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中国海南岛生物区系起源的新认识

中国科学:地球科学 2025年第1期 52-61页

作者：朱华中国科学院西双版纳热带植物园综合保护中心云南省东南亚生物多样性保护国际联合实验室云南省热带雨林与亚洲象保护重点实验室

中国海南岛的生物区系起源是一个引人探索的基本科学问题.地质学、古地磁学和生物区系比较研究曾提出“海南岛在始新世时连接着越南和广西,后来发生了向东南的移动,最终到达了现在位置”的观点.本文从海南岛生物类群的分子系统发育和古... 详细信息

中国海南岛的生物区系起源是一个引人探索的基本科学问题.地质学、古地磁学和生物区系比较研究曾提出“海南岛在始新世时连接着越南和广西,后来发生了向东南的移动,最终到达了现在位置”的观点.本文从海南岛生物类群的分子系统发育和古植物学研究例证,支持海南岛在始新世时可能连接着越南和广西.海南岛生物类群的基因组、系统发育和分子生物地理学研究揭示的生物地理格局显示,分化时间较早(中新世以前)的属和种,用海南岛在始新世时连接着越南和广西能较好地解释.根据东南亚地质板块重建理论,中新世中期(约15Ma前),海南岛已向东南移动到了现在的位置,对分化时间较晚的类群,如物种的种群和遗传分化,可用海南岛已与大陆的雷州半岛接近以及有了密切的陆地连接合理解释,但并不都是如此.古植物学研究揭示在始新世-渐新世时中国西南部和海南岛具有一个亚热带性质的植被和植物区系,但中国东南部(茂名)晚始新世群显示了具有热带雨林植被和植物区系,暗示海南岛在古近纪时可能位于靠近或接壤广西西南部和越南北部的位置.植物区系研究揭示了海南的植物区系分区基本上呈东北-西南倾斜分布格局,这与古地磁学研究提出的海南岛向东南移动过程中发生了逆时针旋转可以互为印证.本文是在地质学和生物区系比较研究提出的海南岛起源观点的基础上,从分子系统发育、古植物学研究及海南植物多样性分布格局多学科结合上进一步论证海南岛生物区系的起源与演化,提出了演化的时间节点是在中新世,为深入探讨海南岛生物区系的起源与演化提供依据.

关键词：分子系统发育生物地理古植物学生物区系起源海南岛

智能时代的红树林知识服务展望:从植物图谱到知识图谱

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中国科学:地球科学 2025年第1期 111-125页

作者：侯志伟荆文龙秦承志杨骥夏清尹小玲广东省科学院广州地理研究所广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室广东省地理时空大数据工程实验室南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室中国科学院大学资源与环境学院长沙理工大学交通运输工程学院

红树林关乎地球生态安全和人类福祉,其管理、保护与修复离不开生物、生态等多学科领域知识与时空信息的支撑.植物图谱等传统知识服务可以提供图文并茂的红树林知识.然而,这种面向信息检索的服务方式,无法有效挖掘和利用多源异构数据中... 详细信息

红树林关乎地球生态安全和人类福祉,其管理、保护与修复离不开生物、生态等多学科领域知识与时空信息的支撑.植物图谱等传统知识服务可以提供图文并茂的红树林知识.然而,这种面向信息检索的服务方式,无法有效挖掘和利用多源异构数据中的碎片化知识,面临“数据海量、知识难求”困境.知识图谱可将海量数据中蕴含的知识,提取、组织、融合为计算机可理解、可计算的语义网络,为实现智能知识服务提供了解决方案.本文聚焦红树林知识获取、形式化表达及智能服务的迫切需求,提出了红树林知识图谱和知识服务构想.首先分析了不同领域图谱概念的异同,认为红树林知识图谱是以红树林生态系统为核心,融合了多领域知识和时空信息的大规模知识库;然后提出了红树林知识服务的研究框架,该框架可实现多模态数据到智能知识服务的转变,包括泛在数据感知与汇聚、知识组织与图谱构建、智能知识服务等多个层次;接着重点介绍了红树林知识图谱的构建方法与流程;最后探讨了目前红树林知识服务面临的挑战,提出在人工智能时代,构建融合领域特色与时空特征的红树林知识体系,探索大模型支持下的知识抽取与融合方法,并研发面向典型场景的智能知识应用,是红树林知识服务的主要发展方向.

关键词：红树林图谱知识图谱多模态知识服务

青藏高原高寒草甸不同退化阶段植物氮利用速率变化

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草业学报 2025年第2期 16-26页

作者：霍佳娟宋明华中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室中国科学院大学

氮（N）是植物生长繁殖的必需元素，以多种形式存在于生态系统中。高寒草甸位置特殊，气候严酷，土壤有效氮匮乏。过度放牧引起草甸发生退化演替，土壤速效养分流失严重，导致植物的氮素利用模式发生改变。以青海省黄南州泽库县高寒草... 详细信息

氮（N）是植物生长繁殖的必需元素，以多种形式存在于生态系统中。高寒草甸位置特殊，气候严酷，土壤有效氮匮乏。过度放牧引起草甸发生退化演替，土壤速效养分流失严重，导致植物的氮素利用模式发生改变。以青海省黄南州泽库县高寒草甸为研究对象，选取轻度、中度、重度退化、侵蚀、严重侵蚀以及黑土滩6个退化阶段，利用稳定性同位素15N示踪的方法量化小嵩草对铵态氮（NH4+-N）和硝态氮（NO3--N）吸收速率沿不同退化阶段的变化，以及草甸退化后期多度较高物种：小嵩草、橐吾、香薷对无机氮利用的差异。结果表明：沿退化序列，小嵩草对总无机氮的吸收速率呈波动下降趋势，其中对NH4+-N的吸收速率同总无机氮的吸收速率变化趋势一致，对NO3--N的吸收速率呈波动上升趋势。除侵蚀和黑土滩阶段外，小嵩草对NH4+-N的吸收速率均为地下器官显著高于地上器官；除重度退化和黑土滩阶段外，其他阶段小嵩草对NO3--N的吸收速率均为地下器官显著高于地上器官。退化后期，小嵩草在嵩草占优势斑块和杂草占优势斑块中对NO3--N吸收方式无显著差异，而其在杂草占优势的斑块中对NH4+-N的吸收速率显著高于嵩草占优势的斑块。杂草斑块中的优势植物橐吾和香薷对NH4+-N和NO3--N吸收方式差异显著，橐吾对NH4+-N的吸收速率显著高于NO3--N，而香薷对二者的吸收速率无显著差异。综上，在高寒草甸不同退化阶段，植物物种采用不同的无机氮获取策略适应土壤养分状况，维持自身生存。深入认识草地不同退化阶段植物对土壤无机氮素的吸收利用能够深入理解物种共存机制，进而指导退化草地的合理恢复。

关键词：高寒草甸退化序列无机氮的不同化学形态氮吸收速率 15N示踪技术

小麦抗条锈基因Yr5、Yr9和Yr18分子标记的特异性评估

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麦类作物学报 2025年第1期45卷 45-51页

作者：孙振宇黄亮黄苗苗刘太国甘肃省农业科学院植物保护研究所甘肃兰州730070 中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室北京100193 青海大学农林科学院青海西宁810016

Yr5、Yr9(1B/1R)、Yr18基因的自身性状或连锁性状在中国小麦育种中具有重要的应用前景。本研究运用以Avocet S为背景的单基因近等基因系及其对应基因的载体品种,对Yr5基因的连锁标记STS9/10,Yr9(1B/1R)基因的分子标记AF1/4、D15、20H,Y... 详细信息

Yr5、Yr9(1B/1R)、Yr18基因的自身性状或连锁性状在中国小麦育种中具有重要的应用前景。本研究运用以Avocet S为背景的单基因近等基因系及其对应基因的载体品种,对Yr5基因的连锁标记STS9/10,Yr9(1B/1R)基因的分子标记AF1/4、D15、20H,Yr18基因的分子标记csLV34、cssfr1~cssfr5进行有效性验证。结果表明,Yr5基因的特异性分子标记STS9/10、Yr9(1B/1R)基因的特异性分子标记AF1/4、D15和20H均能够准确识别不同遗传背景材料中的相应抗性基因;Yr18基因分子标记cssfr2能够准确检测Yr18的非载体材料,并检测出Avocet S*6/Yr5、Avocet S*6/Yr24、Avocet S*6/Yr27三个材料具有Yr18的等位变异。这说明Yr5基因的连锁标记STS9/10,Yr9(1B/1R)基因的分子标记AF1/4、D15、20H能对目的基因进行有效检测,Yr18基因的几个分子标记结合使用不仅能够对目的基因进行有效检测,而且能够识别该位点的等位变异。

关键词：抗条锈基因分子标记特异性

茉莉酸和乙烯对巴西橡胶树橡胶生物合成的拮抗作用

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热带作物学报 2025年第1期46卷 1-9页

作者：杨署光晁金泉李言吴绍华张世鑫邓小敏史敏晶田维敏中国热带农业科学院橡胶研究所/农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室/省部共建国家重点实验室培育基地-海南省热带作物栽培生理学重点实验室海南海口571101 中国热带农业科学院三亚研究院海南三亚572000 热带作物生物育种全国重点实验室海南三亚572000 中国科学院西双版纳热带植物园云南西双版纳666303

基于乙烯利(一种乙烯释放剂)刺激采胶可以显著增加每刀次的胶乳产量,以往认为橡胶生物合成主要受乙烯正调控。基于茉莉酸信号在促进植物次生代谢物质的生物合成中所起的关键作用,茉莉酸信号也被认为在天然橡胶生物合成的正反馈调节中起... 详细信息

基于乙烯利(一种乙烯释放剂)刺激采胶可以显著增加每刀次的胶乳产量,以往认为橡胶生物合成主要受乙烯正调控。基于茉莉酸信号在促进植物次生代谢物质的生物合成中所起的关键作用,茉莉酸信号也被认为在天然橡胶生物合成的正反馈调节中起作用。最近的研究表明,割胶促进橡胶树合成天然橡胶与激活乳管细胞的茉莉酸信号途径密切相关。然而,茉莉酸信号途径和乙烯信号途径在橡胶生物合成调控过程中是否存在交互作用仍然不清楚。为此,本研究用茉莉酸甲酯和乙烯处理短期停割树,以13C-MVA为底物测定全胶乳和小橡胶粒子的体外橡胶生物合成效率,用q PCR技术分析茉莉酸甲酯和乙烯处理条件下4个茉莉酸信号途径关键环节基因Hb COI1、Hb JAZ1、Hb MYC1、Hb MYC2,4个乙烯-响应元件结合因子(ERFs)基因Hb ERFⅢa、Hb ERFⅦa、Hb ERFⅨc、Hb ERFⅩa,4个橡胶生物合成关键蛋白基因Hb HMGR1、Hb SRPP1、Hb REF1、Hb HRT2在萌条乳管细胞中的表达。结果表明:外源茉莉酸甲酯处理显著上调橡胶树乳管细胞中茉莉酸信号途径关键环节基因Hb COI1、Hb JAZ1、Hb MYC1、Hb MYC2和橡胶生物合成关键蛋白基因Hb HMGR1、Hb SRPP1、Hb REF1、Hb HRT2的表达水平,促进橡胶生物合成,但对乙烯-响应元件结合因子基因Hb ERFⅢa、Hb ERFⅦa、Hb ERFⅨc、Hb ERFⅩa的表达影响甚微,甚至抑制它们的表达。相反,外源乙烯处理显著上调橡胶树乳管细胞中乙烯-响应元件结合因子基因Hb ERFⅢa、Hb ERFⅦa、Hb ERFⅨc、Hb ERFⅩa的表达水平,但对茉莉酸信号途径关键环节基因Hb COI1、Hb JAZ1、Hb MYC1、Hb MYC2和橡胶生物合成关键蛋白基因Hb HMGR1、Hb SRPP1、Hb REF1、Hb HRT2的表达影响甚微,甚至抑制它们的表达,抑制橡胶生物合成。结果证明了茉莉酸和乙烯对巴西橡胶树橡胶生物合成的拮抗作用,将为阐明茉莉酸信号和乙烯信号的增产机理供理论依据。

关键词：巴西橡胶树茉莉酸甲酯乙烯生物合成拮抗作用

不同生长年份牛大力根淀粉和蔗糖代谢途径转录组分析

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热带作物学报 2025年第1期46卷 21-34页

作者：羊青顾学金王清隆张旻晏小霞汤欢王祝年冯世秀王茂媛中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业农村部中药材生物学与栽培重点实验室/农业农村部热带农业野生植物基因资源鉴定评价中心/海南省热带药用植物工程研究中心海南海口571101 云南农业大学热带作物学院云南普洱665001 深圳市中国科学院仙湖植物园/深圳市南亚热带植物多样性重点实验室广东深圳518004

牛大力是一种重要的多年生药食同源植物,其主要成分为淀粉和糖类。为了探究不同生长年份牛大力根淀粉和糖类物质合成的规律及其内在基因调控网络,本研究以3年生(NG3)、7年生(NG7)、10年生(NG10)和15年生(NG15)4个生长年份的牛大力根为... 详细信息

牛大力是一种重要的多年生药食同源植物,其主要成分为淀粉和糖类。为了探究不同生长年份牛大力根淀粉和糖类物质合成的规律及其内在基因调控网络,本研究以3年生(NG3)、7年生(NG7)、10年生(NG10)和15年生(NG15)4个生长年份的牛大力根为研究对象,测定总多糖、淀粉和蔗糖的含量,并完成转录组测序,筛选分析不同年份间牛大力根的差异表达基因(DEGs),重点解析淀粉和蔗糖代谢途径DEGs的功能。糖类和淀粉物质测定结果表明,随着年份的增长,总多糖与淀粉含量均呈现增加趋势,生长至15年时的含量最高,而蔗糖含量在3年时最高,随后呈现下降趋势。转录组测序发现,随着生长年份跨度增加,NG3vs NG7、NG3 vsNG10和NG3 vs NG15对比的DEGs总数呈上升趋势,分别为526、1848和1937个。进一步挖掘淀粉和蔗糖代谢途径中的DEGs,共有62个DEGs在3个比较组中差异表达,其中,蔗糖合成基因的表达量随年份增加而下降,淀粉合成基因随年份的增加较淀粉降解基因占主导,纤维素降解酶随年份增加表达量降低。最终筛选出5个淀粉和蔗糖代谢途径的关键酶基因进行荧光定量PCR验证,其表达变化趋势与转录组测序结果基本一致。研究结果表明,牛大力在3~7年时处于生长活跃期,以蔗糖、纤维素和淀粉的合成为主,促进根部快速膨大发育。生长至7年时,以淀粉的积累、蔗糖的分解和纤维素的降解为特征,进入生长平稳期。本研究对于牛大力根膨大特性的研究、高成薯性牛大力种质创新和科学采收都有积极的指导意义。

关键词：牛大力根生长年份淀粉蔗糖代谢转录组分析

1992-2022年菜子湖流域景观格局变化分析

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湖北大学学报（自然科学版） 2025年第1期47卷 63-74页

作者：路彤赵素婷周存宇孙君瑶长江大学园艺园林学院湖北荆州434025 中国科学院武汉植物园水生植物研究中心湖北武汉430074 中国科学院武汉文献情报中心科技大数据湖北省重点实验室湖北武汉430071

通过分析1992—2022年7期土地利用遥感影像,使用ArcGIS和Fragstats软件评估菜子湖流域30年间景观格局的变化。研究旨在揭示流域景观演变的特征与趋势,及其对生态系统健康和服务功能的潜在影响。结果表明,菜子湖流域的土地利用情况在研... 详细信息

通过分析1992—2022年7期土地利用遥感影像,使用ArcGIS和Fragstats软件评估菜子湖流域30年间景观格局的变化。研究旨在揭示流域景观演变的特征与趋势,及其对生态系统健康和服务功能的潜在影响。结果表明,菜子湖流域的土地利用情况在研究期间整体保持稳定,耕地为流域内最主要的土地利用类型,建筑用地的增长趋势则尤为显著。研究发现耕地的破碎化程度较高,表明农业用地正在分割和转变,可能影响区域生态连通性和生物多样性。相比之下,水体斑块的破碎化有所减少,显示出流域水生态系统的一定恢复或改善。林地破碎化的缓和趋势及草地和裸地变化的不显著性,反映了人类管理措施和自然恢复力量的共同作用。菜子湖流域中部地区范围的优势斑块具有良好的连接性。流域东北自西南一带景观受到一种或少数几种优势斑块类型所支配,30年间景观呈现多样化发展。尽管菜子湖流域的景观稳定性显示出积极的增长趋势,但整体水平仍处于较低状态,这表明该流域的生态系统面临来自不断变化的人类活动和自然条件的持续压力,尤其是人口密度对研究区景观格局变化影响较大。本研究强调了对菜子湖流域内景观格局动态变化规律的深入理解,以及其对维护生态系统健康和服务功能的重要性。

关键词：土地利用景观格局指数景观稳定性驱动力分析

轮作对香草兰病原菌及根际土壤微生物群落的影响

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热带作物学报 2025年第1期46卷 189-201页

作者：邢诒彰洪珊杨劲明赵青云苏凡庄辉发王辉中国热带农业科学院香料饮料研究所/农业农村部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室/海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室海南万宁571533 中国科学院遗传与发育生物学研究所/植物基因组学国家重点实验室北京100101 海南省种业实验室海南三亚572025 海南省农业科学院三亚研究院/海南省农业科学院蔬菜研究所海南三亚572025 海南大学热带农林学院海南海口570228

香草兰是重要的天然香料经济作物,由尖孢镰刀菌引起的土传病害严重限制了其可持续发展,而作物轮作是防控土传病害的有效途径。本研究采用实时荧光定量PCR结合高通量测序方法,在温室盆栽条件下,研究轮作胡椒/斑兰叶/糯米香茶对香草兰病... 详细信息

香草兰是重要的天然香料经济作物,由尖孢镰刀菌引起的土传病害严重限制了其可持续发展,而作物轮作是防控土传病害的有效途径。本研究采用实时荧光定量PCR结合高通量测序方法,在温室盆栽条件下,研究轮作胡椒/斑兰叶/糯米香茶对香草兰病原菌及根际土壤微生物群落的影响。结果表明:与撂荒和连作香草兰处理相比,轮作斑兰叶和糯米香茶显著降低了土壤中尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的数量,并显著提高了根际土壤细菌群落的丰富度和多样性。撂荒、连作和轮作显著诱导形成3种不同的群落结构,但轮作斑兰叶和糯米香茶结构相似。轮作后门水平上显著增加了优势细菌酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)及Rokubacteria门,以及优势真菌子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度,且属水平上增加了优势细菌类诺卡氏属(Nocardioides)的相对丰度,即轮作胡椒后该属的相对丰度为64.26%,轮作斑兰叶后相对丰度达到98.54%,轮作糯米香茶后则为63.07%。随机森林结果表明,轮作斑兰叶能特异激发Terriglobus属、克雷伯杆菌属(Kribbella)、粘球菌属(Myxococcus)细菌核心类群,以及枝顶孢霉属(Acremonium)、帚枝霉属(Sarocladium)真菌核心类群,且轮作斑兰叶后真菌群落物种间网络互作更紧密。轮作后显著提高土壤pH,而土壤pH、细菌和真菌群落结构是显著抑制病原菌的最重要指示因子。综合表明,在长期连作的香草兰土壤中轮作短期且经济价值高的香料作物斑兰叶,对缓解香草兰土传病害的发生效果较好。

关键词：轮作香草兰斑兰叶根际微生物微生物群落

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植物园与植物回归

生物多样性 2017年第9期25卷 945-950页

作者：任海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

为了有效保护珍稀濒危植物,植物园在迁地保护过程中开始关注迁地保护和野外回归相结合,其拥有的活植物资源、知识、技能和设施可为植物回归提供重要支撑。早期的植物回归实践注重用园艺手段增加种苗存活率,后来强调了种群恢复,并把植物... 详细信息

为了有效保护珍稀濒危植物,植物园在迁地保护过程中开始关注迁地保护和野外回归相结合,其拥有的活植物资源、知识、技能和设施可为植物回归提供重要支撑。早期的植物回归实践注重用园艺手段增加种苗存活率,后来强调了种群恢复,并把植物回归放到生态系统恢复的背景下考虑,近几年则强调了全球变化背景下的植物回归。目前,全世界植物园的回归研究和实践进展主要集中在影响回归植株定居的因素、回归的遗传多样性、全球变化对回归的影响和成功回归的标准等四方面。在人类干扰和全球变化情景下,植物园需要综合考虑就地保护、迁地保护和回归三位一体的综合保育体系,以实现植物多样性的有效保护。

关键词：植物回归植物园珍稀濒危植物全球变化