彭  晟 博士，导师：李德铢

学位论文题目：温带竹子分支的分子系统学与竹亚科的生物地理学研究

学位论文摘要：

1、分子系统学利用核DNA的ITS和GBSSI序列对温带竹子进行系统发育研究，结果显示温带竹子的大部分亚族和属都不是单系；筱竹复合群及其近缘属被以前的分子系统学结果界定为单系的，但在该研究中它们并不形成一个单系；分子证据还证明筇竹属应该归并到方竹属；月月竹属不应该成立，而可能是方竹属的成员；刚竹属与倭竹属竹子的关系近缘；结果不支持狭义青篱竹属，但其广义的概念也不正确。

2、形态分支分析利用50个形态性状对温带竹子进行数量分类学研究。新小竹聚在了温带竹子分支中，说明其形态上与温带类群的相似性，但与分子的结果明显不一致，也说明形态分类的不稳定性，需要对性状的演化意义做更深入的研究。

3、竹亚科的生物地理学该研究从竹亚科的地理分布格局、古生物、古地理、染色体资料、分子系统发育和竹子的生态特性等多方面证据对竹亚科的生物地理学进行研究，结果认为草本竹子和木本竹子都应该是冈瓦纳起源。并根据板块构造和演化的证据提出了一个新的竹亚科起源与演化的假说。认为（木本）竹子应该起源于晚白垩纪的8－6.5千万年前的一段时期，亚洲竹子是由印度板块运动从冈瓦纳带入并在第三纪分化发展起来的。北美的木本竹子很可能是第三纪从亚洲经过欧洲－北美陆桥（格陵兰和冰岛位置）进入的，也有可能从白令陆桥到达北美。

林娜娜 博士，导师：李德铢

学位论文题目：东亚地区帚菊木族的系统学与生物地理学

学位论文摘要：

帚菊木族（Tribe Mutisieae Cass.）是菊科较基部的一个类群，中南美洲是其主要分布中心，东亚地区亦为该族的分布中心之一，分布有栌菊木属群（Nouelia group）、帚菊属群（Pertya group）、扶郎花属复合群（Gerbera-complex）三个关键类群。本文利用孢粉学、比较胚胎学、叶表皮解剖学和分子系统学等多学科的研究手段，对这几个关键类群进行了系统研究，主要探讨了这些类群的属间及部分属的种间关系。在综合已有各分支学科资料的基础上，利用化石资料对东亚帚菊木族各类群的起源、分异时间进行校正，并对它们的地理分布格局的形成进行了初步的探讨。

1、孢粉学研究该族的8个属中，花粉粒通常对称，等极，三孔沟。赤道面观球形或近长球形，极面观三裂圆形。在扫描电镜下观察，花粉外壁纹饰可分为三种类型，即：粗颗粒状、细颗粒状和刺状。研究结果表明，Macroclinidium 的花粉特征与其他7个属有显著的区别。东亚帚菊族花粉形态特征在种间变化较小，但其对于研究属间关系提供了十分有用的依据，对于进一步了解该族的进化历史具有重要意义。

2、比较胚胎学主要对亚洲产白菊木属（Leucomeris D. Don）和栌菊木属（Nouelia Franch.）中的代表种（Leucomeris decora D. Don和Nouelia insignis Frach.）的大小孢子从产生，发育直至成熟的整个过程进行了详细观察，在结合已知的兔儿风属（Ainsliaea DC.）和Gerbera胚胎学资料基础上，对其胚胎学特征进行比较和分析，探讨它们之间的亲缘关系。研究结果表明，白菊木属和栌菊木属的胚胎学特征较为相似，均只具有一列孢原，花药壁三层，每层只有单层组成，单核腺质绒毡层，倒生胚珠，单珠被薄珠心，八核蓼形胚囊。但它不同之处在于，其各个分化时期的发生和持续时间稍有差异。结果支持白菊木和栌菊木互为姐妹群的关系，同时，它们的胚胎学特征具有一定的原始性，表明了白菊木和栌菊木可能为古老的类群的后裔。

3、叶表皮解剖研究发现气孔器普遍存在于叶的下表皮，少数种上表皮也有分布，气孔器主要分为星状（staurocytic）和无规则（anomocytic）两种类型。叶表皮细胞种间区别不明显，属间较为一致，叶表皮细胞为多边形和不规则形，垂周壁平直、弓形、浅波状或波浪状。气孔器表面观为椭圆形和近圆形，气孔外拱盖内缘近平滑至浅波状。其中Macroclinidium具有双层气孔外拱盖。大部分种叶表面光滑无蜡质或角质，部分种叶表面具薄片状或层状蜡质。

4、分子系统学基于对东亚地区帚菊木族及相关类群的ITS、ndhF、trnL-F、rpl16四个DNA分子序列的单独和联合分析，结果发现东亚的白菊木与分布于产于美洲的Gochnatia关系较远，应恢复其原有属名为Leucomeris D. Don，白菊木和栌菊木属为姐妹群关系，在系统树上较为孤立，与南美的Stifftia J. C. Mikan属位于帚菊木族的基部位置。兔儿风属是一个单系类群，但其属下分组有待商榷。基于前面分子系统学和形态学的证据，蚂蚱腿子属（Myripnois Bunge）应并入帚菊属(Pertya Sch. Bip.)中，为其华帚菊系(Ser. Sinenses Ling)的成员之一，这样Pertya group减少为三个属。对Gerbera complex分析结果支持Jefrey (1967)和吴征镒等（2002）的观点，即Piloselloides应该从Gerbera中分离出来，恢复为单独的属，而Gerbera和Leibnitzia的属间关系未得到很好的解决，目前倾向于将这两个属作合并处理，但这有待于进一步扩大取样范围进行深入研究来进行验证。

5、生物地理学使用分子钟对东亚分布的帚菊木族的起源、分异时间进行较正，并在此基础上探讨了这些类群现在地理分布格局形成的过程。研究认为帚菊木族起源于始新世晚期，为新热带起源。Nouelia group祖先类群从起源地沿北美，通过当时尚存的白令陆桥或北大西洋陆桥向亚洲扩散，第四纪冰期在我国西南部避难所得以保存，并在冰期后期分化为两个属，与南美的几个较原始的属为平行演化关系。Gerbera complex的祖先在向亚洲及非洲迁徙过程中分为两支，一支后期分化为南美现代的Chaptalia、Trichocline等属，另一支则迁移至非洲，并在迁移途中发生分化，部分种属在第四纪冰期在我国西南地区得以保存，并在冰期后向北扩散。东亚现存的Pertya group与非洲的一些属有共同的祖先类群，在第四纪冰期后逐渐向北扩散，并因多变的气候发生辐射演化。

　 李忠荣 博士，导师：李德铢

学位论文题目：黄花杓兰的水分关系与光适应

学位论文摘要：

本论文以叶片的光合生理学为基础，研究了一濒危的野生兰科植物黄花杓兰Cypripedium flavum的水分关系和光适应。研究强调了其叶片的光合特性及相关叶片性状与这两种资源的可利用性之间的关系。研究的目的旨在探索这一物种对不同水分和光环境变化的可塑性程度和对环境变化做出响应与调整的能力，以期为预测和评估生境丢失或片断化之后对该物种可能产生的影响提供有效的信息，并为未来的可持续利用提供一定的科;依据。

温室和野外实验的研究结果表示：

1、土壤含水量的变化（30％－70％）显著影响其叶片的光合能力（Amax）和气孔导度（gs）。低的土壤含水量（30％）引起了中度的水分胁迫，因为气孔导度降到50－100 mmol m-2 s-1；50％左右的土壤含水量下有最大的Amax和gs；70％时会引起其gs的下降，从而降低其光合作用。叶片大小仅受有限的影响，这可能与叶片的相对含水量（RWC）能维持在一个较高的水平有关（亦见下面的讨论）。

2、在30d水分亏缺与之后的恢复供水期间，叶片的光合行为表现了的相当敏感性，而光合器官却对不同程度的水分亏缺表现出高度的抗性。水分胁迫并不影响其单位面积的叶干重（LMA）和各色素的含量。气孔的响应与变化无论是在水分亏缺之初，还是在恢复供水之始，都是第一位的。随着胁迫的加深，gs逐步下降。定量的限制分析呈现出在水分亏缺期间，气孔对光合作用的限制仅在严重胁迫的条件（Sever stress）下才突出，而在轻度或中度胁迫（Mild or moderate stress）时，叶肉导度的限制更重要；但生物化学方面的限制在受中度胁迫时是不可忽视的，并在严重胁迫时达到最大。

另一方面，仅严重胁迫才显著降低PSII的最大光化学效率（Fv/Fm），但能维持在约0.7的水平上。在不同的胁迫条件下，PSII下调的机理是不同的：轻度胁迫下，Fv’/Fm’和qP同时下降，从而引起ФPSII下降；胁迫发展到中等程度时，qP几乎保持恒定，而Fv’/Fm’则进一步下降，从而导致ФPSII的进一步下降；当胁迫更严重时，Fv’/Fm’和qP都降至最低，从而ФPSII也降到最小。此外，胁迫期间，对光合器的保护也取决于受胁迫的程度。因水分亏缺引起的过剩的光能，在轻度胁迫下，主要是以热耗散（NPQ增加）的形式消耗掉的；而在中度或严重胁迫下，更多的光能使用在了光合作用的氧化循环中，即光呼吸水平增加。

3、对不同的生长光生境，黄花杓兰叶片的光合功能表现出了一定的可塑性响应。随着辐射水平的增加，叶片的光合能力（Amax）、最大羧化速率（Vcmax）及最大电子传递速率（Jmax）均显著地增加。高光下的植株没有光抑制现象出现。而且，辐射水平亦极大地影响着叶片的LMA、内部的叶肉导度（gm）、单位面积的叶氮含量（Narea）、及叶氮分别在羧化作用、电子传递和内囊体的捕光系统中的分配比例（即PR、PB和PL）。LMA与gm均随辐射的上升而增加，且两者正相关。Amax则与LMA、gm及Narea三者都强烈地相关。生长在高光生境下的植株具有最高的Narea，而生长在低光生境下的则具有最高的单位叶重的氮含量（Nmass）。PR、PB和PL都与LMA成强烈的正比关系。除了PL，PR和PB都与Nmass成反比关系。这些结果表明，叶片的光合功能对不同的生长光生境的响应很大程度上依赖其叶片的氮含量及其分配，而叶氮的分配受到了叶片结构与氮含量本身的调控。

综合而言，黄花杓兰叶片对水分可利用性程度和生长光环境的差异表现出了一定的耐性和可塑性。原生境中，植物更经常受轻度或中度的水分胁迫，极度干旱的胁迫发生的频率十分低；而且，这类胁迫也是经常伴随高的辐射水平而同时发生的。本论文的结果显示，黄花杓兰叶片的气孔的高度灵活而迅速的响应和高效率的PSII活性，有助于抵御这些胁迫环境。然而，我们也应注意到无论是对水分的变化还是对光的改变，它都是十分敏感的。这种敏感性也许就使其容易受到生境波动的影响，故保育应以保护其原生境免受破坏为重。