《武汉植物园在凤仙花属植物种子微形态与演化研究中取得进展》

  • 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:2022-02-21
  •  凤仙花属植物隶属于凤仙花科,全球已记载有超过1000种,是被子植物中物种最为丰富的属之一,主要分布于亚欧大陆和非洲。凤仙花属植物因其形态而得名,其花形宛如飞凤,头翅尾足俱全,花瓣五色相杂,有“双子叶中的兰花”的美称。此外,该属植物亦具有药用价值,能祛风除湿,活血化瘀,对毒虫咬伤亦具一定功效。然而,该属植物却是公认的分类学上的困难类群。近日,武汉植物园东非植物区系和分类学科组研究团队联合湖南师范大学生命科学学院植物分类学团队在Frontiers in Plant Science期刊发表了题为“Evolution and Taxonomic Significance of Seed Micromorphology in Impatiens (Balsaminaceae)”的研究论文。该研究通过扫描电镜获取凤仙花属植物种子微形态数据,探讨了其潜在的分类价值;利用ITS,atpB-rbcL构建系统发育框架,重建种子性状祖先状态,推测了种皮纹饰的演化路线;同时,对该属植物种皮纹饰多样性与种子传播途径和环境适应的关系进行了分析和探讨。研究结果为后续凤仙花属植物分类学研究提供了较为全面的种子微形态数据资料,为进一步探讨凤仙花属起源、演化问题及生物地理研究奠定了基础。

      研究结果表明:(1)凤仙花属植物种皮纹饰多样性极高,具有亚属水平和种水平的分类价值(图1)。(2)种子形状、初级纹饰、垂周壁三个种子性状祖征明确。(3)种皮纹饰演化经历了复杂的演化过程,且不同于花、果实的演化机制(图2)。(4)种皮纹饰多样化可能与种子传播方式和环境适应有关。

      湖南师范大学硕士研究生宋永秀和武汉植物园博士研究生彭帅为论文共同第一作者,湖南师范大学丛义艳老师和武汉植物园胡光万研究员为共同通讯作者。研究工作得到了国家科技基础资源调查项目(No. 2019FY101800)、第二届青藏高原科学考察与研究项目(No.2019QZKK0502)、国家自然科学基金(No. 31970211)、湖南省重点作物不育系种质资源创新与应用实验室(2016Tp1011)的资助。

  • 原文来源:http://www.whiob.ac.cn/xwdt/kydt/yjjz/202202/t20220218_6357757.html;https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.835943/full
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    •  近日,中国科学院武汉植物园东非植物区系与分类研究团队联合湖南师范大学生命科学学院植物分类学研究团队,命名了两个在云南高黎贡山地区发现的凤仙花属植物新种:姚家坪凤仙花(Impatiens yaojiapingensis Y.Y.Cong, G.W.Hu & T.Hu)(图1)和隆阳凤仙花(Impatiens longyangensis Y.Y.Cong, G.W.Hu & S.Peng)(图2)。同时与湘西民族职业技术学院团队合作,发表了在武陵山区湖北省和湖南省境内发现的凤仙花属一个新变种:多毛块节凤仙花(Impatiens piufanensis var. villosa G.W. Hu, S.X. Ding & S. Peng)(图3)。   凤仙花属(Impatiens L.)隶属于凤仙花科(Balsaminaceae),其花部形态和颜色极具多样性,被称为“双子叶植物中的兰花”,观赏价值极高。该属植物主要分布于热带非洲、马达加斯加、印度南部和斯里兰卡、喜马拉雅山脉东麓和亚洲东南部地区,其生境复杂多样,包括路边沟渠、溪边、林下、林缘、山谷和石灰岩山地等。凤仙花属一直是植物分类学研究上一个困难且具挑战性的类群,其标本不易制作且难以保存,花器官形态也不容易从腊叶标本上观察;且其种类丰富,到目前为止,全世界已记载的凤仙花属植物种数已超过1000种,并仍不断有新的种类被发现。中国是凤仙花属植物资源最丰富的国家之一,已有约350种凤仙花被报道,其中约3/4的种类为中国特有,主要分布于西南山区,其中云南省已报道的凤仙花属植物种数超过了160种,湖北省则有38种,湖南省35种。   姚家坪凤仙花于2021年7月在云南省泸水市被发现,形态上近似于丝序凤仙花(Impatiens sterilis Y.Y.Cong & Y.X.Song),但可以通过它长圆形或卵状长圆形的叶片,具1–3对棒状腺体的叶柄,多少被毛的花梗,宿存的苞片和笔直的距等特征进行区分(图1)。隆阳凤仙花于同年10月在云南省保山市被采集到,它在形态上与上江凤仙花(I. shangjiangensis Y.Y.Cong & J.Z.Gu)相似,但可以通过它不带有腺体的叶柄,卵状披针形或披针形的叶片,更短的花梗,卵形的苞片,更长的距,近圆形的旗瓣等特征区进行区分(图2)。系统发育分析结果表明它们均属于本属总状花序组(I. Sect. Racemosae)。   多毛块节凤仙花(Impatiens piufanensis var. villosa G.W. Hu, S.X. Ding & S. Peng)是于2021年6月和8月分别在湖北省咸丰县和湖南省保靖县进行植物资源考察时被发现的,它和块节凤仙花原变种在形态上高度吻合,但是在茎,叶,花等部位密被白色柔毛(图3),又显著不同,这种植株多毛现象在整个凤仙花属中都比较少有。系统发育分析结果表明它属于凤仙花组(I. Sect. Impatiens),处理为块节凤仙花的变种是合理的。   姚家坪凤仙花和隆阳凤仙花以“Two new species of Impatiens (Balsaminaceae) from Gaoligong Mountains, Yunnan, China”为题近期发表于国际植物分类学期刊Phytotaxa上,湖南师范大学与武汉植物园联合培养的在读硕士研究生胡田和武汉植物园在读博士研究生彭帅为论文共同第一作者,湖南师范大学的丛义艳博士和武汉植物园的胡光万研究员为通讯作者。多毛块节凤仙花以“Impatiens piufanensis var. villosa (Balsaminaceae), a new variety from Hubei and Hunan, China”为题也发表在Phytotaxa期刊上,武汉植物园在读博士研究生丁世雄和湘西民族职业技术学院刘辉华老师为论文共同第一作者,武汉植物园胡光万研究员为通讯作者。野外调查工作得到了国家重要野生植物种质资源库的支持,并得到国家科技基础资源调查专项(项目编号:2019FY101800)及国家自然科学基金项目(项目编号:31970211)的资助。
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