鸢尾属分子系统发育学研究进展

鸢尾属植物具有重要的观赏价值和经济价值,研究该属属内系统演化关系对该属种质保存、利用和遗传育种具有重要意义.目前,有关鸢尾属各分类单元的系统学关系长期处于争议状态.因此,该文以经典分类系统主要观点为基础,从不同分类单元的系统关系总结了鸢尾属分子系统发育学研究进展.结果表明:现有分子系统发育学研究结果大多支持鸢尾属为并系...     

鸢尾属部分植物种质资源的RAPD分析

采用RAPD分子标记技术,从100个随机引物中筛选出多态性强、重复性好且稳定性高的引物18个,对38份野生鸢尾属材料进行扩增,共扩增出409条带,其中多态性带405条,多态性比率为99.0%,表明野生鸢尾属植物种间有丰富的遗传多态性;根据DNA谱带计算物种间遗传距离,聚类分析结果将鸢尾属38份材料划分为6组,其结果与传统生物学特性划分的6个亚属的分类结果基本一致;物种特有RAPD标记分析表明,利用18个引物可以较好地将鸢尾属38种植物区分开,其中9个材料得到了单一标记的扩增带,表明运用RAPD分子标记对研究鸢尾属植物特异性基因及标记的筛选等有一定的理论和实际应用价值。     

鸢尾属植物的组织培养与栽培研究进展

鸢尾属植物花色艳丽,花型多具特色,具有较高的观赏性,是园林绿化中常见的一类花卉,也是世界著名的宿根花卉之一。鸢尾属植物在盆栽观赏、切花生产、医药食品、园林绿化等领域均占有重要地位,可以产生良好的经济效益、环境效益、生态效益和社会效益。但鸢尾属植物繁殖方式主要为分株繁殖,增殖缓慢。为解决这类问题,并对鸢尾属资源开发与保护提供理论基础,本研究对近年来国内外鸢尾属植物的组织培养与栽培的进展与成果进行了综述。本综述对鸢尾属植物育种的研究方向进行了探讨与展望,旨在为鸢尾属植物的培育方法提供一定的科学依据。     

鸢尾属植物的引种栽培

从１９６２年开始,我们就对鸢尾属植物进行引种栽培实验,结果表明：鸢尾属植物多数种在西安地区自然条件下,能正常生长发育。鸢尾属植物具有花姿奇特,花色艳丽,花期甚长等优点,是绿化、美化、香化城市,装饰花坛、花径、花带、路旁及草坪的优良材料。本文对我园引种鸢尾属植物的形态特征、生物学与生态学特性、栽培技术及其在园林绿化中的利用意见进行了初步报道。     

基于rbcL序列试论鸢尾属部分物种间的系统发育关系

选用叶绿体rbcL基因对鸢尾属植物的分类和系统发育进行了分析。以雄黄兰为外类群,对21份鸢尾属材料和GenBank下载的共49条序列采用最大简约法构建系统进化树,探讨了鸢尾属的分类系统。针对有争议的物种,聚类结果表明：马蔺与白花马蔺关系较远;扁竹兰和蝴蝶花亲缘关系较扇形鸢尾近;细锐果鸢尾和锐果鸢尾亲缘关系近,大锐果鸢尾较之远;四川鸢尾和薄叶鸢尾聚类近;西伯利亚鸢尾系内物种间聚类复杂,亲缘关系不清楚。     

结缕草生物技术研究进展

结缕草属植物具有耐干旱、耐盐和耐践踏等优良特性。最近的研究表明,基因转移与重组技术在结缕草遗传改良中具有巨大应用潜力;结缕草遗传连锁图谱构建取得重要进展;基因克隆和基因资源研究正在展开。结合当前有关结缕草生物技术研究现状,综述了结缕草基因工程和基因资源方面的研究进展,讨论了存在的问题并展望其前景。     

结缕草生物技术研究进展

结缕草属植物具有耐干旱、耐盐和耐践踏等优良特性。最近的研究表明,基因转移与重组技术在结缕草遗传改良中具有巨大应用潜力;结缕草遗传连锁图谱构建取得重要进展;基因克隆和基因资源研究正在展开。结合当前有关结缕草生物技术研究现状,综述了结缕草基因工程和基因资源方面的研究进展,讨论了存在的问题并展望其前景。     

中国北方鸢尾属植物叶片解剖结构特征及分类学价值研究

以中国北方生长的鸢尾属9种植物为研究对象,利用光学显微镜对叶表皮细胞形状及大小、气孔大小、气孔分布及气孔密度、气孔指数等叶表皮构造特征进行观察,并探讨了叶表皮特征在鸢尾属内各个亚属、亚组间的分类学价值,结果表明：表皮细胞的形状和大小显示了同亚属或同亚组植物之间较为明显的亲缘关系,在区分鸢尾属下不同亚属或亚组植物上也有一定的分类学价值。气孔密度和气孔指数在鸢尾属内分类学价值不大,但却能很好地反映不同鸢尾属植物与生境之间的密切关系。并从表皮构造特征上证实了野鸢尾与射干有很强的亲缘关系,且近于鸢尾属内的其他植物的结论;此外,通过对鸢尾属植物叶横切解剖结构的观察：从维管束、横切面形状、表皮细胞与角质层、乳突、气孔、气室大小、叶肉细胞的分化这7个较为明显的特征上的相关性和差异性,探讨了由于生境的不同而产生的植物形态结构的差异。     

中国北方鸢尾属植物叶片解剖结构特征及分类学价值研究

以中国北方生长的鸢尾属9种植物为研究对象,利用光学显微镜对叶表皮细胞形状及大小、气孔大小、气孔分布及气孔密度、气孔指数等叶表皮构造特征进行观察,并探讨了叶表皮特征在鸢尾属内各个亚属、亚组间的分类学价值,结果表明：表皮细胞的形状和大小显示了同亚属或同亚组植物之间较为明显的亲缘关系,在区分鸢尾属下不同亚属或亚组植物上也有一定的分类学价值。气孔密度和气孔指数在鸢尾属内分类学价值不大,但却能很好地反映不同鸢尾属植物与生境之间的密切关系。并从表皮构造特征上证实了野鸢尾与射干有很强的亲缘关系,且近于鸢尾属内的其他植物的结论;此外,通过对鸢尾属植物叶横切解剖结构的观察：从维管束、横切面形状、表皮细胞与角质层、乳突、气孔、气室大小、叶肉细胞的分化这7个较为明显的特征上的相关性和差异性,探讨了由于生境的不同而产生的植物形态结构的差异。     

植物遗传资源的评价、保持和利用

阐明了植物遗传资源的重要作用,认为植物遗传资源是人类赖以生存和发展的物质基础,是植物育种丰富的基因资源的重要保证;分析了植物遗传资源评价的重要性,指出对植物遗传资源的正确评价是科学利用的前提;介绍了植物遗传资源的原生境保持和非原生境保持2种重要方法;重点论述了作物的高产基因、抗性基因及抗旱基因与肥高效基因等植物遗传资源的挖掘与利用,为引起人们对植物遗传资源保持重要性的高度认识提供理论参考。     

Isozymes,plant population genetic structure and genetic conservation

Summary The exploration, conservation and use of the genetic resources of plants is a contemporary issue which requires a multidisciplinary approach. Here the role of population genetic data, particularly those derived from electrophoretic analysis of protein variation, is reviewed. Measures of the geographic structure of genetic variation are used to check on sampling theory. Current estimates justify the contention that alleles which have a highly localised distribution, yet are in high frequency in some neighbourhoods, represent a substantial fraction of the variation. This class, which is the most important class in the framing of sampling strategies, accounts for about 20–30% of variants found in 12 plant species. The importance of documenting possible coadapted complexes and gene-environment relationships is discussed. Furthermore, the genetic structure of natural populations of crop relatives might suggest the best structure to use in the breeding of crops for reduced vulnerability to pest and disease attack, or for adaptation to inferior environments. The studies reported to date show that whilst monomorphic natural populations do occur, particularly in inbreeding colonisers, or at the extreme margins of the distribution, polymorphism seems to be the more common mode. It is stressed here that the genetic resources of the wild relatives of crop plants should be systematically evaluated. These sources will supplement, and might even rival, the primitive land races in their effectiveness in breeding programmes. We may look forward to a wider application of gel electrophoresis in the evaluation of plant genetic resources because this technique is currently the best available for detecting genetic differences close to the DNA level on samples of reasonable size.     

植物核心种质研究进展

丰富的植物遗传资源为作物育种和遗传研究提供广阔的遗传基础,然而资源庞大的数量也给植物遗传资源的收集、保存、研究和利用带来了困难。Frankel首先提出并与Brown等人完善了核心种质(core collection)的概念,即通过一定的方法从整个种质资源中选择一部分样本,以最小的资源数量和遗传重复,尽可能最大限度的代表整个资源的多样性。核心种质的提出,为遗传资源的研究和利用提供了崭新的解决途径。目前,已在多年生野生大豆、硬粒小麦、花生等20种植物上开展了核心种质研究。本围绕核心种质具有四个显特点即代表性、实用性、有效性、动态性,介绍在不同植物构建核心种质时,所利用的数据、分组原则及取样方法等,并介绍了核心种质的评价进展。通过比较发现,不同植物在构建核心种质各有区别,但是以根据地理来源分组,按聚类法取样为主。目前,对植物核心种质的研究,多处于取样策略的研究阶段。对建成的核心种质评价研究较少,主要集中在农艺性状遗传多样性方面的验证,而时分子水平的验证较少,构建的核心种质还有待于实践的检验。     

Comparing species and evolutionary diversity metrics to inform conservation

Phylogenetic diversity (PD) is an important measure for identifying areas of conservation. Phylogenetic diversity is a robust biodiversity metric because it accounts for the relationships among species, and not just the number of species. For this reason, it is an essential element for conservation planning. Unfortunately, PD metrics are not used by many for conservation planning. In the case of Colombia, which is rich in crop and wild plant biodiversity, lacks information on genetic resources of Crop Wild Relatives (CWR). Due to deforestation and agriculture expansion, the habitat, where these crop wild relatives grow, is being reduced at an alarming rate and could be destroyed altogether. This study focuses on crop wild relatives in Colombia, comparing species diversity versus PD-based metrics to show the advantages of using evolutionary information for conservation planning. We identified new areas with high PD and endemism among CWR diversity which are important to establishing comprehensive conservation strategies.     

Genetic mapping of species boundaries in Louisiana irises using IRRE retrotransposon display markers

Genetic mapping studies provide insight into the pattern and extent of genetic incompatibilities affecting hybridization between closely related species. Genetic maps of two species of Louisiana Irises, Iris fulva and I. brevicaulis, were constructed from transposon-based molecular markers segregating in reciprocal backcross (BC1) interspecific hybrids and used to investigate genomic patterns of species barriers inhibiting introgression. Linkage mapping analyses indicated very little genetic incompatibility between I. fulva and I. brevicaulis in the form of map regions exhibiting transmission ratio distortion, and this was confirmed using a Bayesian multipoint mapping analysis. These results demonstrate the utility of transposon-based marker systems for genetic mapping studies of wild plant species and indicate that the genomes of I. fulva and I. brevicaulis are highly permeable to gene flow and introgression from one another via backcrossing.     

重要资源植物诸葛菜属的研究进展

诸葛菜属是一种具有广泛应用价值的资源植物,本文主要综述了该属植物的系统位置、属内种及变种的分类学地位、组织培养及属间杂交、抗逆性、营养价值和驯化栽培等多个方面的研究进展。基于诸葛菜属植物已有的研究基础及成果,并针对该属中存在的关键科学问题,如物种形成及其界定、适应性机理及优良基因资源的发掘、杂交育种与新种质创建等,对可能采用的研究方法提出展望。其研究思路和研究方案为将诸葛菜作为研究植物进化、驯化以及如何高效利用野生资源植物的一个重要模式代表种提供了依据。     

内蒙古野生马蔺种质农艺性状遗传多样性研究

以收集自内蒙古11个盟市的20个野生马蔺种质材料为研究对象,通过对其13个农艺性状指标进行主成分分析、相关性分析和聚类分析,探讨不同种质间的亲缘关系、遗传变异特性及其原因,为马蔺的开发利用、资源保护和育种应用提供理论依据。结果表明:(1)不同来源的马蔺种质农艺性状表现出不同程度的变异性,变异系数范围为9.72%~300.00%,变异系数较大的性状是千粒重、胚长和发芽率,变异系数较小的性状是株高和叶宽。(2)千粒重、发芽率、吸水率、胚长、胚乳长、种子长、生殖枝数、营养枝数、叶宽、株高10个主要性状是引起不同来源马蔺种质农艺性状分化的主要指标。(3)各农艺性状间存在不同程度的相关性,经度、纬度、海拔高度是引起马蔺种质变异的主要因素,胚长、千粒重、吸水率易受生态环境因子的影响。(4)来源不同的20个马蔺种质聚为4类,绝大多数种质材料表现出明显的地域性,经、纬度相近或小生境相似的种质聚为一类。     

鸢尾属植物的传粉者吸引及异交策略

已知鸢尾属（Iris）植物约有280种且花部特征多变,具有较高的科研和观赏价值。尽管该属植物具备一定的克隆和自交繁殖能力,但传粉者介导的异交仍在其物种和遗传多样性的维持中发挥重要作用,然而目前仍缺乏对该属植物传粉者吸引及异交策略的系统性总结。本文首先简述了鸢尾属植物的传粉者种类及其适应动物传粉的花部构造,以明确其动物传粉概况。在此基础上,详细论述了该属植物如何通过视觉和嗅觉信号呈现花粉、花蜜和热量报酬供给等策略,实现对传粉者的有效吸引。在传粉者访问前后,鸢尾属植物还可通过合理的花展示、单花内雌雄功能的时空隔离以及传粉后的调控以实现最大程度的异交。此外,影响其传粉者吸引及异交的第三方生物和非生物因素,如食花者和资源配置,也应受到重视。今后随着相关研究的深入和技术手段的革新,研究者应针对鸢尾属植物传粉的热点或有争议的问题,采用花信号定量测定及异交率分子检测等先进技术,通过大范围的对比研究,深入揭示鸢尾属植物与传粉者的互作模式及其繁殖策略。     

鸢尾属植物遗传多样性的 RAPD和ISSR分析

应用RAPD和ISSR标记技术,对来自不同产地的鸢尾属(IrisL.)4个野生种的遗传多样性进行了分析。结果表明,12个RAPD和ISSR引物分别扩增出225和196条带,多态性条带分别为215和196条,多态性条带百分率分别为95.56%和100.00%;种间总基因多样度分别为0.368 9和0.357 5、种内基因多样度分别为0.107 7和0.138 0,表明鸢尾属种间遗传多样性较高,且种间变异大于种内变异。4个野生种中,蝴蝶花(I.japonicaThunb.)的遗传组成较为丰富。此外,种内遗传关系与地理分布和环境差异有一定的相关性。     

Domestication to crop improvement: genetic resources for Sorghum and Saccharum (Andropogoneae)

BACKGROUND: Both sorghum (Sorghum bicolor) and sugarcane (Saccharum officinarum) are members of the Andropogoneae tribe in the Poaceae and are each other's closest relatives amongst cultivated plants. Both are relatively recent domesticates and comparatively little of the genetic potential of these taxa and their wild relatives has been captured by breeding programmes to date. This review assesses the genetic gains made by plant breeders since domestication and the progress in the characterization of genetic resources and their utilization in crop improvement for these two related species. GENETIC RESOURCES: The genome of sorghum has recently been sequenced providing a great boost to our knowledge of the evolution of grass genomes and the wealth of diversity within S. bicolor taxa. Molecular analysis of the Sorghum genus has identified close relatives of S. bicolor with novel traits, endosperm structure and composition that may be used to expand the cultivated gene pool. Mutant populations (including TILLING populations) provide a useful addition to genetic resources for this species. Sugarcane is a complex polyploid with a large and variable number of copies of each gene. The wild relatives of sugarcane represent a reservoir of genetic diversity for use in sugarcane improvement. Techniques for quantitative molecular analysis of gene or allele copy number in this genetically complex crop have been developed. SNP discovery and mapping in sugarcane has been advanced by the development of high-throughput techniques for ecoTILLING in sugarcane. Genetic linkage maps of the sugarcane genome are being improved for use in breeding selection. The improvement of both sorghum and sugarcane will be accelerated by the incorporation of more diverse germplasm into the domesticated gene pools using molecular tools and the improved knowledge of these genomes.