极地维管植物研究进展
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极地科学研究的现状及未来展望
极地科学研究的现状及未来展望极地是地球上最为极端的自然环境之一，它不仅令人神往，也充满了许多未知之谜。
随着科技的不断发展，人类对于极地科学的研究也日益深入。
本文将着重探讨极地科学研究的现状及未来展望。
一、现状1.南极洲地质勘察取得了重要进展南极洲地质结构复杂，由于其长期受到冰层覆盖，难以进行常规的地质勘察。
但是，随着冰川岩芯取样技术及其他技术的不断发展，南极洲的地质研究也取得了重要的进展。
南极洲的研究还为我们了解全球变化和地球环境演变提供了重要的数据。
2.北极的极地生态系统受到越来越多的关注随着全球气候变化的加剧，北极地区的生态系统面临巨大的挑战。
极地海洋的逐渐变暖导致海洋环境受到更多的影响，也对北极地区的生态环境产生了更大的威胁。
研究北极生态系统的变化及其生态系统服务，对于找到适应全球变化的解决方案至关重要。
3.极地天文学研究技术升级极地区域通常天空清晰，空气稳定，大气透明度高，便于天文观测。
在过去的几十年里，极地天文学的研究也逐渐得到提升和改进。
天文学家们用先进的太空探测器和望远镜对极地星空进行了长期观测和研究，以揭示宇宙中更多的奥秘。
二、未来展望1.极地气候变化的深入研究众所周知，极地地区是全球气候变化的重要指标。
因此，我们需要进一步加强对极地气候变化的研究，以了解气候变化对极地生态系统及全球环境的影响，并采取有效的措施减轻气候变化给人类带来的威胁。
2.极地生态系统研究将受到更多的关注和投入随着气候变化的加剧，极地生态系统的变化也变得越来越复杂。
这需要我们加强对极地生态系统的研究，找出气候变化与生态系统变化的关系，并提出解决方法。
只有这样，我们才能更好地维护北极地区和南极地区的生态系统。
3.开展更深入的极地生命科学研究极地地区所呈现出的生命迷局，成为了极地科学研究的一大焦点。
随着分子生物学和基因工程技术的不断发展，我们可以更好地了解极地生物体的适应特征以及生命活动机制。
因此，开展更深入的生命科学研究，有望探明极地生态系统中的重要参数，从而更好地维护极地生态系统健康。
关于维管植物物种的调查研究——以湖北第二师范学院(光谷校区)为例
１ １ 校园地理条件 和气候特点 。湖北第二师范学 院位 ．
于武 汉 市江 夏 区 流芳 街 ， 占地 面积 约 为 １０万 ｍ ， 理 ２ 地 坐标 为 东经 １４２ １ ． ”～４ ． ” 北 纬 ３ 。８ ．２ １。６ ５４ ７７ ， Ｏ ２ ９ ”一 ０
４ ． ” 海拔 ２ ５ ３２ ， ９ｍ一 ９ｍ。流芳街地处丘陵地带 ， 地势 中 间高 ， 四周低 ， 最高点龙泉山玉屏峰 ， 海拔 ２ ２６Ｉ， ３ ． 最低 ｎ 点前舒的湖咀上 ， 海拔 １５ｍ， ． 平均海拔在 ３ ． ０８ｍ左右。 气候冬冷 夏热 ， 属典 型的亚 热带湿润季风气候 ， 四季分
— —
以湖北第二师范学院（ 光谷校 区） 为例
宁 华 戴 长 亮
（， １２湖北第二师范学院 化学与生命科 学系， 武汉 ４ ００ ） ３２５
摘 要： 通过对湖北第二师范学院（ 光谷校 区） 园维管植物调查 ， 校 整理确定维管植物种 类共有植物 ３７种 ， １
隶属 １０个科 ，４ ０ ２ ３个属 。并在 此 基础 上 编制 校 园维 管植 物 名 录 ， 析 现 状 ， 出适 合 该校 植 物 景 观 建设 的 分 提
２０ ０ ９年 ２月
湖北第二师范学 院学 报
Ｊ ｕ ａ ｆＨｕ ｅ Ｕｎｖ ｒｉ ｆＥ ｕ ａｉｎ ｏ ｒ ｌｏ ｂ ｉ ｉｅｓｔ ｏ ｄ ｃ ｔ ｎ ｙ ｏ
Ｆ ｂ２ Ｏ ｅ ．Ｏ ９ Ｖ０ ． ６ Ｎ ． １２ ｏ ２
第２ ６卷第 ２期
关于维管植物 物种 的调查研பைடு நூலகம்
供详实的资料 。
ｌ 我院校 园维管 植 物 的调查
２９ ・
化状况 和文化 内涵 ， 对 校 园绿 地景 观 生 态 系统 的 发展 并 有着深 远的影 响 。因此 本 次调查 主要 意义 归结 起来 有 以 下几 点 ： １ 了解 和认 识 学 校 植 物 ， （） 明确 引 种 的方 向 ， 彰
湛江市公园绿地植物物种多样性研究
(1)植物的遗传多样性也称基因多样性是指种内个体之间或一个群体内不同个体的遗传变异的总和。例如菊花是常见的观赏花卉,目前已形成近3000多个品种;辣椒的品种也很多,果实形态相差很大。由此可见,一个物种的遗传多样性是非常丰富的,人类可以诱导、积累并丰富栽培植物的遗传多样性.
(2)植物的物种多样性是指植物在物种水平上的多样性,可以指一个地区内物种的多样化,也可以指全球范围内的物种的多样化。中国高等植物约3万余种,占世界总数的10.5%左右。保存了许多特有的植物类群,有银杏科、杜仲科、珙桐科、独叶草科、芒苞草科、伯乐树科和大血藤科等7个特有科,243个特有属,15000多个特有种。这些物种有可能具有某些对人类有用的潜在价值。
(3)植物生态习性和生态系统的多样性是指植物长期进化过程中和生态环境之间所形成的多种多样的生态适应性以及植物群落、生态过程变化的多样化。植物生态适应性使得它们在各自的生态系统中占据了一定的生态位,让它们能够稳定地生存在各自特定的环境条件。如寄生植物、腐生植物、共生植物、食虫植物以及热带雨林中的绞杀植物等。植物是生态系统中的生产者,生态系统通常是以植物的物种获生活型来命名的,因此生态系统的多样性离不开植物。我国国土辽阔,气候和地貌类型复杂,南北跨越热带、温带和寒带三带,高原山地约占4/5,河流纵横,湖泊星罗棋布,海岸线漫长,复杂的自然条件使得我国的生态系统极其丰富多样。我国的陆地生态系统中有森林212类、灌丛113类、草甸77类、沼泽19类、红树林18类、草原55类、荒漠52类、冻原及高山垫状植被17类;在水生生态系统中有各类河流生态系统、湖泊生态系统以及海洋生态系统等;此外还有各种各样的农田、果园、防护林等农田生态系统,不胜枚举
湛江市公园绿地植物物种多样性研究
摘要:公园绿地是城市绿地系统的重要组成部分,是城市生物多样性保护的重要阵地。公园绿地中的园林植物群落是生长在城市环境中的人工植物群落,既具有观赏价值,又起到良好的生态作用,保证景观效益和生态效益的协调统一。湛江市在植物多样性的研究尚属起步阶段,因此,本文对湛江市自然地理概况、植物物种多样性进行了调查分析,旨在为湛江市开展植物多样性保护工作和创建国家级园林城市提供理论依据。
(2)植物的物种多样性是指植物在物种水平上的多样性,可以指一个地区内物种的多样化,也可以指全球范围内的物种的多样化。中国高等植物约3万余种,占世界总数的10.5%左右。保存了许多特有的植物类群,有银杏科、杜仲科、珙桐科、独叶草科、芒苞草科、伯乐树科和大血藤科等7个特有科,243个特有属,15000多个特有种。这些物种有可能具有某些对人类有用的潜在价值。
(3)植物生态习性和生态系统的多样性是指植物长期进化过程中和生态环境之间所形成的多种多样的生态适应性以及植物群落、生态过程变化的多样化。植物生态适应性使得它们在各自的生态系统中占据了一定的生态位,让它们能够稳定地生存在各自特定的环境条件。如寄生植物、腐生植物、共生植物、食虫植物以及热带雨林中的绞杀植物等。植物是生态系统中的生产者,生态系统通常是以植物的物种获生活型来命名的,因此生态系统的多样性离不开植物。我国国土辽阔,气候和地貌类型复杂,南北跨越热带、温带和寒带三带,高原山地约占4/5,河流纵横,湖泊星罗棋布,海岸线漫长,复杂的自然条件使得我国的生态系统极其丰富多样。我国的陆地生态系统中有森林212类、灌丛113类、草甸77类、沼泽19类、红树林18类、草原55类、荒漠52类、冻原及高山垫状植被17类;在水生生态系统中有各类河流生态系统、湖泊生态系统以及海洋生态系统等;此外还有各种各样的农田、果园、防护林等农田生态系统,不胜枚举
湛江市公园绿地植物物种多样性研究
摘要:公园绿地是城市绿地系统的重要组成部分,是城市生物多样性保护的重要阵地。公园绿地中的园林植物群落是生长在城市环境中的人工植物群落,既具有观赏价值,又起到良好的生态作用,保证景观效益和生态效益的协调统一。湛江市在植物多样性的研究尚属起步阶段,因此,本文对湛江市自然地理概况、植物物种多样性进行了调查分析,旨在为湛江市开展植物多样性保护工作和创建国家级园林城市提供理论依据。
长白山区植物资源及其多样性调查报告
长白山主峰景观
汇报内容
一、自然概况 二、研究概况 三、植物种类
四、分布类型
五、经济价值 六、参考说明
长白山主峰北坡景观
一、自然概况
长白山位于我国东北地区吉林省东南部，地跨东经125o20′～130o20′, 北纬40o41′～44o30′，面积7.594 104km2，范围包括吉林省通化、白山、 延边等地区的27个市、县。东南与朝鲜民主主义共和国隔江相望，东与俄罗 斯接壤，西南接辽宁省，北连黑龙江省。
兴安杜鹃景观
狗枣猕猴桃叶
木通马兜铃花
南蛇藤果实
五味子果实
四.分布类型：
1.水平分布
长白山区维管植物在其境内的分布可分为3类： 广布型（全区的各市、县均有分布）113科、370属、664种，分别占科、 属、种数的79.02%，58.82%，36.89%，代表种类主要有卷柏、球子蕨、过山 蕨、赤爮、芦苇等。
长白山地区新生代以来，随着喜马拉雅造山运动，第三纪伴有火山的 间歇性裂隙式喷发，地下深处的岩浆大量喷出地面，构成广阔的玄武岩台地。 至第四纪，火山活动趋于活跃，由原来裂隙式喷发转为中心式喷发，形成了 以长白山火山、望天鹅火山等海拔1800m以上的大火山锥体，以及许多小的火 山锥体。
长白山天池西坡秋季景观
长白山地区主要山脉有 长白山、龙岗山、老岭、 南岗山、甄峰岭、哈尔 巴岭及张广才岭、老爷 岭等南段。主要河流有 松花江水系的五道白河、 古洞河、头道白河、松 江河、辉发河、一统河、 三统河等。
长白山瀑布（长白瀑布）夏季景观
长白山瀑布（锦江瀑布）秋季景观
图们江水系的布尔哈通河、汪清河、海蓝河等；鸭绿江水系的哈泥河、新开河、 八道沟河、五道沟河、浑江等。
长白山高山苔原带春季景观
汇报内容
一、自然概况 二、研究概况 三、植物种类
四、分布类型
五、经济价值 六、参考说明
长白山主峰北坡景观
一、自然概况
长白山位于我国东北地区吉林省东南部，地跨东经125o20′～130o20′, 北纬40o41′～44o30′，面积7.594 104km2，范围包括吉林省通化、白山、 延边等地区的27个市、县。东南与朝鲜民主主义共和国隔江相望，东与俄罗 斯接壤，西南接辽宁省，北连黑龙江省。
兴安杜鹃景观
狗枣猕猴桃叶
木通马兜铃花
南蛇藤果实
五味子果实
四.分布类型：
1.水平分布
长白山区维管植物在其境内的分布可分为3类： 广布型（全区的各市、县均有分布）113科、370属、664种，分别占科、 属、种数的79.02%，58.82%，36.89%，代表种类主要有卷柏、球子蕨、过山 蕨、赤爮、芦苇等。
长白山地区新生代以来，随着喜马拉雅造山运动，第三纪伴有火山的 间歇性裂隙式喷发，地下深处的岩浆大量喷出地面，构成广阔的玄武岩台地。 至第四纪，火山活动趋于活跃，由原来裂隙式喷发转为中心式喷发，形成了 以长白山火山、望天鹅火山等海拔1800m以上的大火山锥体，以及许多小的火 山锥体。
长白山天池西坡秋季景观
长白山地区主要山脉有 长白山、龙岗山、老岭、 南岗山、甄峰岭、哈尔 巴岭及张广才岭、老爷 岭等南段。主要河流有 松花江水系的五道白河、 古洞河、头道白河、松 江河、辉发河、一统河、 三统河等。
长白山瀑布（长白瀑布）夏季景观
长白山瀑布（锦江瀑布）秋季景观
图们江水系的布尔哈通河、汪清河、海蓝河等；鸭绿江水系的哈泥河、新开河、 八道沟河、五道沟河、浑江等。
长白山高山苔原带春季景观
南极普里兹湾海域表层沉积物孢粉分布特征及其来源分析
南极普里兹湾海域表层沉积物孢粉分布特征及其来源分析陈金霞;陈志华;石学法;徐进【摘要】Investigations were conducted into the content and distribution of pollen and spores in surficial sediments of Prydz Bay,Antarctic during the 24th Chinese National Antarctic Research Expedition.The results show that the palynological remains in the surface sediments of Prydz Bay consist of modern pollen and redeposited sporopollen. The modern pollen is mainly transported from the continents and islands north of Antarctic Convergence Zone;up-per air currents may allow the dispersal of pollen and spores for some thousands of kilometers.The composition of the reworked sporopollen assemblage and its distribution pattern indicate that it may have been supplied from near-by,and has mainly come from the coast of Prydz Bay.%利用中国第24次南极科学考察获得的沉积物样品，对南极普里兹湾表层沉积物中孢粉的含量以及分布特征进行了初步研究。
高等植物对氨基酸态氮的吸收与利用研究进展
920
应用生态学报
26 卷
壤中游离氨基酸，近来有关土壤吸附有机氮，尤其是 氨基酸态氮分布特征、生物有效性及其营养调控机 理研究逐渐引起人们的重视［9－10］． 本文通过国内外 氨基酸研究最新文献综述了土壤氨基酸形态特征、 植物-微生物对氨基酸的吸收代谢及其生物有效性 等方面研究进展，以期为相关研究提供参考．
规律． Andersson 等［27］指 出，土 壤 溶 液 中 游 离 态 氨 基
酸占有机氮比例很小，难溶性缩氨酸及高分子蛋白 质所占比例达 50% 以上． 崔晓阳［28］认为，土壤中氨 基酸若能构成植物的重要营养氮源，本身必须满足 以下两个条件之一： 1） 在土壤中具有足够的数量 / 浓度； 2） 具有很大的流通量．Vinolas 等［29］指出，土壤 中氨基酸的组成、产生和降解是一个动态的变化过 程，除了受植物和土壤的直接影响外，还与土壤微生 物、酶活性和温度等因素有关． Kindler 等［30］在无菌 条件下培养13 C 标记的革兰氏阴性细菌，培养初期 发现细菌所含的13 C 仅比对照减少了 25%，75% 的 13 C存在于 土 壤 难 溶 性 有 机 氮 中，随 着 培 养 时 间 延 长13C 百分含量没有明显变化．虽然土壤中游离氨基 酸含量很低，但氨基酸在土壤中的周转却异常迅速， 半衰期仅为 1．7 ～ 28．7 h［31－32］，一般不足 12 h［33－35］． 这表明土壤中氨基酸总的流通量还是十分可观的．
Abstract： Plant can directly take up the intact amino acids，thus bypass the microbial mineralization of organic nitrogen． As an excellent carbon and nitrogen source，there exists competition for amino acid absorption between plant roots and soil microorganisms． And the total flux of amino acids in soil may be enormous due to the extensive sources and short half-life． Studies on amino acid nitrogen nutritional contribution for plant by the technique of nitrogen isotopic tracer，has become a research topic in recent years，which will help us better understand the principle of soil fertility． This paper summarized the recent researches on amino acid morphological characteristics in soil and its metabolic mechanism and nitrogen nutritional contribution for plant in different ecosystems，and discussed the present status and development trend of the amino acid circulation mechanism in the plant-soil-microorganism ecosystem and its bioavailability for plant． Finally，the topics of environmental regulating mechanism of amino acid bioavailability，amino acid carbon-nitrogen metabolism， and how to improve the field organic nitrogen management were all the core issues to be resolved．
九寨沟国家级自然保护区鼩形目物种组成与分布
九寨沟国家级自然保护区鼩形目物种组成与分布杨玉花;雷开明;刘洋;旷培刚;张跃;孙鸿鸥【摘要】2015年4月～6月,利用围栏陷阱法对四川九寨沟国家级自然保护区鼩形目物种进行了调查,6组样方72个陷阱共捕获小型兽类标本146号,84号鼩形目标本有13个物种,62号啮齿目标本有8个物种.结合历史记录,保护区分布有鼩形目物种2科11属17种.鼩形目长尾鼹Scaptonyx fusicaudus、甘肃鼹Scapanulus oweni、褐腹长尾鼩Episoriculus caudatus、黑齿鼩鼱Blarinella quadraticauda以及啮齿目滇攀鼠(Vernaya fulva)是保护区兽类新纪录种.【期刊名称】《四川林业科技》【年(卷),期】2017(038)005【总页数】4页(P141-144)【关键词】九寨沟;鼩形目;种类;分布;围栏陷阱【作者】杨玉花;雷开明;刘洋;旷培刚;张跃;孙鸿鸥【作者单位】九寨沟国家级自然保护区管理局,四川阿坝624002;九寨沟国家级自然保护区管理局,四川阿坝624002;四川省林业科学研究院,四川成都610081;九寨沟国家级自然保护区管理局,四川阿坝624002;九寨沟国家级自然保护区管理局,四川阿坝624002;九寨沟国家级自然保护区管理局,四川阿坝624002【正文语种】中文【中图分类】Q959.83九寨沟国家级自然保护区位于四川省西北部岷山山脉南段的九寨沟县境内，由国务院于1978年批准建立，以大熊猫及其生存的自然生态系统为主要保护对象。
保护区总面积643 km2。
区内最高海拔 4 764 m，最低海拔 1 996 m，相对高差2 768 m。
年平均气温7.3 ℃；年降水量622 mm；年日照时数 1 800 h左右，日平均气温≧10℃的积温为3 000 ℃～3 500 ℃，年均风速1 m·s-1～2 m·s-1。
保护区内有维管植物2007种，维管植物中有国家保护珍稀植物Ⅰ级3种、Ⅱ级64种。
极地行动进展情况汇报
极地行动进展情况汇报自从我们开始了极地行动以来，取得了一系列重要的进展和成就。
在过去的几个月里，我们的团队不断努力，克服了种种困难和挑战，为极地科学研究做出了新的贡献。
首先，我们在极地地区进行了一系列科学考察和实地调研。
我们深入了解了极地地区的地质构造、气候变化、动植物分布等情况，为后续的科学研究奠定了坚实的基础。
同时，我们还与当地的科研机构和专家进行了深入合作，共同开展了多项科学实验和观测工作，取得了丰富的数据和样本，为科学研究提供了重要的支持。
其次，我们在极地科学研究领域取得了一系列重要的科研成果。
我们通过对极地地区的气候变化、冰川消融、海洋生态等方面的研究，揭示了许多极地地区的科学问题，为全球气候变化和环境保护提供了重要的科学依据。
我们的研究成果发表在国际知名的科学期刊上，得到了同行专家的高度认可和好评。
此外，我们还积极参与了国际极地科学合作项目，与来自世界各地的科研团队开展了深入的合作与交流。
我们与国际上一流的科研机构建立了紧密的合作关系，共同开展了多项重大的科学研究项目，推动了极地科学研究的国际化和专业化发展。
在未来，我们将继续深入开展极地科学研究工作，加强与国际科研机构的合作与交流，努力为推动极地科学研究做出更大的贡献。
我们将继续关注极地地区的气候变化、生态环境、资源开发等重大科学问题，为保护极地环境、推动可持续发展作出我们的努力和贡献。
在极地行动中，我们将继续秉承科学严谨、勇攀高峰的精神，不断追求科学真理，为人类社会的发展进步贡献我们的力量。
我们相信，在我们的共同努力下，极地科学研究一定能够取得更加辉煌的成就，为人类社会的可持续发展作出更大的贡献。
在此，我们对过去一段时间里大家的辛勤付出表示衷心的感谢，也对未来的工作充满信心和期待。
让我们携手并进，共同开创极地科学研究的美好未来！。
《农业微生物学发展综述4000字》
农业微生物学发展综述1.引言随着全球气候变暖所引发环境问题的日益突显，气候变暖受到政治、经济和科学工作者的广泛关注，而农业微生物学作为一门针对土壤肥力形成，以及其在农业生产中所起作用的相关研究，成为了当前自然科学界研究热点之一。
根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发表的第五次综合评估报告显示，在过去40年里，由于人类活动的加强，人为温室气体排放量持续增长，并占到全球总排放量的一半左右，而CO2和CH4对全球气候变暖的贡献量最大（高达75%），其中大气中CO2浓度从工业革命前的280ppm 上升至了2011年的430ppm，与工业革命前相比，上升超过了50%。
据测算，自工业革命以来，全球平均气温上升了0.85℃，并预计在2030年至2052年间将上升1.5℃。
由此自20世纪中期，人类活动对于气候的影响一直是所观测到的全球变暖的主要原因。
气温的上升已然对人类社会和自然系统产生了深刻影响，包括退耕还林导致极端天气发生频率的增加、极地冰川融化、海平面上升以及生物多样性的丧失。
这些变化正给全球人类，尤其是弱势群体带来前所未有的风险。
温度的升高将极大改变化学反应速率并影响陆地上各类生物地球化学过程，例如农作物生产力，物种间生存竞争结果，土壤呼吸，永久冻土的融化、土壤氮/碳转化。
由此，全球气候变暖将对整个世界的物种生存以及生态完整性造成严重威胁。
2.土壤微生物研究进展土壤微生物作为生态系统重要的生物类型，其在养分循环、土壤肥力维持和土壤碳矿化等方面起着至关重要的作用。
而环境因素的变化，诸如温度、盐度、降水以及有机碳输入等都将会显著影响微生物的群落结构和代谢途径。
此外，土壤环境十分复杂，通常1克土壤中将含有106~109个微生物，包含数千上万种微生物类群。
据统计在其中有高达99%的物种和功能仍然处于未知状态，因而土壤微生物又被称为“微生物暗物质”。
面对土壤微生物本身巨大多样性以及其对环境变化的敏感，使得在确定它们生态系统功能和对环境变化响应过程的研究中充满了挑战。
维管束植物的演化历程
维管束植物的演化历程维管束植物是地球上最为繁盛和多样化的植物类群之一。
它们具备高度复杂的维管束系统，能够有效地输送水分、养分和有机物质，使得植物能够生长茁壮。
本文将探讨维管束植物的演化历程，从早期地衣体到现代的种子植物。
1. 地衣体阶段维管束植物的演化历程可以追溯到大约4.1亿年前的地衣体阶段。
地衣体由藻类和真菌共生形成，具备一定的细胞分化和组织分工。
这些早期的地衣体并没有真正的维管束系统，它们依靠气体交换和简单的扩散来满足自身的生存需求。
2. 原始维管束植物大约4亿年前，原始维管束植物开始出现。
这些植物具备了原始的导管系统，包括导管元和伴细胞。
导管元主要负责水分和养分的输送，伴细胞则起到支持和调节维管束功能的作用。
这一阶段的植物形态比较简单，主要以蕨类植物为代表。
3. 裸子植物约 3.6亿年前，裸子植物开始出现，它们是第一类真正的种子植物。
裸子植物的种子不具备保护结构，直接暴露在外部环境中。
这使得它们能够更好地适应干旱和恶劣的环境条件。
裸子植物包括松树、杉树等，它们广泛分布于地球上的各个地区。
4. 被子植物大约2.5亿年前，被子植物开始出现，它们是目前地球上最为多样化的植物类群。
被子植物的种子具备保护结构，通常包裹在果实中。
这种结构使得种子能够在风、水、动物等因素的传播下更好地存活和繁衍。
被子植物包括花草、果树等，它们在生态系统中起着重要的生态功能。
5. 共生关系的演化维管束植物的演化历程中，与其他生物的共生关系起到了重要的推动作用。
例如，与真菌的共生关系使得维管束植物能够更好地吸收养分和适应不同的土壤环境；与昆虫的共生关系使得维管束植物能够进行有效的传粉和种子传播。
总结：维管束植物的演化历程经历了地衣体阶段、原始维管束植物阶段、裸子植物阶段和被子植物阶段。
这一演化过程包括维管束系统的形成和进化、种子的出现以及与其他生物的共生关系的建立。
维管束植物在地球上占据着重要的地位，对维持生态平衡和维护生物多样性起着重要的作用。
大型水生维管束植物(水生生物课件)
三、繁
殖
①营养繁殖：
出芽：芜萍、浮萍、紫背浮萍等以叶状体出芽产生叶状体 的方式繁殖。
植物体断片：金鱼藻、茨藻、黑藻等它们的分枝折断，每 个分枝形成一个新的植株。
匍匐茎：水浮莲、水葫芦等靠浮于水面的匍匐茎（不定芽） 萌发出新的植株。
冬芽：金鱼藻、黑藻等在冬季形成冬芽，而菹草则在夏季 形成冬芽。冬芽：具有茎叶，但节间短，叶密集在一起， 贮存有丰富营养物质的茎，常在秋末冬初形成，越过低温 的季节，故称冬芽。
②有性繁殖：典型的水媒花，苦草。
四、常见种类
初步统计，分布于我国各类淡水水体中的维管 束植物有近200种，其中最为常见且饵料价值较大 者有以下几十种。
生态类群
根据水生维管束植物的形态、构 造及其与水环境的关系，分为４个生 态类群：挺水植物 ，浮叶植物 ，沉 水植物 ，漂浮植物
挺水植物
• 根生长于泥中，部分茎长于水中，部分茎、叶挺出水面，具有陆生和水 生两种特性，陆生较强。在空气中的部分具有陆生植物特征，叶子表面 具厚的角质层，能保护水分；在水中的部分具有水生的特性，常具发达 的通气组织，根相对退化。主要分布在水深1.5m左右的浅水区或潮湿的 岸边。常见的有水蕨、荸荠、芦苇、菰（茭白）、慈菇、莲、喜旱莲子 草（水花生）等。
Pistia stratiotes
茎极短，叶片长楔形， 全缘，两面均被有短小绒毛， 叶脉扇状，向背面隆重起。 叶片具有发达的通气组织， 使水浮莲具较强的浮力。无 叶柄，须根象一束纤维悬垂 于水中，肥水中根短，瘦水 中根长。以根部匍匐茎进行 分株繁殖。多年生，浮生于 静水池塘、沟渠等处。产量 高，为良好的精饲料。
3、根状茎 又称根 茎。如莲和芦苇等。气 室发达，有的营养丰富， 繁殖力强。
4、球茎 如荸荠、 慈姑等。
.陈阅增普通生物学绪论
适应(Adaptation)
适应就是生物与环境之间的统一 适应有两方面涵义：生物结构与功能 的统一； 生物的结构和功能适合于该生 物在一定环境条件中的生存和延续
二、生命的特征
（一）组成、结构的统一性 （二）新陈代谢、生长、运动是生命的本能 （三）遗传、变异和进化 （四）适应环境
生命是具有以上共同特征的 物质存在形式
小 结
生命科学三个大的层次
分子生物学和细胞生物学层次 个体生物学层次 生物圈层次
生命科学的发展大体经历了四个阶段 1) 前生物学时期 2) 古典生物学时期 3) 实验生物学时期 4) 分子生物学时期 生命的共同特征是： 化学同一性，形成细胞，新陈代谢，生长发育、遗传、变 异与进化，稳态、应激性与活动性，多样性
遗传和变异都是普遍的生命现象,二者同时存在 。 进化：生物即有遗传又有变异，构成了生物进化的 历史。
生命通过繁殖而 延续， DNA 是生 物遗传的基本 物质
漂亮的模特儿
遗传学家
Dominant Traits
Recessive Traits
Widow's peak
Straight hairline
优点： 纵向显示了生物进化的三大阶段， 即原核生物、单细胞真核生物（原生生 物）、真核多细胞生物（植物界、真菌 界、动物界）； 横向显示生物演化的三大方向，即 光合自养的植物、吸收方式的真菌、摄 食方式的动物。
各种分类系统
1956年柯培兰德四界分类系统
后生动物、后生植物原核 生物、原始有核
动物、植物、真菌、原 核生物、原生生物 原核生物、真菌、动物、 植物
2006年12月科学家们在日本海进行科考活动时， 幸运地捕捉到了一只身长大约为7米的巨型鱿鱼。
【地球生物全系列——植物篇】植物界概述（一）
【地球生物全系列——植物篇】植物界概述（一）植物界概述（一）真核生物域植物界植物（英文：Plant）是植物界（学名：Plantae）各式生物的统称，对于其范围，在历史上多有变动。
在前林奈时代到林奈时代，除了现今所熟知的植物类群外，原核生物、真菌及藻类因不能主动运动或能进行光合作用等与植物类似的特性，也被划分进植物界内。
而根据恩斯特·海克尔、罗伯特·魏泰克、琳·马古利斯、汤玛斯·卡弗利尔-史密斯等生物学家的进一步研究，原核生物、真菌和部分藻类先后被排除出植物界。
在近年来的系统发育和分类学研究中，一个常被采用的定义是1981年汤玛斯·卡弗利尔-史密斯定义的植物界（Plantae Caval.-Sm. 1981）[6]，将原始色素体生物视为与植物等同的概念；另一常见的观点则由赫伯特·科普兰（Herbert Copeland）在1956年定义、只包含绿色植物（Viridiplantae）的植物界（Plantae sensu Copeland, 1956）。
据估计，植物界现存大约有450000个物种，根据邱园的统计，直至2017年，在维管植物中，381910个物种已被描述和命名，其中369000种被子植物，1110种裸子植物，1300种石松类植物，10500种链束植物（狭义蕨类植物）。
与此同时，也不断有新的物种被发现，例如在2016年，有1730种有胚植物被发现和命名。
有丝分裂和减数分裂是植物细胞主要的增殖方式，但无丝分裂在植物生长和发育中也有重要作用。
有性生殖和世代交替是植物的重要特征，但无性繁殖也是重要的繁殖方式。
植物的共同祖先通过与蓝藻内共生获得了质体，并具备了光合作用的能力。
绝大多数植物从祖先那里继承了这一结构及能力，但也有少数植物丧失了叶绿体这一结构和光合作用的能力，转为营寄生生活或腐生生活。
植物的光合作用是植物主要的物质和能量来源，也是生物圈物质循环和能量流动的重要环节，是地球大部分生态系统的基础。
南极考察活动申请表示范文本附件
附件4：南极考察活动项目申请书年月日一、组织者及负责人详细信息二、南极考察活动说明（一）活动方案，包括活动目的、活动时间、活动路线、活动区域、活动内容、交通工具、后勤保障等；（二）拟带入极地的动植物及其制品、食品、生物化学制品、放射性物质等清单；（三）特殊活动事项说明（有无携带非极地物种，猎捕哺乳动物、鸟类及无脊椎动物，采摘和采集植物以及其他可能干扰动植物；或者采集南极陨石；或是进入极地特别保护区等活动）；（四）活动可能产生的环境影响预评估文件（中英文）；（五）突发事件应急预案；（六）活动人员保险证明材料；（七）自营或租用船舶、飞行器开展南极活动的，需提供船舶、飞行器环境损害保险合同复印件或财产担保证明；（八）依法需要国务院其他有关行政主管部门同意进行相关活动的，还应当出具相关的批复文件或证书；三.专业技能证明后勤保障和工程技术类，需要提交有效的专业技能等级证书和培训合格证明;赴南极内陆或野外的工作人员，需提交野外工作、生存培训证明。
四.国务院海洋行政主管部门根据实际情况认为需要提交的其他材料。
南极考察活动行政许可-附表：南极特别保护区考察活动初步环境影响评估1项目名称：项目承担单位、负责人及联系方式：开展环评的负责人及其联系方式：一、拟进入保护区基本信息：1、编号：如ASPA 1502、名称和所在区域：如Ardley Island, Maxwell Bay, King George Island3、位置（经纬度）：4、面积：5、提议设立的国家：二、保护区设立原因和环境情况例：设立主要原因为：C -重要或特殊的物种集群区域，包括繁殖期鸟类或哺乳动物的主要栖息地。
环境情况：保护区包含了岛上大部分区域，并通过一个在高潮时仍淹没于水下的地峡与乔治王岛相连。
地峡东部在高潮时仍在水面以上的区域，作为岛屿的一部分被纳入保护区范围。
该岛因为多样的繁殖鸟类的聚集种群而被设为保护区，以允许对上述鸟类生物学以及可能影响其种群的因素进行研究。
典型极小种群野生植物保护与恢复技术研究
典型极小种群野生植物保护与恢复技术研究臧润国;董鸣;李俊清;陈小勇;曾宋君;江明喜;李镇清;黄继红【摘要】极小种群野生植物是急需优先抢救的国家重点保护濒危植物.目前,有关极小种群野生植物濒危原因及相应解濒技术的研究还非常缺乏,已有的植物种群生态学和保护生物学理论对极小种群植物并不完全适用,迫切需要研发有针对性的科学理论和保育技术.介绍了国家重点研发计划项目“典型极小种群野生植物保护与恢复技术研究(2016YFC0503100)”的研究意义、内容、目标及展望.项目拟针对典型极小种群野生植物开展保护与恢复技术的研究,拟构建极小种群野生植物的种群生态学和保护生物学理论体系,研发极小种群野生植物保护和更新复壮的技术体系,并建立相应的应用技术标准和示范基地,为极小种群野生植物的保护与可持续利用奠定坚实的理论基础和技术支撑.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2016(036)022【总页数】6页(P7130-7135)【关键词】极小种群野生植物;致濒机制;就地保护;扩繁技术;迁地保护;回归技术【作者】臧润国;董鸣;李俊清;陈小勇;曾宋君;江明喜;李镇清;黄继红【作者单位】中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,国家林业局森林生态环境重点实验室,北京100091;杭州师范大学生命与环境科学学院,杭州 310036;北京林业大学林学院,北京 100083;华东师范大学生态与环境科学学院,天童森林生态系统国家野外观测研究站,上海200062;中国科学院华南植物园,广东省应用植物学重点实验室,广州510650;中国科学院武汉植物园,中国科学院水生植物与流域生态重点实验室,武汉430074;中国科学院植物研究所,植被与环境变化国家重点实验室,北京100093;中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,国家林业局森林生态环境重点实验室,北京100091【正文语种】中文物种灭绝是全球最严重的生态问题之一,直接威胁着人类社会的可持续发展[1]。
黑龙江伊春市《生物和生物圈》人教版综合诊断模拟卷
黑龙江伊春市《生物和生物圈》人教版综合诊断模拟卷学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________（满分：100分时间：60分钟）总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、选择题：本大题共30小题，每小题2分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.某草原生态系统的食物网如图所示，相关叙述正确的是（ ）A．该食物网中包含4条食物链B．兔与鼠不存在种间关系C．鹰需要的能量最终来自草捕获的光能D．若受到DDT（有毒物质）污染，体内DDT积累最多的是草2.下列不是由细胞组成的（）A．新鲜树皮B．流感病毒C．绿色蚕豆种皮D．珊瑚虫3.下列生物的哪种行为属于拟态现象（ ）A．猪笼草吃虫子B．烟草产生烟碱C．含羞草遇到外界刺激低下头来D．生石花将自己伪装成石头的样子4.生活污水中的氮、磷等物质进入河流、湖泊等流域，容易造成水体富营养化，使藻类植物大量繁殖，引发水质恶化。
生态浮床（如图所示）能充分利用各种生物针对富营养化的水质进行修复。
有关分析正确的是（ ）A．食草性鱼类内的能量来自于氮、磷等营养物质B．氮、磷等营养物质可以通过食物链不断富集C．生态浮床具有遮光效应，可以抑制藻类的生长繁殖D．生态浮床需及时通入氧气，保证浮水植物光合作用5.在野外考察时，一般要对动物的哪些特点进行详细调查（）①种类②数量③形态特征④生活环境⑤生活习性⑥生理特征A．①②③④⑤B．②③④⑤⑥C．①③④⑤⑥D．①②④⑤⑥6.下列自然现象中，不属于生命现象的是（ ）A．植物落叶B．人体出汗C．种子萌发D．潮起潮落7.如图为小明同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作的生态瓶，散射光可避免瓶内温度过高。
下列分析正确的是（ ）A．水藻为小鱼提供了食物B．生态瓶内不存在分解者C．生态瓶中的食物链为：阳光→水藻→小鱼D．生态瓶的自动调节能力比池塘生态系统强8.下列有关生态系统的叙述错误的是A．生产者和分解者是生态系统中必不可少的成分B．生态系统包括生物成分和非生物成分C．一片树叶就是一个生态系统D．生物圈是最大的生态系统，是地球上所有生物共同的家园9.下列生命现象中，与“明月别枝惊鹊”所体现的生物特征相同的是（ ）A．种瓜得瓜，种豆得豆B．螳螂捕蝉，黄雀在后C．草履虫逃避食盐的刺激D．春种一粒粟，秋收万颗子10.下列选项中，不属于生物的是（ ）A．鼠妇B．电脑病毒C．珊瑚虫D．大肠杆菌11.下列生物与环境的关系中，与“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”相同的是（ ）A．苦寒坏我千竿绿，好雨还催众笋长B．儿童急走追黄蝶，飞入菜花无处寻C．落红不是无情物，化作春泥更护花D．春色满园关不住，一枝红杏出墙来12.下列因素中不属于非生物因素的是（）A．阳光、温度B．空气、温度C．水分、土壤D．花粉、病毒13.下列有关动物在生物圈中的作用，说法错误的是（）A．动物是食物链结构的成分B．动物数量过多时会对植物造成危害，但对人类没有危害C．动物是生物圈中的消费者D．动物不仅能帮助植物传粉，还能帮助植物传播种子，扩大其分布范围14.下列关于细胞的叙述中，正确的是（）A．所有生物都是由细胞构成的B．所有植物细胞都有叶绿体C．人体细胞没有液泡D．所有细胞都具有相同的形态15.地球上最大的生态系统是（ ）A．海洋生态系统B．森林生态系统C．生物圈D．水圈16.人类生存与发展最基本的环境条件是 ( )A．水资源问题B．黄金资源问题C．矿产资源问题D．空气质量问题17.下列生物中，不具有细胞结构的是（）A．珊瑚虫B．蘑菇C．海豹D．新冠病毒18.下列选项中，可以看成是一个生态系统的是（ ）A．牙山上所有的树木B．果园里所有的生物及无机环境C．南山公园池塘中所有的鱼儿D．长春湖畔的阳光、沙子、空气等无机环境19.生物课上，老师让同学们结合生活中的现象举例说明生物的特征，下面所举生命现象与其表现的生物特征不相符的是（）A．蜜蜂采蜜——生物的生活需要营养B．小树苗长成参天大树——生物都有遗传和变异的特性C．鱼儿浮头——生物能进行呼吸D．向日葵向阳而生——生物能对外界刺激作出反应20.下列生物与生物之间的关系，属于合作关系的是（ ）A．工蜂与蜂王B．水稻和稗草C．大豆和根瘤菌D．狼与绵羊21.许多蚂蚁一起向一个大型昆虫进攻，并把它搬运到巢穴中。
晚古生代冰期研究进展_杨兵
］ ７， １ ０， １ ２ １ ８ － 。广 事件 ， 已成为当今地学研究的热点之一 ［
大学者虽然通过不同方法建立多种模型来重建晚古 生代冰期 ， 并取得了重要成果 。 然而迄今为止 ， 一些 关于晚古生代冰期的核心问题 ， 如冰期开始时间 、 终 止时间 、 持续时间 、 冰川的活动范围 、 冰川类型 、 成冰 事件期次以及冰川活动对地球系统在物理 、 化学 、 生
５ 认 为 中、 低纬度地区旋回地层中间 Ｃ ｒ ｏ ｗ ｅ ｌ ｌ３ 接保存了很多关于晚古生代冰期的精确内容 。 石炭 ［ ］ ］ ［］ １ ０， ３ ６ ４ ９ － （ 。Ｖ 国华南 等 地 区 ［ 部 分 见 图 ２） ｅ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ等 ６
认为晚古生代的旋回沉积最早形成于密西西比亚纪 （ ／ ／ 至早二叠世（ Ｖ ｉ ｓ ｅ ａ ｎ Ｎ ａ ｍ ｕ ｒ ｉ ａ ｎ界 线） Ｓ ａ ｋ ｍ ａ ｒ ｉ ａ ｎ
１］ ， 球” 到石炭纪 － 早二叠世 “ 冰室地球 ” 的转变 ［ 全球 １ ９］ ， 物等方面的影响仍未达成普遍 的 共 识 ［ 此外在冰 川成因上 ， 地学界也存在不同观点 。
的古地理 、 古气候 、 古 海 洋、 古生态均发生了显著变 ［ ２］ 。 ， 化 Ｃ ｒ ｏ ｗ ｅ ｌ ｌ 研究表 明 该 转 折 期 共 持 续 了 约 １ ０ ０ ， 在此期间陆 地 维 管 植 物 大 量 繁 盛 ， 沉积碳库中 Ｍ ａ 有机碳含量增加 ， 使得石炭纪－二叠纪成为全球一 ［ ３］ 个重 要 的 成 煤 期 ； 劳伦大陆与北非大陆在赤道附 导致全球的热循环传输方向和 近碰撞形成造山带 ， 大洋环流都发生显著变化 ， 使得大气圈 Ｃ Ｏ ２ 分压下
晚古生代冰期研究进展
２ ，夏浩东１，杨欣杰１，韦 一２ 杨 兵１， （ ） 国土资源实物地质资料中心 ，河北 三河 ０ 中国地质大学 （ 武汉 ） 地球科学学院 ，武汉 ４ １． ６ ５ ２ ０ ０； ２． ３ ０ ０ ７ ４
大学者虽然通过不同方法建立多种模型来重建晚古 生代冰期 ， 并取得了重要成果 。 然而迄今为止 ， 一些 关于晚古生代冰期的核心问题 ， 如冰期开始时间 、 终 止时间 、 持续时间 、 冰川的活动范围 、 冰川类型 、 成冰 事件期次以及冰川活动对地球系统在物理 、 化学 、 生
５ 认 为 中、 低纬度地区旋回地层中间 Ｃ ｒ ｏ ｗ ｅ ｌ ｌ３ 接保存了很多关于晚古生代冰期的精确内容 。 石炭 ［ ］ ］ ［］ １ ０， ３ ６ ４ ９ － （ 。Ｖ 国华南 等 地 区 ［ 部 分 见 图 ２） ｅ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ等 ６
认为晚古生代的旋回沉积最早形成于密西西比亚纪 （ ／ ／ 至早二叠世（ Ｖ ｉ ｓ ｅ ａ ｎ Ｎ ａ ｍ ｕ ｒ ｉ ａ ｎ界 线） Ｓ ａ ｋ ｍ ａ ｒ ｉ ａ ｎ
１］ ， 球” 到石炭纪 － 早二叠世 “ 冰室地球 ” 的转变 ［ 全球 １ ９］ ， 物等方面的影响仍未达成普遍 的 共 识 ［ 此外在冰 川成因上 ， 地学界也存在不同观点 。
的古地理 、 古气候 、 古 海 洋、 古生态均发生了显著变 ［ ２］ 。 ， 化 Ｃ ｒ ｏ ｗ ｅ ｌ ｌ 研究表 明 该 转 折 期 共 持 续 了 约 １ ０ ０ ， 在此期间陆 地 维 管 植 物 大 量 繁 盛 ， 沉积碳库中 Ｍ ａ 有机碳含量增加 ， 使得石炭纪－二叠纪成为全球一 ［ ３］ 个重 要 的 成 煤 期 ； 劳伦大陆与北非大陆在赤道附 导致全球的热循环传输方向和 近碰撞形成造山带 ， 大洋环流都发生显著变化 ， 使得大气圈 Ｃ Ｏ ２ 分压下
晚古生代冰期研究进展
２ ，夏浩东１，杨欣杰１，韦 一２ 杨 兵１， （ ） 国土资源实物地质资料中心 ，河北 三河 ０ 中国地质大学 （ 武汉 ） 地球科学学院 ，武汉 ４ １． ６ ５ ２ ０ ０； ２． ３ ０ ０ ７ ４
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第 20 卷第 3 期 2008 年 9 月
极地研究
CH I NESE J OURNAL OF PO LAR RESEARCH
V o.l 20 , No . 3 Septe m ber 2008
研究进展
极地维管植物研究进展
王雪英 赵琦 焦雨歆
( 首都师范大学生命科学学院 , 北京 100048)
提要
极地维管植物因其所处环境的 特殊性而备受关注。本文综述了极地维管植物在 结构、 生
理、 遗传和起源方面的研究进展 , 从而 了解其对环境 的适应 机制 , 以及遗 传多样 性的特 点、 拓殖 和起源方式。由叶片超微结构显示出叶绿体突 起、 叶绿体与线粒体的紧密相连等 结构特点与 植 物适应极地环境有关。低温和长日照 下糖类和蛋白 质积累、 酶活 性的保 持或提 高、 与 胁迫相 关 基因的表达保证了植物在严酷环境下 的生存。次生代谢物质含量随紫外线和光强度而 变化 , 从 而保护植物免受强辐射的伤害。极地地理和 气候环 境影响 了植物 遗传多 样性和 拓殖方式。 南 极植物 ( 发草 ) 群体的遗传多样性低 , 基因流动主要发 生在邻近群 体之间 , 其拓殖方 式符合步 石 模型。北极植物则存在着长距离拓殖 。多领域 的研究观点表明 , 维管植物最有可 能通过鸟类 的 帮助而迁入南极。 关键词 极地 结构 起源 生物化学成分 适应性 维管植物 遗传多样性
*
王雪英 , 赵琦 , 焦雨歆 . 四种北极被子植物叶片显微结构和超微结构研究 , 西北植物学报 , 待刊发 .
260
极地研究
[ 10, 11]
第 20 卷
日照 ( 21 /3 h)处理提高了植株叶片中的可溶性糖和蔗糖含量 。冷驯化处理的南极 发草可溶性糖和蔗糖含量高于禾本科其它栽培作物 ( 小麦、 燕麦和大麦 ) 和非栽培植物 ( 发草属的发草 D. caesp itosa 和大麦状发草 D. beringensis ) , 并且发草属植物 ( 南极发草、 发草和大麦状发草 )的蔗糖 /可 溶性糖比值均高于禾本科的栽培作物 [ 11 冷驯化过程中可溶性糖含量增加, 最高可达到非冷驯化处理的 4倍
第 3期
王 雪英等 : 极地维管植物研究进展
261
相同条件下生长的大麦、 小麦、 燕麦, 并且这两种酶在冷驯化植株中保持较高的活性, 加上 SOD 活性在高光强下急剧升高 , 有利于清除不利环境下产生的活性氧, 维持植株正常的 生理活动
[ 21]
。经低温处理的南极漆姑草 SOD 和 APX 活性没有变化, 并且高光强下的两
[ 10] 13]
。南极漆姑草在 。经过冷驯化处 。南极维管植
理的南极维管植物的半致死耐冻温度受到光周期的影响: 日照长度的增加能显著降低植 株半致死耐冻温度; 另外, 植物生长速率随日照长度的增加而明显加快
[ 11]
物在生长季节中可溶性糖类不同寻常的大量积累可能是对抗低温的保护机制之一。南极 发草比南极漆姑草更能忍受冰冻低温的胁迫, 主要是因为南极发草积累更多的可溶性糖 类、 淀粉和脯氨酸有关 , 这些物质的积累可以降低胞内结冰的温度, 保证低温下植物正常 生理活动的进行
位于地球两极的南极和北极, 因其所处的地理位置 , 导致了其气候的特殊性。南极的 气候特征表现为极度的寒冷、 干燥、 多风和极少的降雨。南极沿海地区夏季 ( 12 2月 ) 平 均气温在 0 C 左右、 年降雨量为 900 mm。相 比之下, 北极略显温暖和潮 湿。北极夏季 ( 7 9 月 ) 平均气温在 5 10 C, 年降雨量在 600 2500 mm。另外, 南极和北极还存在极 昼和极夜现象, 即半年时间里全为白天或黑夜 , 南极极昼时间为秋分至春分, 而这段时间 内北极会出现极夜。 极地特殊的自然环境仅适合少数的植物生存。据文献报道, 只有两种维管植物: 南极 发草 ( Deschamp sia antarctica ) 和南极漆姑草 ( Antarctic pearlw o rt) ( Colobanth us quitensis ) 生 活在南极
[ 19, 20]
。南极发草经高温处理后 , 其 H SP70 含量随处理时间的延长而上升 , 并
且冷驯化植株高于正常温度 ( 13 C ) 下生长的植株。另外 , 南极发草的超氧化物歧化酶 ( superox ide d ismu tase , SOD) 和抗坏血酸过氧化物酶 ( asco rbate perox idase , APX ) 活性高于
[ 1]
。北极的斯瓦尔巴德群岛生长着 100多种维管植物, 其中绝大部分是草本 , 只
[ 2]
有少数是矮小的灌木 , 如: 极柳 ( Salix p olaris ) 和仙女木 ( Dryas octopeta la ) 其特有的方式在极地短暂的夏季生长和繁殖, 并且度过严寒的冬季。
[ 收稿日期 ] [ 基金项目 ] [ 作者简介 ] [ 联系作者 ] 2008年 3 月收到来稿, 2008年 7 月收到修改稿。 北京市纳米光电子重点实验室项目资助。 王雪英 , 女 , 1974 生。博士 , 主要从事植物对环境适应性研究。 赵琦 , E ma i:l zhaoq @ i m ai. l cnu . edu. cn 。
。这些植物以
第 3期
王 雪英等 : 极地维管植物研究进展
259
极地植物因其所处的地理分隔环境和自然生态环境的特殊性, 引起了研究者的广泛 兴趣。而全球大气 CO2 浓度的升高和变暖趋势下的极地环境变化势必影响当地植物的 生长、 发育和繁殖方式。本文综述了极地维管植物在结构、 生物化学成分、 遗传和起源方 面的研究进展, 以便了解极地维管植物对环境的适应机制 , 以及遗传多样性的特点、 拓殖 方式和起源方式。
1 结构
极地植物结构的研究内容包括茎和叶片解剖。通过比较北极落叶和常绿双子叶植物 的木质部导管特征, 发现落叶植物的导管直径大于常绿植物、 灌木植物大于垫状植物 , 垫 状植物的导管密度大于灌木植物
[ 3]
。生长在自然条件下的 北极落叶植物大叶柳 ( Salix
[ 4]
pulchra ) 的导管直径和导管密度均小于生长在高于自然温度 5 C 下的植株 。不同类型 的北极植物具有与之相适应的茎结构特点 , 对茎导管的研究有助于了解北极植物对气候 变化的响应。 南极发草的叶片解剖结构和超微结构与所处的生长环境相适应 。相对于潮湿的 自然环境和温室环境 , 生长在自然干旱环境中的植株叶片解剖结构呈现出更明显的干旱 适应性特征 , 表现在更加紧密排列的叶肉细胞和较少的厚壁纤维数目。自然干旱环境中 生长的植株叶肉细胞的叶绿体中存在囊泡 ( vesicle) 或小袋状结构 ( pocket) , 线粒体或过 氧化物酶体紧贴着叶绿体 , 这样的结构可能有利于加快代谢物质的交换和提高呼吸氧化 效率, 对严酷环境中植物的生长极为重要。南极发草和南极漆姑草的细胞间隙、 细胞壁和 原生质体中存在多种多样的后含物质 , 包括不溶性的糖类物质和淀粉, 这些物质起到抵御 低温伤害的作用
[ 26] [ 25]
。 UV B 屏蔽处理下的南极发草体内类苯基丙
。而增加 UV B 辐射处理的南极发草体内 UV B 吸收化合
[ 18]
。冷驯化处理下, 南极发草的 AFPs 活性增强。南极发草累积
AFPs作为它耐受冰冻的机制之一。热激蛋白 ( 主要是 H SP70) 是当有机体受到高温等刺 激后大量表达的蛋白 , 作为植物对胁迫短期适应的一种必需组分, 对减缓胁迫引起的伤害 有很大的作用。南极发草虽然一直生长在低温环境下, 但其忍受热胁迫的半致死温度达 到了 45 C, 与耐热植物如 牧豆树 ( P rosop is chilensis ) 相似, 这 与高温下 ( 35 C ) 植株积累 H SP70 有关
[ 10, 14]
。相对于黑暗 , 光照下植
株 SPS 活性增加。冷驯化和长日照能提高植株 SPS 活性。 SPS 活性的增加有利于植物合 成蔗糖 , 表现出酶活性和蔗糖含量的正相关性。低温 ( 4 C) 下 , 南极漆姑草 SPS 通过降低 其对磷的敏感性来调节其活性和通过葡萄糖 6 磷酸来增加其活性
[6 , 11 ]
。
南极发草和南极漆姑草体内蔗糖的大量积累与蔗糖磷酸合酶 ( sucrose pho冷驯化处理的两种植物 SPS 活性均增加 , 而 SPS 浓度没有改 变
[ 10 , 13, 14]
。南极发草 SPS 活性还受到光和光周期的调控
[ 7] [ 5, 6]
。
生长在北极的山蓼 ( Oxyria d ig yna ) 叶片厚度大于奥地利的植株, 其叶片解剖结构具 有较多细胞层数的栅栏组织和海绵组织 , 另外, 其叶肉细胞超微结构具有以下特征 : ( 1) 叶绿体具有充满基质的突起, ( 2) 线粒体紧贴着叶绿体分布或者被叶绿体吞噬
[ 8]
。作者
通过对 4 种北极植物叶肉细胞超微结构的观察, 也发现叶绿体与线粒体或过氧化物酶体 * 的紧密相连 , 另外一个显著特征就是叶绿体中存在大量的淀粉颗粒 。北极植物的结构 特征有利于代谢过程中的物质交换和抵御不利环境的伤害, 可能与适应北极环境有密切 的关系。
2 生物化学成分
2 . 1 糖类 南极沿海地区的夏季平均温度仍在 0 C 左右 , 植物要维持体内不结冰 , 就需要积累 大量的可溶性糖类。南极夏季生长的南极发草叶片中积累的糖含量达到了干重的 36 %, 叶片和根中可溶性糖和果聚糖的含量高于其它禾本科植物, 并且在夏季结束时可溶性糖 [9 , 10 ] 和果聚糖积累达到最大值 。日长和温度影响南极发草的糖含量, 冷驯化 ( 4 C ) 和长
[ 22]
种酶活性降低 。 南极发草对寒冷的耐受能力还与其体内存在与冷驯化相关的组织特异性表达的基因 有关
[ 23]
。这些基因包括 D aGrx、 DaRub 1 和 DaPyk 1 , 分别编码谷氧还蛋白、 泛素相关蛋白
极地研究
CH I NESE J OURNAL OF PO LAR RESEARCH
V o.l 20 , No . 3 Septe m ber 2008
研究进展
极地维管植物研究进展
王雪英 赵琦 焦雨歆
( 首都师范大学生命科学学院 , 北京 100048)
提要
极地维管植物因其所处环境的 特殊性而备受关注。本文综述了极地维管植物在 结构、 生
理、 遗传和起源方面的研究进展 , 从而 了解其对环境 的适应 机制 , 以及遗 传多样 性的特 点、 拓殖 和起源方式。由叶片超微结构显示出叶绿体突 起、 叶绿体与线粒体的紧密相连等 结构特点与 植 物适应极地环境有关。低温和长日照 下糖类和蛋白 质积累、 酶活 性的保 持或提 高、 与 胁迫相 关 基因的表达保证了植物在严酷环境下 的生存。次生代谢物质含量随紫外线和光强度而 变化 , 从 而保护植物免受强辐射的伤害。极地地理和 气候环 境影响 了植物 遗传多 样性和 拓殖方式。 南 极植物 ( 发草 ) 群体的遗传多样性低 , 基因流动主要发 生在邻近群 体之间 , 其拓殖方 式符合步 石 模型。北极植物则存在着长距离拓殖 。多领域 的研究观点表明 , 维管植物最有可 能通过鸟类 的 帮助而迁入南极。 关键词 极地 结构 起源 生物化学成分 适应性 维管植物 遗传多样性
*
王雪英 , 赵琦 , 焦雨歆 . 四种北极被子植物叶片显微结构和超微结构研究 , 西北植物学报 , 待刊发 .
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极地研究
[ 10, 11]
第 20 卷
日照 ( 21 /3 h)处理提高了植株叶片中的可溶性糖和蔗糖含量 。冷驯化处理的南极 发草可溶性糖和蔗糖含量高于禾本科其它栽培作物 ( 小麦、 燕麦和大麦 ) 和非栽培植物 ( 发草属的发草 D. caesp itosa 和大麦状发草 D. beringensis ) , 并且发草属植物 ( 南极发草、 发草和大麦状发草 )的蔗糖 /可 溶性糖比值均高于禾本科的栽培作物 [ 11 冷驯化过程中可溶性糖含量增加, 最高可达到非冷驯化处理的 4倍
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王 雪英等 : 极地维管植物研究进展
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相同条件下生长的大麦、 小麦、 燕麦, 并且这两种酶在冷驯化植株中保持较高的活性, 加上 SOD 活性在高光强下急剧升高 , 有利于清除不利环境下产生的活性氧, 维持植株正常的 生理活动
[ 21]
。经低温处理的南极漆姑草 SOD 和 APX 活性没有变化, 并且高光强下的两
[ 10] 13]
。南极漆姑草在 。经过冷驯化处 。南极维管植
理的南极维管植物的半致死耐冻温度受到光周期的影响: 日照长度的增加能显著降低植 株半致死耐冻温度; 另外, 植物生长速率随日照长度的增加而明显加快
[ 11]
物在生长季节中可溶性糖类不同寻常的大量积累可能是对抗低温的保护机制之一。南极 发草比南极漆姑草更能忍受冰冻低温的胁迫, 主要是因为南极发草积累更多的可溶性糖 类、 淀粉和脯氨酸有关 , 这些物质的积累可以降低胞内结冰的温度, 保证低温下植物正常 生理活动的进行
位于地球两极的南极和北极, 因其所处的地理位置 , 导致了其气候的特殊性。南极的 气候特征表现为极度的寒冷、 干燥、 多风和极少的降雨。南极沿海地区夏季 ( 12 2月 ) 平 均气温在 0 C 左右、 年降雨量为 900 mm。相 比之下, 北极略显温暖和潮 湿。北极夏季 ( 7 9 月 ) 平均气温在 5 10 C, 年降雨量在 600 2500 mm。另外, 南极和北极还存在极 昼和极夜现象, 即半年时间里全为白天或黑夜 , 南极极昼时间为秋分至春分, 而这段时间 内北极会出现极夜。 极地特殊的自然环境仅适合少数的植物生存。据文献报道, 只有两种维管植物: 南极 发草 ( Deschamp sia antarctica ) 和南极漆姑草 ( Antarctic pearlw o rt) ( Colobanth us quitensis ) 生 活在南极
[ 19, 20]
。南极发草经高温处理后 , 其 H SP70 含量随处理时间的延长而上升 , 并
且冷驯化植株高于正常温度 ( 13 C ) 下生长的植株。另外 , 南极发草的超氧化物歧化酶 ( superox ide d ismu tase , SOD) 和抗坏血酸过氧化物酶 ( asco rbate perox idase , APX ) 活性高于
[ 1]
。北极的斯瓦尔巴德群岛生长着 100多种维管植物, 其中绝大部分是草本 , 只
[ 2]
有少数是矮小的灌木 , 如: 极柳 ( Salix p olaris ) 和仙女木 ( Dryas octopeta la ) 其特有的方式在极地短暂的夏季生长和繁殖, 并且度过严寒的冬季。
[ 收稿日期 ] [ 基金项目 ] [ 作者简介 ] [ 联系作者 ] 2008年 3 月收到来稿, 2008年 7 月收到修改稿。 北京市纳米光电子重点实验室项目资助。 王雪英 , 女 , 1974 生。博士 , 主要从事植物对环境适应性研究。 赵琦 , E ma i:l zhaoq @ i m ai. l cnu . edu. cn 。
。这些植物以
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王 雪英等 : 极地维管植物研究进展
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极地植物因其所处的地理分隔环境和自然生态环境的特殊性, 引起了研究者的广泛 兴趣。而全球大气 CO2 浓度的升高和变暖趋势下的极地环境变化势必影响当地植物的 生长、 发育和繁殖方式。本文综述了极地维管植物在结构、 生物化学成分、 遗传和起源方 面的研究进展, 以便了解极地维管植物对环境的适应机制 , 以及遗传多样性的特点、 拓殖 方式和起源方式。
1 结构
极地植物结构的研究内容包括茎和叶片解剖。通过比较北极落叶和常绿双子叶植物 的木质部导管特征, 发现落叶植物的导管直径大于常绿植物、 灌木植物大于垫状植物 , 垫 状植物的导管密度大于灌木植物
[ 3]
。生长在自然条件下的 北极落叶植物大叶柳 ( Salix
[ 4]
pulchra ) 的导管直径和导管密度均小于生长在高于自然温度 5 C 下的植株 。不同类型 的北极植物具有与之相适应的茎结构特点 , 对茎导管的研究有助于了解北极植物对气候 变化的响应。 南极发草的叶片解剖结构和超微结构与所处的生长环境相适应 。相对于潮湿的 自然环境和温室环境 , 生长在自然干旱环境中的植株叶片解剖结构呈现出更明显的干旱 适应性特征 , 表现在更加紧密排列的叶肉细胞和较少的厚壁纤维数目。自然干旱环境中 生长的植株叶肉细胞的叶绿体中存在囊泡 ( vesicle) 或小袋状结构 ( pocket) , 线粒体或过 氧化物酶体紧贴着叶绿体 , 这样的结构可能有利于加快代谢物质的交换和提高呼吸氧化 效率, 对严酷环境中植物的生长极为重要。南极发草和南极漆姑草的细胞间隙、 细胞壁和 原生质体中存在多种多样的后含物质 , 包括不溶性的糖类物质和淀粉, 这些物质起到抵御 低温伤害的作用
[ 26] [ 25]
。 UV B 屏蔽处理下的南极发草体内类苯基丙
。而增加 UV B 辐射处理的南极发草体内 UV B 吸收化合
[ 18]
。冷驯化处理下, 南极发草的 AFPs 活性增强。南极发草累积
AFPs作为它耐受冰冻的机制之一。热激蛋白 ( 主要是 H SP70) 是当有机体受到高温等刺 激后大量表达的蛋白 , 作为植物对胁迫短期适应的一种必需组分, 对减缓胁迫引起的伤害 有很大的作用。南极发草虽然一直生长在低温环境下, 但其忍受热胁迫的半致死温度达 到了 45 C, 与耐热植物如 牧豆树 ( P rosop is chilensis ) 相似, 这 与高温下 ( 35 C ) 植株积累 H SP70 有关
[ 10, 14]
。相对于黑暗 , 光照下植
株 SPS 活性增加。冷驯化和长日照能提高植株 SPS 活性。 SPS 活性的增加有利于植物合 成蔗糖 , 表现出酶活性和蔗糖含量的正相关性。低温 ( 4 C) 下 , 南极漆姑草 SPS 通过降低 其对磷的敏感性来调节其活性和通过葡萄糖 6 磷酸来增加其活性
[6 , 11 ]
。
南极发草和南极漆姑草体内蔗糖的大量积累与蔗糖磷酸合酶 ( sucrose pho冷驯化处理的两种植物 SPS 活性均增加 , 而 SPS 浓度没有改 变
[ 10 , 13, 14]
。南极发草 SPS 活性还受到光和光周期的调控
[ 7] [ 5, 6]
。
生长在北极的山蓼 ( Oxyria d ig yna ) 叶片厚度大于奥地利的植株, 其叶片解剖结构具 有较多细胞层数的栅栏组织和海绵组织 , 另外, 其叶肉细胞超微结构具有以下特征 : ( 1) 叶绿体具有充满基质的突起, ( 2) 线粒体紧贴着叶绿体分布或者被叶绿体吞噬
[ 8]
。作者
通过对 4 种北极植物叶肉细胞超微结构的观察, 也发现叶绿体与线粒体或过氧化物酶体 * 的紧密相连 , 另外一个显著特征就是叶绿体中存在大量的淀粉颗粒 。北极植物的结构 特征有利于代谢过程中的物质交换和抵御不利环境的伤害, 可能与适应北极环境有密切 的关系。
2 生物化学成分
2 . 1 糖类 南极沿海地区的夏季平均温度仍在 0 C 左右 , 植物要维持体内不结冰 , 就需要积累 大量的可溶性糖类。南极夏季生长的南极发草叶片中积累的糖含量达到了干重的 36 %, 叶片和根中可溶性糖和果聚糖的含量高于其它禾本科植物, 并且在夏季结束时可溶性糖 [9 , 10 ] 和果聚糖积累达到最大值 。日长和温度影响南极发草的糖含量, 冷驯化 ( 4 C ) 和长
[ 22]
种酶活性降低 。 南极发草对寒冷的耐受能力还与其体内存在与冷驯化相关的组织特异性表达的基因 有关
[ 23]
。这些基因包括 D aGrx、 DaRub 1 和 DaPyk 1 , 分别编码谷氧还蛋白、 泛素相关蛋白