植物科学学报
 
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  版权信息
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  
 
2014年 32卷 5期
刊出日期 2014-10-30

系统与进化
生态与生物地理
遗传与育种
生理与发育
资源与植物化学
专题综述
系统与进化
435 陆永良, 刘德好, 余柳青, 刘都才, 郭水良
中国主要农区稻田稗草分类与多样性研究

将采自中国15个省和1个直辖市的206份稗属(Echinochloa)植物种子分别播种在相同栽培条件下,获得了206份子代样本及其21项形态性状数据,基于这些形态性状对206份稗属植物样本进行了聚类和主成分分析。结果表明:(1)从206份稗属植物样本中鉴别出了形态性状相对一致的8个分类群(G1~G8),依次对应于湖南稗子(Echinochloa frumentaceae,2份样本)、水田稗(E. oryzoides,5份)、细叶旱稗(E. crus-galli var. praticola,6份)、硬稃稗(E. glabrescens,14份)、光头稗(E. colona,2份)、长芒稗(E. caudata,16份)、孔雀稗(E. cruspavonis,8份)、稗复合群(稗原变种E. crus-galli var. crus-galli、稗的变种无芒稗var. mitis、短芒稗var. breviseta和西来稗var. zelayensis,共150份),还有3份样本没有聚合成组。它们依次占总样本量的0.97%、0.97%、2.42%、2.91%、3.88%、7.77%、6.80%、72.81%和1.46%,反映出中国主要农区稻田稗属植物主要以稗及其变种为主;(2)单因素方差分析表明,9个数量性状,包括叶长、叶宽、圆锥花序长度、总状花序长度、小穗芒长、小穗长度、第1颖长度/小穗长度、主茎直径和株高,在稗属植物的8个分类群(G1~G8)之间有显著差异;(3)根据8个分类群之间的形态性状特点及差异,给出了鉴别中国主要农区稻田稗属植物的分种检索表;(4)由于细叶旱稗具有总状花序简单、小穗无芒、叶较宽、植株高大、小穗紫黑色等独特形态性状,在206份稗属植物样本的聚类图上单独聚成一组,故建议将细叶旱稗作为独立种处理。

2014 Vol. 32 (5): 435-445 [摘要] ( 1395 ) [HTML 1KB] [ PDF 1221KB] ( 1649 )
446 王文采
恢复粉红驴蹄草的种级地位及其一新近缘种

恢复了过去被归并作为异名或被降级作为变型的粉红驴蹄草(Caltha rubriflora)的种级地位,描述了产于西藏的与粉红驴蹄草亲缘关系相近的一新种——裂叶驴蹄草(Caltha lobulatifolia),并给出二种间的区别特征。

2014 Vol. 32 (5): 446-449 [摘要] ( 938 ) [HTML 1KB] [ PDF 1571KB] ( 1381 )
450 徐永福, 喻勋林
田茜(茜草科)——中国大陆新归化植物

报道了中国大陆新归化植物——田茜(Sherardia arvensis L.),并对其形态学特征进行了详细描述,同时对其入侵风险做了简要评估。

2014 Vol. 32 (5): 450-452 [摘要] ( 1335 ) [HTML 1KB] [ PDF 2903KB] ( 1421 )
生态与生物地理
453 刘利
中国不同地区滨海湿地植物区系的性质及类似关系

滨海湿地是地球上脆弱的自然生态系统和重要的生物景观成分。采用植物区系谱、相关性分析、主坐标分析及聚类分析等方法,研究了中国不同地区滨海湿地植物区系性质及属分布区类型组成的类似关系。结果表明:中国不同地区滨海湿地植物属级分布类型所占的比例随着纬度降低,温带分布型呈递减趋势,热带分布型呈递增的特点,这与不同区系成分的生态特性和纬度梯度上的能量格局分布是一致的;不同滨海湿地植物区系Shannon-Weiner指数具显著差异(1.430~2.154),而Simpson指数无明显变化(0.662~0.842),区系间相关系数为0.369~0.989;通过聚类分析和主坐标分析获得的聚类树状图和最小生成树,可将9个滨海湿地划分为5个集合组,较为一致地揭示了植物区系的类似性和分布格局。多种分析方法对比结合能客观地反映植物区系中属分布区类型关系的类似性,可为多个滨海湿地区系地理分布类似性的比较提供有效依据和参考。

2014 Vol. 32 (5): 453-459 [摘要] ( 1259 ) [HTML 1KB] [ PDF 690KB] ( 1242 )
460 雷平, 邹思成, 兰文军
不同干扰强度下江西武夷山河岸带阔叶林群落的结构与数量特征

为揭示中亚热带典型河岸带阔叶林群落的结构特征、数量特征和干扰强度的耦合关系,根据干扰强度的不同,在江西武夷山保护区内选取3条主要水系进行阔叶林群落调查,共统计到河岸带维管束植物93科174属304种,分别占保护区维管束植物总数的41.5%、18.0%、11.9%。物种组成以壳斗科(6属22种)、山茶科(7属22种)、樟科(6属16种)、蔷薇科(8属16种)为主。不同干扰强度下的河岸带植被群落相似性Jaccard系数均在0.2~0.3之间,各群落优势种完全不同,且存在特有分布的物种,但群落乔木层优势种优势度(重要值)差异不显著(P > 0.05)。不同干扰强度下,物种数量、群落Jaccard系数、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数总体上为:轻微干扰 > 中等干扰 > 无干扰;而乔木的平均高度和平均胸径却为:无干扰 > 中等干扰 > 轻微干扰。研究结果表明,江西武夷山河岸带阔叶林以常绿阔叶树种为主,但不同干扰梯度下群落的结构和数量特征差异性较大。

2014 Vol. 32 (5): 460-466 [摘要] ( 1232 ) [HTML 1KB] [ PDF 699KB] ( 1109 )
467 胡文强, 黄世能, 李家湘, 周光益, 王旭
南岭国家级自然保护区常绿阔叶林主要树种的种间分离

种间分离的研究对揭示种间相互作用、群落组成与动态具有重要意义。本研究在南岭国家级自然保护区的常绿阔叶林内,设置了36个样方,以样方内株数≥10的27个物种为研究对象,在样方调查的基础上,运用ArcGIS软件、N ×N最近邻体列联表、2 ×2列联表截表以及Pielou分离指数,研究了群落内27个物种的种间分离规律,采用Clark_Evans最近邻体法测定了27个物种的分布格局。结果显示:(1)27个物种中,有3个呈聚集分布,24个呈随机分布;(2)常绿阔叶林植物群落中正分离种对占59.83%,随机毗邻种对占40.17%,没有负分离,群落稳定;(3)正分离主要发生在群落优势种或建群种之间,优势种之间也有随机毗邻发生;(4)呈聚集分布的物种与其它物种主要表现为正分离,一般不表现为负分离;而呈随机分布的物种之间多数表现为随机毗邻,也有部分表现为正分离或负分离;(5)群落内27个物种互相交错分布,是全面不分离的。

2014 Vol. 32 (5): 467-474 [摘要] ( 1147 ) [HTML 1KB] [ PDF 622KB] ( 1199 )
遗传与育种
475 邓莹, 高乐旋, 朱珠, 杨继
不同水陆环境中喜旱莲子草甲基化调控因子表达水平和差异表达基因启动子区甲基化状态分析

DNA甲基化是一种重要的表观遗传调控方式,参与对植物生长发育的调控,并在植物逆境胁迫响应中发挥作用。DNA甲基化的建立和维持是胞嘧啶甲基转移酶、染色质重塑酶、组蛋白修饰因子和去甲基化因子等协同作用的结果,环境胁迫能诱导植物体内DNA甲基化状态改变,进而改变基因表达水平和式样,影响植物的适应性。喜旱莲子草是一种恶性入侵植物,种内遗传多样性很低,主要依靠极强的表型可塑性侵占不同水陆生境。对克隆繁殖的喜旱莲子草个体进行不同时间的淹水处理,并用定量PCR方法检测16个DNA甲基化调控基因在不同处理条件下的表达水平和变化趋势,发现其中13个基因在不同处理时间点的表达水平有明显变化,且在淹水植株中多数基因在处理前期被强烈诱导上调表达。运用亚硫酸氢钠测序技术对两个在不同水陆条件下明显差异表达基因(Contig942Contig23336)的上游启动子区甲基化动态进行分析,发现启动子区多个胞嘧啶位点的甲基化修饰状态在不同水陆条件下及淹水处理的不同时期呈现快速且可逆的动态变化,可能影响这些基因在不同环境条件下的表达水平。本研究结果能帮助了解喜旱莲子草表型可塑性变异和适应性发生的分子机理。

2014 Vol. 32 (5): 475-486 [摘要] ( 1273 ) [HTML 1KB] [ PDF 2735KB] ( 1755 )
487 张林, 徐德林, 储士润, 吴贵英, 沈访, 钱刚
千里光β-微管蛋白基因结构与功能的生物信息学分析

β-微管蛋白是影响细胞新陈代谢和行使功能的重要结构物质,研究β-微管蛋白基因的序列信息对揭示其蛋白结构与功能具有重要指导意义。从千里光全长cDNA文库中分离得到β-微管蛋白基因,并采用生物信息学软件进行序列分析。结果显示,该基因长度为1750 bp,编码的蛋白质长度为448个氨基酸,与柚子β-微管蛋白的同源性最高,达96%;其蛋白质分子量为50.01 kD,理论等电点为4.83。β-微管蛋白二级结构主要组成为无规则卷曲结构和α螺旋结构;结构域分析发现该蛋白具有两个保守结构域;三级结构预测为相对稳固的类球形结构;信号肽分析将该蛋白主要定位于细胞质、过氧化物酶体、线粒体基质等亚细胞器位置。将该基因序列上传至GenBank所获得的登录号为KF887495。本实验结果为千里光β-微管蛋白的作用机制揭示和应用研究提供了基础数据,也为植物β-微管蛋白基因的分子研究提供了理论依据及基础资料。

2014 Vol. 32 (5): 487-492 [摘要] ( 1254 ) [HTML 1KB] [ PDF 2897KB] ( 1677 )
生理与发育
493 罗海婧, 张永清, 石艳华, 李鑫, 张耀文
不同红小豆品种幼苗对干旱胁迫的生理响应

为筛选红小豆(Phaseolus angularis Linn.)幼苗抗旱性鉴定指标,采用盆栽控水方法,对红小豆3个品种‘保红947’、‘东北大红袍’、‘晋小豆5号’进行了苗期形态特征及根系生理生化特性的研究。结果表明:干旱胁迫抑制了红小豆3个品种植株的生长;重度干旱胁迫下,3个品种光系统Ⅱ(PSⅡ)的潜在活性(可变荧光/初始荧光, Fv/Fo)、最大光化学效率(可变荧光/最大荧光产量, Fv/Fm)、株高、叶面积、茎粗、根鲜重、根系活力、可溶性蛋白质含量等指标均随干旱胁迫强度的增加呈明显下降趋势,根冠比、根系脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性、MDA含量等指标随着干旱胁迫强度的增加呈明显上升趋势。综合各项生理指标,‘东北大红袍’在干旱胁迫下能保持相对较优的生理状态,抗旱性最强。通过主成分分析表明,株高、叶面积、茎粗、主根长、根鲜重、最大光化学效率、根系活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、SOD活性、MDA含量等生理生化特性可作为鉴定红小豆苗期抗旱性的指标。

2014 Vol. 32 (5): 493-501 [摘要] ( 1087 ) [HTML 1KB] [ PDF 750KB] ( 1118 )
502 颜志明, 孙锦, 郭世荣, 魏跃, 胡德龙, 王全智
外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗根系抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

以2个不同耐盐强度的甜瓜品种‘玉皇’(耐盐性强)和‘雪美’(耐盐性弱)为材料,采用营养液栽培方法,研究外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗根系抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响。结果显示:(1)盐胁迫下,2个甜瓜品种根系内的还原型抗坏血酸(ASA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量降低,氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量升高,且‘雪美’变化幅度大于‘玉皇’;(2)盐胁迫下,施用外源脯氨酸提高了2个甜瓜品种根系中ASA和GSH的含量,降低了GSSG含量,同时也提高了GSH/GSSG的比值,且对‘雪美’的作用大于‘玉皇’;(3)盐胁迫处理3 d时,2个甜瓜品种根系的抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均下降,且‘雪美’下降的幅度较大;随着胁迫时间的延长(5 d时),‘玉皇’幼苗根系内APX、DHAR、GR活性有所上升,‘雪美’根系中这3种酶活性则进一步降低;(4)盐胁迫下,施用外源脯氨酸提高了2个甜瓜品种根系内的APX、DHAR和GR的酶活性,且对‘雪美’的作用大于‘玉皇’。本研究结果表明,外源脯氨酸可以通过增加非酶促抗氧化物质ASA、GSH的含量和抗氧化酶活性,提高抗坏血酸-谷胱甘肽循环清除活性氧的能力,从而缓解盐胁迫对甜瓜植株的伤害。

2014 Vol. 32 (5): 502-508 [摘要] ( 1193 ) [HTML 1KB] [ PDF 722KB] ( 1101 )
资源与植物化学
509 左进城, 苗凤萍, 王爱云, 胡德昌
大型海藻内共生真菌次生代谢产物中抑制水华蓝藻物质的分离与活性

为获得能明显抑制水华蓝藻的化感物质,本研究从28株大型海藻内共生真菌中筛选出了4株菌株,其粗提物能显著抑制水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长。对这4株真菌扩大培养后,检测了从其次生代谢产物中分离出的32种单体化合物的抑藻活性。其中,化合物sterigmatocystin、(2'E,4'E,6'E)-6-(1'-carboxyocta-2',4',6'-triene)-11,12-epoxy-9,11-dihydroxydrim-7-ene、6,8-di-O-methylnidurufin和aversin对水华鱼腥藻的抑制率显著大于50%(P < 0.05),24 h半数有效浓度(EC50,24h)分别为6.865、4.302、1.824、2.319 μg/mL;化合物sterigmatocystin、indol-3-carboxaldehyde和(2'E,4'E,6'E)-6-(1'-carboxyocta-2',4',6'-triene)-11,12-epoxy-9,11-dihydroxydrim-7-ene对铜绿微囊藻的抑制率显著大于50%(P < 0.05),EC50,24h分别为4.167、5.374、8.386 μg/mL。

2014 Vol. 32 (5): 509-516 [摘要] ( 1143 ) [HTML 1KB] [ PDF 699KB] ( 1001 )
517 廖祯妮, 黄青, 程启明, 于晓英, 李晓鹏, 刘恩学
不同株龄薰衣草花生物学性状和精油主要化学成分研究

为了解不同株龄薰衣草花生物学性状、精油主要化学成分及含量差异,以昆明薰衣草CAS08 (Lavandula angustifolia Mill. ×Lavandula latifolia Medik.)为试材,对不同株龄(一年生、两年生和三年生)薰衣草的花枝、精油提取率和精油成分变化进行了研究。结果显示,不同株龄薰衣草的单支花生物学性状差异显著(P < 0.05);薰衣草花精油的提取率在不同株龄间有差异,分别为一年生熏衣草花精油提取率3.40%、两年生2.37%和三年生3.60%;薰衣草CAS08花精油的主要成分有桉叶油醇、芳樟醇、樟脑和红没药醇,株龄对精油中各化学成分的相对含量有影响。本研究结果可为云南薰衣草产业化发展及持续开发利用提供科学依据。

2014 Vol. 32 (5): 517-521 [摘要] ( 1122 ) [HTML 1KB] [ PDF 663KB] ( 1200 )
专题综述
522 马琼, 周志, 董静洲, 周明
蓝细菌光敏色素的分子结构、生物合成和可逆光致变色效应

蓝细菌光敏色素(CBCRs)是蓝细菌中感受光的重要光受体,能够响应从紫外光到红外光范围内的光信号,进而影响蓝细菌的光化学行为。蓝细菌光敏色素通过N-末端GAF(cGMP phosphodiesterase, adenylyl cyclase and FhlA domain)结构域中保守性半胱氨酸共价结合藻胆色素,形成具有感光生理功能的色素蛋白质。本文重点在分子水平上综述了蓝细菌光敏色素的分子结构、生物合成和可逆光致变色效应机理,并基于最新的研究进展,就蓝细菌光敏色素今后的研究方向进行了展望。

2014 Vol. 32 (5): 522-530 [摘要] ( 1203 ) [HTML 1KB] [ PDF 1252KB] ( 2326 )
531 李坤, 王鲜萍, 杨凤博, 许守明
MAPK级联途径参与ABA信号转导调节的植物生长发育过程

植物激素ABA参与调控植物生长发育和生理代谢以及多种胁迫应答过程,促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联途径应答于多种生物和非生物胁迫,广泛参与调控植物的生长发育。MAPK级联途径与ABA信号转导协同作用参与调控植物种子萌发、气孔运动和生长发育,本文主要归纳了植物中受ABA调控激活的MAPK级联途径成员,阐述了它们参与ABA信号转导调控植物生理反应和生长发育的过程,并对MAPK级联途径与ABA信号转导的研究方向作出了展望,指出对MAPK下游底物的筛选是完善MAPK级联途径的重要组成部分。

2014 Vol. 32 (5): 531-539 [摘要] ( 1423 ) [HTML 1KB] [ PDF 2146KB] ( 2101 )
540 邱明华, 张枝润, 李忠荣, 周琳, 储瑞, 刘接卿, 王卫华
咖啡化学成分与健康

咖啡数百年来一直作为功能饮料因而被称作第一饮品。咖啡的化学成分及其生物活性备受人们关注,本文仅对咖啡化学成分的特点及其一些主要成分的结构类型和生物活性、咖啡化学成分研究的新方法等进行了简要评论。

2014 Vol. 32 (5): 540-550 [摘要] ( 1929 ) [HTML 1KB] [ PDF 1804KB] ( 3385 )
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