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科研进展

王红研究组在被子植物基部真双子叶类群花粉性状演化研究中取得新进展

文章来源:中国科学院东亚生物多样性与生物地理学重点实验室  |  发布时间:2017-11-09  |  作者:张明英  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  分子系统发育APG系统为被子植物的演化研究提供了全新的视角和基础框架。孢粉学在植物形态、分类学研究中占有重要地位,花粉形态可以作为建立被子植物高级分类阶元的重要依据。分子系统发育研究的快速发展和花粉形态数据的大量累积,使得利用花粉形态性状重新审视被子植物各大分支及其以下阶元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王红研究员带领的研究团队,基于被子植物基部真双子叶类群(Basal Eudicots)最新的分子系统发育学研究结果,利用叶绿体基因片段matKrbcL构建该类群属级水平分子系统发育框架,对该类群41319620个花粉形态性状进行了演化重建分析。研究表明,花粉形状、大小、极面观、外萌发孔形状以及覆盖层纹饰等性状在基部真双子叶类群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、外萌发孔形状由沟状向孔状演化、萌发孔位置由沿赤道分布向周面分布演化、覆盖层纹饰由简单向复杂演化;此外,复合萌发孔首次在该类群中出现。同时,研究进一步揭示,在早白垩纪的巴列姆阶至阿尔必阶,花粉性状状态发生了集中转变,可能与该类群的快速辐射分化以及不稳定的气候地质历史事件有关。此外,演化相关性分析发现,在基部真双子叶类群中,植物草本生长型与近球形花粉、木本生长型与扁球形花粉之间分别呈显著相关性。 

  该研究成果以“Evolution of Angiosperm Pollen: 4. Basal Eudicots”为题,以系列文章发表于国际著名植物学期刊 Annals of the Missouri Botanical Garden文章链接)。张明英博士为该文章第一作者。该研究是由王红研究员与英国爱丁堡皇家植物园 Stephen Blackmore 教授共同主持的国家自然科学基金重大国际(地区)合作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4部分。该项目通过大尺度、大规模的取样,利用多种分析方法,系统地开展被子植物花粉形态演化式样研究,以厘清被子植物花粉的起源和演化问题,并探讨主要的驱动因子。 

 

  基部真双子叶类群花粉形态多样性

 

  基于CHB分析的花粉及2个生态性状演化式样A

 

  基于CHB分析的花粉及2个生态性状演化式样B

  图片说明:

  基部真双子叶类群花粉扫描电镜图片 

  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. 

(责任编辑:李雪)


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