喜树、蓝果树和珙桐的比较胚胎学特征及其亲缘关系

摘要 喜树的花芽形成于五月初，七月开花．雄蕊花药具4孢子襄。药壁一般具5层细胞．表皮一层，宿存。药室内壁一层，具纤维加厚。中层二层。绒毡层一层，分泌型，细胞具二核．绒毡层膜位于外平周壁。在小孢子四分体后期绒毡层细胞分泌球形 的乌氏体，小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为同时型，通过缢缩方式形成四个小孢子。小孢子四分体为四面体型。散粉时孢子囊各自开裂而不两两汇合，花药裂缝螺旋形。花粉2细胞，赤道面具3个孔沟型的萌发孔，外壁具多孔的复盖层。雌雄蕊异熟，虫媒传粉。胚珠倒生，悬垂，具由引孽组织形成的珠孔塞，珠被堕层，珠孔周围的珠被组织细胞申含淀粉粒，珠脊维管束止予合点，具珠被绒毡层，珠被绒毡层分布在从卵器到合点的区段，珠被绒毡层细胞单核。珠孔受精，从传粉到受精的间隔在l天左右。珠心冠大多存在，具承珠盘。珠心为假厚珠心，具单个孢原细胞。胚囊发育为蓼型。线形排列的大孢子四分体中无功能大孢子退化次序是从珠孔端向合点端依次进行。珠孔端第三大孢子至少具一次核分裂能力。成熟胚囊具7细胞，两个助细胞在受精时宿存，反足细胞单核，两个极核在受精前融合，三核并合后核仁不融合成—大核仁。精卵核融合为有丝分裂前型。胚乳发育为细胞型。初生胚乳核分裂前细胞中形成显著的成膜原体。初生胚乳核最初的三次分裂为横裂。胚胎发育为柳叶菜型成熟种子具胚乳，胚直，几与种子等长，子叶披针形，种皮薄，由珠被最外的2 ~ 3层细胞形成。胚与胚乳均含丰富的喹啉类生物碱：喜树碱。 中国蓝果树的花芽形成千早春三月，五月初开花。花下具关节。雄蕊花药具4孢子囊，药壁一般具5～7层细胞。表皮一层，宿存。药室内壁一层，具纤维加厚。中层2—4层．绒毡层一层，分泌型，细胞具2至多核，核可融合成多倍体核，或经核内有丝分裂形成多倍体核，核仁大而显著。小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为同时型。小孢子四分体为四面体型，少数为十字形。散粉时孢子囊两两汇合，花药纵缝开裂。胚珠倒生，悬垂。具由引导组织形成的珠孔塞。珠被单层，珠脊维管束到合点后继续延伸进入珠被，呈“U”字形，具珠被绒毡层，珠被绒毯层细胞单核。珠孔受精。珠心冠大多不存在。承珠盘不存在。珠心为假厚珠心，具单个孢原细胞。胚囊发育为蓼型和葱型。胚囊发育为蓼型和葱型。线形排列的大孢子四分体中无功能大孢子退化次序通常是从合点端向珠孔端依次进行。成熟胚囊具7细胞，两助细胞在受精时宿存，反足细胞单核，两个极核在受精时融合。三核并合后核仁融合成—大核仁。精卵核融合为有丝分裂前型。胚乳发育为细胞型，初生胚乳核最初的四次分裂方向为横，纵，横，横。成熟种子具胚乳，胚直，几与种子等长，子叶椭圆状卵形至卵形，基部浅心形至心形，种皮薄，由5-11层压扁的细胞组成。胚与胚乳均不具喜树碱。 珙桐的花芽形成于夏末，来年春末开花。雄蕊花药具4孢子囊，药壁—般具5 层细胞。表皮一层，宿存。药室内壁一层，具纤维加厚。中层2层。 绒毡层一层．分泌型，细胞具--核0造孢细胞越冬。小孢子母细胞来年春天减数分裂。减数分裂的胞质分裂为同时型。小孢子四分体为四面体型，少数为十字型。散粉时孢子囊两两汇合，花药纵缝开裂。花粉具2细胞。胚珠倒生．悬垂，具由引导组织形成的珠孔塞。珠被单层．珠脊维管束网状分技进入珠被．具珠被绒毡层，珠被绒毡层细胞单核。珠孔受精。珠心具多孢原．珠心冠大多存在。成熟胚囊具7细胞．两助细胞受精时宿存．反足细胞多核，核融合成多倍体核．两极棱在受精时融合。精卵核融合为有丝分裂前型。胚乳发育为游离核型。 鑑于上述现象，本文作者得到以下几点认识． 1．赞同Takhta jan将珙桐属从蓝果树科中分出，珙桐属特有的胚胎学特征有：1)生殖周期长．2)珠被具网状分枝的维管束．3）反足细胞具多倍体棱，4）胚珠具多细胞孢原。
2．蓝果树属与八角枫科有着较与喜树属更为密切的亲缘，即恩格勒系统的篮果树科并不十分自然。蓝果树属与八角枫科共有的重要特证有;花序腋生，花下具关节，花药基着，散粉时孢予囊两两贯通，纵缝开裂．珠被维管束“U”字形，极核在受精时融合，胚乳胞型和游离核型，核果，胚子叶基部。喜棚在许多方面与蓝果树属不同，其中有些特征在山茱萸目中是唯一的。这些特征表现在．花序顶生，花药顶着．药隔突出，散粉时孢子囊各自开裂而不两两贯通，裂缝螺旋形，大孢子四分体中无功能的三个大孢子退化次序通常是从珠孔端向合点端依次进行，第三大孢子发育成双棱雌配子体．珠孔周围珠被组织细胞中具淀粉粒，极核在受精前融合．三核并合后核仁不融合成—大核仁，胚乳细胞型．初生-乳核最初的三次分裂为横裂翅果，胚子叶基部禊形，胚及胚乳具喹啉类生物碱t喜树碱。鑑于上述特征，作者倾向子将仅含蓝果树属的蓝果树科置于八角枫科附近，而将喜树属从蓝果树科中分出并单独成为山茱萸目中的一科。
3.蓝果树属植物虽为东亚一北美间断分布，但在胚胎学上东亚和北美的种具有连续一致的特征。

Quantifying seascape structure: extending terrestrial spatial pattern metrics to the marine realm

Spatial pattern metrics have routinely been applied to characterize and quantify structural features of terrestrial landscapes and have demonstrated great utility in landscape ecology and conservation planning. The important role of spatial structure in ecology and management is now commonly recognized, and recent advances in marine remote sensing technology have facilitated the application of spatial pattern metrics to the marine environment. However, it is not yet clear whether concepts, metrics, and statistical techniques developed for terrestrial ecosystems are relevant for marine species and seascapes. To address this gap in our knowledge, we reviewed, synthesized, and evaluated the utility and application of spatial pattern metrics in the marine science literature over the past 30 yr (1980 to 2010). In total, 23 studies characterized seascape structure, of which 17 quantified spatial patterns using a 2-dimensional patch-mosaic model and 5 used a continuously varying 3-dimensional surface model. Most seascape studies followed terrestrial-based studies in their search for ecological patterns and applied or modified existing metrics. Only 1 truly unique metric was found (hydrodynamic aperture applied to Pacific atolls). While there are still relatively few studies using spatial pattern metrics in the marine environment, they have suffered from similar misuse as reported for terrestrial studies, such as the lack of a priori considerations or the problem of collinearity between metrics. Spatial pattern metrics offer great potential for ecological research and environmental management in marine systems, and future studies should focus on (1) the dynamic boundary between the land and sea; (2) quantifying 3-dimensional spatial patterns; and (3) assessing and monitoring seascape change.

水稻花发育相关基因RA68和OsUBP1的分离与功能分析

　　　　　　　　　　　　　　　　　第一部分 利用减法杂交和RACEs从水稻中克隆了一个编码含有脯氨酸和苏氨酸丰富结构域多肽的cDNA,其相应的基因被命名为RA68。RA68由3个外显子和2个内含子组成，编码的蛋白由219个氨基酸残基组成。该蛋白由一个21个氨基酸残基组成的信号肽，一个亲水性的N－端结构域和一个疏水性的C－端结构域组成。 N端结构域是一段嵌合PTPTSYG motif的富含脯氨酸和苏氨酸的序列。 Southern杂交和序列分析结果表明RA68在水稻基因组中以单拷贝存在，定位于第2号染色体。Northern杂交结果表明RA68在幼芽和花中表达量较高，在根和叶中不表达。原位杂交分析结果表明：在幼苗期RA68 主要在幼芽胚芽鞘的内外层细胞和幼叶原基的表层细胞中表达;转入生殖生长期后，在花序分生组织、枝梗原基顶端、花器官原基、大孢子囊和花粉粒中表达。用GFP作报告基因，用洋葱表皮细胞进行的瞬间表达测试结果显示RA68蛋白定位于细胞核中。转反义RA68水稻植株抽穗期比对照野生型延迟30天左右。这些结果表明RA68可能是水稻花分生组织特征基因，在成花转变过程中起作用。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第二部分 通过RACE和RT-PCR方法分离了水稻OsUBP1基因，其推测编码蛋白含有UBP结构域（Cys Box和His Box）和TopⅥA结构域。RT-PCR分析结果表明OsUBP1在转录过程中通过可变剪接产生多个不同的转录本，这些转录本在叶、根、颖花和幼芽中存在着时空调节表达模式，每种组织中的转录本是不一样的。这些转录本内含子剪切位点除了经典的GT-AG外，还有GC-AG、CT-AC、TT-GA、GT-GA和CT-GA。由于发生了GC-AG的可变剪切产生了OsUBP1的重要功能结构域Cys Box。水稻OsUBP1基因和OsSPO11-1基因位于11号染色体的同一基因座位上。原位杂交分析表明，在花中OsUBP1 mRNA 主要在药壁绒毡层、花粉粒、大孢子囊和颖花底部维管束中表达。转反义OsUBP1植株大多不能正常结实，这说明OsUBP1可能参与水稻的育性调节。 关键词

Age, growth, mortality, and distribution of pinfish (Lagodon rhomboides) in Tampa Bay and adjacent Gulf of Mexico waters

Life-history dynamics of pinfish (Lagodon rhomboides) were examined from data derived from random station surveys conducted in Tampa Bay and adjacent Gulf of Mexico waters during 1993–97. In addition, patterns in spatial distribution and abundance in Gulf of Mexico waters were investigated. Ages determined from whole otoliths ranged from 0 to 7 years, and von Bertalanffy growth models for males and females were not significantly different. Von Bertalanffy growth model parameters were L∞=219.9 mm SL, k =0.33/yr, and t0 =–1.10 years for all fish combined. High gonadosomatic indices during October–December indicated that some spawning may occur in Tampa Bay. Estimated lengths at 50% maturity were 132 mm SL for males and 131 mm SL for females. Total instantaneous mortality rates derived from the Chapman-Robson estimator ranged from 0.88 to 1.08/yr, and natural mortality was estimated to be 0.78/yr. In Gulf of Mexico waters, pinfish catch rates declined with increasing depth, and most pinfish were caught in <17 m of water. Length distributions showed that pinfish segregate by size with increasing depth.

梭梭种群分子生态学研究

中国是受沙漠化影响最严重的国家之一。梭梭(Haloxylon ammodendronBunge)是藜科梭梭属多年生小乔木或灌木，作为荒漠地区主要的建群种和优良固沙植物，梭梭在维持荒漠生态系统的结构与功能、防止土地沙漠化、改善小气候方面具有十分重要的作用。近年来，由于不合理地开发利用，大面积的天然梭梭林衰退甚至死亡。然而，我们对于梭梭种群的空间分布和遗传结构所知甚少。本文拟通过对自然梭梭种群的空间格局、遗传结构、遗传结构的空间分布、以及种子种群与地面植被种群的遗传比较的研究，探讨种群的空间结构特征及成因，评价种群遗传多样性水平，了解遗传多样性在种群内、种群间的分布情况以及在空间上的分布格局，预测种群的遗传潜能，并为制定合理的保护、利用策略提供理论依据。 1．对古尔班通古特沙漠东南部地区处于不同演替阶段的四个梭梭种群的分布格局和种群动态进行了考察。结果表明，不同样地中梭梭种群的幼苗（<0.5m）和幼树( 0,5-lm)均呈聚集分布，样地A、B、D中的成熟个体(>1m)也呈聚集分布，样地c中的成熟个体呈随机分布，从整个种群来看，所有梭梭种群均呈聚集分布。种群的龄级结构图表明样地A和c中的梭梭种群表现为稳定型结构，可进行持续更新，虽然样地D中的种群幼苗和幼树数量较少，但这种现象是暂时的，种群仍具有持续更新的能力，样地B中的种群表现为衰退型结构。 2．利用空间自相关分析检测上述四个种群的空间遗传结构，结果表明，四个种群中的成株均无显著的空间自相关。虽然梭梭的种子散布能力有限，但花粉流有可能是空间遗传结构不显著的原因之一;另一个可能的解释是在种群更新和发展过程中，由于种内竞争的增强而发生了自疏现象。 3．利用ISSR标记对新疆和内蒙古境内共9个种群的遗传结构进行研究。8个引物共扩增出219条带，其中184条(84%)具多态性，种群的遗传多样性水平较高，通过AMOVA分析表明大部分遗传多样性分布在种群内，区域间、种群间的遗传变异均很小。梭梭种群较高的遗传多样性水平可能源于对异质、高胁迫环境的长期适应，而种群间遗传分异低的主要原因是种群间存在强大的基因流。 4．对5个梭梭种群的地面植被和种子库的遗传结构进行了比较分析，并调查了其中3个种群地面植被和种子库的空间遗传结构。结果表明，在所有种群中，地面植被和种子库的遗传多样性水平相似，而地面植被的遗传分异高于种子库的遗传分异：二者在遗传结构的空间分布上也不相同，地面植被种群无显著的空间自相关，而种子库种群在第一距离级上( 0-10 m)呈显著正相关。研究结果表明梭梭种群的种子库有能力保持种群的遗传多样性并减弱种群的遗传分化。 5．研究结果建议，由于现存梭梭种群和其潜在种群（种子种群）仍保持了较高的遗传多样性，种群间的基因交换并没有受到阻碍，因此对梭梭的保护可以与生态恢复工作同时进行。在具体工作中，应充分考虑种群的遗传结构特征及其空间格局，选取适合的种群或种子资源进行恢复与重建，并保持一定水平的种群大小，才能实现种群的稳定发展以及在高胁迫环境中的长期存活。 荒漠生态系统植被结构简单，环境压力大，对荒漠地区主要建群种和优势种植物的空间分布和遗传结构进行研究对于探讨在胁迫环境中各种进化力量（如选择、突变、迁移、漂变）的作用机制有重要意义，并为荒漠生态系统的恢复与重建工作提供了有价值的信息。在本文中，对荒漠植物在较大地理范围内的遗传结构研究、通过空间自相关分析进行种群的空间遗传结构研究、地面植被种群与种子库种群在遗传结构、空间遗传结构上的比较研究在国内均为首例。这些研究结果为进一步深入探讨荒漠植物生态适应与进化的分子机制奠定了基础。

放牧与围栏羊草草原土壤呼吸作用研究

基于静态箱式法，在内蒙古典型羊草草原围栏与自由放牧样地对土壤呼吸作用及其影响因子进行连续两年野外对比观测。结果表明，围栏内外土壤呼吸作用的日、季动态差异不大，日动态呈单峰型曲线，高峰值一般出现在午间11：0014：00，最低值出现在凌晨1：003：00。从整个生长季节来看，土壤呼吸作用的最大值出现在6月中旬到7月底，随后逐渐降低。整个观测期间围栏与放牧样地土壤呼吸作用平均值分别是219.18 mg CO2•m-2•h-1和111.27 mg CO2•m-2•h-1，围栏样地土壤呼吸作用明显高于放牧样地，可能与土壤含水量改善和生物量增加有关。对影响土壤呼吸作用的因子分析表明，放牧使土壤含水量和相对湿度明显降低，而对气温、大气CO2浓度和光合有效辐射的影响并不大，且放牧使羊草净光合速率的影响明显增加，而对气孔导度和胞间CO2浓度影响不大。围栏样地土壤呼吸作用与各影响因子的相关性从大到小依次为土壤含水量、净光合速率、气温、相对湿度、大气CO2浓度、胞间CO2浓度、气孔导度和光合有效辐射，其中土壤含水量和气温是影响土壤呼吸作用的主要环境因子，净光合速率是主要的生物因子。尽管放牧改变了土壤呼吸速率，但土壤呼吸作用各影响因子的排列顺序基本上没有改变,只是发生了量的变化。选择目前常用的土壤呼吸作用水热因子模型，在放牧与围栏羊草草原分别进行了验证和评估。在低温低湿条件下，土壤呼吸作用主要受温度调控，然而，随着温度升高和水分增加，温度单因子模型不能模拟水分对土壤呼吸作用的激发作用。在干旱半干旱的典型草原区，土壤呼吸作用主要受土壤含水量影响，而如果把温度的调控作用考虑进去能进一步提高模型的预测能力。在围栏样地，水热双因子线性模型的相关系数高于其它模型，可以解释土壤呼吸作用82%以上的变化情况，而对于放牧样地来说，指数模型、指数-乘幂模型和指数-Arrhenius方程的相关系数(R2=0.87-0.88)高于线性模型(R2=0.73-0.79)。 在温室实验中，通过模拟典型草原优势植物种羊草不同密度对土壤呼吸作用的影响，采用根系生物量梯度外推法对羊草种群根呼吸作用与微生物呼吸作用进行了区分。结果表明，羊草根系呼吸速率在生长初期最大, 达到33.5 mg CO2•gDW-1•h-1, 随着植物生长逐渐降低而趋于稳定, 在1.1~2.0 mg CO2•gDW-1•h-1之间变动。整个生长季节根呼吸作用占土壤呼吸总量比例从9.7%逐渐上升到52.9%，平均值为36.8%。尽管随着生长根呼吸速率逐渐降低, 但根系生物量的增加却使根呼吸作用所占比例不断升高。

A case study of the disappearance of Arius tenuispinis (marine catfish) in the vicinity of Visakhapatnam due to mechanised fishing

Visakhapatnam is on the eastern sea board of India (17 degree 40' N and 83 degree 15' E) having a continental shelf of 45 km width which is provided with a polychaete rich, silty clay sea floor to a distance of 15 km and beyond, from the shore. Repeated trawling by a large number of trawlers over an area of 900 sq.km (30 x 30) resulted in the hardening of the substratum to the extent of making it uninhabitable to the polychaetes and polychaete feeding fish. The shoaling and strictly demersal marine catfish, Arius tenuispinis, which is a prolific polychaete feeder on the fishing grounds off Visakhapatnam, has been on the decline since 1979. The catch rate of fish dropped from 9.7 kg/boat per day in 1979 to 2.6 kg by 1985-86. In the bottomset gillnets, the catch per net dwindled from 4.4 kg in 1973 to 0.04 kg by 1985-86. The species has virtually disappeared from the fishing grounds off Visakhapatnam and further north, as a results of the cumulative effect of overfishing with trawlnets and bottomset gillnets. It is further aggravated by the hardening of the sea floor on these grounds due to repeated trawling over a narrow zone.