植物科學(xué)中的有趣現(xiàn)象

楊金鳳

摘 要 在查閱有關(guān)植物科學(xué)文獻的基礎(chǔ)上，總結(jié)了對植物科學(xué)中感興趣的現(xiàn)象，并提出了探究這些現(xiàn)象的可能的解決方法。以期提高大眾對植物科學(xué)的熱愛。

關(guān)鍵詞 植物科學(xué)；氣候波動；環(huán)境變化

中圖分類號：Q94-1 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）03--02

植物科學(xué)（Plant Science）是一門研究植物的科學(xué)，其研究的對象是整個植物界，基本任務(wù)是認(rèn)識和揭示植物界所存在的個層次的生命活動的客觀規(guī)律，從分子、細胞、器官到整體水平的結(jié)構(gòu)和功能、生長與發(fā)育，生理與代謝，以及與環(huán)境相互作用等規(guī)律，并解決人類所面臨的一些如糧食，資源，環(huán)境等重大問題[1]。人們的衣、食、住，行離不開植物，人類的發(fā)展與植物密切相關(guān)。植物科學(xué)發(fā)展的興衰關(guān)系到人民生活、國民經(jīng)濟發(fā)展的進退。筆者在搜集有關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，對比較感興趣的一些現(xiàn)象進行了描述并提出了膚淺的解決方法。當(dāng)然，植物科學(xué)所包含的知識包羅萬象，應(yīng)有盡有。

1 植物對過去氣候波動和環(huán)境變化的響應(yīng)機制

全球氣候變化，如第四紀(jì)冰期時，冰期和間冰期的反復(fù)交替，植物存活在那里？植物如何適應(yīng)全球氣候的變化？通過什么樣的方法能探究植物對過去氣候波動和環(huán)境變化的響應(yīng)機制？氣候變化如何影響植物的分布模式和遺傳變異？地質(zhì)運動，導(dǎo)致了山脈、河流的重組和重新分布，這些變化會給植物帶來什么樣的影響？對于不同的物種，影響是否一樣？這些問題的解決與植物譜系地理學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)。

Avise等首次提出了譜系地理學(xué)的觀念，他們認(rèn)為，譜系地理學(xué)屬于生物地理的一個分支，是有關(guān)歷史性探究的生物地理學(xué)，主要探討物種的演化歷史，特別是在近緣物種和種內(nèi)水平與地質(zhì)歷史事件（例如，冰河、山岳隆升及地理隔離等）之間的相關(guān)性[2-4]。探討過去氣候和環(huán)境變化如何影響植物的地理分布和遺傳結(jié)構(gòu)。在中國境內(nèi)，有關(guān)青藏高原和中國亞熱帶物種和一些屬的研究闡明了過去氣候波動和環(huán)境變化對中國境內(nèi)的物種分布格局和遺傳變異的影響[5-6]。

2 五彩繽紛的植物世界

植物界形態(tài)萬千，變化多端。不同的物種，不同的類群，他們形態(tài)各異，但有些類群卻也很難區(qū)分開，甚至肉眼很難去辨認(rèn)。那么，面對這種情況，怎樣區(qū)分它們呢？怎樣將植物物種進行合理的歸類呢？怎樣給它們命名？以至于我們能清楚的弄清不同物種，不同類群之間的區(qū)別和聯(lián)系。有些植物劇毒無比，有些植物無毒可以實用，但他們可能形態(tài)極為相似。那么，我們怎樣采用有效的方法將有它們區(qū)分開呢？這些問題真實而又實在，是我們在實際生產(chǎn)和生活中不可能避免問題。

植物系統(tǒng)學(xué)（Plant Systematics）是研究植物類群之間的關(guān)系和系統(tǒng)安排的一門植物學(xué)分支學(xué)科，研究內(nèi)容包括植物類群之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，進化的過程和機制以及類群的分類處理，也成為系統(tǒng)與進化植物學(xué)[7]。20世紀(jì)分子生物學(xué)飛速發(fā)展，已經(jīng)滲透到生命科學(xué)等各個領(lǐng)域和各分支學(xué)科，由此，植物系統(tǒng)與分子進化方面的研究已經(jīng)成為了植物科學(xué)關(guān)注的熱點。宮霞[8]等基于trnL-trnF序列建立葡萄科各屬的分子系統(tǒng)發(fā)育樹，探究各屬之間的親緣關(guān)系。如高利霞[9]等基于trnL-trnF基因探究10種棘豆屬植物的分子系統(tǒng)學(xué)關(guān)系[9]。植物系統(tǒng)將植物物種進行合理歸類，并研究不同物種，類群之間的相互關(guān)系。能找到很難辨別的物種的區(qū)分方法。為人們的生活和生長實踐，科學(xué)研究等提供極大的方便。

3 植物分布格局與環(huán)境的關(guān)系

不同的植物物種，不同的植物類群，不同的植被，地理分布模式不盡相同。如油松主要分布在中國的北方，而在南方較為少見；在中國北方多為草原和一些灌木，而在南方多為森林。又如苔蘚植物物種多為分布廣泛的物種，但在中國特有種較為少。為什么出現(xiàn)這中分布模式呢？為什么不同省份植物多樣性不同？影響植物多樣性豐富度的主要環(huán)境因子是什么？通過什么方法能觀測影響植物多樣性豐富度的環(huán)境因子？環(huán)境因子的變化與植物多樣性豐富度之間存在著什么關(guān)系？這些也都屬于植物生態(tài)學(xué)的范疇。植物生態(tài)學(xué)是研究植物與環(huán)境相互關(guān)系的一門學(xué)科。該學(xué)科研究環(huán)境對植物生長、分布的影響。不同的區(qū)域由于環(huán)境條件（陽光、水分、土壤和溫度等因子）不同導(dǎo)致植物的種類也不盡相同。

4 植物生長所需的營養(yǎng)，環(huán)境因子和有關(guān)調(diào)控

植物從種子萌發(fā)到形成成熟的植物個體，再到植物個體死亡這樣一個完整周期中。植物每個階段所需的營養(yǎng)一樣嗎？每個階段都需要些什么營養(yǎng)？這些營養(yǎng)怎樣維持植物的生理變化？出供給營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要環(huán)境提供什么條件？這些環(huán)境因子應(yīng)又是怎樣影響植物的生長呢？環(huán)境因子和營養(yǎng)物物質(zhì)在影響植物生長上具有什么樣的關(guān)系？當(dāng)植物生活在逆境時，植物體怎樣適應(yīng)這種變化？為什么有些植物能生活在沙漠中？有些只能生活在水中？它們在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？

植物營養(yǎng)研究植物生長不同階段所需的營養(yǎng)與植物生長之間的關(guān)系。不同階段植物的生長所需要的營養(yǎng)物種不同，所需的環(huán)境條件也不同。在生產(chǎn)實踐中要遵循植物生長的規(guī)律，補給植物所需的營養(yǎng)物種，進行合理施肥。當(dāng)植物生活在逆境時體內(nèi)會形成相關(guān)的保護系統(tǒng)或一些特殊的結(jié)構(gòu)，以至于植物能抵抗這種不良的環(huán)境。如章藝[10]等研究了不同鐵脅迫對大豆葉片體內(nèi)保護系統(tǒng)和膜脂氧化的影響。蔡妙珍 [11]等研究了過量Fe2+對水稻生長和某些生理形狀的影響。他們的研究表明，植物在逆境條件下一些特殊的物種會升高或降低，以達到保護植物不受傷害的作用。

5 植物培育，引種，馴化和栽培

在實際生活中，人們食用的一些蔬菜，水果都是根據(jù)食用的部位不同，經(jīng)過野生培物種的培育，引種或馴化，然后栽培而來的。在植物培育，引種，馴化和栽培過程中，應(yīng)該遵循什么樣的規(guī)律和方法？如何尋找和保護野生食用，能源，藥材等植物資源？如何培育出我們所需要的食用，藥用，能源植物品種？

植物遺傳與育種方面的研究能解決植物引種，馴化，育種和栽培的問題。只有在生產(chǎn)實踐遵循植物遺傳與育種的相關(guān)規(guī)律，才能成功的引種，馴化人們所需要的物種。并在此基礎(chǔ)上采用分子生學(xué)學(xué)與遺傳學(xué)結(jié)合的方法，篩選遺傳背景大的核心種質(zhì)資源保存下來，建立它們之間的相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，為培育具有重要價值作物奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

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[9]高利霞，盧萍，金鳳，等.10種棘豆屬植物的trnL-F序列及其分子系統(tǒng)學(xué)研究[J].西北植物報，2013，33（2）：266-271.

[10]章藝，劉鵬，史鋒，等.高鐵脅迫對大豆葉片體內(nèi)保護系統(tǒng)及膜脂過氧化的影響[J].中國油料作物學(xué)報，2004，26（2）：65-68.

[11]蔡妙珍，林咸永，羅安程，等.過量Fe2+對水稻生長和某些生理形狀的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2002，8（1）：96-99.

（責(zé)任編輯：劉昀）