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被子植物里的小娃娃——毛茛科: 热度 2 李智选 2017-1-11 20:27; 被子植物里的小娃娃—毛茛科李智选对于经常爬山的户外远足者来说，毛茛科植物对大家并不陌生。早春三四月，当树木刚刚发芽，树叶还没有完全展开，在向阳的草地上或者在疏林的小路旁，我们就可看到一种草本植物，它全身生长着白色的长柔毛，显得毛茸茸的，特别引人注目的是其深紫色的花朵，花大者直径有寸余，小者如红枣一般大。每株植物顶生一朵花，但是每居群——也就是植物家庭有俩三株甚至更多植株在一起生长，有的根或者根茎还连在一起，整体看以来就有好几朵花，在周围草木凋零一片枯黄的地面上显示出惊艳的色彩，使人为之一动。在三月底前后，这种植物花开败后，植株顶端发育形成白色长毛球状果实，形似一个满头白发的老翁，因此人们把它称为白头翁。入夏，在秦岭南北坡的浅山，即海拔1000以下地带。我们就可以在看到草本植物中，有一类植物，它们的叶子人看起来像云朵。植物学上把这种叶子的叶尖部分称为叶顶端圆盾（圆形）、浅裂到深裂，叶子整体椭圆形或者卵形。三个这样的小叶都有自己的叶柄，它们形成一个组合，植物学上把这个称为三出复叶，这样的组合还可以形成一个单位，三个这样的单位再进行组合形成的复叶叫做二回三出复叶…你看到的这类植物，可能着急想知道其名，且慢，按下不表，且听我慢慢道来。上段提到的这种植物小叶叶形及其组成的复叶的样式。我们现在想象，或许您就在野外，俯视其整个叶子，或者整个植株的叶子，就像一把折扇，折扇扇面透出有规律的斑斑点点亮光，这些亮光又照射着下层的折扇状叶子。其情其景恰是窈窕少女及其裙装上的白金配饰，随着微风婀娜多姿地扭动。它的叶子可以形成多回复叶即多级这样的组合。它就是唐松草，是毛茛科的一个属，一个分类辨识类别，而且是一个大属，全世界约有200种。我国约有67种，在全国各省区均有分布，多数分布于云、贵、川、重庆及西藏等西南部。唐松草，你听这个名称多有文化气息，它透出唐朝的开放、富贵、清秀、高雅；又具有松树高大挺拔、顶天立地的气魄；唐松草虽然是多年生草本植物，但它使人联想到唐朝，松树品德高洁的特性。在秦岭的稍高海拔，1300米以上到2000米左右，常常看到一种叫小花草玉梅的草本植物，成群结伴生长形成一片草丛，花，白色的单层花瓣6枚，平直开展，犹如白色的小莲花，如指甲盖大小，但每株有小花3枚以上，整个小花草玉梅群丛形成的景观似晴空的夏夜繁星点点。小花草玉梅花色似白玉，花形似梅花，比梅花略小，故有小花草玉梅。它是毛茛科银莲花属的一种。花是植物的繁殖器官，进一步发育就形成果实及种子。毛茛科植物的花形态和其他植物一样，形态多样，颜色有白色、蓝色、黄色、紫色等，有辐射对称和两侧对称，花萼和花瓣3枚或者为3的倍数，或不分花萼和花瓣，形成只有一种花瓣样的花被。不管是花萼片或者花瓣片，其基部都分离、不联合。花中的花蕊部分有雄蕊和雌蕊部分，称为雄蕊群和雌蕊群。里面生长着多个雄蕊和雌蕊，雄蕊和雌蕊为多数，即10枚以上而且不定数（植物学上把不确定的数量称之）。排列方式为螺旋状，生长在花托上，花托是花器官起支持作用的，雌蕊发育后形成果实。毛茛科植物的果实是聚合瘦果，一种干果。上段讲到的雌蕊发育后就是单个瘦果，整体雌蕊群（一朵花中的所有雌蕊）发育成的果实就是聚合果，这样就形成了聚合瘦果。不管是白头翁、唐松草还是小花草玉梅等毛茛科植物都是草本植物。毛茛科植物的花萼、花瓣或者不区分形成的花被片彼此分离不联合，三枚或三的倍数，雄蕊和雌蕊数量为多数且螺旋状排列等性状。这些特点在植物系统进化里，都是最原始的。学者认为它是有木兰科中进化而来。因而在系统进化学上（植物系统分类方面的辈分）大家可以把毛茛科称为被子植物里的小娃娃。据《中国植物志》记载，毛茛科植物共50属，2000余种，广布世界各州，主要分布在北半球温带和寒温带。中国有42属，约720种，在全国广布，大多数属、种分布于云贵川等西南部山地，其中尾囊草属、星果草属、婴粟莲花属和独叶草属等4属是我国西南部的特有属，此外，鸡爪草属Calathodes、和星叶草属 Circaeaster 等属的分布区的大部分也位于这个地区。秦岭中重要的保护植物有独叶草和星叶草，自然分布的重要的药用植物有川赤芍、铁筷子、升麻、乌头、毛茛及白头翁等。; 个人分类: 科普|11171 次阅读|4 个评论

介绍几本重要的国外线虫学书籍---2. 综合著作: trojanxue 2015-4-12 18:52; 1. Introduction to Nematology 作者 B.G. Chitwood and M.B. Chitwood，最早一本综合系统的线虫学书籍，五十年代出版。作者业界名气很大，目前根结线虫里面一个非常重要的检疫性线虫就是以他命名的(Meloidogyne chitwoodi) 2. General Nematology 作者：Armand Maggenti，UCD 教授，现已退休，研究线虫范围较广，植物寄生，动物寄生，腐生都有涉及，最有名的是他六十年代根据不同类群食道结构所构建的进化树。此书图非常精美，是一个经典之作。 3. The structure of Nematodes 作者：Alan F. Bird Jean Bird，线虫细微结构方面最经典的著作。运用大量绘图和电镜照片，仔细阅读后会发现能够解决你很多结构上的困惑。缺点是实在太专业，里面动物学术语太多太精细，对于绝大多数只需要掌握常见普通结构的读者来说只会越读越糊涂。对于一般结构的了解，推荐Frida Decreamer编辑的线虫形态学教材。 4. The Biology of Nematodes 作者 Donald Lee，很新的一本书，2002年出版。很多人推荐，但还没看过 5.Nematodes: structure, development, classification and phylogeny 作者 Malakhov,V.V，好像有好几版，我见过的是蓝色封皮的一本，但网上没找到合适的图。1994年出版，特点是加进去很多精细结构，轻分类学，种发育与结构。引用秀丽隐杆线虫细胞发育最新研究，是一本非常细致而专业的书籍。可惜此书极其不好买。 6. Nematology advances and perspectives 最近才出版的线虫学书籍，一共一和二两卷，本人虽然没看过但据说还挺不错，加进去很多生理学研究，而且作者是两个中国人，在美国也很有名气，实在难得，所有必须得支持下。; 5806 次阅读|0 个评论

用Phylomatic和PhyloCom进行群落系统进化分析(20180820): 热度 17 zjlcas 2010-6-14 23:05; Phylomatic ( http://phylodiversity.net/phylomatic/ ) 和PhyloCom ( http://phylodiversity.net/phylocom/ ) 是Cam Webb、Steve Kembel和David Ackerly编写的软件，用于群落系统发育分析。 Phylomatic可基于植物名录以及相应进化树骨架生成进化树。不过，通过Phylomatic建立的进化树，一般只能准确反映科或者属以上分类等级的进化关系（取决于该属是否在骨架进化树上是否有信息）。由于不能准确反映科或属以下的系统发育关系，Phylomatic生成的进化树，一般只用于群落系统发育，或者空间尺度较大，类群较多，且系统发育关系较远的系统发育多样性分析中。如果分类单元数比较少，在Genbank中又有足够的序列，则应该优先考虑自行建立分子系统树，再进行相应分析，具体请参考（Roquet et al.2013) 。通过植物名录建立进化树，目前也有两个程序包可以选择，一个是浙江大学金毅老师编写的 S.PhyloMaker R 脚本 ( https://github.com/jinyizju/S.PhyloMaker ), 另一个是 Scott Chamberlain 编写的 brranching R 程序包 ( https://github.com/ropensci/brranching )。 S.PhyloMaker 的数据是基于Zanne 2014进化树生成的，可建立包含几万个分类单元的进化树，但速度较慢。 brranching 主要是基于Phylomatic的，可以直接输入植物名录获得进化树，速度较快，但是在分类单元数量上有一定限制。以上两个程序包的用法，用户可自行参考指南，本文只介绍通过Phylomatic建立进化树。 Phylocom是用来进行群落系统发育分析的软件。该软件可以为Phylomatic软件得到的无枝长进化树，用BLADJ方法拟合出枝长（这是因为Phylomatic软件建立的进化树，有科属种的标签，而另外一个提供的ages文件，有科属种的分化时间），不过BLADJ算法在2014年以后已经很少使用。此外，Phylocom还可以：计算系统发育多样性（PD），系统发育结构(community structure)，群落的系统发育距离(community phylogenetic distance)，分析群落的性状进化(AOT)等。下面就介绍如何使用Phylomatic和Phylocom进行相应的分析。假设有如下植物名录要建立进化树： Castanopsiseyrei Castanopsiscarlesii Castanopsisfargesii Castanopsistibetana Cyclobalanopsisgracilis Cyclobalanopsisglauca Lithocarpusglaber Myricarubra Elaeocarpusdecipiens Syzygiumbuxifolium Daphniphyllumoldhamii Loropetalumchinense Rhododendronlatoucheae Rhododendronovatum Vacciniumcarlesii Schimasuperba Adinandramillettii Euryamuricata Camelliafraterna Ternstroemiagymnanthera Machilusthunbergii Neolitseaauratavar.chekiangensis Chimonanthussalicifolius 一般流程如下 1. 准备科/属/种名录请注意: 《中国植物志》以及Flora of China等植物志, 由于成书较早，所以采用的分类系统都不是APG。而APG分类系统是目前为止能够较为客观体现科水平系统发育关系的分类系统（最新版本APG IV），因而是推荐采用的。不过目前能获得的准确科属列表为APGIII的版本，与APG IV差别不大。为了批量查询植物所在APG的科名，可使用本人编写的R程序包 plantlist ( https://github.com/helixcn/plantlist )。该程序包的简要介绍参见 http://blog.sciencenet.cn/blog-255662-846673.html 。注意：由于plantlist给出的是APGIII的科属列表，如果用户要使用APG IV，请自行修订。 1.1 plantlist程序包的安装 library(devtools) install_github(helixcn/plantlist) 1.2 生成科属种列表 R 命令为 sp-c(Castanopsiseyrei,Castanopsiscarlesii, Castanopsisfargesii,Castanopsistibetana, Cyclobalanopsisgracilis,Cyclobalanopsisglauca, Lithocarpusglaber,Myricarubra, Elaeocarpusdecipiens,Syzygiumbuxifolium, Daphniphyllumoldhamii,Loropetalumchinense, Rhododendronlatoucheae,Rhododendronovatum, Vacciniumcarlesii,Schimasuperba, Adinandramillettii,Euryamuricata, Camelliafraterna,Ternstroemiagymnanthera, Machilusthunbergii,Neolitseaauratavar.chekiangensis, Chimonanthussalicifolius) library(plantlist) sp2-TPL(sp) res-taxa.table(sp2) writeLines(res,taxa.table.txt) getwd() 运行以上R代码，科属种列表就保存在taxa.table.txt 文件中，保存的路径在R中有所显示。所生成文件taxa.table.txt用Notepad++ ( https://notepad-plus-plus.org/download/ ) 记事本打开，内容如下： Fagaceae/Castanopsis/Castanopsis_eyrei Fagaceae/Castanopsis/Castanopsis_carlesii Fagaceae/Castanopsis/Castanopsis_fargesii Fagaceae/Castanopsis/Castanopsis_tibetana Fagaceae/Cyclobalanopsis/Cyclobalanopsis_gracilis Fagaceae/Cyclobalanopsis/Cyclobalanopsis_glauca Fagaceae/Lithocarpus/Lithocarpus_glaber Myricaceae/Myrica/Myrica_rubra Elaeocarpaceae/Elaeocarpus/Elaeocarpus_decipiens Myrtaceae/Syzygium/Syzygium_buxifolium Daphniphyllaceae/Daphniphyllum/Daphniphyllum_oldhamii Hamamelidaceae/Loropetalum/Loropetalum_chinense Ericaceae/Rhododendron/Rhododendron_latoucheae Ericaceae/Rhododendron/Rhododendron_ovatum Ericaceae/Vaccinium/Vaccinium_carlesii Theaceae/Schima/Schima_superba Theaceae/Camellia/Camellia_fraterna Pentaphylacaceae/Adinandra/Adinandra_millettii Pentaphylacaceae/Eurya/Eurya_muricata Pentaphylacaceae/Ternstroemia/Ternstroemia_gymnanthera Lauraceae/Machilus/Machilus_thunbergii Lauraceae/Neolitsea/Neolitsea_aurata_var._chekiangensis Calycanthaceae/Chimonanthus/Chimonanthus_salicifolius 注：查询植物科名，也可以用 taxize程序包（ https://ropensci.org/tutorials/taxize_tutorial/ ） 2 Phylomatic建树在Zanne 2014进化树发表之前，用Phylomatic建立进化树一般只是按照APGIII的骨架，生成无枝长的newick进化树。然后再在Phylocom软件中，用BLADJ模块，将Wikstroem等人推断的各类群分化时间拟合到无枝长的进化树上。Wikstroem的分化时间由于发表年代久远，被子植物各类群的分化时间有一些变动，通过Phylocom BLADJ的方法校正分化时间已经显得过时。从2015年开始, Phylomatic网站整合了 Zanne 2014的进化树骨架, 可以直接基于该进化树直接获得有枝长的进化树。方法如下: 打开 http://phylodiversity.net/phylomatic/ 将科/属/种列表拷贝到 taxa = 框中 storedtree = 选择 Zanne 2014 勾选 clean = TRUE，其余选择默认. 点击Send按钮获得结果将网页中的输出结果拷贝到文本文件中，并另存为 phylo文件，请注意，如果后续用Phylocom进行分析，则该phylo文件不能有任何扩展名。该进化树为Newick格式，不含Singletons，因此可以用R的ape读取并进行数据处理，或者Figtree软件绘图。获得的进化树如下： ((Chimonanthus_salicifolius:108.8,(Neolitsea_aurata_var._chekiangensis:88.1284, Machilus_thunbergii:88.1284)Lauraceae:20.672)Laurales:71.8279, (((((((Cyclobalanopsis_gracilis:20.205,Cyclobalanopsis_glauca:20.205) Cyclobalanopsis:20.205,(Lithocarpus_glaber:3.30372, (Castanopsis_eyrei:0.94544,(Castanopsis_carlesii:0.320126, (Castanopsis_tibetana:0.28527,Castanopsis_fargesii:0.28527):0.034856): 0.625313):2.35828):37.1063)Fagaceae:21.8954,Myrica_rubra:62.3054): 50.9532,Elaeocarpus_decipiens:113.259)Fabidae:4.27613,Syzygium_buxifolium: 117.535)Rosidae:0.138911,(Daphniphyllum_oldhamii:107.877,Loropetalum_chinense: 107.877):9.79685)Superrosidae:1.49186,((Rhododendron_latoucheae:62.0517, Vaccinium_carlesii:62.0517,Rhododendron_ovatum:62.0517)Ericaceae:20.7165, ((Ternstroemia_gymnanthera:43.8733,(Adinandra_millettii:33.7061, Eurya_muricata:33.7061):10.1672):27.9519,(Schima_superba:57.076, Camellia_fraterna:57.076):14.7492):10.943):36.3974) Gunneridae:61.4628):259.665; 注：用brranching R程序包可以直接输入物种名，获得进化树。 3. 用Phylocom计算PD, NRI 和NTI （以Example文件为例）注意：这部分计算使用的是Example文件，与上文的植物名录已经没有关系。 3.1 下载phylocom软件打开 https://github.com/phylocom/phylocom/releases 下载zip文件，解压缩, 可见以下几个文件夹： Example_data 中是练习数据 Mac 中是苹果机的运行软件 R，是驱动Phylocom的R脚本 Src 是Phylocom的源程序，phylocom是C语言写的 W32 是Windows平台下可以运行的exe程序 Phylocom_manual.pdf 是软件说明书 README 注意事项 3.2 创建工作路径 Phylocom必须在纯ASCII码的路径下运行，运行路径不能有中文。在C盘根目录下，创建一个名为phylocom的文件夹。将w32中的phylocom.exe文件，拷贝到文件夹 C:/phylocom下。将example_data文件夹中的phylo和sample文件，拷贝到该文件夹C:/phylocom中。 3.3 利用phylocom软件计算PD、NRI、NTI等指数 sample文件第一列是样方的名称，第二列是个体数，第三列是物种名。物种名一定要与phylo文件中的物种名完全对应（包括大小写）。 clump11sp1 clump11sp2 clump11sp3 clump11sp4 clump11sp5 clump11sp6 clump11sp7 clump11sp8 clump2a1sp1 clump2a1sp2 ....(中间省略) random2sp15 random3sp17 random1sp22 random2sp24 将phylo和sample文件夹拷贝到 C:\\phylocom 之后，点击开始 cmd 输入 cd C: \\ phylocom 输入 phylocom comstruct comstruct.output 计算群落的系统发育结构的NRI和NTI指数输入 phylocom pd pd.output.txt 计算系统发育多样性 Faith’s PD 输入 phylocom comdist comdist.output.txt 计算群落两两之间系统发育距离 MPD的MNDT等注意：进行系统发育多样性相关的计算，可以参考picante 程序包 ( http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=255662do=blogid=1116212 ) 参考文献 Chamberlain, S. (2018). brranching: Fetch ‘Phylogenies’ from Many Sources. R package version 0.3.0. https://CRAN.R-project.org/package=brranching Qian, H. and Y. Jin. (2016) An updated megaphylogeny of plants, a tool for generating plant phylogenies and an analysis of phylogenetic community structure. Journal of Plant Ecology 9(2): 233–239. Roquet, C., Thuiller, W., Lavergne, S. (2013). Building megaphylogenies for macroecology: taking up the challenge. Ecography, 36(1), 13-26. Webb, C. O., Donoghue, M. J. (2005). Phylomatic: tree assembly for applied phylogenetics. Molecular Ecology Notes, 5(1), 181-183. Zhang, J.L. (2018). plantlist: Looking Up the Status of Plant Scientific Names based on The Plant List Database. R package version 0.3.7/r31. https://R-Forge.R-project.org/projects/plantlist/; 个人分类: 科研笔记|38753 次阅读|42 个评论

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