基本信息
- 项目名称：
- 太行菊属植物花粉形态研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文利用扫描电镜对13个太行菊属种群的花粉形态进行观察、测量和聚类分析，对太行菊属花粉形态特征进行系统研究，分析太行菊属的花粉形态特征，探讨太行菊属2种植物花粉形态差异，揭示太行菊属花粉的演变规律，为太行菊属植物演化历程提供孢粉学资料，为合理开发和利用太行菊属野生资源奠定基础，也为对该属的保护提供有价值的依据。
- 详细介绍：
- 以采自河北、河南、山西的13个太行菊属植物种群的花粉为试材，利用扫描电镜对其形态进行系统地观察和比较，并进行聚类分析。结果表明，太行菊属植物花粉形态较为一致，花粉为球形或近球形，极面观三裂圆形，具三孔沟，花粉外壁均具刺状突起，刺基部膨大，但刺基部小孔纹饰及刺突起密度在不同种群中有所差异。聚类分析结果显示，长裂太行菊种群单独聚为一支，其余太行菊种群聚为另一支。长裂太行菊花粉比太行菊花粉进化。结合聚类分析结果及花粉形态的演化规律，对太行菊属植物的演化进行了初步的探讨。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：太行菊属隶属菊科，是太行山区的特有种，仅分布在山西、河北、河南三省，被列为二级濒危保护物种。本文的主要目的是揭示太行菊属花粉的演变规律，为太行菊属植物演化历程提供孢粉学资料，为合理开发和利用太行菊属野生资源提供基础。思路：1查阅相关文献，并为实验初期做好相关准备;2采集花粉，用多种方法处理选择得到结果最好的方法拟定为正式试验用法；3对不同种的花粉进行观察并记录；4数据分析并得出结论。
科学性、先进性及独特之处
- 利用扫描电镜对太行菊属花粉进行系统的观察与分析，并采用相关软件进行聚类分析，将太行菊属花粉形态特征指标与其生境因子相结合，分析花粉形态特征差异与环境的相关性，充分揭示太行菊属花粉的演变规律。以往有关太行菊属植物的研究主要集中在杂交及育种方面，对该属及属下不同种的研究鲜有报道，本文初次对太行菊属花粉形态特征进行系统研究，揭示了太行菊属花粉的特征及演变规律，为其它研究奠定了坚实的基础。
应用价值和现实意义
- 通过分析太行菊属花粉形态特征，揭示出了该属花粉的演变规律，推测了太行菊属2种之间的亲缘关系，预测了太行菊属的进化历程，为利用这一资源奠定了理论基础，为制订相应的保护和管理策略提供了重要依据。
学术论文摘要
- 以采自河北、河南、山西的13个太行菊属植物种群的花粉为试材，利用扫描电镜对其形态进行系统地观察和比较，并进行聚类分析。结果表明，太行菊属植物花粉形态较为一致，花粉为球形或近球形，极面观三裂圆形，具三孔沟，花粉外壁均具刺状突起，刺基部膨大，但刺基部小孔纹饰及刺突起密度在不同种群中有所差异。聚类分析结果显示，长裂太行菊种群单独聚为一支，其余太行菊种群聚为另一支。长裂太行菊花粉比太行菊花粉进化。结合聚类分析结果及花粉形态的演化规律，对太行菊属植物的演化进行了初步的探讨。
获奖情况
- 12月4日，获山西师范大学第六届“挑战杯”青年学生课外科技作品大赛理科类本科自然科学类学术论文一等奖
鉴定结果
- 1：太行菊属植物花粉形态较为一致，花粉为球形或近球形，极面观三裂圆形，具三孔沟，花粉外壁均具刺状突起，刺基部膨大。 2：河南太行山地区的太行菊属植物是该属植物的起源及分化中心之一。
参考文献
- [1]Covas G, Schanck B. 1944. Tresnuevasespeciesde Glandulariade flora Argentina. Rev Argent Argron, 11: 89-97. Erdtman G. 1962. 花粉形态与植物分类.王伏雄译. 北京: 科学出版社. [2]Erdtman G. 1978. 孢粉学手册. 中科院植物研究所古植物研究室孢粉组译. 北京: 科学出版社. Muller J. 1979. Form and function in angiosperm pollen. Ann Missour Bot Gard, 66: 593-632. [3]Walker J W, Doyle J A. 1975. The base of an giosperm phylogeny. Annals of the Missouri Botanical Garden, 62:664-723. Walker J W. 1976. Evolutionary significance of the exine in the pollen of primitive angiosperms. Linn Soc Symp Ser, Number1. Royal Botanic Gardens Kew: Academic Press, 251-308. [4]Wodehouse R P. 1935. Pollen Grains. NewYork: McGraw Hil Book Co. Inc: 323-340. [5]蔡秀珍, 刘克明, 朱晓文等. 2008. 凤仙花属部分植物的花粉形态. 园艺学报, 35(3):389-394. [6]冯立国, 邵大伟, 生利霞等. 2007. 野生玫瑰的花粉形态及其起源与演化的探讨. 林业科学, 43(12): 76-80. [7]牛立新, 张延龙. 2000. 中国野生葡萄花粉形态学研究. 园艺学报, 27(5): 361-363. [8]王开发, 王宪曾. 1983. 孢粉学手册. 北京: 北京大学出版社, 23-24.
同类课题研究水平概述
- 目前许多关于花粉形态学的专业术语有较大部分来源于Walker和Doyle的文献；同时，国外对于花粉学的研究同多种生物学科进行交叉并行研究，如生物分类与生物进化等。近年来，国内外很多学者已经开始应用孢粉学分析来进行植物的分类，对很多植物的种或者品种花粉形态进行了观察与研究，探讨了花粉的形态与其演化、分类的关系及遗传性状的相关性，提出孢粉学证据和传统的形态特征分类基本一致，以及利用孢粉学的指标在育种以及保护濒危植物的工作中确定新品种的分类地位等。植物的孢粉学研究可以为植物的新品种的培育以及种质资源的研究提供重要的科学依据。现在应用孢粉学的证据已经进行品种分类、起源和演化研究的植物有梨、苹果、柑橘、葡萄、菊花、杏、桃、梅、龙眼、枇杷等，有的取得了很好的结果。北京林业大学的袁涛、王莲英初次从孢粉学角度对矮牡丹、紫斑牡丹等五个野生品种的花粉的形态及其演化、分类进行了研究。通过扫描电镜观察，初步建立了牡丹的花粉形态的量化指标，花粉外壁纹饰可分为4个类型，其演化的途径是：小穴状纹饰--穴状纹饰--网状纹饰--粗网状纹饰，且野生牡丹的形态学性状与其外壁纹饰的演化规律基本是一致的。通过聚类分析，很直观明显的反映了这几个野生种的亲缘关系并且初步鉴定了“神农架牡丹”。康素红等对梅花的3个系60个品种的花粉形态分别进行了光镜和电镜观察，通过其主成分分析和聚类分析，将梅花的花粉分成6大类，各个品种的花粉形态可以客观的反映梅花品种的亲缘演化的关系，孢粉学证据基本上支持传统的二元三级品种分类系统的。樱属花粉形态的研究发现在属内基本是一致的，种间存在花粉大小、外壁纹饰等的细微差别，具有一定的参考价值。张秀英等观察和分析了3个桃花近缘种、22个桃花品种的花粉形态，桃花花粉的表面纹饰可以分为3个基本类型：条纹状穿孔纹饰、条纹--穿孔纹饰、条纹状纹饰。桃花品种的亲缘关系较近者，花粉的形态就相近，远者则反之。由此揭示出了桃花品种的亲缘演化关系。另外，陈亮等通过对山茶属8种1变种的形态特征的比较，同样得出了类似的结论。周守标等研究了石蒜属植物花粉形态及分类，引领了花粉研究与分类研究并行研究的新思路。冯立国等学者探讨了野生玫瑰的花粉形态及其起源与演化，将花粉形态与起源演化相联系，为花粉的研究方向多样性向前迈进一步。
