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科研進展
王紅研究組在被子植物基部真雙子葉類群花粉性狀演化研究中取得新進展 文章來源:中國科學院東亞生物多樣性與生物地理學重點實驗室 | 發(fā)布時間:2017-11-09 | 作者:張明英 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關閉】 分子系統(tǒng)發(fā)育APG系統(tǒng)為被子植物的演化研究提供了全新的視角和基礎框架。孢粉學在植物形態(tài)、分類學研究中占有重要地位,花粉形態(tài)可以作為建立被子植物高級分類階元的重要依據(jù)。分子系統(tǒng)發(fā)育研究的快速發(fā)展和花粉形態(tài)數(shù)據(jù)的大量累積,使得利用花粉形態(tài)性狀重新審視被子植物各大分支及其以下階元的系統(tǒng)演化關系成為可能。 近期,中國科學院昆明植物研究所王紅研究員帶領的研究團隊,基于被子植物基部真雙子葉類群(Basal Eudicots)最新的分子系統(tǒng)發(fā)育學研究結果,利用葉綠體基因片段matK和rbcL構建該類群屬級水平分子系統(tǒng)發(fā)育框架,對該類群4目13科196屬20個花粉形態(tài)性狀進行了演化重建分析。研究表明,花粉形狀、大小、極面觀、外萌發(fā)孔形狀以及覆蓋層紋飾等性狀在基部真雙子葉類群中呈現(xiàn)出較高的多樣性。部分花粉性狀呈現(xiàn)出明顯的演化趨勢,包括萌發(fā)孔數(shù)目增多、外萌發(fā)孔形狀由溝狀向孔狀演化、萌發(fā)孔位置由沿赤道分布向周面分布演化、覆蓋層紋飾由簡單向復雜演化;此外,復合萌發(fā)孔首次在該類群中出現(xiàn)。同時,研究進一步揭示,在早白堊紀的巴列姆階至阿爾必階,花粉性狀狀態(tài)發(fā)生了集中轉變,可能與該類群的快速輻射分化以及不穩(wěn)定的氣候地質歷史事件有關。此外,演化相關性分析發(fā)現(xiàn),在基部真雙子葉類群中,植物草本生長型與近球形花粉、木本生長型與扁球形花粉之間分別呈顯著相關性。 該研究成果以“Evolution of Angiosperm Pollen: 4. Basal Eudicots”為題,以系列文章發(fā)表于國際著名植物學期刊 Annals of the Missouri Botanical Garden(文章鏈接)。張明英博士為該文章第一作者。該研究是由王紅研究員與英國愛丁堡皇家植物園 Stephen Blackmore 教授共同主持的國家自然科學基金重大國際(地區(qū))合作研究項目“被子植物花粉形態(tài)性狀演化及其驅動因子”系列研究中的第4部分。該項目通過大尺度、大規(guī)模的取樣,利用多種分析方法,系統(tǒng)地開展被子植物花粉形態(tài)演化式樣研究,以厘清被子植物花粉的起源和演化問題,并探討主要的驅動因子。
基部真雙子葉類群花粉形態(tài)多樣性
基于CHB分析的花粉及2個生態(tài)性狀演化式樣A
基于CHB分析的花粉及2個生態(tài)性狀演化式樣B 圖片說明: 基部真雙子葉類群花粉掃描電鏡圖片 Scanning electron micrographs of basal eudicot pollen. A--C, Trollius ranunculoides Hemsl. -A, equatorial view, single pollen grain with three equatorial, colpate apertures. -B, polar view. -C, detail of striate tectum with perforations. D--F, Meliosma arnottiana (Wight) Walp. -D, equatorial view, single globose pollen grain with three equatorial, colporate apertures. -E, polar view. -F, detail of columellate infratectum. G--I, Grevillea baueri R.Br. -G, equatorial view, single pollen grain with three equatorial, porate apertures. -H, polar view. -I, detail of undulate tectum with perforations. J--L, Hakea mitchellii Meisn. -J, equatorial view, single pollen grain with three equatorial, porate apertures.-K, polar view. -L, detail of gemmate supratectal elements. (責任編輯:李雪) |
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