中国黑龙江省嘉荫地区乌云组古果实学研究

白垩纪末至第三纪初（K/T界限，距今约65Ma），恐龙大规模灭绝，爬行类的优势地位被哺乳动物所取代;裸子植物和蕨类急剧衰退，被子植物蓬勃发展，并逐渐成为地表植被的主体，研究这一时期的植物群的结构和特征进而揭示植物演化和环境变迁的规律及其相互关系是当今地球科学、生命科学和环境科学的重要研究内容。黑龙江省嘉荫地区的乌云组产有丰富的植物化石，其地质时代虽未定论，但不超出晚白垩世马斯特里赫特期至早第三纪古新世的范围，处于K/T界限，对其植物群的研究意义重大。乌云植物群以往的研究在古果实学研究方面明显不足、在植物群的性质的认识及乌云组时代的确定等方面存在很大争议。本文重点研究了乌云组的果实和种子化石，增添了新的植物类群，丰富了此植物群的研究内容，对乌云组的时代问题的确定提供了新的证据。 本文研究了乌云组的Nordenskioldia borealis（昆兰树科）、Nyssidium jianyinense sp. nov. （连香树科）、Hypericum zhuii sp. nov. （金丝桃科）、Amersinia obtrullate（广义山茱萸科）、Acer wuyunense sp. nov.（槭树科）等5种果实和种子化石。Nordenskioldia borealis的果无柄、为分果、小果瓣环绕中央柱轮状排列。Nyssidium jianyinense的果序为圆锥果序、蓇葖对生、蓇葖腹缝相对、果皮三层。Hypericum zhuii的种子外形呈长椭圆形、端部具乳突、表面网状、种脊明显、种皮两层、外种皮细胞的垂周壁明显加厚。Amersinia obtrullate果序头状、果镘形、3果室。Acer wuyunense果为翅果、小坚果被明显侧翼、翅强烈下延，包围小坚果。经修订和补充，乌云植物群目前共有维管植物48属60种，其中，蕨类植物4属6种、裸子植物7属7种、被子植物37属48种，被子植物占总种数的80%、占总属数的77%，被子植物占绝对优势。当时的群落类型湿生群落和中生群落类型为主，湿生群落主要有：由Sequoia、Metasequoia、Taxodium、Glyptostrobus等组成的针叶林;以Nyssidium、Trochodendroides占优势的阔叶林。 以Metasequoia占优势的针叶林和以Nyssidium、Trochodendroides等占优势的阔叶林。乌云植物群中热带和亚热带成分占种子植物总属数的54%，而温带成分则占36%，亚热带成分占优势，当时的气候-植被类型为亚热带常绿林或常绿夏绿混交林。Nordenskioldia、Nyssidium、Amersinia、Acer化石的地质分布不早于古新世的地层，这—证据不支持乌云组的地质时代划为晚白垩世，而支持划归古新世的观点。

杉料（Taxodiaceae）植物精油和双黄酮成分研究及化学分类初探

本文以杉科（Taxodiaceae）五属六种植物--杉木属（Cunninghamia）的杉木（C. lanceolata）、水松属（Glyptostrobus）的水松（G. pensilis）、落羽杉属（Taxodium）的池杉（T. ascendens）、水杉属（Metasequoia）的水杉（M. glyptostroboides）、柳杉属（Cryptomeria）的柳杉（C. fortunei）及日本柳杉（C. japonica）为材料，进行了以下研究： 1、用气相色谱－质谱－计算机联用法，在统一条件下测定了上述植物叶的精油成分及各成分百分含量。共检测到七十余种成分，包括α－蒎稀（α－pinene）、龙脑（borneol）、乙酸松油酯（terpinyl acetate）、杜松烯（cadinene）等十六种共有成分和其它分布各异的成分。 2、用柱层析和薄层层析法从杉木中提取、分离、纯化了5个双黄酮成分，鉴定为一类3'-8"联接的化合物，分别为穗花杉双黄酮（amentoflavone）、长叶世界爷双黄酮（sequoiaflavone）、银杏双黄酮（gingetin）、榧黄素（kayaflavone）和金松双黄酮（sciadopitysin）。 3、用薄层层析法检测上述5个双黄酮成分在6种植物中的分布，发现每一植物均含有这五个已知化合物。 4、根据以上结果并结合文献资料，讨论了以下问题： 1）、杉科植物精油成分及其组成特点; 2）、杉科植物双黄酮成分及其分布规律; 3）有关柳杉与日本柳杉关系的化学证据; 4）有关水杉归属的化学证据。

水松生殖生物学的研究

本文运用组织化学技术、透射电镜技术，就水松雌雄配子体发育，精卵细胞形成和结构，受精作用以及细胞质遗传等问题进行了较为详细的研究。主要结果如下： 1 绒毡层发育与雄配子体发育，尤其与花粉外壁的形成关系密切。绒毡层组织在小孢子母细胞和减数分裂时期达到发育高峰。四分体阶段和游离小孢子发育前期，绒毡层细胞中内质网、脂体、线粒体非常活跃，参与孢粉素和乌氏体的形成和转移。乌氏体有球形、星芒状两种类型，它们主要参与花粉外壁内层和外壁外层的建成。小孢子发育后期绒毡层细胞开始明显解体。 2 减数分裂阶段，质体、线粒俺等细胞器和造粉体随细胞核和染色体的变化，出现有规律的迁移现象。减数分裂前期，细胞核移到细胞的一侧;各种细胞器和造粉体迁移到细胞的另一侧，并随染色体移向细胞中部而转移到细胞质周缘。减数分裂中期l和后期，各种细胞器和造粉体汇聚在赤道板丙侧分布。说明细胞质中微管系统在起调节作用。 3 花粉壁形成开始于四分体时期。片层状结构的外壁内层随纤维状原外壁的出现雨形成。外壁外层和花粉内壁在小孢子发育中期几乎同时形成。小孢子细胞和绒毡层组织共同参与了外壁内层和外壁外层孢粉素物质的合成、转运。水松成熟花粉由孢粉素组成的外壁外层、片层状结构的外壁内层及有分层状结构的内壁构成。 4 传粉到受精间隔要四个月左右的时间。六月上旬，花粉管和精原细胞抵达颈卵器上部。精原细胞富含淀粉粒、质体、线粒体和异形泡并分区分布。受精前，精原细胞分裂形成两个大小和形状相同豹精细胞。精细胞含有质体、线粒体和异型泡等细胞器。 5 雌配子体游离核持续时间长，从颈卵器原始细胞形成到卵细胞发育成熟所需时间较短。复合颈卵器结构，颈细胞和套层细胞形态结构特殊。中央细胞不经分裂，直接行使卵细胞的功能。 6 成熟卵细胞中除弋量各种形式的内含物外，细胞质被庞大的内质网包围、分割，形成网膜系统。质体、淀粉等细胞器被包含成大内含物。在卵核周围细胞质中没有发现质体和发育完好的线粒体存在。 7 受精作用发生在六月十日左右。雌雄核融合时，朝向精核一面的卵核形成凹陷，精核陷入其中与卵核进一步融合。精卵融合可发生在颈卵器的上部、中部、下部甚至底部。有旋转受精、两个精核同时与一个卵核受精及多卵细胞现象等。 8 新细胞质主要为雄性细胞质成分。合子转移到颈卵器基部分裂，形成原胚游离核。合子、新细胞质和游离核周围淀粉鞘显著。八游离核时期形成细胞壁，新细胞质和淀粉粒转移到原胚细胞中。 9 水松的质体和线粒体为父系遗传。

Development and Light Response of Leaves of Metasequoia and Close Relatives

Metasequoia glyptostroboides is a useful nearest living relative (NLR) of the Eocene fossil Metasequoia. Research on modern Metasequoia might give us some clues about its fossil counterpart. During this study the leaf anatomy of Metasequoia, Glyptostrobus, Sequoia and Taxodium was investigated with light microscopy and transmission electron microscopy. Metasequoia exhibits several characteristics of typical sciaphilic plants, such as slightly arched outer cell walls in the adaxial epidermal cells, strongly arched outer cell walls in the abaxial epidermal cells, mesophyll composed of spongy cells, chloroplasts with well-developed grana not only in mesophyll cells but in both the adaxial and abaxial epidermis. Based on comparison of leaf morphology and anatomy, we conclude that Metasequoia is best adapted to low light intensities, Sequoia and Taxodium are intermediate, and Glyptostrobus is adapted to higher light intensities. The effects of light intensity on mesophyll plastids of Metasequoia leaves were studied with trees grown under different light intensities. Metasequoia had the ability to synthesize chlorophyll under complete darkness and was stressed under high light. These characteristics would provide adaptive advantages for Metasequoia to adapt to low intensity, low angle, polar light at their Eocene high latitude paleoenvironments, particularly during the polar spring when light levels are exceedingly low. It provides evidence to explain why Metasequoia was the dominant tree species in Eocene high latitudes. The thesis is written as an article to be submitted to the American Journal of Botany.