茭白籽粒的新贡献

茭白和茭笋,与水稻同属稻族,但隶属于菰属或茭白属(Zizania),美洲常把菰属植物称之为“野稻”或“水生稻”。在菰属植物中,大家最熟悉的是原产于东亚的落花茭白(Z.caduciflora),其因真菌寄生而膨大的嫩茎可供蔬食,我国各地均有栽培或野生。北美水茭白(Z.aquatica,=宽叶茭白Z.latifolia)和得克     

菰属系统与演化研究——外部形态

本文研究菰属Zizania L.及其有关属、种的外部形态后,揭示出菰属应在禾本科Gramineaee稻族Oryzeae中独立成菰亚族Zizaniinae。其与水稻属Oryza L.或拟菰属Zizaniopsis Doel&Aschers。在远古时代都可能起源于一个现已灭迹的共同祖先,而后平行向前演化。     

菰属Zizania L.植物的分支分类研究

本文应用分支分类学中的最大同步法对全世界菰属Zizania L.及其有关属种进行定量分析研究其种系发生后所得出的分支树谱图上明显表示出法洛斯属Pharus Br.不应该与菰属、稻属Oryza L.等同位在稻族Oryzeae内,而应另立法洛斯族Phareae.菰属在稻族中独立出较进化的一支,当今称为菰亚族Zizaniinae.在菰属内全世界有4种.2亚种,其演化关系为菰Z.latifolia是最原始,由它分别向得克萨斯菰Z.texana及水生菰Z.aquatica演化,再由水生菰演化至沼生菰Z.palustris。     

菰属系统与演化研究——孕花外稃表皮微形态

应用扫描电子显微镜对禾本科菰属及其有关9属14种3变种1变型的孕花外稃顶端及其芒基部的表皮微形态进行观察比较研究。研究结果基本符合E.E.Terrell与W.P.Wergin的研究报道,但我们不仅种类收集齐全而且增加研究了与菰属有关的属种,及菰属下的一些变种及混淆种,更有利于探讨菰属的系统位置及其演化关系。菰属以其稻型的双胞微毛与硅质体应隶属于稻族。又根据它们所具硅质体形状及硅质乳突的数量,除揭示它为单性花一支与稻属、假稻属、水禾属等两性花一支在稻族中存在平行演化现象外,也揭示了在菰属中共有4种、2亚种,其中以菰最为原始。     

稻属分类的现状及存在问题

稻属(Oryza L．是禾本科中重要的植物类群,该属含20余种,广泛分布于全球热带和亚热带地区。未来水稻育种的重大突破还将有赖于对稻属基因库中丰富种质资源,特别是野生稻资源的利用和开发。由于稻属植物在农业生产中的重要作用,引起了众多的植物分类学家、遗传学家、育种学家和分子生物学家的广泛研究。稻属自Linnaeus于1753年建立以来的200多年中,无论在物种的数量和分类系统上都产生了很大的变化。多位学者对稻属的属以下等级和种间的分类都做了详细的工作,对稻属现代分类系统的建立起到了重要的作用。Roschevicz(1931)对稻属全面深入的研究为后来的稻属系统分类奠定了基础。Sharma &; Shastry (1965) 建立的稻属分类系统在很大程度上受了 Roschevicz(1931)工作的影响,对属以下种以上的分类等级也处理得较合理,但是他们对稻属的分类定义较为广泛,包括了好几个如今已不放在稻属的物种。Vaughan(1989)对全球的稻属标本进行了较为全面的查证和研究,他建立的稻属系统不仅在属的界定上更为合理,而且对稻属中各物种的形态变异、地理分布和种间的关系,都有更清楚的描述。遗憾的是,Vaughan (1989)采用的属下等级——“复合体”(complex),不符合国际植物命名法规(ICBN)的规定。Lu(1999)在对前人大量工作的基础上,结合现代对稻属的研究成果并包括了近年来发表的一些新种,建立了稻属3组7系24种的分类系统。本文结合最新的研究成果对稻属作了进一步的修订,列出了以形态特征为基础的分种检索表,并对稻属分类中仍存在的一些问题进行了讨论。     

斧头湖挺水植被的群落学研究——Ⅰ.菰群落(Com.Zizania latifolia)的结构

本文从物种结构、水平结构和垂直结构三个方面结合其时间特征对湖北省武昌县斧头湖的菰群落进行了分析。结果表明:①菰群落的区系组成和生长型较为丰富,菰是该群落中唯一的建群种;②菰群落内部表现出不同物种的种群分布在水平方向上的分化。菰群落内部小环境多样,存在着许多小群落。菰的抽条为群聚分布,表现出形态学格局;③菰群落垂直结构简单,多数情况下仅存在一个挺水植被层。群落生产结构的变化与水位及其本身的生长特性有关。菰群落的地下成层现象也是一个值得注意的问题。     

稻属植物的基因组进化

水稻所在的稻属(Oryza)共有24个左右的物种。由于野生稻含有大量的优良农艺性状基因, 在水稻遗传学研究中日益受到重视。随着国际稻属基因组计划的开展, 越来越多的稻属基因组序列被测定, 稻属成为进行比较、功能和进化基因组学研究的模式系统。近期开展的一系列研究对稻属不同基因组区段以及全基因组序列的比较分析, 揭示了稻属在基因组大小、基因移动、多倍体进化、常染色质到异染色质的转化以及着丝粒区域的进化等方面的分子机制。转座子的活性以及转座子因非均等重组或非法重组而造成的删除, 对稻属基因组的扩增和收缩具有重要作用。DNA双链断裂修复介导的基因移动, 特别是非同源末端连接, 是稻属基因组非共线性基因形成的主要来源。稻属基因组从常染色质到异染色质的转换过程, 伴随着转座子的大量扩增、基因片段的区段性和串联重复以及从基因组其他位置不断捕获异染色质基因。对稻属不同物种间基因拷贝数、特异基因和重要农艺性状基因的进化等研究, 可揭示稻属不同物种间表型和适应性差异的分子基础, 将加速水稻的育种和改良。     

中国吊钟花属植物核DNA含量(2C-值)与倍性水平研究

植物核DNA含量(2C-值)与倍性水平是重要的植物学基本特征,是进行种群进化、物种分类和生态学等研究的有力证据.为确定中国吊钟花属(Enkianthus Lour.)各物种的核DNA含量与倍性水平并探究该属植物在种间、种内核DNA含量差异,该研究以6种中国吊钟花属植物共23个居群60个样品为试验材料,以水稻品种'日本晴...     

菰物种专化DNA序列的克隆及其在检测菰DNA导入水稻中的应用

菰物种专化DNA序列的克隆及其在检测菰DNA导入水稻中的应用 刘振兰 董玉柱 刘宝*（东北师范大学遗传与细胞研究所,长春130024）     

菰属系统与演化研究——叶片表皮微形态

菰属叶片表皮微形态以其具有稻型的硅质体,指状的双胞微毛,三角形的副卫细胞,应位在禾本科(Gramineae)稻族(Oryzeae)内,但因其硅质体不整齐排列于脉上,而且有时呈现十字形或浅节结形,双胞微毛的顶细胞较粗壮等独特性状,结合染色体2n=2x=30,34,而区别于稻族中其他各属(x=12),且其所具竹亚科(Bambusoideae)的胚型(F+PP)在稻族中也鲜有,故应在稻族中独立成菰亚族(subtribe Zizaniinae).其属下种间的叶表皮微形态特征,大都吻合孢粉、外稃表皮微形态特征的研究结果,揭示菰属在全世界有4种,2亚种.     

Construction and characterization of a transformation-competent artificial chromosome (TAC) library ofZizania latifolia (Griseb.)

The tribe Oryzeae consists of 12 genera and 71 species with a world distribution.Zizania latifolia (Griseb.) Turcz. ex Stapf is included in this tribe and possesses numerous traits valuable for rice breeding, such as disease and insect resistance, cold and flood tolerance, and high grain quality. The genetics and breeding ofZ. latifolia are still in their infancy. To facilitate genomic studies ofZizania, a genomic DNA library was constructed using a transformation-competent artificial chromosome (TAC) vector system. The TAC library contains 91, 584 TAC clones with an average insert size of approximately 45 kb, covering six haploidZizania genome equivalents. Very low signals after hybridization with chloroplast and mitochondrial genes indicate that the TAC library is predominantly composed of nuclear DNA. The TAC clones were stable inE. coli for 100 generations. Clones containing thedihydrodipicolinate synthase (DHPS) gene were screened by pooled PCR. The positive clones can be used forZ. latifolia DHPS gene cloning and functional analysis. The library will be useful in studies of genome structure, gene cloning and evolution of rice.     

A cytogenetic view of sex chromosome evolution in plants

The recent origin of sex chromosomes in plant species provides an opportunity to study the early stages of sex chromosome evolution. This review focuses on the cytogenetic aspects of the analysis of sex chromosome evolution in plants and in particular, on the best-studied case, the sex chromosomes in Silene latifolia. We discuss the emerging picture of sex chromosome evolution in plants and the further work that is required to gain better understanding of the similarities and differences between the trends in animal and plant sex chromosome evolution. Similar to mammals, suppression of recombination between the X and Y in S. latifolia species has occurred in several steps, however there is little evidence that inversions on the S. latifolia Y chromosome have played a role in cessation of X/Y recombination. Secondly, in S. latifolia there is a lack of evidence for genetic degeneration of the Y chromosome, unlike the events documented in mammalian sex chromosomes. The insufficient number of genes isolated from this and other plant sex chromosomes does not allow us to generalize whether the trends revealed on S. latifolia Y chromosome are general for other dioecious plants. Isolation of more plant sex-linked genes and their cytogenetic mapping with fluorescent in situ hybridisation (FISH) will ultimately lead to a much better understanding of the processes driving sex chromosome evolution in plants.     

龙眼种质资源亲缘关系的研究进展

龙眼(Dimocarpus longana Lour.)种质资源是龙眼育种研究的基础。种质资源的研究将为探讨龙眼起源、进化、分类、育种和资源保护与利用提供科学依据。从形态学、孢粉学、同工酶和分子生物学等方面综述了龙眼种质资源亲缘关系的研究进展,探讨了龙眼亲缘关系的研究现状、前景及尚待解决的问题,并分析了今后开展龙眼种质资源亲缘关系研究的方向与重点。     

2009年中国植物科学若干领域重要研究进展

2009年中国植物科学在水稻和拟南芥研究等方面取得“爆发性”的快速发展。中国科学家在植物科学各领域中取得了大量的原创性研究成果, 尤其是在基于新一代测序技术和计算生物学理论的基因组学、水稻功能基因挖掘、激素受体和信号转导以及转基因作物产业化和生态安全性研究等方面取得一系列重大进展, 受到了国内外广泛关注。该文对2009年中国本土植物生命科学若干领域取得的重要研究进展进行概括性评述, 旨在全面追踪当前中国植物科学领域发展的最新前沿和热点事件, 并展现我国科学家们所取得的杰出成就。     

2010年中国植物科学若干领域重要研究进展

2010年中国植物科学研究继续快速发展。中国科学家在植物科学各领域中取得了大量的具有原创意义的研究成果, 尤其是在水稻产量决定的遗传机制和作物基因组研究方面获得了一系列突破, 农业生态学研究等方面也取得了重大进展, 获得国内外的高度评价。该文对2010年中国本土植物生命科学若干领域取得的重要研究进展进行概括性评述, 旨在全面追踪当前中国植物科学领域发展的最新前沿和热点事件, 并展现我国科学家所取得的杰出成就。     

The Puzzle of Italian Rice Origin and Evolution: Determining Genetic Divergence and Affinity of Rice Germplasm from Italy and Asia

The characterization of genetic divergence and relationships of a set of germplasm is essential for its efficient applications in crop breeding and understanding of the origin/evolution of crop varieties from a given geographical region. As the largest rice producing country in Europe, Italy holds rice germplasm with abundant genetic diversity. Although Italian rice varieties and the traditional ones in particular have played important roles in rice production and breeding, knowledge concerning the origin and evolution of Italian traditional varieties is still limited. To solve the puzzle of Italian rice origin, we characterized genetic divergence and relationships of 348 rice varieties from Italy and Asia based on the polymorphisms of microsatellite fingerprints. We also included common wild rice O. rufipogon as a reference in the characterization. Results indicated relatively rich genetic diversity (H _e = 0.63-0.65) in Italian rice varieties. Further analyses revealed a close genetic relationship of the Italian traditional varieties with those from northern China, which provides strong genetic evidence for tracing the possible origin of early established rice varieties in Italy. These findings have significant implications for the rice breeding programs, in which appropriate germplasm can be selected from a given region and utilized for transferring unique genetic traits based on its genetic diversity and evolutionary relationships.     

菰核基因组SSR引物的开发及其在稻族植物中的通用性检测

利用数据库中已有的部分菰(Zizania latifolia Turcz.)核基因组序列,采用in silico方法开发其SSR引物,并选取我国不同纬度的5个菰野生种群,对合成的64对引物进行筛选。结果显示:64对引物中有15对至少在一个种群中表现出多态性;共发现84个等位基因,每个位点平均有5.6个等位基因。在5个种群中,观察杂合度为0.000~0.941,预期杂合度为0.072~0.625。种群间的基因流(Nm=0.576)水平较低导致了种群间表现出较高的遗传分化(FST=0.432)。进一步对稻族其他物种的通用性检测发现,15个多态位点中,有8个位点在亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)中得到扩增,有9个位点在普通野生稻(O.rufipogon Griff.)中得到扩增。     

中国喀斯特天坑演化及植被生态系统研究进展

喀斯特天坑(Tiankeng)是近年来在喀斯特地区发现的一类深陷地表的负地形地质奇观,由于受到四周岩壁的圈闭作用及地形的约束,喀斯特天坑内部形成了一种绝无仅有的原始小气候,孕育了丰富独特的动物、植物和微生物资源。该文在系统梳理前期天坑研究文献的基础上,以天坑植被生态系统研究为重点,兼顾天坑分布和演化规律,综述了天坑在这些方面的主要研究进展和新的认识,进而分析了目前天坑研究中存在的问题。围绕上述天坑研究领域,提出了天坑研究未来发展的5个研究方向:(1)系统性、大尺度和多学科联合探究天坑成因及其植被生态系统的演化规律;(2)天坑内生物资源对坑外荒漠化地区生态修复作用及其机制;(3)天坑土壤微生物分布规律及其与植物互作机制;(4)环境变化对喀斯特天坑生态系统的影响效应;(5)旅游开发对天坑植被生态系统的影响评估。