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中国黍亚科植物小穗植硅体的初步研究

发布时间:2020-02-25 08:04   作者: admin

不同类型的小穗及其苞片(葛勇供图)

不同类型的小穗及其苞片(葛勇供图)

小穗中常见的植硅体类型(葛勇供图)

小穗中常见的植硅体类型(葛勇供图)

据我国科学院古脊椎动物与古人类研讨所:2020年2月20日,世界学术期刊Frontiers in Plant Science(SCI, IF: 4.106)在线宣布了我国科学院古脊椎动物与古人类研讨所高星研讨团队葛勇博士等编撰的学术论文“Phytoliths in Inflorescence Bracts: Preliminary Results of an Investigation on Common Panicoideae Plants in China”(我国黍亚科植物小穗植硅体的开始研讨)。

禾本科植物小穗植硅体的研讨极大推动了植硅体分类学及考古学方面的使用,但是因为现在的研讨首要集中于几种首要的农作物,现已宣布的植硅体判定规范是否牢靠,判定的精度究竟怎么仍未彻底详明。为了促进小穗植硅体判定规范的进一步完善,特别是在以黍粟等旱作作物为主的农业考古方面的使用,本文针对38种黍亚科(禾本科)植物的小穗植硅体进行了体系的剖析,其样品涵盖了常见的作物、作物的野生亲缘种、杂粮(救荒)作物和田间杂草。在对每一个样品进行体系的解剖基础上,对小穗的每一个苞片(包含总苞、榜首颖、第二颖、外稃和内稃)进行独自处理,对其间发生的植硅体类型进行原位调查和剖析,总结了不同苞片类型发生植硅体的规矩,而且提出了可以用于属一级分类的判定规范。

研讨发现,黍亚科中稃片发生的特别类型植硅体:具有分枝状结构的稃片植硅体(即黍、粟、稗的Ω、和β这一稃片类型植硅体,在本文中统一命名为Interdigitating,这一称号涵盖了一切这一类型的植硅体)具有更高的分类才能。经过对Interdigitating这一类型植硅体的特征进行分化,研讨人员总共取得4个有用的形状特征,分别是:主体的形状(main body),乳突的形状(papillae),两边分支的形状(undulation)以及两头交代部位的形状(connection),使用这4个形状特征及其丈量目标,可以从形状和形状参数两方面有用的区别黍、粟、稗、狗尾草、求米草、雀稗和马唐属的植物。

研讨还发现,薏苡的外壳中含有很多的植硅体,这些植硅体相互链接在一起组成厚层的硅质外壳(involucre phytolith layer),但是具有巩固外壳的薏苡(一般用于装修)和较软弱外壳的薏苡(一般用以作为粮食)其外壳中发生不同类型的植硅体:巩固外壳的薏苡(装修用)中植硅体形状一起,为具有瘤状突起的不规矩球形(Blocky amoeboid),这些植硅体之间链接严密,组成了巩固不易碎的外壳(需要用锤砸开);较软弱外壳的薏苡(食用)中植硅体则为常见的哑铃型和棒型的组合,尽管有些植硅体形状因为揉捏而变形,但这些植硅体之间的链接并不巩固,因而表现出外壳较软弱(用手指即可碾碎)。因为外壳的硬度是薏苡驯化的一个重要目标,研讨以为薏苡外壳中植硅体的这种差异可以使用于讨论薏苡的驯化进程。

根据本文的研讨资料,研讨人员以为小穗中的植硅体发生或许受到了基因及分子调控的影响,表现了植物育种进程中的一种防御机制;一起此次研讨以为,根据现有的研讨资料,使用小穗中植硅体进行属一级的分类较为牢靠,未来收集更多样品进行深化的研讨或许可以供给组(section,属以下种以上的一个分类单元)或许种一级的分类规范,从而促进小穗植硅体判定规范的不断完善。

本研讨在新宣布的植硅体命名规矩基础上对涉及到的植硅体类型进行了从头的修订和命名,为后续研讨中植硅体的命名供给了参照;根据现有资料,研讨人员提出了根据形状和形状参数的黍亚科小穗植硅体的判定规范,而且发现了或许用于讨论薏苡驯化的植硅体特征,这些方面的研讨可以为精确辨认植物品种、恢复植被类型、古人植物使用和农业经济供给牢靠的参阅目标。

本文合作者包含我国科学院地质与地球物理研讨所吕厚远研讨员(一起通讯作者)、张健平副研讨员,山东大学历史文化学院王灿博士和我国科学院古脊椎动物与古人类研讨所高星研讨员。该研讨得到了国家自然科学基金(41802021, 41830322和41430103)、我国科学院战略性先导科技专项(XDB26000000)与博士后科学基金(2018M641480)的一起赞助。

Frontiers in Plant Science为英文植物学专业期刊,致力于宣布全球前沿植物学及相关交叉学科的研讨成果,具有较大的学术影响力(JCR分区:Q1,中科院SCI期刊分区:生物2区)。

(机器头条新闻 news.ji-qi.com)归纳收拾。

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