花、基因、禾本科

禾本科植物是一类植物科，也被称为“禾草科”或“禾叶植物科”，包括了一些重要的农作物，如大米、小麦、玉米和稻草等。

禾本科植物的主要特征包括：
1. 叶片形态：禾本科植物的叶片通常是狭长而线状，被称为“禾叶”。

禾叶叶片通常呈平行排列，叶缘一般是锯齿状或具有细齿。

2. 茎秆结构：禾本科植物的茎是圆柱形的，被称为“秆”。

秆具有较高的力学性质，能够支撑植物的生长。

3. 花序：禾本科植物的花序通常是复花序，即由花序轴上的多个小花序组成。

花序形态多样，有穗状花序、聚伞花序、头状花序等。

4. 花部特征：禾本科植物的花具有两性花或单性花。

花被通常由两片鳞片状的苞片和两片颖片组成，颖片长度不一，上部颖片较短，下部颖片较长。

5. 果实形态：禾本科植物的果实通常是谷粒状或果穗状。

谷粒状果实是种子包裹在一个果壳内，如稻谷和小麦。

果穗状果实是种子直接附着在茎上形成的，如玉米。

这些特征是禾本科植物的共有特征，但在不同的禾本科植物之间仍然存在一定的变异和差异。

中文名拉丁名发表时间刊物科、属基因组大小拟南芥Arabidopsis thaliana Nature十字花科、鼠耳芥属125M水稻Oryza sativa. ssp. indica Science禾本科、稻属466M水稻Oryza sativa. ssp. japonica Science禾本科、稻属466M杨树Populus trichocarpa Science杨柳科、杨属480M葡萄Vitis vinifera Nature葡萄科、葡萄属490M衣藻ChlamydomonasreinhardtiiScience衣藻科、衣藻属130 M小立碗藓Physcomitrella pattens Science葫芦藓科、小立碗藓属480M 番木瓜Carica papaya Nature番木瓜科、番木瓜属370M 百脉根Lotus japonicus DNA Res.豆科472 Mb三角褐指藻PhaeodactylumtricornutumNature褐指藻属高粱Sorghum bicolor Nature禾本科、高粱属730M 玉米Zea mays ssp. mays Science禾本科、玉米属2300M 黄瓜Cucumis sativus Nature Genetics葫芦科、黄瓜属350M 大豆Glycine max Nature豆科、大豆属1100M 二穗短柄草Brachypodium distachyon Nature禾本科、短柄草属260M 褐藻Ectocarpus Nature水云属196M 团藻Volvox carteri Science团藻属138M蓖麻Ricinus communis NatureBiotechnology大戟科、蓖麻属350M小球藻Chlorella variabilis Plant Cell小球藻科46M苹果Malus × domestica Nature Genetics蔷薇科、苹果属742M 森林草莓Fragaria vesca Nature Genetics蔷薇科、草莓属240M 可可树Theobroma cacao Nature Genetics梧桐科、可可属430-Mb 野生大豆Glycine soja PNAS豆科、大豆属Mb褐潮藻类AureococcusanophagefferensPNAS57M麻风树Jatropha curcas DNA Res.大戟科、麻风树属410M 卷柏Selaginella moellendorffii Science卷柏属212M 枣椰树Phoenix dactylifera Nature 棕榈科685M琴叶拟南芥Arabidopsis lyrata Nature Genetics十字花科、鼠耳芥属Mb 马铃薯Solanum tuberosum Nature茄目、茄科、茄属844M 条叶蓝芥Thellugiella parvula Nature Genetics盐芥属140M 白菜Brassica rapa Nature Genetics十字花科、芸薹属485M 印度大麻Cannabis sativa Genome biology大麻属534M木豆Cajanus cajan Naturebiotechnology豆科、木豆属833M蒺藜苜蓿Medicago truncatula Nature豆科苜蓿属500M 蓝载藻Cyanophora paradoxa Science灰胞藻门70M谷子Setaria italica Naturebiotechnology禾本科、狗尾草属490M谷子Setaria italica Naturebiotechnology禾本科、狗尾草属预估510M，组装出400M番茄Solanum lycopersicum Nature茄科、茄属900Mb 甜瓜Cucumis melo PNAS葫芦科、甜瓜属450Mb 亚麻Linum usitatissimum Plant Journal亚麻科、亚麻属373Mb 盐芥Thellungiella salsuginea PNAS十字花科、盐芥属260Mb 香蕉Musa acuminata Nature芭蕉科、芭蕉属523Mb 雷蒙德氏棉Gossypium raimondii Nature Genetics锦葵科、棉属大麦Hordeum vulgare Nature禾本科、大麦属梨Pyrus bretschneideri Genome Research蔷薇科、梨属527Mb 西瓜Citrullus lanatus Nature Genetics葫芦科、西瓜属425 Mb 甜橙Citrus sinensis Nature Genetics芸香科、柑橘属367 Mb 小麦Triticum aestivum Nature禾本科、小麦属17Gb两种小型藻Bigelowiella natans，Guillardia thetaNature95Mb 87Mb棉花（雷蒙德氏棉）Gossypium raimondii Nature锦葵科、棉属梅花Prunus mume NatureCommunications蔷薇科、梨属280M鹰嘴豆Cicer arietinum Nature 豆科、鹰嘴豆属738Mb橡胶树Hevea brasiliensis BMC Genomics大戟科、橡胶树属毛竹Phyllostachys heterocycla Nature Genetics竹科、钢竹属Gb短花药野生稻Oryza brachyanthaNatureCommunications禾本科稻属342Mb-362Mb小麦A Triticum urartu Nature禾本科、小麦属Gb小麦D grassAegilops tauschii Nature禾本科、小麦属桃树Prunus persica Nature Genetics蔷薇科、梨属265 Mb 丝叶狸藻Utricularia gibba Nature狸藻科、狸藻属82Mb 中国莲Nelumbo nucifera Gaertn Genome biology睡莲科、莲属929 Mb 挪威云杉Picea abies Nature松科、云杉属海洋球石藻Emiliania huxleyi Nature定鞭藻纲虫黄藻Symbiodinium minutum Current Biology甲藻门油棕榈Elaeis guineensis Nature棕榈科、油棕榈属枣椰树Phoenix dactylifera NatureCommunications棕榈科、刺葵属671 Mb醉蝶花Tarenaya hassleriana Plant Cell醉蝶花科、醉蝶花属290 Mb 莲Nelumbo nucifera Plant Journal睡莲科、莲属879 Mb桑树Morus notabilis NatureCommunications桑科、桑属357 Mb猕猴桃Actinidia chinensis NatureCommunications猕猴桃属Mb胡杨Populus euphratica NatureCommunications杨属Mb八倍体草莓 F. x ananassaDNA Research 草莓属698 Mb康乃馨Dianthus caryophyllus L.DNA Research石竹属622 Mb 甜菜Beta vulgaris ssp. vulgaris Nature藜科甜菜属 Mb无油樟（互叶梅）Amborella trichopoda Science无油樟属748 Mb辣椒Capsicum annuum（Criolode Morelos 334）Nature Genetics辣椒属芝麻Sesamum indicum Genome Biology 胡麻科胡麻属274 Mb辣椒Capsicum annuum（Zunla-1）PNAS辣椒属火炬松Pinus taeda（Loblolly pine）Genome Biology松属棉花（亚洲棉）Gossypium arboreum Nature Genetics锦葵科、棉属1694Mb萝卜Raphanus sativus L. DNA Research十字花科、萝卜属402Mb甘蓝Brassica oleraceaNaturecommunications 十字花科、芸薹属630Mb菜豆Phaseolus vulgaris L. Nature Genetics 豆科，菜豆属587Mb野生大豆Glycine sojaNaturecommunications 豆科、大豆属868 Mb普通小麦Triticum aestivumScience 禾本科17Gb野生西红柿Solanum pennellii Nature Genetics茄科942 Mb非洲野生稻Oryza glaberrima Nature Genetics 禾本科316 Mb油菜Brassica napus Science 十字花科630 Mb中果咖啡Coffea canephora Science 茜草科，咖啡属710 Mb茄子Solanum melongena DNA Research茄科、茄属1093 Mb多个野生大豆Glycine sojaNaturebiotechnology豆科、大豆属~1, Mb绿豆Vigna radiata Naturecommunications豆科、豇豆属543 Mb啤酒花Humulus lupulus Plant and CellPhysiology大麻科、葎草属Gb蝴蝶兰Phalaenopsis equestri Nature Genetics 兰科、蝴蝶兰属Gb。

武汉植物学研究1999,17(增刊):39～44J ourna l of W uhan B otan ica l R esea rch禾本科植物无融合生殖的研究进展Ξ黄群策(福建农业大学　福州　350002)PROGRESS OF APOM IX IS IN POACEAEH uang Q unce(F uj ian A g ricu ltu ra l U n iversity　Fuzhou　350002)关键词　无融合生殖,种质,多倍性Key words　A pom ixis,Ger mp las m,Po lyp lo idy利用水稻、玉米和麦类等主要农作物的杂种优势来挖掘其增产潜力的生产实践已从一个侧面充分地证实了生物杂种优势的普遍性和实用性。

通过无融合生殖途径来固定其杂种优势,进而改良现有农作物的育种战略已经引起了一大批研究者的极大兴趣,以致于对无融合生殖的研究已成为生物学科的新生长点〔1～5〕。

人类对生物无融合生殖方式的认识虽然可以追溯到Bonnet于1745年首先在蚜虫中发现周期性孤雌生殖现象,W ink ler(1908)将在有性生殖生物中其生殖并不伴随着受精过程而产生的个体定义为无融合生殖体(apom ictic)〔6〕。

但目前对这种特殊的生殖方式在分类、遗传进化、胚胎发育、形态发生、生理生化和育种等方面的研究仍然存在着一些尚未解决的世纪性难题。

对禾本科植物中的无融合生殖现象进行更深入细致的研究将有助于利用这种特殊的生殖方式来造福人类,由此将掀起另一次伟大的绿色革命。

1　禾本科植物中的无融合生殖种质资源已知禾本科(Poaceae)是被子植物中最大科之一,其中包括700属,10000种植物。

我国约有230属, 1500种,其中有15个属54个种为我国特有属种〔7〕。

据Caem an(1995)统计,在被子植物的29目35科406个物种中发现了无融合生殖现象,其中禾本科植物中有36属146个物种具有无孢子生殖或二倍体孢子生殖特性〔8〕。

植物学常用术语解释（形态解剖部分）二体雄蕊一朵花中的雄蕊 , 九个花丝联合 , 一个单生 , 呈两束。

如蝶形花亚科植物。

十字形花冠十字花科植物花冠由 4 片花瓣组成，排列成十字形，称为十字形花冠，如白菜、萝卜等。

上升(向)覆瓦状排列 (ascending imbricate arrangement) 苏木科的假蝶形花冠。

最上方的一枚花瓣最小，处于最内方，依次被包于2枚侧生的花瓣和最下方的1对花瓣最小，处于最内方，依次被包于2枚侧生的花瓣和最下方的1对花瓣中。

个体发育植物种类的每一个体都有发生、生长、发育以至成热的过程，这一过程称为个体发育。

子房子房是被子植物花中的雌蕊的主要组成部分，子房由子房壁和胚珠组成。

当传粉受精后，子房发育成果实。

孑遗植物 (relict plant) 在某个较老的地质历史时期，曾经非常发达，种类很多，分布很广，但到较晚时期或现代，则大为衰退，只有一二种孤立地生存于个别地区，并有日趋绝灭之势的植物，称为孑遗植物，如仅产于我国的银杏、水杉等。

小坚果 (nutlet) 一种小坚果状的干果，由合生心皮的上位或下位子房形成，在果实形成过程中，子房分离而形成一颗种子的坚硬小果，如唇形科、马鞭草科大部分种类的果实。

小花(floret) 组成禾本科小穗中的一个单位，典型的小花包括外稃、内稃、浆片、雄蕊和雌蕊。

小孢子 (microspore) 又称雄孢子。

在某些蕨类植物中，减数分裂产生一种较小的减数孢子，叫小孢子。

种子植物单核细胞的花粉粒，也称小孢子。

小孢子发育后形成雄配子体。

小孢子叶 (microsprophyll) 具有小孢子囊的叶状器官。

小型叶蕨类植物的小型叶为原始类型，只有 1 个单一的不分枝的叶脉，无叶隙和叶柄，是由茎的表皮突出形成的。

如松叶蕨、石松等拟蕨类植物的叶子。

小核果(drupelet) 在一朵花中具有多数雌蕊，以后每个雌蕊形成一个小果实，它们全由单心皮组成，通常仅含一粒种子，因形状很小，故称小核果。

花朵对称的奥秘作者：杨秀娟来源：《百科知识》2013年第02期花朵是植物给人类最美好的礼物，在承担着繁衍重任的同时，还给人类带来丰富的感官享受和无穷的艺术灵感。

除了赏心悦目的外表，对称均衡的美感也是花朵为人所喜爱的重要因素。

多数被子植物的花朵都是由好几轮器官组合而成的，由外至内分别是萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊（由单个或多个心皮构成）。

这些花器官总是沿着某种对称方式生长排布，可谓巧夺天工。

怪物的故事不过，花朵的对称性也给植物学家们带来过不小的麻烦。

事情还要从1742年夏天说起，一位文艺科学青年（后来成了一名首席法官）在回故乡位于瑞典东海岸的罗斯拉根群岛度假期间收集了一些植物样本。

其中有一株外观非常像柳穿鱼（Linaria vulgaris）的植物，但是通常柳穿鱼的花朵是两侧对称的（只有一个对称轴），而这株植物的花朵是辐射对称的（有多个对称轴），花冠变成圆形，还戴上了一颗五芒星（图1-2）。

后来这个标本被瑞典乌普萨拉大学的一位植物学教授送到了大植物学家林奈手里。

林奈最初以为这是愚弄人的一个恶作剧，有人把柳穿鱼的茎叶和另一种植物的花用胶水黏在一起来戏弄他，后来他亲自去这个标本的生长地做了一番考察，发现它真的生长在自然界中。

林奈被这个奇怪的植物迷住了，一开始他认为这个奇特的植物可能是远缘杂交的后代，但他很快就放弃了这种观点。

后来他认为这种新植物由自身种子繁殖，因而是一个新物种，最后又发现这种植物不能产生性状稳定的后代。

林奈无奈地把它命名为Peloria.，拉丁文意为“怪物”，并且认为“这是一个植物学中独特的例子，没有人可以通过花的特征将其鉴别出来”。

基因的秘密这个怪物的秘密一直到1999年才被揭穿。

现在我们知道，植物长成什么样子是由基因决定的。

这表现在两个方面：首先要有正确的遗传物质，也就是DNA序列，这是植物正常发育的基础，如果控制长高的基因发生了突变，大树可能会变成灌木；其次这些正确的基因要在合适的时间、地点表达，如果小芽刚露头就开花，或者果实上长出了枝条，对植物来说都是不小的灾难。

禾本科(Poaceae,Gramineae)是被子植物大科之一,世界广布。

禾本科植物不仅具有极其重要的经济价值,还有重大的生态价值。

因此,在植物形态解剖学和分类学教学中,禾本科占据十分突出的位置。

然而,植物学教材关于禾本科的介绍普遍存在几个明显的问题,有的在学术界内外产生了广泛而深远的不良影响。

1英文单词grass 的广泛误译英文单词grass 误译的问题是笔者首先在一本中学生物教材[1]上发现的。

该书指出,“与木本植物相比,草本植物的茎没有形成层,因此,草本植物的茎一般不能像木本植物的茎那样逐年加粗[1]。

”双子叶植物区别于单子叶植物的主要特征之一是前者具有形成层,而后者没有。

无论是按传统的双子叶植物还是真双子叶植物的概念,绝大多数双子叶植物是草本植物。

除睡莲目、金鱼藻科、莲科和川苔草科(河苔草科)等极少数类群外,绝大多数双子叶草本植物都有形成层,也有不同程度的次生生长。

花生(Arachis hypogaea L.)为豆科的一年生草本植物,也具有明显的次生生长[2]。

所以,“草本植物的茎没有形成层”的说法是不准确的。

DOI:10.16605/ki.1007-7847.2021.11.0220关于禾本科的一些误解———植物学教材质疑(八)收稿日期:2021-11-03;修回日期:2022-03-10;网络首发日期:2022-04-21基金项目:国家自然科学基金资助项目(31370265)作者简介:黎维平(1959—),男,湖北荆州人,博士,湖南师范大学教授,博士生导师,主要从事菊科紫菀族系统分类研究,E-mail:lwp@hun 。

黎维平(湖南师范大学生命科学学院,中国湖南长沙410081)摘要:禾本科植物具有巨大的生态和经济价值,其形态解剖结构和系统分类是植物学教材的重点内容。

在学术和科普领域,grass 一词的误译和哑铃形保卫细胞的误解十分流行;植物学教材对这些问题负有一定责任。

此外,关于禾本科植物,植物学教材还普遍存在一些值得质疑的内容,如:将禾本科植物茎中的原生木质部腔隙说成气腔,而实际上它应是水腔;维管束鞘的归属未明确界定;禾本科植物花序和小穗结构的描述较为混乱。

郁金香花色的遗传规律荷兰是世界上最闻名的郁金香种植国之一。

郁金香（Tulipa）是禾本科郁金香属的花卉植物，不仅受人们欣赏，也广泛用于庭院美化和鲜花贸易。

郁金香花色多样，涵盖了红、黄、绿、紫等各种颜色。

这些颜色是遗传规律的结果，本文将介绍郁金香花色遗传规律的基本原理。

杂交和遗传基因郁金香的花色是由多种颜色基因共同决定的。

在植物繁殖中，基因的组合是通过杂交来实现的。

郁金香的花色杂交繁殖的基本原理是“父母遗传”，也就是说，后代的外形特征取决于父母的外形特征。

每个郁金香品种都有其特定的花色组合，花色特征来源于其基因型。

从遗传基因的角度看，郁金香花色遗传规律可以总结为三个基本原理：显性基因、隐性基因和共显性基因。

显性基因和隐性基因一般来说，白色的郁金香和黄色的郁金香都是由一对显性白色基因和一对显性的黄色基因控制的，而红色的郁金香则是由两个显性红色基因控制的。

所谓的显性基因是指在一个个体中表现出其特征的基因。

比如在两个杂交品种的基因型中，红色基因属于显性基因，黄色基因则是隐性基因。

如果两个基因是显性基因和隐性基因组成的，则显性基因会掩盖隐性基因表现出来的特征。

共显性基因除了显性基因和隐性基因，还有一种基因是共显性的。

共显性基因是指两种基因共同作用于一个个体，而这个个体会表现出两种基因的特征。

比如白色和黄色共存的郁金香，它的花瓣上不仅会有黄色区域，还会有白色区域，两种颜色共同存在，呈现出了独特的花色效果。

这一点对于品种的繁殖有很大的帮助，因为它可以帮助繁殖者获得更加丰富的花色组合。

花色遗传规律的实际应用通过对郁金香花色遗传规律的了解，我们可以更好地控制其繁殖和选育。

首先，我们可以通过控制杂交的花色来获得特定的品种组合。

比如，如果我们想要获得红色或白色的郁金香，我们可以选择基因组合中红色或白色基因的品种作为亲本，从而使后代呈现出相应的颜色，而不是其他颜色。

其次，我们可以根据花色遗传规律来实现对郁金香品种性状的选择和定向繁殖，制定适合特定需求的繁殖计划。

禾本科识别特征禾本科识别特征禾本科（Poaceae）是植物界中最为重要的种类之一，包括了大多数的草本植物，如稻谷、小麦、玉米、大麦等。

禾本科的植物具有一些独特的识别特征，下面将对这些特征进行详细介绍。

外部形态特征禾本科的植物通常为直立或匍匐生长，茎呈圆柱形或扁平状。

叶子通常为线形或披针形，有时也呈羽状复叶或纸片状。

叶缘有细小锯齿或光滑。

花序通常为穗状花序，由许多小花组成。

每个小花都由一个颖壳包裹着，颖壳上还有一对颖片。

雄蕊和雌蕊分别位于颖片下方和上方。

内部解剖学特征禾本科的植物在内部解剖学上也具有一些独特的特征。

例如，它们的根系通常为纤细而深入地下，并且可以在干旱条件下存活较长时间。

茎内部结构呈环状，由许多细胞组成。

叶子内部有许多细小的气孔，可以进行光合作用。

花部的内部结构也比较特殊，例如颖片上有许多细小的毛发，可以帮助花粉和雌蕊结合。

生态学特征禾本科的植物在生态学上也具有一些独特的特征。

它们通常适应于开放、阳光充足、土壤肥沃和排水良好的环境中生长。

禾本科植物对水分需求较高，但也能够适应干旱条件下生长。

它们通常是重要的食品来源，例如稻谷、小麦、玉米等都是人类重要的粮食作物。

分子遗传学特征禾本科植物在分子遗传学上也具有一些独特的特征。

例如，在其基因组中含有大量的转座子（transposable elements），这些转座子可以在基因组中移动或复制，并且可能会导致基因突变或基因重组。

此外，禾本科植物还具有一些特殊的基因家族（gene families），例如编码赖氨酸合成酶（lysine synthase）的基因家族，这些基因在植物中起到重要的代谢作用。

总结禾本科植物具有独特的外部形态、内部解剖学、生态学和分子遗传学特征，这些特征可以帮助我们进行其识别和分类。

对于这些植物的研究不仅有助于我们更好地了解它们的生物学特性，也为我们利用它们提供了更多的可能性。