基本信息
- 項目名稱：
- 中國喜馬拉雅地區(qū)特有植物黃花木屬的細胞學研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本文對喜馬拉雅地區(qū)特有植物豆科黃花木屬(Piptanthus)進行了細胞地理學研究，首次報道了絨葉黃花木(P. tomentosus)的核型，利用統(tǒng)計學定量分析了居群間核型的分化，結合形態(tài)地理學證據(jù)證明了絨葉黃花木(2A型)是由黃花木或祖先(1A型)在喜馬拉雅隆升過程中由西向東擴張分化形成的。為深入探討高山植物的起源提供了基礎。論文發(fā)表于國內著名核心期刊《植物分類與資源學報》2011,33(2)。
- 詳細介紹：
- 中國喜馬拉雅及其鄰近地區(qū)是世界高山植物區(qū)系最豐富的區(qū)域，也是研究植物區(qū)系起源與演化的熱點區(qū)域。本作品對中國喜馬拉雅特有類群黃花木屬(Piptanthus)的黃花木(P. nepalensis)和絨葉黃花木(P. tomentosus)的5個居群進行了核形態(tài)學研究，并結合形態(tài)地理學證據(jù)就黃華族(Thermopsideae)及黃花木屬的起源分化進行了探討。結果表明：黃花木屬染色體基數(shù)x=9，染色體數(shù)目2n=18，均為二倍體；該屬種間核型存在顯著差異，即黃花木居群屬于1A型，絨葉黃花木屬于2A型；另外，黃花木種內居群間核型公式也表現(xiàn)出一定的差異。該研究結果從細胞學印證和支持了前人系統(tǒng)學和生物地理學的推論，即絨葉黃花木(2A核型)是由黃花木或祖先(1A核型)在喜馬拉雅隆升過程中由西向東擴張分化形成的。本作品中絨葉黃花木的核型數(shù)據(jù)為首次報道，填補了該種細胞學研究的空白，豐富了黃花木屬的染色體數(shù)目及核型不對稱性資料，為黃花木屬乃至黃華族的分類學和系統(tǒng)發(fā)育研究中的推論提供細胞學佐證。同時，在分析中引入了新的統(tǒng)計學方法以期更科學地解釋研究結果，這些方法尚未在核型分析中廣泛應用，可為該領域的研究提供新的參考。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 染色體核型分析對探討植物分類及植物區(qū)系起源和進化有重要的意義。中國喜馬拉雅地區(qū)是著名的生物多樣性熱點地區(qū)，也是研究植物區(qū)系起源與演化的熱點區(qū)域。而黃花木屬(Piptanthus)是該地區(qū)的特有類群，在細胞學研究方面仍存在空白。本作品即是從細胞地理學的角度并結合生物統(tǒng)計方法來探討黃花木屬居群的核型差異，并揭示其起源分化和現(xiàn)代地理分布格局的形成。
科學性、先進性及獨特之處
- 本作品實驗材料是該區(qū)域的特有植物類群，具有獨特性；從細胞地理的角度來探討該屬的起源和進化尚屬首次；本研究揭示了黃花木屬從西到東的分化過程，并首次報道了絨葉黃花木(Piptanthus tomentosus)的細胞學資料，對探討喜馬拉雅隆升對植物多樣性進化的影響有積極的科學意義。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 本研究填補了絨葉黃花木(Piptanthus tomentosus)的細胞學研究空白；豐富了黃花木屬(Piptanthus)居群的染色體數(shù)目及核型不對稱性資料及豆科植物的細胞學資料；統(tǒng)計分析方法為相關的同類工作提供了更科學的參考。此外，也為黃花木屬乃至黃華族的分類學和系統(tǒng)發(fā)育研究中的推論提供細胞學佐證，并為該屬相關類群的系統(tǒng)學研究以及相關區(qū)域的植物區(qū)系地理研究積累了基礎資料。
學術論文摘要
- 對中國喜馬拉雅特有類群黃花木屬(Piptanthus)的黃花木(P. nepalensis)和絨葉黃花木(P. tomentosus)的5個居群進行了核形態(tài)學研究，其中絨葉黃花木的核型數(shù)據(jù)為首次報道。黃花木屬染色體基數(shù)x=9，染色體數(shù)目2n=18，均為二倍體；該屬種間核型存在顯著差異，即黃花木居群屬于1A型，絨葉黃花木屬于2A型；另外，黃花木種內居群間核型公式也表現(xiàn)出一定的差異。該研究結果從細胞學印證和支持了前人系統(tǒng)學和生物地理學的推論，即絨葉黃花木(2A核型)是由黃花木或祖先(1A核型)在喜馬拉雅隆升過程中由西向東擴張分化形成的。
獲獎情況
- 本作品已發(fā)表于《植物分類與資源學報》2011年第33卷第2期上。本作品申報者為第一作者和第三作者: 陸覃昱,王興江,張永增,李志敏.中國喜馬拉雅地區(qū)特有植物黃花木屬的細胞學研究[J].植物分類與資源學報.2011,33(2):164-170. 本作品獲2011年第六屆“青春彩云南 動感地帶杯”云南高校青年學術科技節(jié)一等獎。
鑒定結果
- 無
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 植物細胞學研究一直是植物學的熱點研究領域，其染色體數(shù)目與核型不對稱性的研究工作在國內外已有較長的歷史，普遍地作為植物分類學、植物區(qū)系起源和進化等研究的常規(guī)方法，其實驗原理以及實驗技術已較為成熟，因而其實驗方法具有科學性和普遍性，得到的實驗結果是可靠的。國內外許多植物學家都對其所在地的常見和重要植物、特有和珍稀植物種類進行了細胞學的相關研究(見本申報所附的參考文獻目錄)。隨著學科的發(fā)展，對實驗結果的準確性提出了更高的要求。本研究即嘗試性地引入了新的統(tǒng)計學方法，既可以有效的延續(xù)核型分析的優(yōu)勢又部分彌補了其局限性，在國內的同類研究中具有一定的領先性。本作品實驗材料來自我國的喜馬拉雅及其鄰近地區(qū)，該區(qū)域幾乎擁有了整個北半球的各類植物區(qū)系成分, 為世界高山植物區(qū)系最豐富的區(qū)域之一，更是研究植物區(qū)系發(fā)生、解決北溫帶植物區(qū)系的起源和演化(包括東亞區(qū)系、北美區(qū)系及歐洲區(qū)系)、甚至高山種子植物的適應機制和進化問題的關鍵地區(qū)。該區(qū)域特有的黃花木屬(Piptanthus)隸屬于豆科(Leguminosae)黃華族(Thermopsideae)，該族是豆科的進化主干之一，其染色體報道較為豐富。但其中關于黃花木的染色體數(shù)目及核型到目前為止僅報道過西藏芒康的黃花木(P. nepalensis)的一個居群，而絨葉黃花木(P. tomentosus)的染色體數(shù)目及核型尚未見報道。此外，對于黃華族及其下的沙冬青屬(Ammopiptanthus)的細胞學及系統(tǒng)學研究較為充分，而黃花木屬雖有系統(tǒng)學方面的研究，但缺乏相應的細胞學佐證，同時黃華族的分化在黃花木屬上細胞地理學證據(jù)也顯得不足。因而本作品可填補上述研究的空白，其研究結果在國內為首次報道，也為完善黃華族的區(qū)系起源和進化提供了參考并積累了資料，具有一定的新穎性與創(chuàng)新性。同時本文將“變異顯著性檢驗”、“聚類分析”、“進化趨勢分析”等統(tǒng)計學方法引入核型分析上的嘗試也為今后的同類工作提供了更科學的參考，在細胞地理學結果的分析方法上具有一定的創(chuàng)新性。
