基于叶绿体四个DNA片段联合分析探讨山茶属长柄山茶组、金花茶组和超长柄茶组的系统位置与亲缘关系

为探讨山茶属茶亚属(Camellia subgen.Thea)中长柄山茶组(sect.Longipedicellata)、金花茶组(sect.Chrysantha)和超长柄茶组(sect.Longissima)的系统位置和亲缘关系,本研究选取了该属4个亚属11组28个种及2个外类群的材料,对这些材料的叶绿体4个DNA片段(rp/16、psbA-trnH、trnL-F和rp/32-trnL)进行了测序,运用邻接法(neighbor-joining)、最大简约法(maximum-parsimony)和贝叶斯推断(Bayesian inference)对获得的序列进行了联合矩阵分析.并构建基因树.基因树的拓扑结构显示:1)金花茶组包括3个平行的支系,并且长柄山茶组的模式种长柄山茶(Camellia longipedicellata)嵌于其中一个支系,因而金花茶组可能是一个并系或多系类群;2)长柄山茶与越南分布的金花茶组种类在分子系统树上构成一个单系支,暗示了长柄山茶组和金花茶组之间可能具有紧密的亲缘关系;3)超长柄茶组不是一个单系类群,该组的河口超长柄茶(C.hekouensis)位于系统树的基部,与山茶属其余种构成姐妹群.由于缺乏更广泛取样的分析,超长柄茶在山茶属中的系统位置仍然不明确,超长柄茶组与长柄山茶组的亲缘关系问题也没有得到解决.     

基于ITS序列探讨山茶属金花茶组的系统发育关系

测定了分布于我国的 2 2个山茶属金花茶组的种或变种的nrDNAITS区序列 ,它们的序列长度在 476～ 496之间。GC含量都超过了 70 % ,应用Kimura2 模型计算了序列间的分化程度 ,构建了最大简约树、邻接树和最大似然树 ,分析结果表明 :( 1 )淡黄金花茶、毛籽金花茶、陇瑞金花茶、弄岗金花茶、大样金花茶和凹脉金花茶的关系较近 ;( 2 )小瓣金花茶、小花金花茶、薄叶金花茶、多瓣金花茶、夏石金花茶和龙州金花茶的关系较近。ITS区序列分析结果与AFLP分析结果相近     

四个DNA 片段在山茶属分子系统学研究中的应用

选取山茶属14 个组中的10 组21 种植物对目前常用于属内种间的4 个DNA 片段( ITS、waxy 、trnLF
、rpL16) 进行序列测定。结果表明: ( 1) 来自叶绿体基因组的2 个片段( trnL- F、rpL 16) 其PCR 扩增和
测序都很容易, 但两者的进化速率都非常慢, 序列矩阵只有很少信息位点( trnL-F 含9 个, rpL16 为20
个) , 不能提供必要的系统发育信息。( 2) 来自核基因组的ITS 片段其PCR 产物比较容易获得, 但其序列
的测定存在较多问题。( 3) waxy 是来自核基因组的另一个片段, 其PCR 扩增因受模板DNA 的数量和质量
的影响很大而有一定难度, 但其进化速率较快, 序列矩阵具有较多信息位点( 92 个) , 并且在山茶属是单
拷贝, 这对于解决山茶属这类具有许多近缘物种的类群的系统关系有重要价值。基于tsnL- F、rpL16 和
waxy 三组数据所建分子系统树支持山茶属为一单系, 但属下系统由于取样等原因有待进一步研究。     

山茶属古茶组和金花茶组的分类学问题

本文重点讨论金花茶组Sect．Chrysantha H．T．Chang的分类学位置。通过对金花茶C．chrysantha（Hu）Tuyama、亮叶离蕊茶C．nitidissima Chi和分布于越南北部的多瓣山茶C．petelotii（Merr．）Sealy的模式标本和原始材料的研究考订,确认金花茶的拉丁名称应进一步更正为C．petelolii（Merr．）Sealy．对古茶组Sect．Archecamellia Sealy和金花茶组的特征性状的比较分析表明,J．R．Sealy[1] 以C．petelotii（Merr．）Sealy为模式建立的古茶组是一个自然类群,金花茶组和J．R．Sealy的古茶组之间分类学特征相同,两组的模式同为一种-C．petelotii, 从而认为金花茶组不能成立,被首次归并到古茶组中。同时认为《山茶属植物的系统研究》一书改变了古茶组的分类学概念和转移了组的模式是不妥的。通过研究,确认古茶组共有16种和3变种,除原古茶组的7种外,包括连蕊茶组Sect．Theopsis中的C．indochinensis和金花茶组中6种和3变种被转移到本组之中,以及本文提出的两个新种。原金花茶组其余16种（包括未正式发表的4种）、2变种和3个变型均作为相应种或变种的同物异名归并。此外,还讨论了各种错误鉴定和有关分化与分布的问题。     

四个DNA片段在山茶属分子系统学研究中的应用

选取山茶属14个组中的10组21种植物对目前常用于属内种间的4个DNA片段（ITS、waxy、trnL-F、rpL16）进行序列测定。结果表明：（1）来自叶绿体基因组的2个片段（trnL-F、rpL16）其PCR扩增和测序都很容易,但两者的进化速率都非常慢,序列矩阵只有很少信息位点（trnL-F含9个,rpL16为20个）,不能提供必要的系统发育信息。（2）来自核基因组的ITS片段其PCR产物比较容易获得,但其序列的测定存在较多问题。（3）waxy是来自核基因组的另一个片段,其PCR扩增因受模板DNA的数量和质量的影响很大而有一定难度,但其进化速率较快,序列矩阵具有较多信息位点（92个）,并且在山茶属是单拷贝,这对于解决山茶属这类具有许多近缘物种的类群的系统关系有重要价值。基于tsnL-F、rpL16和waxy三组数据所建分子系统树支持山茶属为一单系,但属下系统由于取样等原因有待进一步研究。     

基于5个基因片段的野胡麻属系统位置研究

对单种属野胡麻属(原隶属于广义玄参科)及其可能近缘类群广泛取样,选择合适外类群,通过对4个叶绿体基因联合数据(trnL-F、rps16、rbcL、rps2)、核基因ITS片段、叶绿体基因与核基因ITS片段联合数据,进行最大简约法和贝叶斯法分析,探讨野胡麻属在科级系统位置及其与近缘类群系统发育关系。结果表明,所有系统树都支持野胡麻属先和肉果草属构成姐妹群关系,叶绿体基因联合系统树支持率分别为97%[Bootstrap(BS)]和100%[Posterior probability(PP)];ITS系统树支持率分别为99%(BS)和100%(PP);叶绿体基因和ITS联合系统树支持率均为100%(BS和PP)。野胡麻属、肉果草属与通泉草属一起构成一单系群,叶绿体基因联合系统树、ITS系统树、叶绿体基因和ITS联合系统树的支持率均为100%(BS和PP)。形态学证据也支持野胡麻属、肉果草属和通泉草属这3个属的近缘关系。本研究结果支持单种属野胡麻属隶属于透骨草科的通泉草亚科,与肉果草属亲缘关系最近,这两个属进而与通泉草属近缘,可能隶属于通泉草属内,与岩白翠亲缘关系较近,也可能与通泉草属互为姐妹群关系。     

基于叶绿体trnL-F序列以及matK序列探讨虎杖属与西伯利亚蓼的系统学位置

以蓼科Polygonaceae酸模亚科Rumicoideae酸模族Rumiceae大黄属Rheum L.作外类群,对蓼亚科Polygonideae蓼族Polygoneae 4属19种1变种的trnL-F序列以及16种1变种的matK序列进行了测定(部分序列取自GenBank)和聚类分析,探讨了虎杖属Reynoutria Houtt.和两伯利亚蓼Polygonum sibiricum Laxm.的系统学位置,结果表明:(1)虎杖属在两个严格一致树中都聚到了何首乌属Fallopia Adans.的内部,trnL-F序列的支持率为99%,marK序列的支持率为100%,说明虎杖属应归入何首乌属中,所以虎杖属的R.japonica Hour.与R.sachalinense(F Schmidt ex Maxim.)Nakai应分别命名为Fallopia japonica(Houtt.)Ronse Decraene和F sachalinense(F Schmidt ex Maxim.)Ronse Decraene;(2)两个严格一致树都表明,西伯利亚蓼远离蓼属Polygonum L.,聚到了何首乌属的附近,两个序列支持率都为99%,应将该种从蓼属中移出来,提升为属级,即西伯利亚蓼属Knorringia Tzvel.,西伯利亚蓼应命名为Knorringiasibirica(Laxm.)Tzvel..另外,本文对何首乌属与西伯利亚蓼属作了界定.     

山茶属油茶组、短柱茶组和红山茶组植物叶的红外光谱分析及其分类学意义

利用傅立叶红外光谱仪和OMNI采样器直接、迅速、准确地测定山茶属Camellia4组63种2变种植物叶片的红外光谱,结果表明：各分类群（种）的红外光谱具有高度特异性,其红外光谱图的变化可以作为山茶属植物属下的分类依据之一。这也暗示了利用标准红外光谱图库,可以区分和鉴定出山茶属植物的种类。经主成分分析后的红外光谱数据构建的树型聚类图与先前的形态分类结果大体一致,能将油茶组sect.Oleifera和短柱茶组sect.Paracamellia植物明显区分,并且各组中亲缘关系较近的种聚在一起。因此支持它们作为两个独立的组处理。但是,红山茶组sect.Camellia内的滇山茶亚组subsect.Lucidissima和光果红山茶亚组subsect.Reticulata植物在聚类图上很难区分,建议将这两个亚组植物进行归并。最后讨论了张宏达和闵天禄系统中存在分歧的油茶组、短柱茶组和红山茶组内的种间分类关系。     

基于ITS、rpl16和trnS-trnR DNA序列讨论锥形果属的系统位置

基于核基因ITS和叶绿体基因rpll6、trnS-trnR的DNA序列讨论了锥形果属的系统位置,3个基因片段独立以及联合的分析为锥形果属Gomphogyne的系统进化研究提供了足够的信息.结果表明:(1)锥形果属是一个自然属;(2)雪胆属Hemsleya的短柄雪胆H. delavayi和圆锥果雪胆H. macrocarpa曾经被作为锥形果属的种,分子证据表明它们确实隶属于雪胆属;(3)锥形果属单独构成雪胆属的姊妹群,而并非是与绞股蓝属Gynostemma共同构成.     

基于核基因和叶绿体基因序列的杏属系统发育分析——探讨洪平杏的起源和亲缘关系

洪平杏(Armeniaca hongpingensis C. L. Li)是杏属的一个狭域分布种,基于形态观察被推测为杏(A.vulgaris Lam.)和梅(A. mume Sieb.)的天然杂交种,但目前尚无该种与杏、梅亲缘关系的分子系统学研究。本文以洪平杏的成株和实生苗以及包括杏、梅在内的6种(含1变种)杏属植物为研究材料,分别采用核基因(ITS和SBEI)和叶绿体基因(mat K和ycf1b)序列构建系统发育树,并采用mat K、ycf1b和SBEI基因序列构建单倍型网络图,探讨该物种与杏、梅及杏梅(A. mume Sieb. var. bungo Makino)之间的亲缘关系。基于核基因和叶绿体基因序列分别构建的系统发育树均显示,洪平杏的成株及其全部实生苗个体单独聚为一支,且具有较高的支持率(分别为99/79、71/81),独立于杏属其他种之外。而基于核基因ITS序列的系统发育分析结果表明,洪平杏除极少数成株与杏、杏梅聚为一支外,其余所有成株与实生苗聚为2大支(支持率分别为0.82和0.97),而没有克隆的与梅聚在一起。单倍型分析结果表明,该物种的成株与实生苗在SBEI和ycf1b基因序列中均未检测到杏或梅的单倍型,仅有少数(2/9)的实生苗个体在叶绿体mat K基因序列中检测到杏的单倍型。研究结果不支持将洪平杏定为杏和梅的天然杂交种的观点,推测洪平杏应为一个独立的物种,与杏之间的亲缘关系更近并且存在可检测到的基因流。     

拟南芥六个新的small RNAs 的克隆和功能预测

以模式植物拟南芥为例, 建立了一种克隆small RNA 分子的技术平台, 为今后开展small RNA 分子的生物学功能研究提供技术支撑。通过用抗病信号分子水杨酸(SA) 处理拟南芥叶片后, 进行small RNA 分子群体的分离与接头连接、PCR 扩增、T - 载体克隆与检测、测序分析和生物信息学分析等一系列实验, 成功地克隆了一些small RNAs, 并对其表达和功能进行了分析。     

中国特有濒危种川东灯台报春( 报春花科) 的重新发现

2006 年6 月份和9 月份, 作者在对重庆市城口县大巴山地区进行考察时, 采集到了中国特有种川东灯台报春( Primula mallophylla) 的标本, 这是近百年来对该种除模式标本外的再度发现。根据在大巴山观察及采集到的材料, 作者对过去该种的特征描述中存在的一些疑问进行了澄清, 更正和补充了其形态描述; 对历史上混淆的几个种列出了检索表; 报道了该种的染色体数目及核型; 根据国际通用的“红色名录等级及标准”对其濒危等级进行了评估。     

两株镰孢菌的鉴定及其粗毒素对甜瓜幼苗的化感作用

从甜瓜枯萎病发病植株及其根际病土中分离到8株真菌,以甜瓜品种“西甜1号”为材料,采用回接试验和种子萌发试验确定真菌分离物对甜瓜的致病性和生长抑制作用;通过测定盆栽幼苗根系诱导酶活性、抗性物质含量及细胞膜相对透性,研究两株有害真菌粗毒素对甜瓜幼苗的化感作用;根据形态学特征及ITS序列分析对两株有害真菌进行初步鉴定.结果表明： 两株有害真菌TF和HF粗毒素对甜瓜种子萌发以及胚轴、胚根生长具有抑制作用,可导致甜瓜幼苗根系丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量及细胞膜相对透性增加,其中TF粗毒素原液处理下甜瓜幼苗根系MDA含量和细胞膜相对透性较对照分别增加108.6%和40.6%.两株有害真菌粗毒素可提高甜瓜幼苗根系保护性诱导酶活性,其中,TF粗毒素10倍稀释液处理下根系苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性较对照分别增加25.6%和23.2%;HF粗毒素原液处理下根系PAL活性较对照提高30.0%.两株有害真菌TF和HF初步鉴定为木贼镰孢菌(Fusarium equiseti)和层出镰孢菌(F. proliferatum).两株镰孢菌虽然不能通过回接侵染甜瓜,但能通过分泌毒素影响甜瓜正常生长和生理生化代谢,同时提高甜瓜根系保护性诱导酶活性,具有有害和有益双重作用,其化感危害是引起甜瓜连作障碍的主要原因之一.     

水稻二化螟内共生菌杀雄菌属和沃尔巴克氏体的检测与分析

应用杀雄菌属(Arsenophonus)23S rDNA基因和沃尔巴克氏体(Wolbachia) wsp基因的特异引物,通过PCR扩增的方法对我国20个水稻二化螟地理种群感染两类内共生菌的情况进行了检测.结果表明: 我国水稻二化螟不同地理种群的Arsenophonus和Wolbachia感染率不一致,哈尔滨、惠水、吉林、南阳和扬州5个地理种群的Arsenophonus感染率为5.0%～50.0%;汉中、南宁和扬州3个地理种群的Wolbachia感染率为25.0%～40.0%,其他地理种群中没有检测到这两种共生菌的存在.水稻二化螟不同地理种群感染的Arsenophonus 23S rDNA基因序列完全一致,将该基因株型命名为csArs.但所检测到的Wolbachia wsp基因序列不一致,分别为wChisup1、wChisup5和wChisup6,其中wChisup1属于A群,其他属于B群.这说明水稻二化螟感染的Arsenophonus为同一株型,而感染的Wolbachia株型较为复杂.通过构建系统发育树发现,水稻二化螟体内的Arsenophonus23S rDNA基因和Wolbachia wsp基因与其他物种体内相关序列完全一致或高度相似.     

西双版纳地区流苏石斛遗传多样性的ISSR 分析

采用ISSR 分子标记技术, 对西双版纳分布的兰科濒危植物流苏石斛( Dendrobium fimbriatum) 5 个居群共114 个个体的遗传多样性进行了研究。从100 条引物中筛选出了12 条用于扩增, 共检测到117 个位点, 其中105 个为多态位点。分析结果表明, 流苏石斛居群水平遗传多样性较低。在物种水平上, 流苏石斛多态位点百分率PPB 为89 .74% , Nei′s 基因多样性指数H 为0 . 3227 , Shannon′s 多样性信息指数Hsp 为0 . 4779 ; 在居群水平上, 各个居群的多态位点百分率PPB 差异较大( 6.84% ～ 39.32% ) , 平均值为23.93% , Nei′s 基因多样性指数H 为0 . 0871 , 各个居群的Shannon′s 多样性信息指数Ho 平均为0.1290。AMOVA 分析的结果显示, 流苏石斛的遗传变异大多数存在于居群间, 占总遗传变异的74 . 79%。基于Nei′s遗传多样性分析得出的居群间遗传分化系数Gst = 0 . 7443。各居群间的Nei′s 遗传一致度( I) 范围为0 . 5882～0 . 8331。Mantel 检测发现, 居群间的遗传距离和地理距离之间无显著的正相关关系( r= 0.2419, P=0.2416) 。鉴于流苏石斛的遗传多样性现状和居群遗传结构, 我们建议对流苏石斛居群所有个体实施及时的就地保护, 同时建立迁地保护居群, 促进基因交流。     

长枝木霉对禾谷胞囊线虫寄生和致死作用的显微观察及测定

通过室内试验测定长枝木霉分生孢子悬浮液对小麦禾谷胞囊线虫胞囊的寄生和致死作用.结果表明： 不同浓度（1.5×10⁵～1.5×10⁷ cfu·mL^-1）长枝木霉分生孢子悬浮液对小麦禾谷胞囊线虫胞囊具有明显的寄生和致死作用,并且不同浓度的长枝木霉分生孢子悬浮液之间存在显著差异.第18天浓度为1.5×10⁷ cfu·mL^-1的长枝木霉分生孢子悬浮液对胞囊的寄生率为96.7%,第22天对胞囊孵化的相对抑制率为91.2%.显微观察表明,侵染初期长枝木霉分生孢子附着在胞囊体表,并且萌发产生大量的菌丝寄生于胞囊体表,使〖JP2〗胞囊胚胎发育停止和内容物凝集,甚至有的胞囊出现畸形和表面形成深褐色的小液泡.侵染后期大量菌丝穿透胞囊体表,胞囊破裂,内容物外渗,有的胞囊体表菌丝形成分生孢子梗,其上着生卵圆形的分生孢子.表明长枝木霉可作为一种高效的生防制剂防治小麦禾谷胞囊线虫的发生与危害.     

高山植物黄管秦艽cDNA 文库构建与表达序列标签(EST) 分析

黄管秦艽( Gentiana officinalis) 是一种重要的藏药高山植物, 本研究构建了该物种开花期的cDNA 文库。经检测达到中等cDNA 文库水平, 文库滴度为1 . 2×107 pfu􊄯ml , 重组率95.9% , 插入片段平均长度大于500 bp。对343 个随机挑选的重组克隆进行部分测序, 获得的ESTs 经编辑后共有181 条有效序列。经生物信息学方法分析181 条表达序列标签(EST) 代表144 个单克隆序列, 其中55 个与已鉴定的基因同源, 35 个序列与未鉴定的EST 匹配, 54 个未找到同源序列; 后两者共有89 个EST 序列未发现功能相似的蛋白。对已鉴定的EST进行功能分析发现, 相关基因主要编码以下蛋白: 与蛋白表达相关的占35%; 光合作用相关的占22%; 新陈代谢相关的占18%; 抗性相关的占11%; 质膜运输和细胞分裂相关的分别占5% ; 染色体变化和细胞信号转导的分别占2%。根据有效EST 序列设计引物, 通过RT-PCR 进一验证了所得EST 的准确性。这些研究结果为将来研究黄管秦艽的功能基因以及该物种与相关物种的群体遗传学、进化生物学等方面提供了基础。     

粗毛栓菌和蜡状芽孢杆菌及其共固定菌对Pb2+的吸附

将粗毛栓菌菌丝球与蜡状芽孢杆菌共固定为共固定菌.以粗毛栓菌菌丝球、蜡状芽孢杆菌和共固定菌为研究对象,测定不同吸附时间、初始pH、吸附剂浓度和Pb²⁺浓度对3种生物吸附剂吸附Pb²⁺的影响,并将3种生物吸附剂吸附Pb²⁺前后的红外吸收光谱进行分析比较.结果表明： 在吸附剂浓度为2 g·L^-1、pH为5.0、Pb²⁺浓度为50 mg·L^-1条件下对Pb²⁺吸附1 h效果良好,其吸附率分别为71.7%、91.0%和96.9%.生物吸附剂红外光谱主要由蛋白质、碳水化合物和含硫、磷酸基团的吸收带组成,表明对Pb²⁺吸附起主要作用的官能团是羟基、羧基、磷酸基和含硫基团.     

乌蕨孢子萌发研究

用随机区组试验和方差分析方法, 研究了培养温度、贮藏温度、GA 处理和光照强度对乌蕨( Sphenomeris chinensis) 孢子萌发的影响。与室温(20～25℃ ) 相比, 培养温度在28℃时, 孢子最大萌发率相近而萌发速率明显较高。贮藏温度(A) 极显著( P < 0 . 01 ) 影响孢子萌发率, - 20℃ 贮藏降低萌发率; GA (B) 对孢子萌发率无显著影响。光照强度(C) 极显著( P < 0.01) 影响孢子萌发率, 充足光照和弱光照无显著差异, 黑暗处理降低萌发率。A×B, A×C, B×C 及A×B×C 交互效应不显著。