http://www.kib.cas.cn/xwzx/ttxw/201902/t20190226_5245169.html

文章来源:科技信息中心  |  发布时间：2019-02-26  |  作者:庄会富  |  浏览次数：  |  【打印】 【关闭】

　　由中国科学院昆明植物研究所和中国植物学会共同主办的《植物多样性（英文）》（Plant Diversity）经严格评估，近日被SCI收录，成为昆明植物所继Fungal Diversity之后，第二本被SCI收录的主办期刊。

　　Plant Diversity 前身是1979年创刊的《云南植物研究》，其间曾更名为《植物分类与资源学报》，2016年昆明植物所响应国家建设高水平学术期刊号召，改革昆明植物所主办学术期刊定位，将《植物分类与资源学报》变更为全英文出版的Plant Diversity，力争打造一本植物学领域的高质量学术期刊。

　　Plant Diversity由科爱森蓝文化传播有限公司在全球范围内公开发行，通过ScienceDirect平台开放获取。现任主编为周浙昆研究员和Sergey Volis研究员，感谢广大读者、作者和审稿专家的同时，也希望各位科研人员持续关注Plant Diversity，支持Plant Diversity。

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《Plant Diversity》2018年第5期文章中文简介发布

文章来源:科技信息中心  |  发布时间：2018-11-08  |  作者:刘艾琴  |  浏览次数：  |  【打印】 【关闭】

　　《Plant Diversity》2018年第5期即将出版，为让读者们更好地了解即将发表的文章，中国科学院昆明植物研究所《Plant Diversity》编辑部将第5期每篇文章以中文简介的形式推送给读者，让读者能第一时间了解相关内容。 

　　Seasonal comparison of bacterial communities in rhizosphere of alpine cushion plants in the Himalayan Hengduan Mountains 

　　Shuai Chang，Jianguo Chen，Jianqiang Su，Yang Yang，Hang Sun 

　　高山垫状植物与其他物种之间的正向关联已经被广泛地研究。但是，几乎所有已发表研究均聚焦在大型生物之间的关联上。偶有关于高山垫状植物与根际微生物之间关联的研究，也基本局限于植被生长季节中。在这篇研究中，作者欲探寻高山垫状植物对根际微生物群落的积极影响是否会随季节而变化。研究采用对细菌16S rRNA基因V3区进行高通量测序的方法，来评估两种高山垫状植物根际细菌群落多样性与及其群落结构的季节变化。研究同时检测了高山垫状植物根际及周围裸地土壤的理化性质。研究结果表明，高山垫状植物根际的C、N、S、氨态氮及土壤含水量均显著高于裸地。除土壤pH之外，垫状植物根际其他土壤理化性质并无显著差异。相同微生境中的细菌多样性随季节变化不明显。高山垫状植物对于根际细菌群落具有正向作用，尽管其作用程度因垫状物种不同而有所变化。在以垫状植物为优势种的高山植物群落中，垫状植物物种和土壤总硫含量可能是影响垫状植物根际细菌群落分布及其结构的主要驱动因子。若您还想了解更详细的内容，敬请关注常帅等作者发表于《Plant Diversity》2018年第5期的文章“Seasonal comparison of bacterial communities in rhizosphere of alpine cushion plants in the Himalayan Hengduan Mountains”。 

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　　Diversity of desert rangelands of Tunisia 

　　Mouldi Gamoun， Azaiez Ouled Belgacem,，Mounir Louhaichi 

　　植物是牧场的重要部分。然而，沙漠牧场植物多样性的重要性却时常被低估。在突尼斯，良好生态条件下的沙漠牧场比糟糕的生态条件的沙漠牧场可提供更多的服务的问题引起了争论，而这是因为优良的牧场形成了一个更多样化的植被复合体并产生较多有益的如牲畜饲料和药用植物等。突尼斯近四分之一约550万公顷的土地是牧场，其中 87% 位于干燥和沙漠地区（分别占45%和42%）。在本论文中，作者简要阐述了突尼斯沙漠牧场植物区系的丰富度。大约 135个种是沙漠牧场特有种，优势科是菊科、桑科、十字花科、藜科和豆科，它们代表了大约 50% 的突尼斯沙漠植被的植物种类。如果您对沙漠植被的内容感兴趣的话，不妨关注一下《Plant Diversity》2018年第5期Mouldi Gamoun等作者发表的文章“Diversity of desert rangelands of Tunisia”。 

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　　Fast and abundant in vitro spontaneous haustorium formation in root hemiparasitic plantPedicularis kansuensis Maxim. (Orobanchaceae) 

　　Lei Xiang， Yanmei Li，Xiaolin Sui，Airong Li 

　　根部半寄生植物是寄生植物当中通过根部与寄主建立联系从而从寄主植物处吸取水分和营养，同时又保留光合能力能够部分自养的被子植物类群。吸器是寄生植物从寄主处吸取水分和营养的特征性器官，其发生是寄生植物建立寄生关系的关键步骤。前人对根部半寄生植物吸器发生和发育的研究多局限于探究吸器在受到寄主分泌物以及其他化合物的诱导下的发生过程而常忽略了对自发性吸器发生过程的探讨。自发性吸器指寄生植物在没有寄主存在以及其他化合物诱导下而自发产生的吸器，因此也常被认为是寄生植物进化的初级阶段。然而，在对已知的根部半寄生植物的研究当中，该现象发生频率低，报道种类少，因此限制了对其发生机理的进一步研究。本研究发现，列当科根部半寄生植物甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis Maxim.）可以在不添加任何化学诱导物的水琼脂培养基上产生大量自发性吸器。因此本研究以甘肃马先蒿为研究对象，探究甘肃马先蒿自发性吸器在时间尺度上的发展过程，并探究蔗糖以及根系接触对其自发性吸器发生的影响。甘肃马先蒿自发性吸器最早发现于种子萌发后6天，远远早于之前报道过的根部半寄生植物自发性吸器发生时间，且大部分自发性吸器发生于侧根上。水琼脂培养基上萌发2周后甘肃马先蒿自发性吸器发生率为28.8%，平均吸器数为4个/株。在水琼脂培养基中添加2%蔗糖可提高甘肃马先蒿吸器发生能力至2倍以上。单独生长的甘肃马先蒿幼苗与两株伴生的幼苗具有相同程度的自发性吸器发生能力。因此，甘肃马先蒿可能是揭示吸器发生内在成因以及根部半寄生植物进化历程的良好实验材料。如果您还想了解更多内容，敬请关注《Plant Diversity》2018年第5期向蕾等作者的文章“Fast and abundant in vitro spontaneous haustorium formation in root hemiparasitic plant Pedicularis kansuensis Maxim. (Orobanchaceae)”。 

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　　The first complete plastid genome of Burmannia disticha L. from the mycoheterotrophic monocot family Burmanniaceae 

　　Liuqing Ma，Pengfei Ma，Dezhu Li 

　　水玉簪科（Burmanniaceae）是单子叶植物薯蓣目（Dioscoreales）的一个热带科，包括15属约130种。水玉簪科多数为腐生植物，与丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）有关，与其相邻的自养植物形成菌根网络由此间接吸收宿主养分，也被称为菌根异养型植物（mycoheterotrophs）。生境为湿热的林中或草地上，只有少数能进行光合作用。单子叶植物中典型的菌根异养型植物包括了水玉簪科、无叶莲科（Petrosaviaceae）、白玉簪科（Corsiaceae）、霉草科（Triuridaceae）、鸢尾科（Iridaceae）和兰科（Orchidaceae）的部分类群。水玉簪属（Burmannia L.）是单子叶植物水玉簪科（Burmanniaceae）中最大的属，包含了从自养到异养生活方式的约60个物种，为研究光合作用丧失对植物质体基因组进化的影响提供了一个有用的模型。 

　　目前对整个薯蓣目非光合作用植物叶绿体全基因组的研究是空白的，水玉簪科的其他物种的叶绿体基因组也没有在GenBank上有公布，整个目中只有7种植物的叶绿体基因组完成测序，分别是Metanarthecium luteoviride、盾叶薯蓣（Dioscorea zingiberensis）、几内亚薯蓣（Dioscorea rotundata）、龟甲龙（Dioscorea elephantipes）、Dioscorea villosa、Aletris fauriei和Aletris spicata。因此，对水玉簪属叶绿体基因组的研究将有助于整个薯蓣目植物类群系统发育基因组学研究的开展，对解决水玉簪科的系统分类起到关键性的作用，同时也将有助于更深入地了解水玉簪科叶绿体基因组演化模式，尤其是从光合营养型到混合营养型直到完全菌根异养型等不同阶段伴随着光合作用丢失的叶绿体基因组进化模式。 

　　作者利用基因组浅层测序的方法将首次获得水玉簪（Burmannia disticha L.）的叶绿体全基因组，并对它的叶绿体全基因组和薯蓣目其他已完成叶绿体基因组测序的物种进行比较分析，包括了基因组结构特征、基因含量、GC含量等。主要研究结果如下：水玉簪叶绿体基因组为闭合环状，总长度为157,480bp，有典型的4个区域：均由大单拷贝区（large single copy region, LSC），小单拷贝区（small single copy region, SSC）及两个单拷贝区隔开的 2 个反向重复区（inverted repeat, IR）组成。编码了111个不同基因，包括78种蛋白编码基因，29种tRNA基因及4种核糖体RNA基因（rRNA）。总 GC 含量为34.90%，IR区的GC含量（39.50%）比LSC区（32.30%）的和SSC区（28.80%）的高。更多、更详细的内容，敬请关注马刘青等作者发表于《Plant Diversity》2018年第5期的文章“The first complete plastid genome of Burmannia disticha L. from the mycoheterotrophic monocot family Burmanniaceae”。 

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　　Mapping and breeding value evaluation of a semi-dominant semidwarf gene in upland rice 

　　Xiaoqian Che，Peng Xu，Jiawu Zhou，Dayun Tao，Diqiu Yu 

　　水稻是世界上最重要的粮食作物之一，世界上近一半人口的主食就是水稻。水稻株高是重要的农艺性状，适当地降低株高对提高水稻抗倒伏性和产量提升有重要作用。但目前可利用的矮杆基因较少，矮源遗传基础狭窄。因此，发掘新的矮杆基因及矮源对水稻矮化育种十分重要。云南具有丰富的陆稻资源，水稻和陆稻在许多性状上存在着较显著的差异，因此陆稻资源可以作为进行发掘利用的基因库用于稻作育种。陈晓倩等作者发现云南陆稻品种考翁汉（KWH），是一个少有的陆稻矮杆材料，以它作为供体亲本与云南改良粳稻品种滇粳优1号（DJY1）进行杂交表现出半显性矮杆，回交获得纯合渗入系及定位群体。对它们进行表型观察，QTL定位及育种价值评价，发现位于第一染色体RM6696和RM12047的5.2cM之间的主效QTL qDH1控制半显性矮杆性状，并且该主效QTL在降低株高的同时对产量没有明显的影响，具有一定的育种潜力。您想获得更多、更详实的内容，敬请关注陈晓倩等作者发表于《Plant Diversity》2018年第5期的文章“Mapping and breeding value evaluation of a Semi-Dominant Semi-dwarf Gene in Upland Rice”。 

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　　Generation and characterization of expressed sequence tags (ESTs) from coralloid root cDNA library of Cycas debaoensis 

　　Yunhua Wang，Nan Li，Ting Chen，Yiqing Gong 

　　苏铁现存种类3科10属，约300种，主要分布在热带、亚热带和近亚热带地区，是最古老的种子植物之一，被称为“活化石”。除了在植物进化上有重要研究价值，苏铁还与蓝细菌形成固氮共生体，在生物固氮方面也具有重要的研究价值。苏铁是裸子植物中唯一能与蓝细菌形成固氮共生体的类群，蓝细菌进入苏铁珊瑚根皮层中部形成蓝细菌层，从而形成特异的珊瑚根组织。目前，苏铁和蓝细菌的固氮机制仍不清楚，苏铁中也没有任何参与蓝细菌相互作用的基因被报导。对于像苏铁这样基因组巨大的非模式物种，建立cDNA文库进行EST测序和基因注释是发现其特定功能基因、研究其转录和表达模式的重要途径。同时，这些EST序列还可用于比较研究，为苏铁基因组的进化分析提供丰富的数据资源。 

　　德保苏铁是中国西南部特有分布的一种苏铁属植株，其叶子为独特的三回羽状分叉（大多数苏铁属植物的叶子为一回羽状复叶），在园林绿化上有广阔的开发前景。本研究以德保苏铁的珊瑚根为材料，利用DSN (duplex-specific nuclease)均一化与SMART(switching mechanism at 5′ end of RNA transcript)技术,构建均一化全长cDNA文库。经检测原始文库滴度为1.5×106 cfu/ mL，文库重组率达97%, 插入片段平均长度为1 kb。从文库中随机挑取5393个cDNA克隆测序，获得5011条高质量EST序列，装备成2984条unique序列，其中包括618条contigs和2366条singlets。将获得的unique序列与NCBI非冗余蛋白库(NR)数据库进行BLASTX比对(分值≥ 55)，其中2333条（80.5%）unique序列发现了与其同源的序列。2984条Unique sequences 还在Swiss-port、KEGG和COG数据库进行了比对，成功注释的序列分别为1901，2255，951条。938条序列在4个数据库中都能成功注释，2343条序列至少在一个数据库中成功注释，641条序列在以上4个数据库中没有一次成功注释。Gene Ontology功能分类结果表明，大约1495（50.1%）条unique序列得到了注释，基因类别包括了分子功能部分的2251个条目和生物过程部分的1300个条目等。通过cDNA文库中基因转录的EST的分布频率，初步估计了高水平表达基因的对应蛋白，类金属硫蛋白表达最丰富，其它表达丰富的基因包括DJ-1蛋白、植物类萌发素蛋白(Germin-like proteins,GLPs)、水通道蛋白、EARLY RESPONSIVE TO DEHYDRATION 、WAT1-related protein、膜类固醇结合蛋白等编码基因。主要编码与植物生长发育、生物和非生物胁迫过程起作用的相关蛋白和转录调节因子，以及一些与代谢、蛋白降解相关的蛋白编码基因。根据序列相似性比对结果，筛选得到了22个推测的植物受体样蛋白激酶的同源基因，包括植物凝集素类受体蛋白激酶、富含亮氨酸重复序列类受体蛋白激酶、溶解酶基序类受体蛋白激酶。将本文库的单一序列与来自其他植物的PUT（putative unique transcripts）序列进行BLASTN比对。结果表明其与刺叶苏铁Cycas rumphii PUT(10901)的相似性最高达45.4%，其次为银杏Gingko biloba PUT(10210)和瓦氏泽米Zamia vazquezii PUT(7657)，相似性达14.6%和14.4%，最后为买麻藤Gnetum gnemon PUT(6193)，相似性为1.7%。另外，鉴定了94个不同的2-6核苷酸简单重复单元，即微卫星位点。分别是38个2核苷酸重复，46个3核苷酸重复，8个4核苷酸重复，5和6核苷酸重复均为1个。AG/CT重复单元最多，达23个，其次为AAG/CTT 和ATC/ATG重复单元，分别为10个和9个。20对est-SSR引物扩增到了特异目的条带。构建德保苏铁珊瑚根均一化全长cDNA文库为功能性标记开发和功能基因研究提供了丰富的信息平台。更多信息，敬请关注《Plant Diversity》2018年第5期王运华等作者文章“Generation and characterization of expressed sequence tags (ESTs) from coralloid root cDNA library of Cycas debaoensis”。 

1 Current progress and future prospects in phylofloristics Rong Li , Lishen Qian , Hang Sun 植物区系是一个地区植物发生发展过程的反映，它是在地质历史长河中与环 境共同作用的结果。除现代自然环境的影响外，进化历史过程中可能发生的隔离、 分化、扩散或绝灭等事件对植物区系的形成也有重要影响。传统植物区系地理学 研究主要以植物区系的分类群组成分析为主，而忽视了进化历史的分析。 Swenson 和 Umaña 在研究加勒比海小安第列斯群岛的植物区系时，首次提 出了“植物系统发育区系学(phylofloristics)”的概念，即使用系统发育的方法对 现代植物区系进行研究。融合进化历史的植物区系研究为理解进化过程与生态过 程在植物区系形成中的作用提供了新的视角。李嵘等作者从系统发育的角度综述 了区系组成的系统发育结构特征、系统发育空间分布格局及时空演化特征，同时， 也对基于系统发育维度的植物区系分区及系统发育信息在生物多样性保护中的 应用进行了总结。提出了构建高精度物种水平的生命之树、获取详细精准的物种 地理分布信息、提取完整植物功能性状及开发用于大数据分析的平台建设等 4 个 值得深入研究的热点方向。如果您对相关内容感兴趣，敬请关注《Plant Diversity》 2018 年第 4 期发表的李嵘等作者文章“Current progress and future prospects in phylofloristics”，您会获得更多、更详细的数据。 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468265918300714 2 Taxonomy in the Kunming Institute of Botany (KIB): Progress during the past decade (2008 – 2018) and perspectives on future development Xiangqin Yu , Chunlei Xiang , Hua Peng 植物分类学是植物学研究的重要基础，准确的植物鉴定和命名是几乎所有后 续研究的前提。随着分类学新理论和方法的不断完善及分子系统学的发展，基于 形态和地理的“经典分类学”扩展到了基于多学科研究证据的“整合分类学”。 目前生物多样性危机越来越受到更多公众的关注，分类学知识的积累被赋予了更 重大的意义。中国科学院昆明植物研究所长期立足中国西南，面向东南亚和喜马 拉雅地区，在植物分类学、植物资源与保护和持续利用方面开展长期研究并做出 了重要贡献。余香琴等作者回顾和总结了研究所在陆地植物、真菌及地衣分类学 方面所 取 得 的 研 究 进 展 ， 研 究 类 群 主 要 包 括 苔 藓 植 物 的 花 叶 藓 科 （Calymperaceae）、隐蒴藓科（Cryphaeaceae）、船叶藓科（Lembophyllaceae）、 平藓科（Neckeraceae）、金发藓科（Polytrichaceae）和丛藓科（Pottiaceae）；蕨类 植物的凤尾蕨科（Pteridaceae）和水龙骨科（Polypodiaceae）；裸子植物的红豆杉 科（Taxaceae）和苏铁科（Cycadaceae）；被子植物的菊科（Asteraceae）、秋海棠 科（Begoniaceae）、杜鹃花科（Ericaceae）、大戟科（Euphorbiaceae）、苦苣苔科 （ Gesneriaceae ）、唇形科 （ Lamiaceae ）、兰科 （ Orchidaceae ）、 列 当 科 （Orobanchaceae）、禾本科（Poaceae）、山茶科（Theaceae）和荨麻科（Urticaceae）； 真菌的伞菌科（Agaricaceae）、鹅膏菌科（Amanitaceae）、牛肝菌科（Boletaceae）、 鸡油菌科（Cantharellaceae）、膨瑚菌科（Physalacriaceae）、红菇科（Russulaceae）、 乳牛肝菌科（Suillaceae）和块菌科（Tuberaceae）；地衣的红盘衣科（Ophioparmaceae） 和梅衣科（Parmeliaceae）。同时对于未来昆明植物研究所在植物分类学方向的发 展，作者提出：分类学家应继续探索中国的生物多样性，一方面要重视经典分类 学，尤其是研究类群的传承，另一方面也要吸取新的理论和技术方法，并不断发 展，尤其要注重高水平的、世界性分类学专著的研究工作。更多更详细的内容敬 请关注余香琴等作者发表于《Plant Diversity》2018 年第 4 期的文章“Taxonomy in the Kunming Institute of Botany (KIB): Progress during the past decade (2008—2018) and perspectives on future development”，对于昆明植物研究所分类研究的历史， 您会获得更多有用的信息。 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468265918300738 3 Plant phylogenomics based on genome-partitioning strategies: Progress and prospects Xiangqin Yu , Dan Yang, Cen Guo , Lianming Gao 系统发育是进化生物学、发育生物学、生物地理学、比较基因组学和生态学 等重要学科的基石，近年来随着第一代等测序技术的不断进步和完善，由系统发 育和基因组学相结合而发展起来的新兴交叉学科——系统发育基因组学应运而 生，即应用基因组学大数据揭示类群间的演化关系及分子进化机制。系统发育基 因组学为更好的利用基因组学数据揭示植物系统演化关系及构建可信度高的新 一代生命之树带来了新的契机。在植物系统发育基因组学研究中，常用的方法主 要有基因组浅层测序（genome skimming）、转录组测序(RNA-seq)、简化基因组 测序（RAD-Seq）及目标基因捕获测序（Hyb-seq）等。《Plant Diversity》2018 年第 4 期中，余香琴等作者发表的文章“Plant phylogenomics based on genome-partitioning strategies: Progress and prospects”详细比较了上述 4 种不同的 基因组简化测序方法的应用概况以及优缺点，对开展不同阶元类群的系统发育研 究提出建议，并提出目标基因捕获测序技术将在未来几年的植物系统学研究中表 现出非常大的潜力。此外，作者还对植物系统发育基因组学未来的发展趋势进行 了展望，希望能给予读者们一些借鉴和启示。敬请亲爱的读者们赶紧关注我们了 解相关信息哦。 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468265918300763 4 Studies on diversity of higher fungi in Yunnan, southwestern China: A review Bang Feng , Zhuliang Yang 云南真菌特别是高等真菌（子囊菌和担子菌）丰富多彩，深受国内外学者的 广泛关注。早在 19 世纪末期，外国传教士及学者就曾采集和研究过云南的真菌。 20 世纪 40 年代至本世纪初，戴芳澜、裘维蕃、应建浙和臧穆等前辈基于形态解 剖特征和地理分布规律，对云南高等真菌开展了大量研究，取得了丰硕成果。本 世纪以来，分子生物学技术的应用对云南高等真菌多样性认识带来了革命性的变 化，新物种的发现和描述呈爆发式增长，属内物种起源与生物地理规律不断发现， 种内遗传分化面纱纷纷揭开。以牛肝菌科为例，在 1937—2006 年的 70 年间从云 南描述了共约 47 个新种，而在 2011—2017 年的 7 年期间就发表了至少 56 个新 种（图 1）。迄今，云南已知真菌约 6000 种，其中高等真菌约 3000 种，在国内 独树一帜。 图 1 不同年代发表的云南牛肝菌新种数目 图 2 山川对真菌分布的影响 云南为什么会有这么多物种呢？这与地质因素、地理因素、生态因素等等有 关，它们共同作用导致云南的高等真菌既与其他地区广泛联系，又有明显的自身 的特有性。而且，东喜马拉雅-横断山地区和滇南-滇西南地区是云南的 2 个真菌 多样性中心。 在微进化方面，研究发现金沙江、澜沧江和怒江等河流能够阻隔地下真菌（印 度块菌 Tuber indicum）的基因流，这一结论与动植物研究中获得的结果相似。与 之相反，高山并未能够显著阻隔地上生真菌（网盖牛肝菌 Boletus reticuloceps） 的基因流，很可能因为地上生真菌能够通过风力传播孢子产生有效基因流，这与 动植物研究结果截然不同（图 2）。可见，真菌有其特殊性，这正是研究真菌的 独特价值。还有更多关于云南高等真菌研究的信息，敬请关注冯邦等作者发表于 《Plant Diversity》2018 年第 4 期上的文章“Studies on diversity of higher fungi in Yunnan, southwestern China: A review”。 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468265918300726 5 Pollination ecology in China from 1977 to 2017 Zongxin Ren, Yanhui Zhao, Huan Liang, Zhibin Tao, Hui Tang, Haiping Zhang, Hong Wang 传粉是一朵花的花粉通过媒介传递到另一朵花的柱头上的简单过程。然而， 这一简单的生物学事件却是生态系统中最重要的生态过程之一。被子植物大于 90%的物种需要动物进行传粉，全球约四分之三的农作物依赖于动物传粉。据估 计，人类食物的三分之一归功于昆虫的传粉，特别是一些微量元素，如维生素 C 等几乎全部依赖于需要动物传粉的作物，包括蔬菜和水果。传粉昆虫对全球经济 贡献值估算约为 2150 亿美元，占 2005 年全球农业总产值的 9.5%。粮食安全是 21 世纪全球面临的巨大挑战，近年来，全球性的传粉昆虫种群数量和物种多样 性不断减少，引发了国际社会对传粉危机的重视。 中国是世界上被子植物最丰富的国家，约占世界被子植物种类的 10%，与之 相适应的传粉昆虫多样性我国也最为丰富，并有着世界上一半的熊蜂种类。有着 悠久农耕历史的中国，同样有着悠久的养蜂历史，植物与传粉昆虫互作一直支撑 着我国传统农业的可持续发展。传粉生态学起步于达尔文时代，该学科在国际上 的发展从描述性的观察，扩展到对传粉事件机制的基因组和遗传机制的解释，同 时传粉服务对生态系统、粮食安全和社会发展的贡献和影响得到了充分重视。我 国传粉生态学起步较晚，1977 年，我国蜜蜂研究先驱之一的吴燕如研究员对我 国特产的油茶特化传粉昆虫油茶地蜂等的研究，开创了该领域国内研究的先河。 然而，这一重视传粉昆虫的传统并未得到延续，而中国传粉生态学的发展主要开 始于 20 世纪 90 年代，并且以植物学家为主导。 任宗昕等作者对我国的传粉生态学相关文献进行了全面整理，共收集到英文 和中文文献 600 余篇。基于文献分析和整理，对我国传粉生态学领域的发展进行 了全面的总结和分析，并提出了进一步研究的建议和意见。文章着重回答以下问 题：1）对我国的本土植物的传粉和繁育系统，我们了解有多少？2）相对于国际 上传粉生态学领域的发展态势，我们应该优先研究什么？3）哪些是只有在我国 才能开展的研究并能促进学科的发展，以及对我国生物多样性保护和生态服务做 出贡献。结果表明，我国传粉生态学领域文章数量在 2000 年以后急剧增加，研 究方向也逐渐扩展，囊括了几乎所有分支学科，然而，学科发展极其不平衡。在 植物类群上，研究主要集中在少数的一些科，如列当科和兰科；草本植物占大多 数，木本植物较少。在传粉媒介方面，虫媒传粉研究较多，其它传粉媒介研究很 少；蜂类传粉类群占多数，其它昆虫类群传粉研究较少；传粉昆虫鉴定和行为学 研究远远落后，并成为进一步开展研究的瓶颈之一。研究方法上，单一的研究手 段仍然占多数；单种单居群的研究较多，多居群的比较仍然较少；花特征功能方 面的检测较少；群落水平的研究刚刚起步。令人欣慰的是，我国在高山植物传粉 生态学的研究方面，取得了一系列可喜的进步，如对马先蒿属的研究，验证了机 械隔离对近缘物种共存的重要性。 我国拥有极高的生物多样性，包括生态系统和物种多样性，同时我国拥有世 界上无以伦比的地理和环境梯度，如青藏高原和横断山地区的海拔、经纬度和干 旱梯度。为进一步开展传粉生态学研究提供了独一无二的天然实验室，大量植物 和传粉昆虫类群在这些区域辐射进化，开展这些类群的传粉互作将能深入回答这 一生物多样性热点地区物种多样性形成和维持的重要科学问题。我国生物系统学， 特别是植物系统与进化发展较快，为在历史和地理尺度上开展繁育/传粉系统的 宏观进化方面的研究提供了契机。我国的可持续发展的农业和大量药材等野生植 物的新近驯化，需要更多的开展传粉服务的研究。此外，传粉过程对濒危物种濒 危原因和保护的研究亟待加强。更多、更详实的内容，敬请关注任宗昕等作者发 表于《Plant Diversity》2018 年第 4 期的文章“Pollination ecology in China from 1977 to 2017”，您一定会有意想不到的收获哦。 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468265918300751 6 The role of botanical gardens in scientific research, conservation, and citizen science Gao Chen, Weibang Sun 虽然中国植物园的历史可以追溯到周朝时期，但现代植物园的发源地被公认 为是在欧洲。目前，世界上有超过 2500 个植物园，总共保育了超过 600 万株活 植物。这些植物代表了约 8 万种植物类群，约占世界维管植物的四分之一。然而， 植物园保育的类群距植物保护全球战略（GSPC）要求 70%受威胁的类群异地保 育在植物园的目标还相去甚远。鉴于目前植物园所存的情况，陈高等作者从植物 园的功能方面阐述了世界植物园在科研、科普和保育方面的多重角色（物种保育、 植物繁殖、园艺栽培、种子科学、植物系统和分类、植物遗传发育、生物技术、 恢复生态学、公众参与和环境教育等），介绍了植物园的出现和存在是人类社会 的一种独特福利。同时，以昆明植物园为例，具体介绍了该园过去 80 年在科学 研究、物种保育和持续利用及科普教育方面取得的一系列成就。目前，昆明植物 园保育了超过 7000 多个分类单元、获得过 40 个以上的国家和省级奖项、获得授 权的专利和新品种超过 150 多个、出版了 60 多部专辑和 550 多篇研究论文、每 年接待 80 万以上的游客。昆明植物园的山茶园、杜鹃园、药用植物园、木兰园、 岩石园、树木园、葱园、极小种群野生植物专类园等园区建设方面也取得了长足 的进步。特别是该园依托保育的植物类群为基础，系统开展了极小种群野生植物 的综合保护研究、构建了中国-乌兹别克斯坦全球葱园（昆明中心）专类园、并 在受威胁物种的传粉生物学和种子传播策略研究方面取得了让人耳目一新的研 究进展。最后，对植物园今后面临的问题也进行了展望。如保护有效性的评估和 标准制定问题、避免物种保护过程中的近交和远交衰退问题、保护园艺学学科的 发展问题、植物园物种综合数据的信息化问题、植物园工作人员的能力提升和人 才培养问题及等等如何在科研和科普之间架起桥梁等，在知识、意识和行为上促 进公众对自然的热爱和保护问题、以及植物园物种多样性共存的互作机制问题的 关注等。同时也对上述提及的挑战提出了一些切实可行的应对措施。若想了解更 多详细内容，敬请关注陈高等作者发表于《Plant Diversity》2018 年第 4 期的文 章“The role of botanical gardens in scientific research, conservation, and citizen science”，您一定会有不一样的收获。 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468265918300787 7 Current understanding of maize and rice defense against insect herbivores Jinfeng Qi, Saif ul Malook, Guojing Shen, Lei Gao , Cuiping Zhang , Jing Li , Jingxiong Zhang , Lei Wang , Jianqiang Wu 玉米是我国乃至世界总产量最高的作物，水稻是我国的主要粮食作物，二者 在农业生产上的地位无可替代，每年由于害虫取食造成大量粮食减产。植物虽然 不能移动，但却采取了独特的防御反应来应对害虫取食的侵害。以拟南芥和烟草 为模式植物的双子叶植物受虫害诱导后的防御反应已有较为深入的研究并有相 关报导，相对而言，单子叶植物的虫害防御反应模式研究目前还没有系统的总结 报导。齐金峰等作者系统总结了近年来有关玉米、水稻在受虫害胁迫后防御反应 模式。在基因层面，玉米、水稻可通过受体感知害虫口腔中的激发子，进而通过 茉莉酸、乙烯等信号途径，激活一系列转录因子的表达，进而积累蛋白酶抑制剂、 丁布类化合物等，启动直接防御反应，抑制害虫的生长或者直接将害虫杀死，这 也被称作直接防御反应（图 A）；在生态方面，玉米水稻在受害虫取食后，可以 通过叶片、根部释放挥发物，吸引害虫的天敌，进而诱导天敌更加准确快速的找 到害虫，将其寄生或者捕食，这也被称为间接防御反应（图 B）。相关内容请关 注 齐 金 峰 等 作 者 发 表 于 《 Plant Diversity 》 2018 年 第 4 期的文章 “Currentunderstanding of maize and rice defense against insect herbivores”，您会获 得更多信息。 单子叶植物受虫害诱导的防御反应模式图 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468265918300696 8 Physiological diversity of orchids Shibao Zhang, Yingjie Yang, Jiawei Li, Jiao Qin, Wei Zhang, Wei Huang, Hong Hu 兰科的许多种类具有重要的观赏和药用价值，而且它被认为是单子叶植物中 最进化的类群，其形态的多样性和对环境的适应性让人惊叹。张石宝等作者发表 的题为“Physiological diversity of orchids”的综述文章，对兰科植物的重要生物 学特征、光合作用、光适应、温度适应、水分关系、营养的吸收和利用等进行了 全面综述，介绍了当前相关领域的研究进展，并对未来的研究方向提出展望。 在植物的进化历程中，兰科植物与昆虫、真菌形成密切的协同进化关系，并 且演化出地生、附生、腐生三种生活型。达尔文对兰科植物与昆虫的精巧关系非 常着迷，在 1862 年出版的《兰科植物的受精》一书中，他说：在我的一生中， 比兰科植物更使我感兴趣的问题是从来没有过的。100 多年来，兰科植物的进化 Elicitor Receptor Membrane MAPKs EIN2 Chloroplast TFs LOX AOS AOC LA OPDA OPR J A J A JAR J A-Ile SCFCOI1 Peroxisome JAZs MYC2 H2O2 Nucleus ROS ACS ACO Ethylene EIN3 Gene transcription TFs ETR1 CTR1 ERFs NPR1 SA (A) TPIs BXs， (B) Herbivores Parasitic wasps Entomopathogenic nematodes Herbivores HIPVs HIPVs 与适应一直受到广泛关注，但是许多问题仍未阐明。兰科植物的地理分布非常广 泛，70%以上的物种生长于水分、养分供应受限的树冠。为了适应多样的栖息环 境，兰科植物在形态结构、生活型、生理等方面发展一系列的适应策略。附生兰 科植物通常具有肉质叶、细胞壁和角质层较厚且伴随气孔下陷，而地生兰科植物 通常具有根状茎、球茎或者块茎。大部分兰科植物具有营养生长期较长、生长缓 慢和光合速率较低等特征，其较低的光合速率主要受 CO2 扩散及叶片内部结构 限制。兰科植物的光照需求主要受营养模式、生活型和栖息地的影响，但通常对 光强的要求较低。虽然兰科植物可以通过形态及生理的可塑性来适应光照的改变， 但对光照的突然增加敏感。在温暖地区起源的兰科植物对零上低温十分敏感，而 高山类群对高温胁迫敏感。对于附生兰科植物而言，根被的快速水分吸收、假鳞 茎和叶片的储水、较慢的叶片失水和景天酸代谢是维持干旱条件下植物水分供需 平衡的主要机制。根被和菌根真菌能够弥补根毛的缺失并帮助其从环境中快速获 取养分。在栽培条件下，氮源的形式和浓度会影响兰科植物的生长及开花物候。 由于兰科植物的种子没有胚乳，所以其种子萌发需要通过菌根真菌来获取养分。 一些自养兰科植物的成年植株仍然需要通过菌根来获取碳、氮、磷等其他营养。 因此，自然条件下，兰科植物整个生活史都需要菌根真菌的帮助来获取营养。目 前，兰科植物的生理适应机制并不是很清楚，后续的研究可以关注以下几个科学 问题：（1）导致兰科植物生长缓慢的主要原因是什么；（2）决定兰科植物开花诱 导、开花行为和花寿命的生理机制是什么；（3）养分和大气氮沉降如何影响兰科 附生植物的生理过程及生长存活；（4）如何在兰科植物的栽培中应用菌根真菌。 您对此内容感兴趣吗？赶紧关注张石宝等作者在《Plant Diversity》2018 年 第 4 期上发表的文章“Physiological diversity of orchids”。 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468265918300556