内容简介
《菊科紫菀族花粉的形态结构与系统演化》对菊科紫菀族的36属350种植物花粉进行了光学显微镜、扫描电镜与透射电镜的观察和研究。根据花粉的形状、大小、萌发器官的类型、外壁纹饰和内层结构,首次将紫菀族花粉划分为40个类型,其中很多类型为第1次报道。同时,利用Hennig86程序,对紫菀族40个花粉类型进行了分支分析,结果表明紫菀族分为田基黄亚族(Grangeinae)和紫菀亚族(Asterinae)两个亚族较为合理,从花粉角度证实了Jeffrey关于紫菀族次级划分的论断,并详细讨论了各类型之间的系统演化关系。在此基础上,将所获得的孢粉学资料和植物地理分布结合起来,探讨了紫菀族植物的起源地点和时间,以及多样化中心、分布式样及迁移路线。提出了各类型花粉进化程度的判别标准和完整的分类系统,特别是将花粉形态结构的形成与生境因子联系起来,首次构建了花粉生态类型的概念。最后,按照孢粉特征和植物体形态特征相结合的原则,对紫菀族各重要属、种的分类提出了一系列新的处理意见。
《菊科紫菀族花粉的形态结构与系统演化》包括紫菀族植物36属350种(包括变种)花粉形态描述,花粉类型检索表,地理分布图12幅,光学显微镜、扫描电镜和透射电镜图版(照片)179面。
《菊科紫菀族花粉的形态结构与系统演化》适合植物分类学、孢粉学,地质古生物学、医学等专业的高等院校师生和科研单位研究人员阅读参考。
内页插图
目录
前言
1 引言
2 材料与方法
3 紫菀族花粉的形态与结构
3.1 族及亚族花粉的形态与超微结构
3.1.1 紫菀族花粉的形态与超微结构
3.1.2 各亚族花粉的形态与超微结构
3.2 属、种花粉特征描述及比较
3.2.1 属的花粉形态特征
3.2.2 种的花粉形态特征
3.2.3 紫菀族花粉形态特征的比较
3.3 紫菀族花粉类型的分类与描述
3.4 花粉类型检索表
4 紫菀族各类型花粉的分支分析
4.1 顶端分类群和外类群的选择
4.2 性状选取
4.3 性状极向分析
4.4 分支分析的运算
4.5 花粉类型的系统演化
5 紫菀族的孢粉地理学研究
5.1 花粉类型的划分
5.2 各花粉类型植物的地理分布
5.3 紫菀族植物的起源中心与分布中心
5.4 紫菀族植物的一些分布式样
5.4.1 一枝黄花属(Solidago)的分布式样
5.4.2 田基黄亚族(Grangeinae)的分布式样
5.4.3 雏菊亚族(Bellidinae)的分布式样
5.4.4 刺冠菊属(Calotis),裸菀属(Gymnaster)和马兰属(Kalimeris)的分布式样
5.4.5 翠菊属(Callistephus),狗娃花属(Heteropappus),东风菜属(Doellingeria),女菀属(Turczaninowia)和碱菀属(Tripolium)的分布式样
5.4.6 紫菀属(Aster)的分布式样
5.4.7 紫菀木属(Asterothamnus),乳菀属(Galatella)和麻菀属(Linosyris)的分布式样
5.4.8 短星菊属(Brachyactis)和飞蓬属(Erigeron)的分布式样
5.4.9 白酒草亚族(Conyzinae)的分布式样
5.4.10 毛冠菊属(Nannoglottis),Haplopappus,Heterotheca,Grindelia和Gutierrezia的分布式样
5.5 紫菀族植物的迁移路线
6 紫菀族各亚族的花粉形态在分类和系统演化中的意义
6.1 田基黄亚族(Grangeinae)
6.2 一枝黄花亚族(Solidagininae)
6.2.1 一枝黄花属(Solidago)
6.2.2 Grindelia,Gutierrezia,Chrysopsis,Haplopappus和Xanthisma
6.3 紫菀亚族(Asterinae)
6.3.1 紫菀属(Aster)
6.3.2 飞蓬属(Erigeron)
6.3.3 白酒草属(Conyza)
6.3.4 乳菀属(Galatella)
6.3.5 狗娃花属(Heteropappus)
6.3.6 马兰属(Kalimeris)
6.3.7 毛冠菊属(Nannoglottis)
7 结论
参考文献
英文概要
图版说明与图版
前言/序言
植物花粉是孢粉学(palynology)的主要研究对象,作为一个独立的生物研究单元,因其外壁构造独特和形态变异多样,尤其是其变异的遗传性和在同一类群内较高等级分类层次上所显示出的高度一致性与稳定性,使得孢粉学研究成为解决植物疑难类群的分类定位问题和追溯系统发育过程,从而构建自然分类系统的重要而有效的途径之一。近年来,孢粉学特征被成功地用于划分被子植物最高阶元分类群的一个典型例子是证实了进化高级的双子叶植物中具三沟型花粉的类群是一个严格的单系群,这一结果为揭示整个被子植物类群的亲缘关系和演化路线提供了有力的佐证。然而,目前应用孢粉学资料探讨专科、专属的系统分类与进化问题的专著还不多见。有鉴于此,我们才动意撰写一本专著,全面系统地论述某一类群的花粉形态及其系统演化,一方面是为了总结我们多年来的研究结果,以丰富被子植物大科、重要科类群的系统进化学研究;另一方面也是为了弥补国内被子植物专著性研究资料的不足,以适应日益深化的国际植物学发展趋势。
菊科紫菀族(Astereae)是被子植物中最年轻、进化地位最高的类群之一,该族植物在中国有200种左右,其中不少是中国的特有属种。由于该族种群分化剧烈,因而属间关系复杂,特别是紫菀族内部属间详尽的、准确的相互亲缘关系问题尚待澄清。例如:(1)Aster属作为紫菀族的一个核心属,其内部分化情况怎样?与别的属是如何联系的?分布在新、旧世界的紫菀属(Aster)植物是什么样的关系?(2)旧世界的飞蓬属(Erigeron),马兰属(Kalimeris)分别和美洲大陆的Trimorpha,Boltonia属在种系发生上是什么关系?(3)分类位置长期有争议的属于中国特有的毛冠菊属(Nannogolottis)是否应作为紫菀族的成员?(4)紫菀族中所包含的几大地理分布较为隔离的类群如南美洲和中美洲的Baccharis属群以及欧洲的雏菊属(Bellis)群与广泛分布在世界范围内的紫菀属(Aster),飞蓬属(Erigeron)和白酒草属(Conyza)群是什么关系?这样的地理分布格局又是怎样形成的?等等。这些问题的解决必须依赖植物系统分类学家从不同方面进行更广泛、更系统、更深入的研究,以获取充分的资料和证据,从中找出客观的、正确的答案。
1990年至1991年在瑞典乌普萨拉大学做访问学者时,作者跟随世界著名菊科分支分类学家KareBremer教授,开始涉足菊科紫菀族的系统分类学研究,主要对该族所包含的170属2800多种植物的形态特征进行了分支分析,研究结果《紫菀族的分支分类》1993年发表在《Plant Systematics and Evolution》杂志上。回国后,作者又开展了对中国紫菀族植物的研究。紫菀族植物在中国有28属224种,是一个分化快、种类多、鉴定难的类群。寻找到新的特征成为解决紫菀族内属群间详尽、准确的亲缘关系问题的关键所在,而本类群又鲜见孢粉学研究先例,适逢其时(1996年),笔者考入中国科学院南京地质古生物研究所,攻读孢粉学专业方向的博士学位,师从唐领余教授,系统地学习了孢粉学的理论知识和研究方法,正是基于这样的背景,才得以开展紫菀族的孢粉学研究,试图获得对该类群花粉的变异和演化规律的整体了解和认识,进而从孢粉学角度探讨族内各类群的系统亲缘关系。
本书对菊科紫菀族的36属350种植物花粉进行了光学显微镜、扫描电镜与透射电镜的观察和研究。根据花粉的形状、大小、萌发孔的类型、外壁纹饰和内层结构,首次将紫菀族花粉划分为40个类型,其中很多类型为第一次报道。同时,利用Hennig86程序,对紫菀族40个花粉类型进行了分支分析,结果表明紫菀族分为田基黄亚族(Grangeinae)和紫菀亚族(Asterinae)两个亚族较为合理,从花粉角度证实了Jeffrey关于紫菀族次级划分的论断,并详细讨论了各类型之间的系统演化关系。在此基础上,将所获得的孢粉学资料和植物地理分布结合起来,探讨了紫菀族植物的起源地点和时间,以及多样化中心、分布式样及迁移路线。提出了各类型花粉进化程度的判别标准和完整的分类系统,特别是将花粉形态结构的形成与生境因子联系起来,首次构建了花粉生态类型的概念。最后,按照孢粉特征和形态特征相结合的原则,对紫菀族各重要属、种的分类提出了一系列新的处理意见。
全书包括紫菀族植物36属350种(包括变种)花粉形态描述,花粉类型检索表,地理分布图12幅,光学显微镜、扫描电镜和透射电镜图版(照片)179面。本书适合植物分类学、孢粉学、地质古生物学、医学等专业的高等院校师生和科研单位研究人员阅读参考。
书稿承蒙中国科学院南京地质古生物研究所唐领余、宋之琛、李浩敏、张一勇四位教授审阅,他们提出许多修改意见;安徽师范大学王友保教授协助整理部分资料和进行数据统计,邵剑文教授帮助绘制地理分布图,范佳佳、常强强、潘苗、赵飒娜、左菲菲帮助核对花粉描述和图表数据,盛继露、王芳、杨娟、吕彩婷协助完成部分图版制样工作;中国科学院植物研究所标本馆、江苏省·中国科学院植物研究所标本馆、瑞典自然历史博物馆植物标本馆提供大部分花粉材料;安徽师范大学实验技术中心摄制洗印光学显微镜照片;中国科学院南京地质古生物研究所电镜室帮助摄制扫描电镜照片;同济大学陈士超副教授帮助制作超薄切片与摄制透射电镜照片;中国科学技术大学沈显生教授审校书稿。没有上述单位和个人的热忱相助,本书是不可能完成的。作者谨向上述提到的单位和个人致以诚挚的谢意。
本书得到2011年度国家科学技术学术著作出版基金资助,并入选第15批“华夏英才基金”学术著作出版项目,还得到现代古生物学和地层学国家重点实验室(中国科学院南京地质古生物研究所)开放课题基金(课题号143115)资助和重要生物资源保护与利用研究安徽省重点实验室(安徽师范大学生命科学学院)专项基金资助,谨致谢忱!
限于作者水平,书中难免有疏漏之处,恳切期望读者不吝批评指正。
园林植物的生理生态适应性研究 作者:[此处填写作者姓名或机构名称] 出版社:[此处填写出版社名称] 出版年份:[此处填写出版年份] --- 内容简介 本书集结了近年来在园林植物生理学与生态学交叉领域取得的最新研究成果,系统而深入地探讨了不同园林植物物种在模拟或真实城市环境压力下的生理响应机制及其生态适应策略。全书共分为八个主要章节,内容涵盖了从分子水平的应激反应到宏观尺度的群落结构变化,旨在为现代城市绿化设计、植物选择以及植被恢复提供坚实的理论基础与实践指导。 第一章:城市环境的非生物胁迫因子分析 本章详细剖析了城市环境中常见的非生物胁迫因子,重点关注了大气污染(如 $ ext{SO}_2$、$ ext{NO}_x$、臭氧和颗粒物)、极端温度波动(热岛效应)、土壤盐渍化、干旱胁迫以及光照质量改变(如高光强与人工照明影响)对园林植物生长的影响机理。通过对不同地理区域典型城市的气候和土壤数据进行量化分析,建立了胁迫强度与植物生理指标之间的剂量-反应模型。特别探讨了这些复合胁迫因子协同作用下对植物光合作用效率和水分利用率的综合影响。 第二章:植物水分胁迫响应的分子与生理机制 本章聚焦于园林植物在干旱和水分亏缺条件下的生理适应。内容深入至细胞和分子层面,阐述了渗透调节物质(如脯氨酸、可溶性糖)的积累机制,以及抗氧化酶系统(如SOD、CAT、POD)在清除活性氧物种(ROS)中的关键作用。生理指标方面,详细对比了不同观赏树种(如落叶阔叶树、常绿针叶树和灌木)在水分胁迫下的气孔导度变化、木质部导水率的降低速率,以及激素调控(特别是脱落酸 $ ext{ABA}$)在水分平衡维持中的调控网络。 第三章:耐盐性植物的离子稳态与生物化学适应 盐胁迫是影响沿海城市和道路绿化的重要因素。本章系统梳理了园林植物对钠离子和氯离子的吸收、运输与隔离机制。重点介绍了钠/氢反转体($ ext{NHX}$)在液泡中隔离 $ ext{Na}^+$ 的作用,以及胞质中对 $ ext{K}^+$ 维持的重要性。生化适应方面,分析了耐盐植物在胁迫下次生代谢产物(如生物碱、酚类化合物)的合成变化,这些物质如何参与细胞保护和膜结构稳定。通过对不同耐盐等级植物的转录组数据分析,揭示了差异表达基因在离子转运和胁迫信号转导中的核心地位。 第四章:抗逆性状的遗传改良与分子标记辅助育种 本章将生理生态研究成果应用于园林植物的实际改良。探讨了如何通过分子标记技术(如$ ext{SSR}$、$ ext{ISSR}$和$ ext{SNP}$)快速筛选具有优良抗逆性状的种质资源。内容包括对不同抗逆性状(如抗寒性、抗热性、抗病虫害潜力)遗传基础的解析,以及如何结合基因编辑技术(如$ ext{CRISPR/Cas9}$)对关键调控基因进行精准改造,以期培育出更适应严酷城市环境的新型园林品种。 第五章:城市冠层结构与微气候调控的生理效应 城市绿地对区域微气候的改善作用是其核心价值之一。本章从冠层生理学角度出发,量化分析了不同叶面积指数 ($ ext{LAI}$) 和冠层结构(如乔木、灌木的垂直配置)对冠层内光照截留、蒸散耗量和边界层温度的影响。通过精确测定不同植被结构下的冠层温度梯度和空气湿度变化,论证了合理的植被配置如何有效降低夏季地表温度,减少植物自身的生理水分需求。 第六章:大气污染物对植物光合系统的损伤与修复 本章着重于臭氧 ($ ext{O}_3$) 和二氧化硫 ($ ext{SO}_2$) 对植物光合机构的损伤机理。详细分析了污染物进入叶片后,如何诱导气孔关闭、损害叶绿体结构、抑制关键酶(如$ ext{RuBisCO}$)的活性,并阐述了植物通过增加抗氧化酶活性和修复受损蛋白质来减轻损伤的生理防御策略。此外,还对比了不同树种(如油性叶片与非油性叶片)在污染物吸收和代谢能力上的差异。 第七章:园林植物群落的群落构建理论与生态位分化 超越单一植物个体的研究,本章将视角扩展至群落层面。基于功能性状(Functional Traits)的生态学理论,分析了在城市化梯度下,园林植物群落的物种多样性、功能多样性以及群落稳定性如何变化。探讨了不同物种如何通过资源竞争(如光照、水分、养分)实现生态位分化,从而在高强度干扰下维持群落的生态功能和服务能力。研究引入了结构方程模型来解析环境压力、功能性状与群落稳定性的复杂关系。 第八章:可持续园林设计中的生理生态指标应用 本书的最终应用导向章节。本章提出了一套基于植物生理生态耐受性指标的城市绿地植物选择评价体系。该体系综合考虑了植物的抗逆性、需水需肥特性、对$ ext{CO}_2$ 变化的响应速度等因子,为制定“低维护、高韧性”的城市绿地管理方案提供科学依据。内容包括如何利用遥感技术监测城市植被的生理健康状况,并据此优化灌溉和施肥策略,以实现资源高效利用和景观可持续发展。 --- 目标读者: 本书适合园林设计师、城市规划师、林学、生态学、植物生理学、环境科学等领域的科研人员、研究生以及对城市生态系统管理感兴趣的专业人士。