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蔷薇蔷薇分支I非固氮支系花粉性状演化研究取得

发布时间:2018-10-11  点击量:
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  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学

  《中国科学院院刊》(中文版)是中国科学院主办的以战略与决策研究为主的科技综..

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  孢粉形态学作为广义形态学的重要组成部分,是建立植物高等级分类阶元的一个重要依据。随着大量花粉形态数据的不断累积,以及分子系统学研究的快速发展,使得利用花粉形态性状重新审视被子植物各大分支及目和科的系统演化关系成为可能

  近期,中国科学院昆明植物研究所研究员王红和李德铢带领的研究团队与英国爱丁堡植物园教授Stephen Blackmore和Alexandra H. Wortley博士合作,基于蔷薇分支I的非固氮支系,包括卫矛目(Celastrales),酢浆草目(Oxalidales)和金虎尾目(Malpighiales)(统称为COM分支)以及蒺藜目(Zygophyllales)的叶绿体基因组的系统发育框架,对该支系所有4个目47科中的45科169个代表属21个花粉形态性状进行了演化重建分析。研究表明,花粉形状和大小、外萌发孔形状和位置、覆盖层纹饰等性状在非固氮支系中呈现出较高的多样性。部分花粉性状呈现出明显的演化趋势,包括萌发孔数目增多、萌发孔位置由沿赤道向球面分布演化、外萌发孔形状由沟状向孔状演化、覆盖层纹饰由简单向复杂演化。花粉形态性状具重要分类意义,例如,环纹(Annulus)的出现支持COM分支具有最近的共同原始祖先。此外,演化相关性分析发现,在非固氮支系中花粉外壁较薄、上覆盖层分别与风媒传粉之间存在显著的相关性

  据悉,根据被子植物系统发育研究组(APG IV)系统,蔷薇I分支包括了COM分支、共生固氮支系的4个目(豆目、蔷薇目、葫芦目和壳斗目),以及蒺藜目。该项研究是王红主持的国家自然科学基金国际(地区)合作重大研究项目“被子植物花粉形态性状演化及其驱动因子”系列研究中的第6部分。该项目通过大尺度、大规模的取样和大数据源,利用分子系统学多种分析方法,系统开展被子植物花粉形态演化式样的研究,以厘清被子植物花粉多样性起源和演化问题,并进一步探讨主要的驱动因子。目前已发表系列文章6篇

  图1.蔷薇分支I非固氮支系类群花粉扫描和透射电镜图片。A–D,Malpighia glabraL.,金虎尾科,金虎尾目。–A,单粒、3个萌发孔(共6个)均匀地分布于球面上。–B,孔装萌发孔具有环纹。–C,皱纹状覆盖层。–D,颗粒状覆盖下层。E–I,Medusagyne oppositifoliaBaker,金莲木科,金虎尾目。–E,单粒、具有3个孔状萌发孔以及每孔均具环纹。–F,花粉异极。–G,条纹至皱纹状纹饰。H,柱状覆盖下层。I–L,Geissois superbaGillespie,火把树科,酢浆草目。–I,沟状萌发孔。–J,圆形极面观、以及两个沟状萌发孔。–K,细穿孔状覆盖层。–L,小刺状覆盖上层纹饰

  图2.豆类植物非固氮分支花粉形态性状演化式样。基于Xi等(2012)的系统发育树,利用CHB分析法对21个花粉性状以及传粉综合征的演化式样图(性状1和3没有发生性状转变)。长方形表示花粉性状的转变;菱形表示传粉综合征的转变。“∨”下方数字表示转变前的性状状态;“∨”上方数字表示转变后的性状状态


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