《武汉植物园在气候变化对非洲鞭寄生属(Hydnora)植物及其寄主分布的影响上做出预测》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2022-04-20
  • 气候变化是引起物种分布发生变化的重要因素之一,对其影响进行预测对于物种保护具有重要意义。由于寄生开花植物对寄主存在着不同程度的依赖性,这些植物比自养生物更容易受到环境的影响。但对于气候变化及环境因子对寄生植物及其宿主分布影响的联合分析和研究一直处于空白。武汉植物园东非植物区系与分类学科组的研究人员构建了模型,来研究气候变化在当前及未来对非洲鞭寄生属两种全寄生植物Hydnora abyssinica A.Br和H. africana Thunb.及各自寄主(分别为豆科金合欢属和大戟科大戟属植物)(图1)在分布上的潜在影响。本研究利用5种模型、9个生物气候因子和5个环境因子预测这些物种及其寄主的未来分布变化。 

      鞭寄生属(Hydnora)植物为根全寄生开花植物,是有吸器被子植物最古老的谱系分支之一,包括大约8种非洲和阿拉伯半岛特有的物种,主要分布于干旱和半干旱地区。由于本属植物不易被识别或容易被忽视,对本属植物分布的研究相对不足,人们对其分布的关注远远少于对其进化的关注。该属物种虽然在它们各自的分布区内数量很少,但都没有得到相应的保护。此外,由于农业用地的扩张和药用采摘过度,这些物种正以很快的速度消失。同时,其寄主作为燃料被大量砍伐,寄主的丧失也加速了鞭寄生属植物的消失。因此,需要采取适当的措施来保护这些物种及其寄主,以防止它们野外灭绝。研究影响鞭寄生属物种及其寄主分布的主要因素对了解物种的总体分布以及如何保护至关重要。所提供的信息可用来寻找物种的分布区,以便更好地开展保护。  

      根据2050年和2070年的全球环流模型(CMIP5),应用两种具有代表性的浓度路径情景(RCP4.5和RCP8.5),预测H. abyssinica的分布区将减少41-64%。与H. abyssinica相比,尽管H. africana的分布区更小,且估计其适宜的分布区还可能有12-28%的缩小(图2和3),但它有着更稳定的生存条件,使得这一物种的分布受气候变化影响较小。而且与寄主相比,气候变化对寄主依赖的寄生植物的影响更为严重。模型预测,除Vachelia Karroo、V. xanthophloea和Euphorbia gregaria等寄主植物的分布区缩小程度较高(40-66%)外,其余寄主植物的分布受到的影响较小,而预测的寄主物种分布只会与各自的寄生分布区域有部分重叠。 

      本研究是在王青锋和胡光万研究员的指导下,主要由肯尼亚籍学生Mkala Mbandi Elijah完成,学科组其他非洲籍研究生也参与了本项研究。研究结果以 “How vulnerable are holoparasitic plants with obligate hosts to negative climate change impacts?” 为文章题目,发表在国际期刊《生态信息学》(Ecological Informatics)上。本研究得到了湖北省重点研究开发项目(2020BHB022)和中-非联合研究中心项目(SAJC202101)的资助。

        论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2022.101636

  • 原文来源:http://www.whiob.ac.cn/xwdt/kydt/yjjz/202204/t20220420_6433847.html
相关报告
  • 《武汉植物园在兰科虾脊兰属植物的民族植物学研究中取得进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2021-12-20
    • 全世界有207种以上兰科虾脊兰属(Calanthe)植物,分布于热带和亚热带地区。在传统医学中,该属植物具有重要的药用价值。此外,本属一些物种也常被用作补药及关节疼和牙疼的止痛药。   武汉植物园东非植物区系和分类学科组的研究人员通过对文献进行广泛查阅,收集整理并研究分析了关于虾脊兰属物种的民族植物学用途、植物化学、药理学和保护生物学等方面的数据与资料。分析结果显示,共有19种虾脊兰属植物被广泛用于亚洲不同地区的传统医学中。目前,从虾脊兰属物种中共鉴定出265种不同的化合物,包括生物碱、萜类化合物、酚类化合物及衍生物、菲醌类化合物等。这些化合物表现出诸多宝贵的药理活性,如修复毛发、抗癌、抗炎、抗糖尿病、保护肝脏、抗血小板聚集以及抗菌和抗真菌等。其中,从台湾虾脊兰(C. arisanensis)中分离出来的Calanquinone A对六种恶性细胞系具有抗肿瘤活性。然而,目前对于该属植物的毒理学和安全性研究十分有限,极大地限制了其在临床上的应用。因此,进一步研究其提取物及化合物的毒理学、药物标准和作用机制,对确保质量、安全和疗效尤为重要。保护生物学相关数据显示,虾脊兰属植物的保护情况不容乐观,本属中一些亟待保护的物种,如峨边虾脊兰(Calanthe yuana)和C. ecallosa已在世界自然保护联盟(IUCN)的红色名录中被列为濒危物种。据报道,这些物种灭绝的高风险主要归因于非法贸易和不可持续地采集与利用。因此,有必要制定严格的药用兰花贸易、收集和可持续利用等相关准则,提出行之有效的措施来促进该属物种的保护。本研究对于未来合理利用虾脊兰属植物资源,挖掘开发相关药物及颁布有效的保护策略具有重要指导意义。   研究论文以"Ethnobotany, phytochemistry, pharmacology, and conservation of the genus Calanthe R. Br. (Orchidaceae) "为题发表于期刊Ethnopharmacology上。研究工作得到了国家自然科学基金、中国国家科技基础资源调查项目和中科院中非联合研究中心的资助。肯尼亚籍学生Consolata Nanjala为第一作者,胡光万研究员为通讯作者。
  • 《武汉植物园发表大戟属植物新种》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-04-12
    • 作为植物界中最大的属之一,大戟科中的大戟属(Euphorbia)包含约2000种植物,几乎遍布世界各地,生境复杂,并且物种间形态变异幅度大或者高度趋同。一直以来,大戟属的分类学研究,被认为是一项“硬骨头”。与大戟属最主要的现代地理分布中心——非洲相比,国产的大戟属植物相对较少,共计70余种,主要分布于我国西南横断山区和西北干早地区。目前,围绕该属植物的野外本底调查还不足,前人的分类修订工作年代久远,尚缺少系统的国产大戟属分类学研究工作。   2015年,华东植物爱好者苏享修,在福建省鹫峰山开展野外植物资源调查时,关注到一种具粉红色苞叶的大戟,当时暂定为东亚的广布种——京大戟(Euphorbia pekinensis)。随后的六年间,更多的野外居群在鹫峰山地区被陆续报道。其植株更为高大、具粉红色苞叶等特征,能较明显地与京大戟区分开来。   在武汉植物园王青锋研究员的指导下,助理研究员魏能等人与福建省林业相关部门一道,围绕该大戟属植物开展了系统分类学研究。在充分的文献查阅和标本比对基础上,开展了形态特征和系统发育研究。由于其果实具疣状突起,而杯状聚伞花序的腺体无附属物结构,该大戟植物能较为容易地被锁定在大戟属大戟亚属中的泽漆组(sect.Helioscopia)。   形态上,该大戟植物与Euphorbia pekinensis和E.jolkinii最为接近,而主要的区别特征包括:高可达1.6米,地上茎不分枝,叶片大小(5-18×0.6-3cm),花果期的苞叶呈粉红色,腺体4-6,绿色至黄褐色,肾脏状圆形。从分子系统学的角度,研究人员基于ITS和ndhF序列信息,开展了泽漆组的系统发育树的重建。研究发现,该大戟与E.micractina-E.fauriei构成的分支互为姐妹群(BS=95;PP= 1.0),然后与E.jolkinii和E.adenochlora共同构成单系(BS=100;PP=1.0)。该研究提出,泽漆组中的东亚已测序类群共同构成东亚分支(East Asian Clade)。最终,形态学和分子系统学证据均支持,该大戟属植物为从未被记载的植物新种。    为纪念资深植物爱好者苏享修先生对该新种发现和发表做出的突出贡献,以及为推动华东地区植物本底调查所做出的努力,研究人员用苏享修先生的名字命名该植物新种,即Euphorbia xiangxiui N.Wei,Q.Yu,G.X.Chen&Q.F.Wang(修大戟,中文名遵照苏享修先生的意愿)。值得一提的是,在发表过程中,大戟属国际同行不仅对该新种表示高度认可,而且还建议将该颜值颇高的大戟新种在世界内保育和推广,进而更好地走入到公众的视野之中。   该研究获得国家自然科学基金项目(32070231)、中-非联合研究中心项目(SAJC202101)和中国科学院大学公派联合培养博士生奖学金的支持。研究结果以“A Remarkable New Species of Euphorbia section Helioscopia (Euphorbia subgenus Esula, Euphorbiaceae) from Jiufeng Mountains in Fujian Province, Eastern China”为题发表在最新一期的国际植物分类学期刊Systematic Botany上。