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昆明植物所被子植物单子叶分支花粉性状演化研究获进展

昆明植物所被子植物单子叶分支花粉性状演化研究获进展

  花粉形态学作为广义形态学的一个分支,可以作为建立高级分类阶元的一个重要依据。随着大量花粉形态数据的不断累积,以及分子系统学研究的快速发展,使得利用花粉形态性状重新审视被子植物各大分支及其以下阶元的系统演化关系成为可能。

  近期,中国科学院昆明植物研究所研究员王红带领的研究团队,基于单子叶分支(Monocots)目前最完善的分子系统框架,对该分支1270个科125属的19个花粉形态性状进行了整合分析。研究发现:单子叶花粉形态多样,泽泻目(Alismatales)和鸭跖草目(Commelinales)的花粉性状在所研究类群中转变频次较高,天门冬目(Asparagales)、多须草目(Dasypogonales)和姜目(Zingiberales)则较低;花粉极面观(Outline 幸运28 in polar view)、花粉大小(Size)和覆盖层(Tectum在演化过程中转变较频繁。花粉形态性状具重要分类意义,如在泽泻目3个主要分支:岩菖蒲科 Tofieldiaceae、天南星科 Araceae 和泽泻分支 alismatids 中;明晰了对一些具争议的系统位置,如鸭跖草分支 commelinids 内部五个目,以及禾本目 Poales 的基部类群的系统关系。同时,研究揭示了在白垩纪的阿尔布阶到土伦阶期间(Albian-Turonian Stage)发生了剧烈的花粉形态演变,可能与该时期的环境气候相关。削减的外壁、覆盖层、中间层和柱状层的丢失与潮湿或沼生-水生环境高度相关。覆盖层的变化响应了生境湿度的转变,柱状层在水生环境中丢失。

  该研究成果以Evolution of Angiosperm Pollen. 3. Monocots 为题,以系列文章的形式发表于国际植物学期刊 幸运28 Annals of the Missouri Botanical Garden。博士生骆洋和副研究员陆露为该论文的并列第一作者。该研究是由研究员王红与英国爱丁堡皇家植物园教授 Stephen Blackmore 共同主持的国家自然科学基金重点国际(地区)合作研究项目“被子植物花粉形态性状演化及其驱动因子”系列研究中的第3部分。该项目通过大尺度、大规模的取样,利用多种分析方法,系统开展被子植物花粉形态演化式样的研究,以厘清被子植物花粉的起源和演化问题,并探讨主要驱动因子。

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图1 单子叶分支花粉形态性状多样性 

 

2 单子叶分支花粉形态性状演化式样