胡椒属(Piper)为胡椒科(Piperaceae)重要的泛热带组成成分,约有1000~2000个植物种类,中国是其天然分布的北缘。本文对我国产胡椒属植物区系地理进行了分析,揭示其区系特征、物种起源和散布途径等。结果表明:云南是我国胡椒属植物的重要分布地,并以此为中心向我国东部和北部扩散,物种数量逐渐减少。各省胡椒属物种组成相似性较低,大致可被聚为热带地区、亚热带地区和台湾地区3大分支。 在区系成分上,国产胡椒属植物中的中国特有比例最高,其次是热带亚洲分布,只有个别种为泛热带分布和东亚分布。我国胡椒属区系与中南半岛、印度半岛及爪哇群岛存在一定联系,但并不紧密。分析认为,云南是胡椒属植物的起源中心或分化中心之一,而中国台湾岛种类主要由菲律宾群岛等传入并分化。本结果对于研究该属系统分类和起源演化将具有一定意义。
对28种表型相似、种间界限模糊的柳属植物在扫描电子显微镜下的叶表皮微形态特征进行观察,结果表明:柳属中有7种角质层蜡质纹饰,分别是平滑蜡质层、壳状蜡质层、痂状蜡质层、片状晶体、膜片状晶体、锥形纤维体和鳞片状纤维体,其中锥形纤维体和鳞片状纤维体为柳属所特有,而片状晶体和膜片状晶体为首次在柳属植物中发现;扫描电子显微镜下柳属植物叶表皮毛被的微观形态特征并不似其宏观形态(疏毛、绢毛、绒毛等)那样具有显著差异,微观形态主要表现为毛被密度、长短和卷曲方式(分为直,微弯曲和深度卷曲三种)的不同。研究表明叶表皮蜡质纹饰类型、气孔器的形态等微形态特征较为稳定,对柳属植物中表型相似的种类有很好的鉴定价值,但对组、亚属水平的界定作用不大;分布于寒冷地区和高海拔地区的柳属植物的叶表皮微形态特征相对多样,这可能是植物对寒冷环境的适应进化。
利用扫描和透射电子显微镜,观察了番荔枝科(Annonaceae)4属4种植物的花粉形态与结构。刺果番荔枝(Annona muricata)和金钩花(Pseuduvaria trimera)为四合花粉,有四角形、偏菱形、T-型、十字形和四面体形。前者花粉表面具小穿孔,后者为皱波状纹饰。蕉木(Oncodostigma hainanense)和那大紫玉盘(Uvaria macclurei)为单花粉,前者表面为皱波状纹饰,后者为粗褶皱状纹饰。透射电子显微镜下,蕉木和那大紫玉盘覆盖层较厚、连续。蕉木覆盖下层较薄,偶尔可见颗粒状物质或不规则小柱,为过渡型覆盖下层;那大紫玉盘覆盖下层颗粒状。基层分为内外两层,外层较厚,平或呈波浪状,内层具有2~4片层结构。在不同属或同属不同种之间,花粉特征差异较大,多样性非常丰富。金钩花具有四合花粉、覆盖下层小柱状等进化特征,同时又具有花粉粒小、覆盖层无穿孔等较原始特征。
以马来良姜(Alpinia mutica)花柱为研究对象,研究光对花柱卷曲运动和花药开裂的影响。结果表明下垂型花柱的两次运动在光下和暗处都能进行,花药的开裂也不受光照影响。上举型花柱的第一次运动在暗处时向下进行,在光下时向上进行;暗处的花药不开裂,光下的花药开裂。第二次运动的方向和幅度取决于第一次运动期间的光照条件,第一次运动在暗处时,若第二次也在暗处,第二次运动不会发生且花药不开裂;若在光处,花柱向上运动。第一次运动在光下时,第二次运动无论光下或暗处,都向下运动。本研究表明,在不同光照条件下,两种表型的花柱与花药状态的组合使柱头接触不到同花的花粉,从而保证了雌雄异位与雌雄异熟。尽管两种表型的花柱运动和花药开裂行为相似,却受不同的机制调控。
以野生烟草Nicotiana alata、N.rustica、N.repanda、N.stocktonnii与栽培烟草K326、红花大金元、Yun87、Yun97为材料,进行种间正反杂交,研究种间杂交亲和性。田间观察杂交后的坐果情况并统计坐果率,采用显微荧光染色观察授粉后花粉管在雌蕊上的生长情况,并结合杂交后代萌发检测的方法。结果表明:N.rustica、N.repanda、N.stocktonnii与栽培烟草杂交不亲和。N.rustica花粉能够穿过K326花柱,N.repanda和N.stocktonnii花粉在K326柱头上很少萌发生长。N.alata花粉可以穿过K326的花柱,并得到果实,但是萌发实验显示其种子无活力。N.alata作为母本与栽培烟草杂交不亲和。
初次报道了哺乳类食果动物可能对蛇菰科葛菌(Balanophora harlandii)的种子散布,葛菌具有酷似蘑菇且醒目显著的肉质佛焰状果序,食菌的啮齿类动物很可能由于对其进行取食而起到种子散布的作用,本文对此现象进行了初步探讨。
运用单因素方差分析研究了巫山淫羊藿(Epimedium wushanense)开花时间对花蜜分泌、有效传粉者活动及结实性的影响。结果表明:(1)开花时间对巫山淫羊藿花蜜常备量和含糖量的影响极其显著。3个种群早期花蜜常备量较高,而花蜜含糖量在晚期较高。(2)开花时间对有效传粉者行为也具显著影响。一天中,有效传粉者的访花活动主要集中在中午;在整个花期进程中,晚期有效访花频率明显大于早期。(3)开花时间对巫山淫羊藿结实率、果实种子数及果实种子败育率的影响均显著,其中早期和中期的结实率和果实种子数大于晚期;而果实种子败育率则在晚期较高。因此,人工栽培巫山淫羊藿应注意花期调控,并选择早期果实进行实验或育种,其效果更好。
冬虫夏草作为青藏高原特有的生物资源,对生长环境有着极其特殊的要求。通过调查青海省冬虫夏草资源分布状况,选取玉树、果洛、黄南、海南等地区的冬虫夏草进行氨基酸、微量元素含量检测,以反映冬虫夏草资源特征。研究结果表明,青海省冬虫夏草含有丰富的氨基酸和微量元素,且冬虫夏草不同部位的氨基酸、微量元素含量有明显差别。将青海省冬虫夏草与其他产区的冬虫夏草氨基酸含量进行对比分析,青海省冬虫夏草氨基酸含量低于四川、云南产区的冬虫夏草,和西藏产区的冬虫夏草氨基酸含量基本一致。
采用气相色谱-质谱联用技术对仿栗油脂体的化学组成进行研究,并用气相色谱面积归一化法对各成分进行了定量。从仿栗油脂体中得到11个化合物,占成分总量的97.6%,其中主要成分为十六烷酸(棕榈酸)和十八碳烯酸(油酸),分别占36.0%和35.0%。已有研究表明,这两种脂肪酸为蚂蚁所喜好。通过观察及实验证明,在昆明植物园,获得油脂体回报的大头蚁(Pheidole sp.)是仿栗种子的潜在传播者,而油脂体对其他取食者的趋避作用有待进一步的研究。
利用公共数据库中果蝇F1代和栽培水稻基于高通量Illumina测序平台的RNASeq短序列数据,比较了8个 (ABySS, Velvet, SOAPdenovo, Oases, Trinity, Multiplek, TIDBA and TransABySS) 转录组从头组装软件。结果显示,在基于单一kmer和多重kmer方法的两类软件中,Trinity和TransABySS分别表现出最好的组装性能,而其它软件性能比较接近。我们还发现基于多重kmer比单一kmer可以组装获得更多的总碱基数目,但是即使利用最好的多重kmer组装软件,所获得的数据质量也比研究人员所期望的要低。鉴于此,我们提出了“ETM”优化方法,将多重kmer方法组合到Trinity中,使其在具有最好的组装性能的基础上兼具了多重kmer的优势,测试结果显示了该方法具有一定的优越性。我们的研究结果为用户选择合适的软件提供了依据,对推动基于高通量Illumina测序的转录组研究具有重要意义。
绒毡层在拟南芥花药花粉发育过程中具有重要作用,包括分泌降解胼胝质的胼胝质酶、为花粉壁的形成提供原料以及为小孢子发育提供营养物质。本文通过对拟南芥雄性不育突变体st273的分析,研究了ST273基因在花药花粉发育过程中的功能。st273是通过TDNA插入诱变野生型拟南芥得到的一株突变体,遗传分析表明st273是单隐性核基因控制的。利用图位克隆的方法对不育基因ST273进行了定位,结果表明ST273基因与拟南芥第三条染色体上分子标记CIW11连锁。生物信息学分析发现该分子标记附近有一个调控花粉发育的基因TDF1。测序分析结果表明在st273突变体中,TDF1基因第三个外显子上459位的碱基发生了由G459变成了A459的单碱基变化,导致ST273基因该位点提前终止突变。等位分析结果表明st273与tdf1是等位突变体。st273突变体营养生长期发育正常,但生殖生长发育出现异常。亚历山大染色结果显示st273突变体花药中没有花粉。组织切片观察结果表明,突变体花药绒毡层异常肥大且空泡化,四分体不能正常释放小孢子,最终无法形成花粉。这些结果揭示了ST273蛋白质参与调控了绒毡层和小孢子发育过程。
近年来与WRKY转录因子相互作用的VQmotif蛋白逐渐引起广泛关注。它是一类植物特异性蛋白,目前在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中已鉴定到34个成员,据其所编码氨基酸的序列相似性构建系统进化树,这34个成员聚集成两大簇。实时定量荧光PCR分析表明在SA(水杨酸),MeJA(茉莉酸甲酯),ACC(乙烯前体),ABA(脱落酸)处理下AtVQ基因家族中有多个成员分别受SA,JA,ET高倍诱导,部分成员受SA,JA,ET中两种激素诱导,其中AtVQ3,AtVQ18,AtVQ23和 AtVQ24同时受SA,JA,ET诱导,仅AtVQ27受ABA诱导,推测拟南芥VQ家族成员在抗病方面起作用。
利用简并PCR及DNA步移法,从杨柳田头菇Agrocybe salicacola YAASM0711菌株中扩增得到了一个4231bp的核酸片段。经过比对及序列预测,所获得序列中含有杨柳田头菇交配型编码基因中的信息素受体部分,其序列长度为1194bp,包含4个内含子,5个外显子的长度分别为217bp,113bp,67bp,138bp,449bp。拼接后的ORF全长984bp,编码327个氨基酸残基。该序列与灰盖鬼伞Coprinus cinerea、双色蜡蘑Laccaria bicolor信息素受体氨基酸序列较为相似,含有7个跨膜区。信息素受体遗传进化分析显示,其与多个物种信息素受体聚集在一起,可能与真菌信息素受体的多种起源有关。