两型闭花受精现象是指在植物个体发育的不同时期或不同部位会形成两种形态完全不同的花,即异花传粉的开放花(chasmogamous flower,CH)与自花传粉的闭锁花(cleistogamous flower,CL).维西堇菜(Viola monbeigii)与裂叶堇菜(V.dissecta)在早春时期为CH花,夏季为CL花,光周期可能调控着两种花型的发育.本研究对维西堇菜和裂叶堇菜不同光周期下的花型进行了形态观察与统计,以探究光周期对两种花型发育的调控作用,并阐明两种花型不同发育阶段的主要形态差异.结果表明:维西堇菜和裂叶堇菜的CH和CL花的差异主要体现在花瓣与雄蕊的大小与数量、蜜腺体的有无、花丝长短、柱头有无弯曲等方面.CH花5个花瓣,下花瓣有一长距,5枚雄蕊,花丝很短,2枚雄蕊背部的蜜腺体伸入下花瓣形成的距中,雌蕊花柱直立并高于雄蕊;CL花雄蕊2枚,花丝较长,无蜜腺体,其余雄蕊与5个花瓣均为原基状,雌蕊的柱头通常弯向2枚发育最好的雄蕊.另外存在着花瓣与雄蕊数量介于CH与CL花之间的过渡闭锁花(intermediate cleistogamous flower,inCL),其花部特征与闭锁花一样,花萼一直包裹着其他3轮花器官.中短日照(12 h及以下光照)下诱导的花芽大部分为CH花,长日照(16 h光照)下诱导的大部分花芽为完全CL花.两个物种的CH花与CL花在4轮花器官原基形成后出现明显的形态差异,并随着花芽发育的成熟,形态差异更加明显.本研究揭示了光周期对维西堇菜与裂叶堇菜CH和CL花发育的调控作用,阐明了CH与CL花出现明显差异的时期与具体形态差异,为堇菜属两型闭花受精适应性进化研究提供了理论依据.

景观破碎化对物种的影响依赖于斑块属性,斑块属性体现了斑块的类型、面积、形状及其与周围斑块间关系.然而,在破碎化农业景观中这些斑块属性对关键物种的联合影响仍知之甚少.选取中国海南地区的典型农业破碎化景观,实测了 180 个斑块中三类关键物种,分别为害虫-橡胶材小蠹虫(Xyleborus affinis)、传粉昆虫-中华蜜蜂(Apis cerana)和天敌物种-玉米螟赤眼蜂(Trichogrammatid ostriniae Pang et Chen),刻画了各斑块属性,包括斑块类型、斑块面积、形状指数、距天然林距离、是否与橡胶接触、景观中天然林所占比例、是否有林下植物,并使用 3 种机器学习模型(神经网络、随机森林、支持向量机)拟合斑块属性与三类物种丰富度关系,解析斑块属性的相对重要性.结果表明,与支持向量机和神经网络相比,随机森林模型对三个物种的丰富度预测效果均最好,其R2在橡胶材小蠹虫、中华蜜蜂和赤眼蜂中分别达到 0.785、0.845 和 0.798;基于随机森林模型的结果表明,斑块类型对橡胶材小蠹虫和中华蜜蜂丰富度相对重要性高于其他斑块属性;斑块面积对赤眼蜂丰富度影响高于其他斑块属性,且与斑块类型存在交互作用;橡胶林中橡胶材小蠹虫与中华蜜蜂丰富度高于天然林和其他斑块类型,玉米螟赤眼蜂丰富度则在天然林与农田中最高.研究揭示了斑块属性对不同物种丰富度的相对影响,阐明了斑块类型在不同物种中的重要作用,并证实了机器学习是推导斑块属性对物种影响的有效方法.

该文报道了广西苦苣苔科报春苣苔属(Primulina Hance)一新种——平果报春苣苔(Primulina pingguoensis H.S.Ma & B.Pan),该新种在形态学上与囊筒报春苣苔(P.carinata Y.G.Wei,F.Wen &H.Z.Lü)相似,但两者能明显区别,平果报春苣苔花冠裂片狭披针形至线型,长宽比大于2(vs.圆形至卵圆形,长宽比小于1.5),花冠内部具8～10条紫色条纹,与花冠同色,无明显导蜜线(vs.棕色条纹,与花冠不同色,具两条黄色导蜜线),花冠筒管状,腹面隆状,(vs.狭漏斗状,明显隆起,形成一清晰的龙骨),叶片椭圆形到宽卵形,(6.5～9.5)cm ×(4.5～6.5)cm[vs.宽椭圆形到卵形,(4.0～5.0)cm ×(3.0～4.0)cm],叶基部稍楔形(vs.圆形).该新种目前只在模式产地一个较大的石灰岩溶洞及周边发现有分布,目前该溶洞内开始发展畜牧养殖,对该物种的生存空间带来压力.该文对该新种的分布区(EOO)和占有面积(AOO)分别进行了评估,认为根据现已知的居群和所受威胁情况,根据IUCN红色名录标准,可暂定为"极危(CR)"级别.该种作为传统中药,被当地居民用于新生儿去胎毒等,有一定的保护和利用价值,今后可进一步开展此物种的民族植物学和药用植物学研究.该种面临生境破坏和野外采挖的风险,因此很有必要开展迁地保护和野外回归等相关工作.与该种同一乡镇分布的物种紫麟报春苣苔(P.purpureokylin F.Wen,Yi Huang &W.C.Chou),后者花冠筒漏斗状,叶片深绿至紫色,叶两面具紫红色粗伏毛而明显区别;距离该种5 km内分布有小白花报春苣苔(P.alba R.F.Li & B.Pan),后者花明显小型,花冠筒状,纯白色,与该种相区别.通过比较该种与报春苣苔属其他物种,发现也有一些物种花筒或多或少有膨大,如浅黄报春苣苔(P.lutescens B.Pan & H.S.Ma)、粉花报春苣苔[P.roseoalba(W.T.Wang)Mich.M?ller & A.Weber]、中华报春苣苔[P.dryas(Dunn)Mich.M?ller & A.Weber]、多莛报春苣苔[P.polycephala(Chun)Mich.M?ller & A.Weber]以及崀山报春苣苔[P.langshanica(W.T.Wang)Yin Z.Wang]等,初步推断报春苣苔属植物的花筒膨大可能与特定传粉者有关,然而这一假设需进一步的野外调查和实验论证.

中国是凤仙花属物种多样性分布中心之一,存在着大量的特有和同域分布现象.为更好地理解同域分布近缘种的传粉综合征分化以及传粉昆虫资源分配问题,该文以中国特有种黄麻叶凤仙花(Impatiens corchorifolia)和金凤花(I.cyathiflora)为研究对象,通过野外调查和实验完成传粉生物学的相关研究,比较分析了这两个种的开花物候、花形态结构、传粉昆虫的种类及访花行为和人工授粉实验等方面的异同.结果表明:(1)两种凤仙花的花距不同,花距的长度与花蜜量呈正比,但与花蜜含糖量无关.花距类型决定了两种植物的传粉昆虫种类的分化.具短花距的黄麻叶凤仙花的花蜜含量为(4.57±1.43)μL,花蜜糖含量为(45.48±2.28)％,由蜜蜂和胡蜂为其传粉.拥有长花距的金凤花的花蜜含量为(10.15±3.28)μL,花蜜糖含量为(46.12±1.48)％,除蜜蜂和胡蜂传粉外,天蛾和熊蜂也为其传粉昆虫.(2)两种植物虽然共享3种传粉者,但表现为明显的错峰访花,传粉行为和花通道的差异决定了传粉者携带花粉的部位不一致.(3)繁育系统实验表明,两种植物均表现出明显的种间杂交障碍和异花授粉偏好性.因此,花距形态差异显著导致了传粉综合征分化明显和传粉昆虫行为各异.两种植物授粉均需要传粉昆虫且均无法自花授粉,呈现异交优势;并且可以通过部分传粉昆虫、花形态差异以及杂交不亲和等情况维持生殖隔离.该研究结果为理解凤仙花属的传粉综合征、同域分布近缘物种传粉昆虫资源分配等方面提供了新资料.

水菜花(Ottelia cordata)是珍稀濒危的沉水植物,现仅分布在中国海南岛北部海口至文昌一带的淡水湿地,其造型优美,极具园艺观赏价值.然而,受人类活动影响,水菜花的生境急剧退缩且更加破碎化,濒临灭绝.为探究水菜花的繁殖特征和繁殖规律,该研究分析了水菜花的花部形态、性比、花粉活性、柱头可授性、反射光谱、花粉限制与无融合生殖及其传粉者类型与行为.结果表明:(1)水菜花雌雄异株,雌、雄个体的性比约为1∶2;水菜花雌、雄花形态相似,但雌花略大于雄花.(2)水菜花花粉活性和柱头可授性在花蕾期和开放期均较高.(3)中华蜜蜂(Apis cerana)是水菜花的主要传粉者,传粉效率较高且访问雄花的频率显著高于雌花.(4)水菜花雄蕊、雌蕊间的花色距离显著高于中华蜜蜂辨别的阈值(P＜0.001).(5)在自然授粉和人工授粉下,水菜花坐果率分别为95.29％和98.42％,并且不存在无融合生殖现象.综上所述,水菜花两性模拟的欺骗性传粉并不完美,传粉者可以从视觉上区分雌花和雄花;而由于水菜花雄花数量较多,传粉者低频率的"错访"足以达到水菜花雌花的繁殖需求.因此,在今后开展水菜花迁地保护、人工种群恢复等保育工作时,应重视水菜花种群大小、性别比例和当地传粉者种群数量.

目的 基于斑马鱼模型探究晕痛定胶囊的镇痛活性,采用网络药理学方法预测晕痛定胶囊的镇痛作用机制.方法 采用佛波酯构建斑马鱼疼痛模型,以阿司匹林为阳性对照,利用行为轨迹分析系统监测斑马鱼的运动轨迹,以运动次数、运动时间、运动距离、运动速度等运动状态为指标评价晕痛定胶囊及其组方药材的镇痛活性:同时运用网络药理学及分子对接技术预测晕痛定胶囊镇痛核心成分及潜在靶点;选取网络药理学预测的核心成分法卡林二醇和金色酰胺醇酯为实验药物,利用斑马鱼疼痛模型验证镇痛活性.结果 斑马鱼疼痛模型镇痛活性评价实验中,晕痛定胶囊及其组方药材川芎、蜜环菌均能显著降低模型斑马鱼的快速运动和慢速运动(P＜0.01),且晕痛定胶囊作用强于川芎和蜜环菌.网络药理学筛选得到晕痛定胶囊镇痛活性成分87个及其作用靶点159个,利用蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络分析得到法卡林二醇和金色酰胺醇酯等核心成分和MAPK1等核心靶点,分子对接结果显示核心成分及核心靶点间具有较好的结合活性.法卡林二醇和金色酰胺醇酯镇痛活性实验结果表明单独给药法卡林二醇和金色酰胺醇酯可以达到良好的镇痛效果,与网络药理学预测的核心成分结果相符.结论 晕痛定胶囊能够缓解暴露于佛波酯中斑马鱼的疼痛状态,具有较明显的镇痛作用;预测其作用机制可能与减少神经损伤及其炎症反应和促进细胞凋亡等过程有关;且法卡林二醇和金色酰胺醇酯为其发挥镇痛作用的核心成分.

N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine,m6A)是真核生物中分布广泛、含量丰富且作用关键的一类RNA修饰.东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae专性侵染成年蜜蜂导致微孢子病,给养蜂业造成很大损失.本研究对东方蜜蜂微孢子虫的甲基转移酶样蛋白 5(Methyltransferase-like protein 5,Mettl5)基因 NcMettl5 进行克隆,通过生物信息学预测 NcMettl5 蛋白的理化性质和分子特性,并通过RT-qPCR检测NcMettl5在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂过程的相对表达量,以期丰富NcMettl5的信息,并为探究东方蜜蜂微孢子侵染中NcMettl5的功能及调控机制提供基础.结果表明,扩增出约 600 bp的目的片段,与GenBank数据库收录的预测出的NcMettl5序列一致;NcMettl5 的分子量约为 22.64 kDa,分子式为 C1039H1645N269O284S6,理论等电点是9.37,脂溶系数是98.98,不稳定系数为13.96;包含196个氨基酸和20个磷酸化位点;平均亲水系数为-0.230,不含典型的跨膜结构域和信号肽,可同时定位于细胞骨架、细胞质和细胞核、细胞核、线粒体和过氧化物酶体;NcMettl5 含有 1 个超家族结构域:AdoMet_MTases superfamily;东方蜜蜂微孢子虫、家蚕微孢子虫Nosema bombycis CQ1 和颗粒病微孢子虫Nosema granulosis的Mettl5均含有 7 个相同的保守基序,序列一致性较高,且进化距离较近;NcMettl5 在东方蜜蜂微孢子虫接种后 1-4 d的意大利蜜蜂工蜂中肠内均有表达;相较于接种后 1 d(1 day post inoculation,1 dpi),NcMettl5 的表达量在 2 dpi和 3 dpi下调但差异不显著(P＞0.05),在 4 dpi显著下调(P＜0.05).研究结果表明成功克隆到东方蜜蜂微孢子虫的 NcMettl5 基因,明确了 NcMettl5 蛋白的分子特性,并揭示NcMettl5 可能为亲水性蛋白、非跨膜蛋白和胞内蛋白,Nosema 属的东方蜜蜂微孢子虫、家蚕微孢子虫和颗粒病微孢子虫的Mettl5 蛋白具有较高的保守性,NcMettl5 在东方蜜蜂微孢子虫增殖周期内真实表达且总体呈持续下降的表达趋势.

试验旨在探明贵州省不同自然保护区中华蜜蜂种群形态及mtDNA遗传分化现状,为贵州省中华蜜蜂种群分化、种质资源保护与开发利用提供参考依据.采集贵州省11个代表性自然保护区中华蜜蜂样本,采用31项形态指标进行聚类分析、主成分分析、方差分析研究其形态分化现状,采用mtDNA CO Ⅰ～COⅡ序列对其进行碱基组成分析、单倍型分析、系统发育分析等研究其种群遗传分化情况及遗传多样性程度.结果显示:11个采样点中华蜜蜂在形态上聚为2个类群;CO Ⅰ～COⅡ序列A+T平均含量为82％,碱基偏倚性明显;在CO Ⅰ～COⅡ序列中共检测到11个单倍型;单倍型系统发育树显示11个单倍型聚为3个类群;11个样点间平均遗传距离介于0.007 0～0.027 0,遗传距离和地理距离之间未发现明显相关性.结果表明贵州省自然保护区中华蜜蜂形态及mtDNA存在一定种群分化,且形态和mtDNA分化结果基本一致.其中,草海和百里杜鹃自然保护区种群分化较为明显,形态和mtDNA均存在分化;其次,宽阔水自然保护区、野钟自然保护区、青岩油杉自然保护区受外界影响也发生一定程度的种群分化,发生种群分化的原因可能与海拔和气候有关.研究结果为贵州省本土蜜蜂种质资源的保护与开发提供依据.

以采自中国多地并同质园栽培于吉首大学种质资源圃的21种淫羊藿为研究材料,通过观测这些物种的花梗长、花直径、内萼片长宽、蜜距长、雌雄蕊长、花药长、花柱长、胚珠数、花粉大小及花粉量等16个花部特征数量性状和花序类型、有无蜜距、花瓣颜色、内萼片颜色、内萼片与花瓣相对长度及花粉颜色6个质量性状,并对其分类学意义进行探讨.结果表明,(1)21种淫羊藿内轮萼片花瓣状,4枚花瓣除无距淫羊藿外均特化成蜜距,但花部形态种间存在显著差异,尤其体现于花直径、内萼片长宽、蜜距长、雌蕊长、胚珠数、花粉量、花粉直径等特征.(2)主成分分析显示花直径、内萼片长、花药长、胚珠数和花粉直径等性状信息负荷量较大,在该属分类中起主要作用.(3)根据花部特征聚类分析,物种间区分良好,21物种可分为4支:第1支花小,花瓣短于内轮萼片,囊状距或兜状距;第2支花较大,花瓣远长于内轮萼片,长距状;第3支花小,花瓣没有特化形成蜜距;第4支花较小,花丝伸长明显,可达10 mm,花蜜距呈钻状.(4)依据所观察到的花部形态特征编写了淫羊藿属21种植物花部特征分种检索表.研究认为,基于同质园栽培下的淫羊藿属物种的花部特征具有分类学意义,可以为该属分类提供一定依据.

探究生物多样性在类群和空间不均一性的形成机制对于认识多样性的形成和演化规律具有重要意义,也是生物学研究的热点之一.鬼臼亚科属于小檗科,包含10属约89种,属间物种数量差异巨大.本研究利用比较系统发育学的研究方法,重建了鬼臼亚科的系统发育关系、分化时间和多样化历史,并探讨了生物和非生物因素对净多样化速率的影响.研究结果表明鬼臼亚科起源于92.75 Myr,净多样化速率在约23 Myr开始明显提升,最显著的净多样化速率转变发生在21 Myr附近的淫羊藿属(Epimedium)分支上.基于性状的演化速率分析显示,具有蜜距和分布在东亚亚热带的类群具有较高的净多样化速率,但淫羊蕾属特定的距长对其物种的净多样化速率没有影响;果实类型、假种皮和气生茎的有无对类群间净多样化速率无影响.本研究表明功能性状的演化和中新世以来东亚地区季风气候的加强导致了鬼臼亚科内部多样性的分布不均.