192    [摘要](480)    [PDF](179)
  • 综述
  • 唐世梅1,2,3,4, 张 霞2,4, 陈倩如2,4, 蔡文淇2,4, 李炎林2,4, 田代科1,3*
    虎耳草属的资源分类及育种进展
    虎耳草属(Saxifraga Tourn. ex L.)资源丰富且分布广泛,全球有440~500个种,其分类一直受到植物学家的关注。该属具有重要的观赏和药用价值,欧洲多国非常重视其观赏资源的开发利用。虎耳草属的品种培育距今已有150多年的历史,到2022年国际虎耳草协会(The Saxifrage Society)网站收录了1 692个品种,但只有1个品种来自中国。可见,我国虽然是虎耳草属的多样性中心之一,但对其观赏资源的开发利用远远落后于欧美甚至日本。该文从虎耳草属的种质资源、分类概况、育种进展等方面进行综述,并简要介绍该属资源的利用现状,为今后我国虎耳草属的分类、育种及应用提供借鉴。结果表明:(1)虎耳草种质资源丰富,但属下系统演化关系仍存在诸多问题,有待整合形态和系统发育学手段开展系统而深入的研究。(2)该属品种主要通过杂交育种和变异筛选的方式育成,英国、捷克共和国、德国、荷兰为培育品种最多的国家。(3)我国对该属的品种选育工作起步晚,育成品种少且育种方式单一。
    2024,(1):193-206    [摘要](420)    [PDF](136)

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