《科学家在非洲发现和命名兰科植物新种》

  • 来源专题:中国科学院亮点监测
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2018-07-31
  •         近日,中国科学院中-非联合研究中心(以下简称“中-非中心”)在生物多样性研究领域又出可喜成果,研究团队在马达加斯加发现兰科天麻属(Gastrodia)植物新种,并正式对其进行了命名和发表。至今,中-非中心植物学家已在非洲发现并命名7个植物新类群(6个新种、1个新变种),这也是该研究团队首次在马达加斯加发现和发表植物新种。

      天麻属植物分布于印度、东亚地区,经马来西亚一直延伸到澳大利亚,非洲地区也有少量分布,目前全世界共计90种左右,一般生于林下阴湿、腐殖质较厚的地方。该属植物是兰科中一类十分特殊的植物,称之为“全真菌异养生物”,顾名思义,该类腐生兰不能进行光合作用,而是完全依靠真菌进行寄生生活。这也使得该属植物成为研究兰科植物与真菌协同进化的好材料。

      马达加斯加是全球第四大岛,目前已记录原产维管植物11000余种,其中植物特有比例高达83%,当之无愧成为世界著名的生物多样性热点地区之一。2017年9月,在马达加斯加的塔那那利佛大学(Antananarivo University)和津巴扎扎动植物园(Botanical and Zoological Garden of Tsimbazaza)的协助下,中-非中心组织中国科学院武汉植物园、上海辰山植物园和植物研究所等单位,对马达加斯加进行联合科考。在对北部的Montagne D’Ambre国家公园进行考察过程中,研究人员发现一株极少见的天麻属植物,初步鉴定,认为其与东亚分布较广泛的天麻(Gastrodia elata)非常相似。马达加斯加兰科植物约有1000种,其中90%是特有种类。此前,马达加斯加仅记载有兰科天麻属植物一种,即马达加斯加天麻(Gastrodia madagascariensis),但形态上与本次遇到的天麻属植物大相径庭。

      上海辰山植物园研究员黄卫昌、武汉植物园研究员王青锋和胡光万等通过充分的文献查阅和标本比对、详细的形态学研究,最终确定该天麻属植物为从未被记载的植物新种,由于其形态特征与东亚的天麻(Gastrodia elata)相似,于是将其命名为“拟天麻(Gastrodia elatoides W.C. Huang, G.W.Hu & Q.F. Wang)”,以Gastrodia elatoides (Orchidaceae: Epidendroideae: Gastrodieae), a new holomycoheterotrophic orchid from Madagascar 为题发表在最近一期国际植物分类学期刊Phytotaxa上。

      该新种与东亚较广泛分布的天麻(Gastrodia elata)在形态特征上很相似,主要表现在:根状茎节上密被三角状鳞片,具长达60厘米的花梗,花被筒坛形,基部向先端膨大,合蕊柱伸长,基部具蜜腺,先端具两个蕊柱齿。但区别于后者的特征也十分明显,主要特征为:三角状卵形至三角状披针形的苞片明显具三条脉,且基部包裹花柄,唇瓣先端边缘全缘,上唇瓣明显三裂,下唇瓣被白粉覆盖,子房表面具疣状突起等。

      近些年来,随着世界各地植物多样性野外考察和研究的不断深入,天麻属植物新类群的发现如雨后春笋。针对该类群,仅Schlechter于一百多年前提出过分类系统,且仅收录了20种天麻属植物。当前,迫切需要一个更新的、全面而综合的分类系统,以助于将该属植物类群间亲缘关系逐步厘清。特别有意思的是,本次在马达加斯加发现的天麻属植物新种在形态上与非洲其他天麻属植物类群表现出明显的差异,反而与远隔印度洋在东亚分布的天麻(Gastrodia elata)具有很大的相似性,这一谜团希望将来能通过系统发育与生物地理学研究手段揭开。

相关报告
  • 《【科技日报】新疆发现多个植物新属种》

    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2018-08-01
    •         中国科学院昆明植物研究所种质库采集人员在赴新疆开展种子采集时,曾收集到几号鉴定困难的种子。经过最新确认,属我国尚未记载的物种。   研究人员经过形态解剖,查阅相关植物志及国内外相关标本及咨询类群专家后,确认新发现的物种分别是紫草科土库曼狼紫草、十字花科天山糖芥、菊科犁形棘头花、茜草科盾苞茜和轮叶拉拉藤,其中盾苞茜属和棘头花属为我国新记录属。   据介绍,在我国31000余种维管植物中,仅限于新疆分布的物种达1700多种,是我国陆地生态系统的关键地区之一,也是我国野生植物种质资源的重要分布区之一。   依托中国科学院昆明植物研究所建设运行的中国西南野生生物种质资源库除对本次新发现的盾苞茜、轮叶拉拉藤、天山糖芥等3个中国新分布物种的种子作了收集保存外,还通过与国内的教学、科研机构及保护区合作,使黄花牛耳朵、竹溪风毛菊、竹溪繁缕、希陶木、七齿珍珠菜等近年来新发表的物种种子得以妥善收集和保存。   种质库是国家重大科技基础设施,目前种质库已初步建成我国野生植物种质资源保存装置和科学研究体系,旨在对我国野生植物种质资源进行抢救性保护和战略储备,特别是对珍稀濒危、特有和具有重要经济价值的物种进行优先收集保存,为我国生物资源储备提供安全保障。截至2017年12月,种质库通过采集保存种子的方式,已保存了我国野生植物种子9837种,占我国种子植物总数的三分之一。   此项科研成果已以《中国种子植物两个新记录属和5个新记录种》为题,发表在国际植物分类学期刊《土耳其植物学杂志》上。
  • 《日本科学家发现植物叶绿体自噬过程》

    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:李楠
    • 发布时间:2017-11-28
    • 叶绿体可以吸收二氧化碳,促进植物的光合作用,但由于叶绿体无法将来自强烈日光的所有能量用尽,久而久之会造成光敏损伤,因此清除这些有害化合物是保证植物在自然界得以生存的关键。但是,目前研究者们还无法解释崩解的叶绿体是如何被清掉的。日本东北大学跨学科前沿研究所(Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences)藤田正典博士(Masanori Izumi)推测被破坏的叶绿体可能是通过自噬过程被代谢掉的。 自噬是细胞内的液泡(酵母、植物)或是溶酶体(哺乳动物)降解自身细胞器或是其它大分子的过程。日本东北大学的研究者发现了一种新的非典型自噬类型——“叶绿体自噬”(Chlorophagy),该自噬过程能够清除掉植物叶片中强光下分解的叶绿体。这个发现可以帮助人们找到调控植物老化的新方法。 藤田正典博士指出:“叶绿体的代谢对于作物产量非常重要。随着水稻或小麦等作物在收获前由绿变黄,叶绿体也会被消耗掉,这样营养成分得以释放和循环,从而生成谷物,作物最终老化。我们希望能够了解最完整的叶绿体降解原理。”根据这项研究,当拟南芥被暴露在紫外线B(UVB)的可视强光下或者自然光下,其受损害的叶绿体会游离至液泡并与之相互融合,但这种现象在缺少自噬机制的突变植物中不会发生。在突变植物中,被破坏的叶绿体会呈现出不规则的形状,并且变异体植物的叶子在经过紫外线B照射后比自然发生变化的野生叶片更容易凋零。藤田正典教授解释称:“变异体被紫外线照射损伤后,植物细胞会产生活性氧及过氧化氢等物质,叶绿体自噬过程会对这些有毒化合物产生抑制作用,以确保植物在强光照射下能够继续生存。” 这项研究引发了与叶绿体自噬调节机制相关的一系列问题,包括如何发现被破坏的叶绿体并且将其移至液泡中等,研究人员认为,利用基因功能分析能够帮助人们探索叶绿体代谢的新方法。 (编译 李楠)