荞麦及其野生种遗传多样性分析

荞麦起源于我国西南地区,该地区分布有大量荞麦地方品种和野生近缘种。本研究利用SSR分子标记,对从我国西南地区收集的81份荞麦及其野生资源进行遗传多样性分析。结果显示,利用19对SSR引物共检测出84个等位基因,每对SSR引物平均扩增出4.421个等位基因,19对SSR引物的平均Shannon's信息指数为0.985,平均PIC为0.478。81份荞麦及其野生资源的相似系数范围为0.500~1.000,分析发现大粒组荞麦种(甜荞及其近缘种、苦荞及小米荞、金荞)与小粒组硬枝万年荞亲缘关系比较近。通过聚类分析在遗传相似系数为0.732时,可将81份荞麦种质分为4个类群,第Ⅰ类由小粒组齿翅野荞、细柄野荞、小野荞麦、疏穗小野荞麦和硬枝万年荞组成;第Ⅱ类由甜荞和甜荞近缘种组成;第Ⅲ类都是由金荞组成;第Ⅳ类是由苦荞和小米荞组成。在遗传系数为0.920时,小粒组荞麦种可以明显区分出疏穗小野荞麦、硬枝万年荞、齿翅野荞及其细柄野荞。研究表明,19对SSR引物多态性较高,能较好反应荞麦及其野生种质的遗传多样性,本研究的结果为荞麦属种之间的亲缘关系分析和荞麦起源进化研究提供科学依据。     

荞麦属植物三叶期幼叶过氧化物酶同工酶研究

用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对荞麦属(Fagopyrum Mill)8个种(含大粒组7个种和小粒组1个种)28份栽培及野生荞麦植株三叶期幼叶的过氧化物酶同工酶进行了研究.结果发现:过氧化物酶同工酶酶带共23条,不同物种的酶带数4～9条,其中甜荞有6条带,而苦荞为9条.酶带及聚类分析表明:大粒组荞麦种的谱带与细野荞(F.gracilipes)等小粒组荞麦种间差异极大,甜荞(F.esculentum)和苦荞(F.tataricum)酶带分别与大野荞(F.megaspartanium)和毛野荞(F.pilus)相似,并分别与大野荞和毛野荞聚类最近, 支持Chen(1999)提出的大野荞和毛野荞可能分别是甜荞和苦荞的祖先种的假说.     

荞麦属植物三叶期幼叶酯酶同工酶研究

用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对荞麦属(Fagopyrum Mill)8个种(含大粒组7个种和小粒组1个种)29份栽培及野生荞麦植株三叶期幼叶的酯酶同工酶进行了研究.结果发现:酯酶同工酶酶带共31条,不同物种的酶带数4～9条,其中甜荞有8条带,而苦荞为9条.酶带分析及聚类分析表明:大粒组荞麦种的谱带与细野荞(F.gracilipes)等小粒组荞麦种间差异极大,甜荞(F.esculentum)和苦荞(F.tataricum)酶带分别与大野荞(F.megaspartanium)和毛野荞(F.pilus)相似,并分别与大野荞和毛野荞聚类最近, 提示大野荞和毛野荞可能分别是甜荞和苦荞的祖先种.     

虫媒传粉植物荞麦的生物学特性与研究进展

荞麦是禾本科之外的谷物类作物, 具有较高的营养和药用价值。栽培荞麦有甜荞(Fagopyrum esculentum)和苦荞(F. tartaricum), 这两种一年生草本分别为自交不亲和的二型花柱、自交亲和的同型花柱植物; 前者结实依赖昆虫传粉。根据国内外调查研究, 前人对蓼科荞麦属(Fagopyrum)记录了30个物种名, 已有形态学和遗传多样性的调查表明该属的物种多样性中心位于我国西南地区, 特别是长江上游的三江并流区域; 甜荞和苦荞的起源地和祖先物种也认为在该区域。本文在论述前人研究的基础上, 指出对荞麦属的分类修订、野生种质资源的分布、种间关系的调查、优良品种的选育亟待研究。孢粉学和考古学的证据显示在我国长江流域, 人们在4,500年前就开始种植荞麦。荞麦可能曾经是山区人民的主粮, 为孕育长江流域文明提供了食物资源。加强对荞麦基础生物学特性的研究, 运用现代基因组学的方法有望澄清栽培荞麦的起源并探究产量不高的原因, 挖掘和利用其经济和药用价值的性状, 为荞麦成为一类优良的粮食作物提供参考依据。     

荞麦属种间13S球蛋白基因序列比较研究

荞麦13S球蛋白是荞麦种子中的一类主要贮藏蛋白。本研究选用荞麦属植物甜荞栽培种及其野生类型、苦荞栽培种及其野生类型、毛野荞、左贡野荞、细柄野荞和硬枝万年荞6个种共44份材料,进行PCR特异性扩增、测序得到荞麦13S球蛋白基因的保守片段序列。对序列进行差异分析,结果发现44份供试材料13S球蛋白基因片段的285个排列位点中不变位点为24个,多态性位点S为261个(含简约信息位点数198个和单型可变位点63个),序列总突变位点Eta为503个。野生甜荞种内13S球蛋白基因序列差异明显高于栽培甜荞,但野生苦荞种内13S球蛋白基因序列差异仅稍高于栽培苦荞。推测其一方面可能与繁殖方式有关,另一方面可能与荞麦驯化过程中通常只有少数野生型群体被驯化有关。系统聚类分析发现栽培甜荞与野甜荞亲缘关系近,与左贡野荞亲缘关系次之;栽培苦荞与野苦荞亲缘关系近,与毛野荞亲缘关系次之;细柄野荞和硬枝万年荞的13S蛋白基因片段序列差异较小,说明其亲缘关系较近。上述结果为荞麦属种间遗传多样性与进化关系研究提供了理论依据。     

荞麦属种质资源发芽种子酯酶同工酶研究

用聚丙烯酰胺凝胶电泳对荞麦属8个种(含大粒组7个和小粒组1个)33份材料发芽种子的酯酶同工酶进行了研究。结果表明:酯酶同工酶不同酶带合计22条,不同物种的酶带数4到8条。其中,甜荞有8条带,苦荞为7条。酶带及聚类分析表明,大粒组荞麦种的谱带与细野荞等小粒组荞麦种间差异极大,甜荞和苦荞酶带分别与大野荞和毛野荞相似,并分别与F.megaspartanium和F.pilus聚类最近,支持F.megaspartanium和F.pilus可能分别是甜荞和苦荞祖先种的假说。     

荞麦野生种的核型及进化特征分析

荞麦起源于我国西南地区,该地区分布着丰富的荞麦野生种,剖析野生荞麦的核型特征对荞麦进化和育种研究具有重要的意义。本研究以甜荞近缘种、硬枝万年荞、疏穗小野荞、细柄野荞、齿翅野荞为试验材料,采用常规压片法进行核型鉴定。结果表明:甜荞近缘种、硬枝万年荞和疏穗小野荞都为二倍体,核型公式分别为2n=2x=16=12M+4m(2SAT)、2n=2x=16=16M、2n=2x=16=14M+2m(2SAT),而细柄野荞和齿翅野荞为四倍体,核型公式分别为2n=4x=32=32M、2n=4x=32=30M+2m(2SAT)。甜荞近缘种和硬枝万年荞核型属1A型,疏穗小野荞、细柄野荞和齿翅野荞核型属1B型,并且甜荞近缘种、疏穗小野荞和齿翅野荞都有1对随体染色体。研究证明,荞麦野生种染色体的基数为8,有二倍体和四倍体野生荞麦。通过比较分析,硬枝万年荞在进化地位上比较原始,齿翅野荞是比细柄野荞较进化的四倍体荞麦野生种。     

荞麦属种质资源发芽种子过氧化物酶同工酶研究

用聚丙烯酰胺凝胶电泳对荞麦属9个种(含大粒组8个和小粒组1个)32个收集系栽培及野生荞麦种子的过氧化物酶同工酶进行了研究。结果表明:过氧化物酶同工酶酶带23条,不同物种的酶带数4到8条。其中,甜荞有7条带,而苦荞为4条。酶带分析及聚类分析表明:大粒组荞麦种的谱带与F.gracilipes等小粒组荞麦种间差异极大,甜荞和苦荞酶带分别与F.megaspartanium和F.pilus相似,并分别与F.megas-partanium和F.pilus聚类最近,支持F.megaspartanium和F.pilus可能分别是甜荞和苦荞祖先种的假说。     

五个中国荞麦(Fagopyrum)种的核型分析

用去壁低渗法对甜荞 ( Fagopyrum esculentum)、苦荞 ( F.tataricum)、左贡野荞 ( F.zuogongense Q.F.Chen) ,大野荞 ( F.megaspartanium Q.F.Chen)及毛野荞 ( F.pilus Q.F.Chen)等大粒组荞麦种的根尖和茎尖有丝分裂染色体进行了观察 ,并对其茎尖有丝分裂染色体的核型进行了比较分析。结果表明 :这 5种荞麦在核型上类似 ,都有 2对随体染色体 ,而且都为对称核型。但它们彼此有一定的差异。甜荞、苦荞、大野荞、毛野荞及左贡野荞的核型公式分别为 1 2 m+4m( SAT)、1 2 m+4sm( SAT)、8m+4sm+4m( SAT)、1 2 m+2 m( SAT) +2 sm( SAT)及 2 4 m+4sm+4m( SAT)。     

几种荞麦的抗氧化酶活性研究

测定了荞麦属六种十个居群的SOD、CAT、POD和ASP活性。结果表明在栽培荞麦中,苦荞的抗氧化酶活性高于甜荞;野生荞麦中差异很大,抗氧化酶活性高的有金荞和贵州云台山大野荞。     

极小种群濒危植物广西火桐、丹霞梧桐的叶绿体基因组特征

广西火桐(Firmiana kwangsiensis)和丹霞梧桐(F. danxiaensis)是我国南方特有物种, 其分布范围狭窄, 种群数量少。为了解其叶绿体基因组结构及系统发生关系, 本文通过高通量测序方法获得广西火桐和丹霞梧桐的浅层基因组数据, 通过生物信息学方法对叶绿体全基因组进行组装, 并对其结构特征进行分析。结果表明: 广西火桐和丹霞梧桐的叶绿体基因组大小分别为160,836 bp和161,253 bp, 具有典型被子植物叶绿体基因组环状四分体结构, 包含长度分别为89,700 bp、90,142 bp的大单拷贝区(large single copy, LSC), 长度分别为19,970 bp、20,067 bp的小单拷贝区(small single copy, SSC)及长度分别为25,583 bp、25,522 bp的2个反向重复序列区(inverted repeat sequence, IR)。两个物种的叶绿体基因组共注释得到131个基因, 包括86个蛋白编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因。广西火桐的叶绿体基因组中共检测出26个正向重复序列、2个反向重复序列、21个回文重复序列、21个串联重复序列和98个简单重复序列; 丹霞梧桐叶绿体基因组中共检测出23个正向重复序列、5个反向重复序列、21个回文重复序列、30个串联重复序列和107个简单重复序列。系统发生分析结果表明5种梧桐属(Firmiana)植物构成两个强烈支持的分支(支持率100%), 一个分支为广西火桐、美丽火桐(F. pulcherrima)和火桐(F. colorata), 其中广西火桐与美丽火桐构成姐妹群; 另一分支是互为姐妹群的丹霞梧桐和云南梧桐(F. major)。综上所述, 广西火桐和丹霞梧桐的叶绿体基因组结构、基因排列及重复序列具有较高的相似性, 系统进化树将5种梧桐属物种分为两个分支, 其中广西火桐和美丽火桐最近; 而丹霞梧桐与云南梧桐关系最近。本研究鉴定的SSR位点可为梧桐属物种系统发生、进化关系的研究提供遗传信息。     

中国裂隙衣属地衣（文字衣科）的初步研究

在中国文衣科地衣系统研究中,对裂隙衣属Fissurina地衣进行了订正,报道了16种,其中中国新记录种3个,即连绵裂隙衣F. consentanea、球孢裂隙衣F. globulifica和皱体裂隙衣F. insidiosa。建议4个异名,即Fissurina isidiata Z.F. Jia 为Platythecium dimorphodes (Nyl.) Staiger的异名;Fissurina marginata Staiger为Fissurina elaocarpa (A.W. Archer) A.W. Archer的异名;Graphis canlaonensis Vain.为Fissurina consentanea Nyl.的异名;Graphis glauca Müll. Arg.为Fissurina dumastii Müll. Arg.的异名。本文提供了中国裂隙衣属每个种的描述和分布,并提供了鉴定检索表。     

防风根际真菌的分离鉴定及其生防潜力评价

作为世界性分布的镰刀属常见病原真菌,尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）和木贼镰刀菌（F. equiseti）对包括经济作物及药用植物等的生长均有较大危害。利用源自于植物根际土壤的有益微生物防控尖孢镰刀菌和木贼镰刀菌引起的真菌性病害,是目前较为理想的植物病害管理策略。为获得可有效抑制尖孢镰刀菌和木贼镰刀菌的生防菌源,于防风根际土壤中分离纯化真菌104株,基于平板对峙法筛选获得1株对尖孢镰刀菌和木贼镰刀菌具有显著抑制效果的菌株MR-43,结合形态特征、ITS序列分析,将其确定为Sirastachys castanedae（GenBank登录号：OK287148.1）,隶属于Sirastachys组进化分支,发现其可宿生于植物根际土壤。基于盆栽试验法,探究MR-43在防风栽培土壤中的定殖能力,评价MR-43对由尖孢镰刀菌引起的防风枯萎病和由木贼镰刀菌引起的防风根腐病的防病能力,及其对防风植株的促生能力。结果显示,Sirastachys castanedae MR-43对尖孢镰刀菌、木贼镰刀菌的抑菌率为57%以上,且经多次验证抑菌效果稳定;菌株MR-43可稳定定殖于防风栽培土壤并实现有效扩繁;菌株MR-43的孢子悬液可有效控制防风枯萎病和防风根腐病,平均防效达68.52%,与多菌灵、代森锰锌的防病效果无显著性差异（P>0.05）;此外,MR-43对防风植株生长具有明显促进作用。因此,Sirastachys castanedae MR-43在防风枯萎病、根腐病等真菌性病害管理方面具有较好的开发价值及应用潜力。     

普通小麦基因组最可能的4个供体的ITS1和ITS2序列及其亲缘关系

对普通小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）基因组（ＡＡＢＢＤＤ）最可能的供体－Ｔ．ｕｒａｔｒｔｕＴｈｕｍ．（ＡＡ）、Ｔ．ｍｏｎｏｃｃｕｍｖａｒ．ｂｏｅｏｔｉｃｕｍ（Ｂｏｉｓｓ．）ＭＫ（ＡＡ）、ＡｅｇｉｌｏｐｓｓｐｅｌｔｏｉｄｅｓＴａｕｓｃｈ．和Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉｉ（Ｃｏｓｓ．（ＤＤ）的核糖体ＲＮＡ基因ＩＴＳ区进行了ＰＣＲ扩增和克隆,并测定了ＩＴＳ１和ＩＴＳ２的ＤＮＡ序列,讨论和纠正了前人     

中国云南省间座壳属两个新种

我国间座壳属真菌种类繁多,但对其分类研究滞后。通过对云南省间座壳属标本采集,基于形态学和核糖体内部转录间隔区、β微管蛋白基因、翻译延伸因子基因、钙调蛋白基因和组蛋白基因的DNA序列数据比较进行物种鉴定,描述了分别采集自八角黄皮和可可患病叶片上的间座壳属2个新种——八角黄皮间座壳和可可间座壳,并讨论了其与间座壳属物种的形态和系统发育关系。     

Phylogenetic utility of the ribosomal internal transcribed spacer 2 in Strumigenys spp. (Hymenoptera: Formicidae)

Sequence variations and phylogenetic relationships of Strumigenys from different localities in Taiwan were inferred from sequences of the internal transcribed spacer 2 (ITS2) of nuclear ribosomal RNA genes. The ITS2 sequences of different species of Strumigenys vary in length from 659 to 953 bp, because there are many large repeated insertion-deletion fragments, and these short tandem repeat units form microsatellites. The average GC content of the ITS2 is 60.8%. Secondary structures from ITS2 sequences are similar and present several conserved structural motifs. Eleven species and three unnamed species were analyzed using both the maximum parsimony and maximum likelihood methods. Although diversity of the ITS2 sequence is high, these data can still be a potential tool for primary analysis of molecular phylogeny and biogeography of Strumigenys at the species level on islands around Taiwan.     

Multilocus sequence analysis of Fusarium pseudograminearum reveals a single phylogenetic species

Fusarium pseudograminearum causes crown rot of wheat in Australia and most other wheat growing regions, but its evolutionary history is largely unknown. We demonstrate for the first time that F. pseudograminearum is a single phylogenetic species without consistent lineage development across genes. Isolates of F. pseudograminearum, F. graminearum sensu lato, and F. cerealis, were collected from four countries and four single copy, nuclear genes were partially sequenced, aligned with previously published sequences of these and related species, and analysed by maximum parsimony and Bayesian inference. Evolutionary divergence varied between genes, with high phylogenetic incongruence occurring between the gene genealogies. The absence of geographic differentiation between isolates indicates that the introduction of new fungal strains to a region has the potential to introduce new pathogenic and toxigenic genes into the native population through sexual recombination.     

Phylogenetic utility of the second intron of LEAFY in Neillia and Stephanandra (Rosaceae) and implications for the origin of Stephanandra

A homeotic gene, LEAFY, has been suggested to be a single-copy gene in diploid angiosperms. Nucleotide sequences of the second intron of this gene, along with those of several regions of the chloroplast genome (trnL-trnF, trnD-trnY-trnE-trnT, and matK-trnK) and nuclear ribosomal ITS, were obtained from the species of Neillia and Stephanandra to examine the phylogenetic utility of the intron and to elucidate the phylogenetic relationships among species of the two genera. PCR amplification of the second intron of LEAFY using universal degenerate primers produced PCR products in sufficient quantity for successful direct sequencing. The length of the intron ranged from 591 to 622 base pairs (bp) in Neillia and Stephanandra, except in N. thibetica (ca. 1370 bp), and sequence analysis of this region from multiple accessions revealed low levels of infraspecific variation. Comparison of the LEAFY data with ITS and cpDNA data demonstrated that the LEAFY intron was the most variable and useful for phylogenetic analysis at the species level, providing many more phylogenetically informative characters per 100 bp (7.4) than either ITS (3.2) or cpDNA (0.7). Phylogenetic analyses of LEAFY data using both maximum parsimony and likelihood methods generated well supported and highly resolved gene trees with few homoplasies (CI=0.97). Stephanandra is monophyletic and is nested within Neillia in both LEAFY and cpDNA trees, while the relationship is poorly resolved by ITS data. LEAFY and cpDNA data, however, strongly conflicted with each other with respect to the position of Stephanandra: LEAFY trees placed Stephanandra as sister to the ((N. affinis, N. gracilis), N. thyrsiflora) clade whereas cpDNA data suggested Stephanandra is sister to N. uekii. Both gene trees, however, are nearly identical to each other when Stephanandra is excluded. A hybrid origin of Stephanandra is suggested as a plausible hypothesis to explain the incongruence between LEAFY and cpDNA data sets, though gene duplication/loss and lineage sorting events cannot be ruled out as possibilities.     

基于COⅠ基因序列的蜜蜂属系统发育分析及其舞蹈和筑巢行为进化分析

【目的】分析蜜蜂属Apis的系统发育关系,并在此基础上探讨蜜蜂属舞蹈方向、舞蹈声音、营巢环境、巢脾结构的祖先状态和演变过程。【方法】PCR扩增并测定中国分布的蜜蜂属内东方蜜蜂A. cerana、西方蜜蜂A. mellifera、大蜜蜂A. dorsata、黑大蜜蜂A. laboriosa、小蜜蜂A. florea和黑小蜜蜂A. andreniformis的线粒体COⅠ基因序列,并从NCBI数据库中下载分布于其他国家或地区的上述6种蜜蜂以及绿努蜂A. nulunsis、苏拉威西蜂A. nigrocinta、沙巴蜂A. koschevnikovi、炳式大蜜蜂A. dorsata binghami的COⅠ同源序列。分别利用最大简约法(MP)、最大似然法(ML)和贝叶斯分析(BI)依据这些序列数据构建蜜蜂属系统发育关系。对蜜蜂属上述种的舞蹈语言和筑巢行为进行编码并作为性状特征标记到系统发育树中,利用简约法对祖先状态进行追溯。【结果】系统发育分析结果表明,蜜蜂属可划分为3大类群,即穴居蜜蜂类群(东方蜜蜂、西方蜜蜂、苏拉威西蜂、绿努蜂、沙巴蜂)、大蜜蜂类群(大蜜蜂、黑大蜜蜂)和小蜜蜂类群(小蜜蜂、黑小蜜蜂);小蜜蜂类群更加接近于祖型,大蜜蜂类群和穴居蜜蜂类群是两支单系;炳式大蜜蜂是独立于大蜜蜂和黑大蜜蜂的蜂种,且与黑大蜜蜂的亲缘关系更近。祖先状态重建结果显示：蜜蜂属祖先在露天环境下筑造垂直的单脾,且在传播食物或巢址信息时跳水平方向的无声摆尾舞,有嗡嗡声的舞蹈及筑造复脾是后来形成的。【结论】COⅠ基因可作为分子标记用于分析蜜蜂属的舞蹈和筑巢行为的祖先状态及进化过程;蜜蜂筑造复脾、跳有嗡嗡声的舞蹈是后期的适应性进化行为。