为了筛选可用于亚洲栽培稻的重要野生近缘物种颗粒野生稻群体遗传结构研究的有效 SNPs标记,本研究共选取Osgstf3、OsNAC6、BADH、XCP2、EMF2和 ERCC4 6个重要水稻功能基因,检测了来自中国云南和海南12份颗粒野生稻代表样品中的单核苷酸多态性,结果发现Osgstf3、OsNAC6、BADH和XCP2的单核苷酸多态性接近于零,但在 EMF2和ERCC4内含子区中检测到较低的核苷酸变异。利用EMF2和ERCC4片段对来自云南的3个天然群体和来自海南的2个天然群体共52个个体进行了群体遗传学研究,发现该物种具有高水平的遗传分化和低水平的遗传变异的独特群体遗传结构;这种剧烈的遗传分化不仅来自云南和海南两个地区之间,而且还来自地区内居群间,说明该野生稻生长的热带、亚热带森林生境的破坏导致了碎裂的居群间基因流强烈受阻。
根据形态特征难以准确地辨别金合欢属植物,DNA条形码技术提供了一种准确地鉴定物种的方法。本文利用条形码技术对中国金合欢属物种的序列(psbAtrnH、matK、rbcL和ITS)及其不同组合进行比较,通过计算种内和种间变异进行barcoding gap分析,运用Wilcoxon秩和检验比较不同序列的变异性,构建系统树。结果表明:4个片段均存在barcoding gap,ITS序列种间变异率较psbAtrnH、rbcL和matK序列有明显优势,单片段ITS正确鉴定率最高,ITS+rbcL片段联合条码的正确鉴定率最高,因此我们认为ITS片段或条形码组合ITS+rbcL是金合欢属的快速鉴别最理想的条码。
毛茛科的罂粟莲花(Anemoclema glaucifolium)是中国西南部金沙江河谷地带特有的单种属植物。本研究利用分子生物学手段(SNPs),对罂粟莲花的遗传多样性和遗传结构进行了研究。三个叶绿体片段(rps16内含子,psbAtrnH 基因间隔区以及trnCycf6基因间隔区)联合分析的结果显示低的遗传多样性和高的遗传分化。这可能是由于居群间长期的地理隔离,狭小的分布区以及生境片段化造成的有限的基因流所引起的。如今在金沙江上修建水电站的位置与罂粟莲花的分布区有部分重叠,这些水电站会淹没罂粟莲花的部分个体和生境,并且改变生态环境,威胁罂粟莲花的生存。本研究对罂粟莲花遗传多样性的研究为制定有效的保护策略提供了信息。
非特异脂质转运蛋白是植物生命活动中一类重要的活性蛋白,这类蛋白在植物的抗性和防御中行使着重要的功能。近年来研究发现这类蛋白还与植物的有性生殖密切相关。通过已得到的普通白菜的脂质转运蛋白基因BcMF15的核苷酸序列,在其基因全长两侧设计引物,从雪里蕻中克隆得到该类活性蛋白基因,命名为BjLTP (登陆号: EU082009)。该基因全长650bp,不含内含子。不同组织的表达特征分析发现,BjLTP在雪里蕻的花蕾、开放的花中特异表达,推测BjLTP可能与花粉的发育有关。蛋白质特征预测及蛋白序列结构分析发现BjLTP是一个跨膜蛋白,具有显著的疏水区。序列同源比对表明该基因与白花芥蓝、拟南芥等的脂质转运蛋白基因有很高的相似性,证明BjLTP是LTP家族的成员之一。
细胞膜的流动性和渗透性的改变是植物衰老过程中一个内在的、具有破坏性的变化。膜脂组成中,溶血磷脂的出现是膜伤害的一个重要标志;膜脂双键数目的变化是影响膜流动性的主要因素。应用脂类组学的方法,检测了拟南芥野生型及其磷脂酶Dδ (PLDδ)缺失型突变体在离体诱导的、脱落酸(abscisic acid, ABA)和乙烯(ethylene)促进的衰老过程中,溶血磷脂(lysophospholipids, lysoPLs)的分子变化,并通过计算膜脂双键指数(double bond index, DBI)表征了膜流动性的变化。结果表明,在离体诱导的衰老过程和乙烯促进的衰老过程中,溶血磷脂的总含量和各溶血磷脂分子的变化不显著,而在ABA促进的衰老过程中溶血磷脂总含量和部分溶血磷脂分子均显著升高;在上述三种衰老处理下,总膜脂的DBI均下降,但是离体诱导和激素促进的的衰老过程中各类膜脂的DBI的变化却不同。同时我们还发现,抑制PLDδ基因表达降低了ABA促进的衰老过程中溶血磷脂的产生、减缓了ABA和乙烯促进的衰老过程中总的膜脂的DBI的降低。
通过ISSR分子标记对都支杜鹃(Rhododendron shanii)5个居群114个个体的遗传多样性进行了分析。8个引物共检测到69个位点,其中多态位点36个,多态位点百分率 (P) 为52.17%;物种水平的Shannon多样性指数(I)为0.2536,Nei指数(H)为0.1659;居群水平的P、I和H分别平均为32.46%、0.1955和0.1344;Nei’s基因分化系数GST=0.1845,基因流Nm=2.2104;遗传结构的AMOVA分析显示,总的遗传变异中88.3%存在于居群内,11.7%存在于居群间;PCA分析和Splite Tree构建的NJ树均显示居群间分化小;遗传距离与地理距离显著相关。较强的基因流、多年生木本及异交与分布区狭窄等可能是导致都支杜鹃遗传多样性较低的主要原因。目前该种的保护应以就地保护为主,尤其要注意对大居群的保护。
根据禾本科LEA3基因保守序列设计简并引物,同时结合RACE方法获得高粱LEA3基因全长cDNA序列1032bp,该序列含有一个612bp的阅读框,编码203个氨基酸,包含7个串联的LEA3蛋白的基元序列。通过与玉米、小麦、水稻、大麦的LEA3蛋白序列比较,氨基酸序列同源性分别为73.8%、53.77%、45.63%和53.99%;其编码蛋白理论相对分子量为21.22kD,等电点pI=8.79;蛋白质二级结构预测表明2段α螺旋结构占主导,与目前已知的多种植物的LEA3蛋白具有相似的结构功能域。通过热不对称交错PCR(TAILPCR)技术获得LEA3基因启动子749bp的DNA序列,该区域包含ABA应答元件、干旱胁迫应答元件、以及胚胎和胚乳特异表达元件;通过PHyML软件构建了禾本科植物LEA3基因ML系统树。这些研究结果为深入了解该基因的功能和高粱抗旱的分子机理提供了基础数据。
Species of Paris (Trilliaceae) have often been used as medicinalplants. Because of excessive exploitation,in this regard the wild resource of Paris is almost exhausted. Some species of Paris were transplanted for use in photosynthesis research and for conservation purposes. In the present study, light and CO2 photosynthetic response curves were investigated in four Paris taxa: P.polyphylla var. yunnanensis and var. alba, P.mairei, and P.marmorata. Our results showed that P.marmorata had the highest maximum photosynthetic rate (Pmax; 8.6μmol·m-2·s-1), light saturation point (LSP; 827μmol·m-2·s-1), maximum electron transport rate (Jmax; 39.9mol·m-2·s-1), a relatively high maximum carboxylation rate (Vcmax; 28.9μmol·m-2·s-1) and carbon dioxide saturation point (Cisat; 726μmol·mol-1), but a lower light compensation point (LCP; 6.23μmol·m-2·s-1) and the lowest carbon dioxide compensation point (Г*; 20.7μmol·mol-1). This suggests that P.marmorata is well adapted to light and CO2; however it has a low ability to acclimate to environmental stress as indicated by low water use efficiency (WUE) in high light conditions. P.polyphylla var. yunnanensis had the highest light compensation point (LCP; 10.1μmol·m-2·s-1), carbon dioxide compensation point (Г*; 35.3μmol·mol-1), carbon dioxide saturation point (Cisat; 727μmol·mol-1), relatively high maximum photosynthetic rate (Pmax; 7.5μmol·m-2·s-1) and light saturation point (LSP; 728μmol·m-2·s-1), maximum lightsaturated electron transfer rate (Jmax; 37.7μmol·m-2·s-1), suggesting that it is suitable for conditions of higher light and CO2 concentration. This taxon can adapt to adverse conditions, as suggested by high WUE under increased CO2 concentration. In contrast, P.polyphylla var. alba exhibited a relatively lower apparent quantum yield (AQY; 0.037μmol·mol-1) and poorer growth performance than the other taxa. We suggest from our results that different light and water conditions are suitable for the growth of the different taxa. Photosynthesis assimilation efficiency and production can be increased by raising humidity for P.polyphylla var. yunnanensis and P.marmorata. To protect plants of P.polyphylla var. alba from strong sunshine, they should be shaded from March to mid June.
报道五种苏铁的染色体数目和核型,其中红河苏铁 (Cycas hongheensis)、叉孢苏铁 (C.segmentifida)和十万大山苏铁 (C.shiwandashanica) 为首次报道。
基于最近的分子系统学研究、近期发表的新类群以及国际植物命名法规的相关条款,对《中国植物志》 (英文版)竹亚科的两个属进行了修订。中国是否有青篱竹属 (Arundinaria)的分布一直是个争论不休的问题。分子系统学不支持广义青篱竹属,因此原置于青篱竹属下的4个种应恢复到巴山木竹属 (Bashania) 中。包括近期发表的新类群在内,巴山木竹属在中国共有10种。西藏新小竹 (Neomicrocalamus microphyllus)是一个没有合格发表的裸名,其正确名称应为新小竹 (N.prainii),而云南新小竹(N.yunnanensis)则可能是梨籐竹属的成员。
草果(Amomum tsaoko)为姜科植物,有花柱卷曲机制。研究表明温度和湿度均影响草果上举型花和下垂型花的花柱卷曲,相对恒定的低温和高湿可促使花柱的同步卷曲。当8∶00-19∶30期间的平均温度小于18℃、平均湿度大于90%时,花柱卷曲没有滞后现象,卷曲的同步性较好。当平均温度大于18℃、平均湿度小于90%时,随着温度的升高和湿度的降低,花柱卷曲滞后愈加明显。和上举型花相比,下垂型花的花柱卷曲对湿度变化更为敏感;可能两种花型之间存在一定的分化。居群初花期19.17~19.52℃的平均温度和51.00%~51.44%的平均湿度,导致单朵下垂型花的寿命由1d延长为2d。温度和湿度变化对花柱卷曲的影响导致在居群水平上没有完全形成功能上的雌雄异株,可能影响草果的繁育和降低其适合度。从不同角度对花柱卷曲机制的深入研究,有助于更好的探索其起源和进化。
对50份甘蔗栽培原种的宿根萌发率、分蘖率、株高、茎径、锤度、蔗糖分及自然条件下感病情况进行综合评价分析。结果表明:50份材料宿根萌发率为7%~184%,分蘖率为0~360%,宿根蔗中有效茎数、株高、茎径、锤度和蔗糖分值最高的材料分别是光泽竹蔗、四川芦蔗、拔地拉、德阳大叶子和28NG251。以各性状的前10份优异材料进行评价,筛选出21份含有2个以上优良性状的材料,含3个优良性状的有11份材料,含4个优良性状的有1份材料,其中以热带种14NG124的综合性状最佳。从感病率来看,中国种感染花叶病和黑穗病的比率高于热带种和印度种,其中德阳大叶子、广西竹蔗和文山蔗同时感染花叶病和黑穗病。
选用含油量、油脂成分、结实性状、分布范围和繁殖性状作为评价指标,运用灰色关联度分析法对云南分布的、可作为生物柴油原料的188种主要木本油料植物(含油量≥30%)进行了综合评价。结果表明:滇新樟(Neocinnamomum caudatum)、西南红山茶(Camellia pitardii)等29种木本油料植物与理想种的关联度均超过0.6500,具有良好的综合性状,可以在研究开发的基础上作为云南生物柴油产业的原料植物来推广应用。此外,脉叶虎皮楠(Daphniphyllum paxianum)、牛紏吴萸(Evodia trichotoma)、长梗大花漆(Toxicodendron grangiflorum var. longipes)是这次新发现的3种具有开发潜力的木本生物柴油原料植物。
为扩大和培育香椿资源和填补国内经济建设及人民生活对优质木材的需求,为其开发和利用提供一定的基础数据及科学的理论指导,依照GB1927-91实验方法对其木材的解剖和物理力学性质做了系统研究。结果表明:香椿纤维13年生后形态均匀,长宽比46.18,双壁厚11.00μm,纤维壁腔比0.56,腔径比0.76;导管分子平均长度383.52μm,宽度143.98μm;基本密度和气干密度分别为0.415g/cm3和0.475g/cm3,属“轻”型;差异干缩为1.93;木材的抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度分别为67.85MPa、6179.82MPa和38.23MPa,综合强度106.08MPa,均属“低”级,香椿的综合品质系数为2556.1×105 Pa,为高等级材。综合分析表明香椿材质优良。
新型统计方法和多源、多尺度空间信息数据的产生促进了物种空间分布模型的快速发展。不同的物种空间分布模型在生态学理论的运用以及前提假设上存在差异。选用不同的模型方法和输入数据会带来预测结果的不确定性。对比并集成多个物种空间分布模型,同时利用多组输入数据可降低预测的不确定性,提高物种分布模拟的精度。本文以中国特有种铁杉(Tsuga chinensis)为例,运用基于R语言开发的BioMod软件包对比9个物种空间分布模型对铁杉的模拟效果。最后以曲线下面积(ROC)为权重集成9个模型的模拟结果,产生和筛选最佳的铁杉潜在空间分布图。研究发现随机森林模型(RF)的模拟效果最好,其次是多元适应回归样条函数模型(MARS)和广义相加模型(GAM),模拟效果最差的是表面分布区分室模型(SRE)。模型集成结果显示,最适宜铁杉分布的区域集中在中国的西南及四川盆地周围,其次零星分散于华南和台湾部分地区。这一结果与前人对铁杉自然分布的描述和研究结果较为吻合。研究进一步表明,通过模型的集成能有效地降低由于单个模型所带来的模拟结果不确定性,从而提高模拟的精度和效果。
采取文献查阅、资料数据处理、统计分析等研究方法,选取合理、成熟、可操作的森林生态服务评估体系和方法(LY/T 1721-2008),测算出云南省国家级、省级自然保护区森林生态系统在涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护等6类生态系统服务功能的物质量和价值量,并从森林类型、质量、立地状况等多方面进行了分析。经评估,云南省自然保护区森林生态系统服务年总价值为2009.02亿元。其中,涵养水源价值为538.75亿元;保育土壤价值为493.79亿元;固碳释氧价值为122.09亿元;积累营养物质价值为16.11亿元;净化大气环境价值为83.21亿元;生物多样性保护价值为755.07亿元。保护区每年每公顷森林生态系统服务价值平均为12.31万元,相当于全国平均水平的2.9倍,云南省平均水平的2.4倍。
以中国科学引文数据库(CSCD,477篇)为主线,以维普、万方和CNKI数据库(3329篇)为基础数据,采用文献计量分析的方法,对盐生植物研究文献进行统计分析,分别从文献的年代、机构、作者、来源期刊、学科类别、高被引论文和文献的关键词这7个方面,对盐生植物研究文献的分布规律和研究现状进行总体回顾与评价。全面概括、总结和分析该研究领域研究热点、区域、内容、技术和方法,优秀人才、领先机构和主要团队,揭示中国盐生植物研究的进展情况。结果表明:1956年有盐生植物论文发表,2007年文献总量340篇为最高记录;在CSCD,1991年有盐生植物论文发表,至2011年62篇为最高,均呈逐年上升趋势。中国在盐生植物研究方面已经形成了引领该研究方向的4个主要科研团队,分别是山东师范大学、中国科学院新疆生态与地理研究所、中国农业大学和南京大学。盐生植物的研究呈现明显的地域相关性,热点地区包括新疆、山东、北京、南京、东北、内蒙古、宁夏、兰州等地。盐生植物研究热点是:耐盐性(耐盐机制)、盐胁迫、盐碱地、基因克隆、土壤盐分、植物生长、开发利用、渗透调节、生理指标、种子萌发、脯氨酸、基因工程(基因表达)和植物群落等。