草食动物与植物之间协同进化研究

草食动物与植物之间存在协同进化关系。在环境的选择压力下,一方面植物为了逃避各类草食动物的采食而形成防御性的形态结构以及生理生态适应机制;另一方面,动物为了尽可能多地获得食物和满足营养需求,通过优化采食以提高其适合度。草食动物与植物之间的协同进化实际上也是自然界适者生存的＂军备竞赛＂,因而对物种进化产生重要影响。本文综述了草食动物与植物之间协同进化关系的研究进展,分析了协同进化的原因,并探讨其生态学意义。     

28种植物种子形态学性状及其萌发对绵羊瘤胃消化的反应

以天山北坡低山带的主要植物种子作为研究对象,观测和分析了该区的28种(禾本科、藜科、豆科、菊科、蓼科、蔷薇科、唇形科、葱科、石竹科、蒺藜科和苋科)植物种子的形态特征及其生物学特性,并对种子进行绵羊瘤胃消化实验,探讨了种子形态特征和消化前后萌发行为之间的关系。结果表明,28种植物种子的形态特征表现出丰富的多样性,种子的重量变化范围大,最大值是最小值的22倍。种子的长、宽和高的变化范围也较大,最大值分别是最小值的14,24和22倍。形状指数的测定结果表明种子主要以扁平状和近似球状为主,大部分植物的种子具有芒和果翅等附属结构,个别种子具有粘液结构。禾本科、藜科和豆科植物种子形态学特征可作为表征亲缘关系的指标,分类结果具有很好的一致性,其他科属植物种类较少,形态学特征分类和亲缘关系分类之间的一致性未能得到很好地反映。种子吸水过程均分为3个阶段,即快速吸水、缓慢吸水和稳定阶段。豆科植物种子的发芽率很低,仅在 4.2%~15.0%之间,菊科植物的萌发率为97.0%,6种藜科植物种子的萌发率为41.0%~97.0%,10种禾本科植物种子的萌发率为 53%~99%。菊科、藜科和禾本科萌发率要明显高于豆科。经过瘤胃消化后的种子,除了豆科种子其萌发率提高之外,其他种子萌发都受到了明显抑制,但仍有部分种子存活并能成功萌发,这为种子消化道传播提供了可能。消化前原始种子萌发率与其形状指数和重量存在显著相关,消化后种子萌发率与种子形状指数和种子长度存在显著相关。并且亲缘关系接近的类群种子其消化前后的萌发行为具有趋同性。     

草食动物与草地植物多样性的互作关系研究进展

动物-植物互作关系一直是草地生态学研究的核心问题之一。在草地放牧系统中的动植物界面上,生物多样性的作用突出而敏感,因此,对动物与植物多样性的互作关系探讨,有益于深刻阐释放牧系统的稳定性与持久性机制。本文综述了有关草食动物对草地植物多样性的作用结果、影响因素、作用机制,以及植物多样性对草食动物生产性能、多度和多样性影响的研究现状,并就今后的研究方向提出几点建议:扩展动物多样性及不同动物组合对植物多样性的作用机制研究;加强有关植物多样性变化对草食动物、特别是大型草食性动物的反馈作用过程研究;加强对动物采食行为的深入理解,尤其是动物采食对植物多样性响应机制的认识;加强草食动物与植物多样性之间的动态互作关系研究,以及这种互作关系变化对草地生态系统过程及功能的影响研究。     

绢蒿荒漠植物种子大小、形状变异及其生态适应特征

广布于北疆地区的绢蒿荒漠草地作为重要牧场蕴含着丰富的生物多样性。收集了绢蒿荒漠的88种植物种子,对种子大小、形状及物种生活型进行了测定和分析,利用系统比较的方法对不同种子的大小和形状两个主要性状进行了谱系信号分析,并对不同种子对荒漠、半荒漠环境条件的适应类型进行了归纳分类。结果表明,88种种子大小可划分为A型(0.01~0.10 mg)、B型(0.10~1.00 mg)、C型(1.00~10.00 mg)和D型(10.00~50.00 mg) 4种类型,其中B和C型种子在数量上占优势地位。所涉及物种可分为6种生活型,以一年生、多年生及短命植物为主。种子形状指数为0.00~0.20,细长或扁平种子有42种,球形或接近球形种子有46种。种子大小和形状在不同科间、科内种间以及同种植物异型种子间均具有极显著差异。种子大小无明显的谱系信号,存在一定的可塑性。种子形状具有明显的谱系信号,表现出较强的稳定性。绝大多数植物种子能够通过种子多型性、产生种子粘液、具有助力传播结构、特殊生活型以及动物消化道传播等适应对策对特殊环境产生很强的适应性。     

高寒草甸牦牛皮毛种子库大小与组成的模拟研究

动物体外传播(Epizoochorous dispersal)是植物种子实现远距离传播的一种重要方式,尤其在放牧生态系统中,这种现象更为普遍.为探究放牧季节(暖季和冷季)及种子性状(质量、形状和附属结构)对高寒草甸牦牛皮毛种子库的大小及组成特征的调控作用,分别在2019年暖季(8月下旬)和冷季(10月中旬),模拟收集了...     

蜜蜂与植物协同关系的研究

植物和蜂类的协同进化历史大约有一百万年。在这漫长的协同进化过程中,蜜蜂与植物之间逐渐形成了一系列协同关系。一、植物对蜜蜂适应性反应 1.植物开花时间、颜色及气味的适应在自然界内,能为植物传粉的动物较多,其中包括蜂类(主要是蜜蜂)、蝙蝠、     

六种粘液种子性状多样性及其对绵羊瘤胃消化的反应

以条叶车前、伊犁绢蒿、涩芥、播娘蒿、异果芥和群心菜这6种粘液种子为研究材料,首先对其进行种子性状观测,然后将其置入永久性绵羊瘤胃瘘管内进行不同时间段的消化处理,并对处理前后的种子进行吸水率、粘沙率、粘液含量、萌发率等指标的测定,以期揭示这6种粘液种子对绵羊瘤胃消化的反应,并丰富有关植物种子消化道传播的内容。结果表明,这6种种子表层粘液物质都能被绵羊瘤胃液消化,且消化后的种子颜色变深。异果芥种子粘液构成其种翅附属结构,不同处理时间其宽度差异显著(P0.05),长和高差异均不显著(P0.05),而其他5种种子长、宽、高(厚)差异均不显著(P0.05)。粘液量随消化时间的增加而减少,且二者之间符合形如y=-1.98+48.26e~(-x/8.40)(R~2=0.95441,P=00.01)的指数函数关系,随粘液量的减少,种子吸水率和粘沙率也减少,且二者随消化时间的变化分别符合形如y=90.04+428.03e~(-x/4.43)(R~2=0.75934,P=00.01)和y=-0.71+342.76e~(-x/5.05)(R~2=0.81124,P=00.01)的指数函数关系。消化后的粘液种子萌发率显著降低(P0.05),可萌发种子集中在0~12 h处理时间段内,但仍有部分种子经消化道作用后成功"逃逸",这为草食动物对其进行消化道传播提供了可能。     

种子发芽生态研究

生活史策略是植物种群生态研究的重要领域,而种子发芽是植物生活史的重要阶段, 因此, 研究种子发芽规律及对策, 有助于认识和阐明物种进化及其生态适应特征。本论文以松嫩草原区植物为对象, 主要研究种子对恒温和变温的发芽响应, 比较变温梯度模拟的全球增温对C₃、C₄植物种子发芽的影响, 研究植物发芽模式及在不同温度条件下的变化, 探讨植物对盐、水势变化及盐与温度交互作用的发芽响应机制。     

基于寄生者-宿主相互作用的时空生态特征构建的协同进化框架:巢寄生研究中一个缺失的环节(英文)

协同进化理论的中心思想,包括巢寄生者与其宿主之间共进化关系的理论,认为时间和空间模式可揭示一些关于生态和进化动态方面的重要信息。例如,关于遗传方式和基因流在决定由寄生导致的宿主所受选择的局域模式(如拒绝卵)以及因宿主的选择压力导致的寄生者所受选择模式(如模拟卵)中所起的作用,种群的遗传结构水平为此提供了重要信息。此外,随空间变化的非生物(如气候条件)和生物(动物的表型特征)因素可能还会直接或间接影响宿主和寄生者的种群及其相互作用。通过查阅文献,我们发现大量的证据支持时间及空间上的非生物环境对寄生者和宿主卵的形态及模拟程度有重要影响。而且,有研究表明,随地理和(或)时间而变化的特殊的宿主生活史特征可能会影响新宿主最初被利用的概率以及宿主与寄生者间共进化的方向和速度。本文全面总结了以往研究中关于寄生者和宿主之间相互作用的时空模式。该时空趋势以及拒卵行为的遗传学依据和基因流的显著作用,与协同进化的动态特征相一致。然而,基因流和寄生者宿主丰富度的时空格局变化可能会导致宿主和寄生者频繁产生在形态上与直觉相反的关系(如极少或者没有模拟),这或许说明了适应的局限性。我们列举了未来需要解决的一系列科学问题,认为关于寄生者和宿主的研究在检测协同进化的地理学理论以及其它一些假说中扮演着关键角色。     

种子大小和播种深度对种苗建植的影响

一般在种内或种间比较,大种子相对于小种子具有以下优势:大种子具有相对较高的萌发率和出苗率;在种苗生长过程中具有相对较强的竞争力;种苗较大,具有较强的存活能力;在整个植物生长阶段中都表现出优势来.大种子存在这些优势的主要原因有:种子本身存储了较多的能量物质,种子的形态特征能够克服萌发、生长环境中的一些不良因素等.同时也有观测显示大种子存在某些方面的劣势.对于任何一种植物种子来说,播种深度对于种子的萌发、出苗和种苗的生长都有着重要的影响.大量研究表明,种子萌发具有最适的播种深度,超过这一深度或不足这样的深度都会给种子的萌发、出苗和种苗的生长带来不利影响.     

Endozoochorous seed dispersal by golden snub-nosed monkeys in a temperate forest

Seed dispersal is essential for plant recruitment and the maintenance of biodiversity. Colobine monkeys are primarily folivorous, but they also consume fruits and are often assumed to be seed predators. Although they are known to be epizoochorous seed dispersers, their role as endozoochorous seed dispersers needs reassessment. We examined potential endozoochory in golden snub-nosed monkeys (Rhinopithecus roxellana) at Dalongtan in Shennongjia National Park, central China, by assessing potential germination of ingested seeds (n = 1806, 9 species) from fecal samples. Intact seeds were in almost all fecal samples (ranging from 5–130 seeds), and ingested seeds were from small seeded species (seed width <4.5 mm). The 2 most abundant species were Actinidia arguta (73%) and Rosa caudata (15%). The fruits of A. arguta were unripe when ingested (i.e. effective seed predation) and the ingested seeds did not germinate in the trials. Therefore, ingestion of unripe seeds does not lead to effective seed dispersal. However, germination rates of defecated R. caudata (9%) were greater than control seeds (6% and 0%), demonstrating potential endozoochorous seed dispersal. Thus, colobine monkeys do indeed disperse mainly small-seeded from multi-seeded fruits through potential endozoochory and this process enhances the recruitment of seedlings.     

Endozoochory of frugivorous birds as potential dispersal of seed parasites from Pistacia chinesis: experimental evidence

The plant–disperser–fruit pest triads involve 3 interacting animals or groups (plants, vertebrates and seed parasites), and the dispersal of both seeds and seed parasites, which can both benefit from endozoochory via defecation or regurgitation by frugivorous vertebrates. However, we have very limited knowledge about the ecological and evolutionary consequences of these plant–disperser–fruit pest triads. Across central Northern China, several seed wasps (mainly Eurytoma plotnikov attack Pistacia chinensis fruits, and seed wasp larvae can develop, diapause and finally emerge as adults inside a seed during the following 1–3 years. In this study, we experimentally investigated whether frugivorous birds discriminated P. chinesis fruits with or without seed parasites, and whether bird endozoochory (by defecation or regurgitation) affected larval survival of seed parasites. The infestation rate by seed parasites was 37% of the P. chinesis fruit crop but with up to 48% of aborted fruits. We found that all 5 bird species can discriminate and then reject all unhealthy fruits (including aborted and insect‐infested). However, 4 of the 5 bird species, in particular bulbul species, consumed 15–41% of aborted and insect‐infested fruits as complementary food only when these unhealthy fruits were provided. Moreover, all larva of seed parasites remained alive after bird defecation or regurgitation. In conclusion, our study demonstrates that endozoochory by frugivorous birds could lead to potential dispersal of seed parasites of P. chinensis but with a very low probability.     

4种禾本科牧草种子生产特性的研究

试验对4种禾本科牧羊的种子生产特性进行了研究。测定了4种禾本科牧羊蜡熟期种子在不同贮存阶段的种子质量。计算了种子产量构成因子、潜在种子产量和实际种子产量。种子在不同贮存阶段的发芽率、发芽指教和活力指教是逐步提高的过程，表明这4种牧羊种子存在后熟特性。通过统计种子产量构成因子，计算出4种牧羊的潜在种子产量均很高，但冰草和拔碱草的实际种子产量并不高，主要是小花败育较多，结实率低，种子落粒性强以及植株倒伏等因素造成的。薄冰草和中间偃麦草的实际种子产量相对较高。     

高寒草甸8种植物种子内生细菌和真菌群落的多样性

种子是微生物从母本植物到子代植物的传播介质,将有益微生物代代相传。种子传播的微生物存在于植物不同部位,为寄主植物提供了一系列的益处。以往种子微生物研究主要集中于农作物,鲜有关于草地植物的研究。本研究利用Illumina-Miseq DNA测序技术,对青藏高原高山草甸8种优势植物的种子微生物群进行多样性分析。结果表明:8种草地植物的种子中有多种细菌和真菌(115个细菌属和135个真菌属),且细菌和真菌群落均存在显著差异(P<0.05)。8种草地植物的优势种细菌门和真菌门分别为Proteobacteria和Ascomycota。在8种草地植物的种子中均发现了细菌属Pseudomonas、Pantoea和Ochrobactrum及真菌属Botrytis、Bullera和Didymella。另外,在8种草地植物的种子中有其独特的细菌和真菌属。本研究表明,植物的个体特征是塑造种子微生物群落的重要因素,同时还发现了一些有利于寄主植物生长且可用于未来种子微生物组调控的微生物。     

异型种子植物异苞滨藜的繁殖输出

异苞滨藜是重要的荒漠野生牧草资源,具有褐色和黑色两种异型种子;黑色种子小,种皮光滑,有光泽,包被种子的苞片较小;褐色种子大,包被种子的苞片较大。对异型种子繁殖输出的研究将为探讨其生态适应机制及生活史进化研究提供科学依据。选择准噶尔低山砾质荒漠自然种群中3个不同微生境(陡坡、缓坡和坡底),分别随机选取20株植株,测定植株高度、生物量以及种子的数量,研究种子的输出比例和繁殖分配。结果表明,1)不同微生境中植株的大小有显著差异,山坡沟底植株的个体最大,缓坡次之,陡坡最小。2)植株的总繁殖分配以及褐色种子和黑色种子的繁殖分配随个体的增大而显著增高;异苞滨藜大型植株的繁殖分配高达57.57%,褐色种子和黑色种子的繁殖分配无显著差异;中型和小型植株的繁殖分配小于30%,主要投资黑色种子。3)随植株个体的增大,异苞滨藜3个级别的植株输出的黑色种子的数量和比例均显著大于褐色种子的数量和比例;黑色种子与褐色种子比例为2.16~7.41∶1。异型种子萌发物候的不同步、繁殖输出的“灵活性”是异苞滨藜与荒漠异质环境长期适应的结果。     

22份百脉根种质资源表型数量性状的遗传多样性分析

本研究对22份百脉根(Lotus corniculatus)种质资源的11个表型性状指标进行多样性研究分析。结果表明：除种宽外，22份百脉根种质间的表型性状均存在显著变异，表型性状指标变异幅度为12.11%～69.48%,各表型性状之间存在显著或极显著相关性。主成分分析表明，茎长、株高、冠幅、种子周长、种子长、种子宽和种子长宽比的主成分载荷较高，是造成百脉根种质表型性状差异的主要因素。根据聚类分析将22份百脉根种质分为3个类群，其中，第Ⅰ类群种质的种子小，但植株高大，第Ⅱ类群种质的种子小且植株矮小，第Ⅲ类群种质的种子和种荚大但植株矮小。综合评价11和12号这2份种质资源整体表现优良，且归属于第Ⅲ类群，具有种荚和种子较大的特性，可作为选育种子高产品种的目标亲本利用。本研究结果可为百脉根的种质应用和品种选育提供理论参考。     

紫花苜蓿根瘤菌种子处理剂的研究

研究不同拌种处理对紫花苜蓿(Medicago sativa)的影响,结果表明:室内与室外盆栽发芽结果基本一致,发芽率都没有明显提高;在苜蓿分枝期拌种处理的结瘤数和鲜重都有不同程度的增加,根瘤数量提高21.7%-232%,鲜重增加了3.7%-25.4%,光合速率和蒸腾速率略低于对照;苜蓿种子处理剂活菌量(CFUml^-1)跟踪监测结果表明,S型最适合活菌保存,在常温保存条件(20-30℃)优于4℃保存。     

高山植物种子萌发、幼苗存活和定居对气候变化的响应

高山植物的自然更新,是高寒山区植物群落多样性的维持以及群落生产力高低的重要前提条件。弄清其在未来气候变化下的响应特征,可为准确评估高山生态系统响应气候变化的演变方向和格局提供数据支撑,并为探索内在的演变机制提供理论依据。本文从高山植物种子萌发、幼苗存活与定居的3个关键更新环节展开,综述了生物因素(植物自身因素、植物间相互作用、动物干扰、昆虫授粉等)和非生物因素(温度、水分、土壤性质等)对这3个关键环节影响的研究结果。在种子萌发阶段,极端干旱和高山积雪提前融化改变植物–传粉昆虫相互关系和营养结构网络。升温和降水增加促进植物种子萌发,升温能打破种子休眠改变种子生理状况,而增加土壤水分能为种子萌发提供充足的水分供应。而温度过高和水分过多却对种子萌发产生阻碍作用,归因于温度高于萌发阈值造成高温胁迫,土壤水分过多产生病原体。幼苗存活和定居阶段,植食动物干扰和植物种间竞争对幼苗的存活和定居有利有弊,适当的动物干扰增加幼苗生长空间,资源贫乏山地的植物种间竞争促使幼苗相互协调共生,促进存活和定居。动物对幼苗的高强度取食和干扰及资源富足的区域植物种间竞争造成植物资源获取受阻,都抑制幼苗存活和定居。迄今为止,有关升温对高山植物幼苗存活的影响还存在争议(促进或者没有影响),但升温和增加降水可以促进幼苗生长的结论比较一致,这可能是更温暖湿润的土壤可以为幼苗的生长提供良好的环境条件,有利于养分吸收利用。本文阐明了高山植物早期更新3个阶段的生物与非生物因素对其的影响,也指出了忽略生物和非生物因子的多重效应等方面的研究不足,同时提出了需要继续深入探索的科学问题,以期为气候变化对高山生态系统的影响研究提供文献借鉴。     

种子 科技浅析AOSCA种子认证体系在草种子生产中的应用

以北美官方种子认证机构协会（AOSCA）所制订的种子认证体系为基础,比较在野生植物种子采集或生产和栽培植物品种种子生产认证过程的具体应用。表明野生植物或栽培植物种子生产均需按照相应的认证程序,根据实际利用状况和培育目的具有不同的认证级别,并且各级别的认证种子均有明确的标签标识,保证植物材料或品种的遗传一致性。通过分析该体系在保证植物种子遗传稳定性和一致性方面的优越性和特点,为我国野生植物资源的收集利用、牧草种子的生产提供实践指导和借鉴经验,以促进我国草地生态建设和牧草种子生产的国产化。