科研成果
    “生物多样性热点地区的新发现,彰显中国的植物多样性”—种质资源库在PhytoKeys组织发表“中国植物多样性”专辑

    2019-08-30

    生物多样性热点(以下简称“热点地区”)地区是物种多样化程度高度集中,且是面临由自然或人为因素造成的生境丧失和破碎化严重的区域。对热点地区的调查和研究,是全球生物多样性监测、保护、利用和相关政策制定的重要基础。

    生物多样性热点(以下简称“热点地区”)地区是物种多样化程度高度集中,且是面临由自然或人为因素造成的生境丧失和破碎化严重的区域。对热点地区的调查和研究,是全球生物多样性监测、保护、利用和相关政策制定的重要基础。中国是全球植物多样性最丰富的国家之一,其多样和特有的植物种类与境内众多的热点地区密切关联。全球36个热点地区主要或部分在我国境内的有四个,即中亚山地(Mountains of Central Asia)、喜马拉雅地区...

    种质库在植物与传粉者相互关系的百年历史变化研究中取得新进展

    2019-08-19

    传粉者在生物多样性的维持、陆地生态系统的服务功能和农业生产等方面都发挥着重要的作用,但大量的研究表明传粉者(特别是蜂类)的多样性和丰富度在过去百年存在显著的降低趋势,而传粉者降低究竟如何影响野生植物的种子产量仍然缺乏证据。前期的调研发现:豆科植物的标本数据是研究种子数量历史动态变化的理想材料。首先,豆科植物果荚内的种子数量可以在不破坏标本的前提下准确的获得。其次,传统的豆科植物分类主要依据花的...

    揭多维生物多样性对森林生态系统功能的影响机制研究取得进展

    2019-07-09

    全球变化(包括气候变化、土地利用和地表覆盖变化)和人类活动等导致了生物多样性的加速丧失,进而影响了生态系统的服务功能。近年来,生物多样性对生态系统功能的影响机制受到广泛关注,是生物多样性和生态学研究领域的热点问题。大量关于生物多样性与生态系统功能关系的研究表明,生物多样性是生态系统功能的主要驱动力,但以往的研究主要集中在草地生态系统。森林作为陆表最重要的生态系统,在调节全球碳循环、减缓气候变化、维持生态系统服务功能中发挥着不可或缺的作用。在自然森林群落中,群落结构远比草地生态系统复杂。除了乔木树种外,林下的灌木和草本具有高的物种多样性和重要的生态系统功能,但是,还缺乏将森林群落的乔木、灌木和草本多个层次的整合研究。森林群落中配置于不同垂直层的物种在进化历史、功能策略等方面存在较大差异,导致群落的构建机制可能不同。同时,将空间尺度纳入其中综合考虑时,多维(multi-dimension)生物多样性,包括物种多样性、系统发育多样性和功能多样性与生态系统功能之间的关系尚不清楚,其潜在的驱动机制也有待深入研究。

    全球变化(包括气候变化、土地利用和地表覆盖变化)和人类活动等导致了生物多样性的加速丧失,进而影响了生态系统的服务功能。近年来,生物多样性对生态系统功能的影响机制受到广泛关注,是生物多样性和生态学研究领域的热点问题。大量关于生物多样性与生态系统功能关系的研究表明,生物多样性是生态系统功能的主要驱动力,但以往的研究主要集中在草地生态系统。森林作为陆表最重要的生态系统,在调节全球碳循环、减缓气候变化...

    被子植物花粉形态性状演化及其驱动因子系列研究——蔷薇分支I固氮支系花粉形态演化研究(系列七)取得重要进展

    2019-06-28

    孢粉学是植物系统发育研究的重要内容之一,早在1811年Robert Brown首次认识到花粉特征可以作为一个“指南针”应用于分类学研究。由于植物花粉令人惊叹地携带着可遗传信息以及形态变化多样而具有重要的生物学意义。与植物其它形态特征相比,花粉性状在植物系统发育过程中具有遗传稳定性和保守性,是联系和研究现存被子植物和古植物的纽带。同时,花粉形态研究在被子植物起源和演化研究中占有重要地位,倍受研究者关注。作为广义...

    种质库利用大量核基因片段及等位基因数据澄清刚竹属的系统发育关系

    2019-05-22

    温带木本竹子(青篱竹族)一直是竹亚科分类学研究的难点。由于其演化历史中可能经历了快速辐射演化和异源多倍化等事件,加上大部分种类几十年乃至120年才开一次花,分子变异速率较慢,分子系统发育研究难点大,现有的研究结果与传统分类学存在较大冲突,很多属的单系性没有得到叶绿体基因系统发育树的支持。温带木本竹子异源多倍化的遗传背景也增加了使用核基因片段的难度,分子系统发育研究使用的单拷贝核基因有限。近30年来,...

    种质库在叶绿体基因组注释软件开发取得重要进展

    2019-05-22

    叶绿体是绿色植物细胞中进行光合作用的细胞器,是世界上成本最低、创造物质财富最多的生物工厂。叶绿体基因组主要编码与光合作用密切相关的蛋白质,作为细胞内半自主性的细胞器,叶绿体中也有许多蛋白质是核基因表达的产物,对叶绿体基因组的深入研究能够更好的理解核基因组与叶绿体基因组的遗传信息交流。叶绿体基因组是植物系统发育研究的重要数据来源,对于重建不同植物家系的演化历史提供了不可或缺的信息。高通量测序技术的快速发展使得叶绿体全基因组数据呈现爆炸式的增长,但其注释仍然是一个瓶颈,迫切需要一个用户友好型的工具对叶绿体基因组进行快速、准确、灵活的批量自动化注释。

    叶绿体是绿色植物细胞中进行光合作用的细胞器,是世界上成本最低、创造物质财富最多的生物工厂。叶绿体基因组主要编码与光合作用密切相关的蛋白质,作为细胞内半自主性的细胞器,叶绿体中也有许多蛋白质是核基因表达的产物,对叶绿体基因组的深入研究能够更好的理解核基因组与叶绿体基因组的遗传信息交流。叶绿体基因组是植物系统发育研究的重要数据来源,对于重建不同植物家系的演化历史提供了不可或缺的信息。高通量测序技术...

    被子植物的起源与早期演化研究取得重要进展

    2019-05-07

    被子植物的崛起重塑了全球各大陆块主要生态系统格局,被子植物的起源和早期快速演化问题是植物学皇冠上的璀璨明珠。1879年,达尔文在给时任英国皇家植物园(邱园)主任J. D. Hooker爵士的信中称之为一个“恼人之谜”。此后的140年间,被子植物的起源与早期演化一直是植物学、古生物学和进化生物学研究中的热点问题。近十年来,通过分化钟估算的被子植物起源时间大多指向侏罗纪(Jurassic)甚至三叠纪(Triassic),但古生物学公认的被子植物冠群最早的化石仅发现于早白垩纪(Cretaceous),这一问题仍然悬而未决。

    被子植物的崛起重塑了全球各大陆块主要生态系统格局,被子植物的起源和早期快速演化问题是植物学皇冠上的璀璨明珠。1879年,达尔文在给时任英国皇家植物园(邱园)主任J. D. Hooker爵士的信中称之为一个“恼人之谜”。此后的140年间,被子植物的起源与早期演化一直是植物学、古生物学和进化生物学研究中的热点问题。近十年来,通过分化钟估算的被子植物起源时间大多指向侏罗纪(Jurassic)甚至三叠纪(Triassic),但古生物学公...

    种质资源库在中国亚热带常绿阔叶林植物第四纪居群动态历史研究方面取得新进展

    2019-04-30

    亚热带常绿阔叶林在中国植被中具有重要地位。基于化石孢粉的古植被重建认为,该植被类型在末次冰盛期向南退缩至24°N以南(图1a),退缩-扩张(Expansion-Contraction)模型得到了少数常绿阔叶林组成植物谱系地理研究的证实。同时,也有一些谱系地理学研究提出更为广泛存在的原地避难(in situ survival)模式,即常绿阔叶林植物在末次冰盛期时在24°N以北的地方存活,而不向南退缩。不过,以往研究对象很多不是常绿阔叶林的优势种,且大部分研究仅使用了叶绿体基因来解析进化历史。

    亚热带常绿阔叶林在中国植被中具有重要地位。基于化石孢粉的古植被重建认为,该植被类型在末次冰盛期向南退缩至24°N以南(图1a),退缩-扩张(Expansion-Contraction)模型得到了少数常绿阔叶林组成植物谱系地理研究的证实。同时,也有一些谱系地理学研究提出更为广泛存在的原地避难(in situ survival)模式,即常绿阔叶林植物在末次冰盛期时在24°N以北的地方存活,而不向南退缩。不过,以往研究对象很多不是常绿阔叶林的优势种,...

    种质资源库在喜马拉雅-横断山区草本植物对气候变化响应研究方面取得进展

    2019-03-15

    全球气候变化是当今世界备受关注的问题。过去一个多世纪来,极端气候事件明显增多,严重影响了生物多样性的分布格局和生态系统服务功能。根据预测,未来几十年气温上升速度会更快,可能会导致大量物种丧失。喜马拉雅-横断山地区是全球生物多样性热点地区,物种多样性、特有性和生境复杂性高。研究表明,气候变暖使得大量植物向高纬度和高海拔迁移,而高海拔分布的草本植物对气候变化更为敏感,可能面临更大的生存威胁。然而,分布于该区域的高山草木植物如何响应全球气候变化,其分布区从过去到现在发生了怎样的变化,在未来气温升高的情景下又如何变化?

    全球气候变化是当今世界备受关注的问题。过去一个多世纪来,极端气候事件明显增多,严重影响了生物多样性的分布格局和生态系统服务功能。根据预测,未来几十年气温上升速度会更快,可能会导致大量物种丧失。喜马拉雅-横断山地区是全球生物多样性热点地区,物种多样性、特有性和生境复杂性高。研究表明,气候变暖使得大量植物向高纬度和高海拔迁移,而高海拔分布的草本植物对气候变化更为敏感,可能面临更大的生存威胁。然而,分...

    氮元素影响与茶叶风味相关的代谢产物积累模式调控多组学研究取得新进展

    2019-01-04

    茶是中国的“国饮”,也是世界公认的最大天然非酒精饮料。茶起源于中国,中国是世界上最早发现和利用茶树的国家,也是世界主要产茶国之一。茶产业已经成为我国国内消费和出口创汇的重要经济支柱之一。在实际生产中,合理使用氮肥不仅能够增加茶叶的产量,而且能够提高茶叶中氨基酸、嘌呤类生物碱等化合物的含量,改善茶叶品质。前人研究表明,不同氮水平和氮形态(铵态氮,NH4+-N;硝态氮,NO3--N)对茶叶中代谢物的积累模式的...

    种质资源库在植物开花调控研究中取得新进展

    2018-12-12

    植物响应季节变化的开花时间是通过植物对日照长度变化(光周期)的感知来完成的。在拟南芥中,长日照条件诱导开花启动因子Flowering Locus T(FT)的表达来加速植物开花。光周期条件对FT的激活主要依赖于转录因子CONSTANS(CO)的活性,对CO的转录水平、蛋白质稳定性以及生物钟的调控是植物能够响应光周期并诱导植物成花的关键机制。ABI5结合蛋白2(ABI5-BINDING PROTEIN 2, AFP2)通过促进拟南芥种子萌发过程中ABI5的降解负调...

    种质库研究人员发现中国西南石灰岩地区藤本竹类一个独特的新属——纪如竹属

    2018-10-18

    悬竹属(Ampelocalamus S. L. Chen, T. H. Wen & G. Y. Sheng)是竹亚科青篱竹族(Arundinarieae)的一个具有攀爬习性的属,1981年发现于海南。该属植物的秆丛生,箨环木栓质,分枝多数,通常具1枚主枝,该主枝与主秆近等粗时,可替代主秆,从而使竹丛呈攀爬状。该属植物的花序为圆锥状,小穗具小花2-7朵,雄蕊3枚,花药通常为黄色。根据《中国植物志(英文版)》(Flora of China)记载,该属共有13种,其中12种为中国特有,西...

    种子跨洋扩散是植物洲际间断分布格局形成的重要机制

    2018-08-23

    地球上植物多样性的分布格局复杂多样,一些类群呈现出洲际间断分布样式,但这一地理格局的形成机制一直困扰着生物地理学研究者。物种扩散机制一直是生态学和生物地理学研究的核心科学问题之一。早在1856年,达尔文就提出种子“跨洋长距离扩散”假说试图解释这种分布格局。随着大陆漂移和板块构造运动学说的发展,很多间断分布被解释为隔离分化的结果。20世纪60年代后,随着分子钟理论的提出,结合分子系统学和化石证据,洋流介导的长距离扩散被认为是很多生物类群现今分布格局的重要成因。然而,目前人们对种子跨洋长距离扩散的研究主要集中在海洋或海岸带生物中,且研究手段较为传统和单一。对于内陆植物而言,大部分研究仅限于通过系统发育和生物地理学分析,推测长距离扩散是一些植物类群现今分布格局的原因,但缺乏对长距离扩散机制的定量和实验分析。

    地球上植物多样性的分布格局复杂多样,一些类群呈现出洲际间断分布样式,但这一地理格局的形成机制一直困扰着生物地理学研究者。物种扩散机制一直是生态学和生物地理学研究的核心科学问题之一。早在1856年,达尔文就提出种子“跨洋长距离扩散”假说试图解释这种分布格局。随着大陆漂移和板块构造运动学说的发展,很多间断分布被解释为隔离分化的结果。20世纪60年代后,随着分子钟理论的提出,结合分子系统学和化石证据,洋流介...

    种质资源库团队在植物馆藏标本基因组浅层测序研究方法上取得重要进展

    2018-06-13

    世界上约3400个植物标本馆,目前收集标本数量总计超过三亿五千万份(http://sweetgum.nybg.org/science/ih/)。这些标本馆几乎收集了当地分布的所有物种,加起来大体上覆盖世界上已知植物物种。馆藏标本经过分类鉴定,蕴含着丰富的物种信息,其中模式标本更是每个物种科学名词(学名)的直接承载者。由于植物材料特性、干燥条件、储藏时间等因素的影响,标本DNA高度降解,DNA提取浓度低,且易受外源DNA 污染。这给标本DNA的提取、目的片段的PCR扩增和Sanger测序带来了较大困难。尽管标本存在较大潜在研究和应用价值,但是标本遗传信息获取技术明显滞后。

    世界上约3400个植物标本馆,目前收集标本数量总计超过三亿五千万份(http://sweetgum.nybg.org/science/ih/)。这些标本馆几乎收集了当地分布的所有物种,加起来大体上覆盖世界上已知植物物种。馆藏标本经过分类鉴定,蕴含着丰富的物种信息,其中模式标本更是每个物种科学名词(学名)的直接承载者。由于植物材料特性、干燥条件、储藏时间等因素的影响,标本DNA高度降解,DNA提取浓度低,且易受外源DNA 污染。这给标本DNA的提取...

    种质资源库科研团队为全球红豆杉属植物制定分子和地理身份证

    2018-05-28

    物种的准确鉴定是生物多样性保护的基石,为珍稀濒危物种找到一个快速、准确的鉴定方法,对生物多样性保护策略的制定、非法贸易的遏制乃至司法公正都至 关重要。然而,传统分类学的方法已无法满足上述需求,特别是对一些特征残缺、经过初加工的样品更是束手无策。DNA条形码技术融合物种分布区模拟来构建可靠的物种鉴定体系的方法,为上述问题的解决带来了曙光。然而在全球尺度上,条形码标准数据库的构建目前仍缺乏兼顾类群覆盖...