雌雄异株植物性别决定相关功能基因研究进展

雌雄异株植物是植物性别决定机制及演化的重要研究材料,通过分子生物学技术分离性别决定的相关基因是揭示雌雄异株植物性别决定的关键问题之一.近10年来已经分离到了多个性染色体连锁的基因DD44X/Y、SlX/Y3、SlX/Y4、MROS3、SLZPT2-1、SLZPT4-1.尽管这些基因都存在于性染色体上,但是对其功能分析发现这些基因并不是性别决定的关键基因,而是性别决定控制系统中的成员之一.另外MADS-box基因也和性别特征器官的建成有关.本文对这些基因的结构及在性别决定中的功能研究进行综述和分析,并对可能的新的研究方向进行评价.     

雌雄异株植物性别决定相关功能基因研究进展

雌雄异株植物是植物性别决定机制及演化的重要研究材料,通过分子生物学技术分离性别决定的相关基因是揭示雌雄异株植物性别决定的关键问题之一。近10年来已经分离到了多个性染色体连锁的基因DD44X/Y、SLX/Y3、SLX/Y4、MROS3、SLZPT2-1、SLZPT4-1。尽管这些基因都存在于性染色体上,但是对其功能分析发现这些基因并不是性别决定的关键基因,而是性别决定控制系统中的成员之一。另外MADS-box基因也和性别特征器官的建成有关。本文对这些基因的结构及在性别决定中的功能研究进行综述和分析,并对可能的新的研究方向进行评价。     

植物雌雄异株性别决定研究进展

植物中雌雄性别分化是一种进化的性状。雌雄异株在多个开花植物谱系中独立演化, 但各个支系的性染色体状态、性别决定区域与性别决定基因不尽相同。多样的植物性染色体和性别决定系统为研究植物性别相关基因的形成机制、性别决定区域和性染色体进化提供了极好的机会。随着测序技术的进步和分析方法的提高, 近年来越来越多物种性别决定的相关分子机制得到解析, 并将理论成果应用于提升经济效益与城市环境等实际问题中。本文将从目前的研究现状和方法, 性别决定单、双基因模型的建立, 植物性染色体进化过程等方面进行总结, 对未来植物性别决定的研究提出四点建议: (1)研究方向逐步从基因研究扩展到调控途径研究; (2)从单一物种转向相关科属比较研究; (3)改进现有性别决定基因模型或探索新模型和性别模式物种; (4)加强性别鉴定技术在实际生产中的研发工作。同时探讨性别决定理论研究未来在农业生产、园艺绿化种植中幼苗性别鉴别筛选等方面的应用前景。     

高等植物性别分化研究进展①

高等植物性别分化研究主要包括三个方面：性别分化特异大分子标记物的鉴定（分化程序）;诱导信号（如植物激素）的分析和性决定基因的分离与分析。近年来,植物性别分化研究取得了较大进展,本文主要介绍这一研究在分化程序、诱导信号和性决定基因等方面的研究进展。     

高等植物性别分化研究进展

高等植物性别分化研究主要包括三个方面：性别分化特异大分子标记物的鉴定(分化程序)；诱导信号(如植物激素)的分析和性决定基因的分离与分析。近年来，植物性别分化研究取得了较大进展，本文主要介绍这一研究在分化程序、诱导信号和性决定基因等方面的研究进展。     

植物性别分化的遗传基础与标记物研究

性别分化是植物个体发育的重要阶段,其分化机理的阐明不仅在发育生物学中具有重要的理论意义,而且具有极为重要的实践价值。遗传标记,尤其是近年来快速发展起来的蛋白质、分子标记等技术,在揭示植物性别分化机理的研究中起着越来越重要的作用。本文在比较不同开花系统植物性别分化的遗传基础上,综述了各类遗传标记在植物性别分化中的研究和应用,包括形态标记、蛋白质标记、同工酶标记和分子标记等,并对各种遗传标记在性别分化研究应用中的优缺点进行了分析。     

植物性别分化的遗传基础与标记物研究

性别分化是植物个体发育的重要阶段 ,其分化机理的阐明不仅在发育生物学中具有重要的理论意义 ,而且具有极为重要的实践价值。遗传标记 ,尤其是近年来快速发展起来的蛋白质、分子标记等技术 ,在揭示植物性别分化机理的研究中起着越来越重要的作用。本文在比较不同开花系统植物性别分化的遗传基础上 ,综述了各类遗传标记在植物性别分化中的研究和应用 ,包括形态标记、蛋白质标记、同工酶标记和分子标记等 ,并对各种遗传标记在性别分化研究应用中的优缺点进行了分析。     

植物性别决定的研究进展

通过回顾近年来以多种植物为材料进行的性染色体观察,性别决定基因及调控方式的研究,对植物性别决定的机制进行了初步探讨,从而可以看出不同植物具有不同的性别决定机制：对于有性染色体的植物而言,目前已经从Y染色体上分离和鉴定了许多与雄性发育紧密相关的基因;部分性别决定基因和调控序列已利用构建减法文库,诱导突变体等方法从一些植物中获得。此外,还有研究表明,DNA脱甲基化,以及某些激素(如赤霉素、乙烯、Ace)都对植物的性别决定有重要作用。     

光照强度对水蕨孢子萌发及配子体性别分化的影响

研究了不同光照强度条件对水蕨孢子萌发以及配子体性别分化的影响。结果表明:2 000~4 000 lx的光照强度条件有利于水蕨孢子萌发,4 000 lx光照条件下孢子萌发最快。光照强度约为4 000 lx时最有利于使水蕨发育为两性配子体。光照强度约为1 000 lx时最有利于使水蕨发育为雄性配子体。为水蕨的人工栽培和分子生物学研究提供理论依据。     

木本植物性别决定基因研究进展

雌雄异株植物是研究性别决定遗传机制及性染色体起源与进化的理想材料, 而克隆性别决定基因是解析性别决定遗传机制的关键。木本植物中有丰富的雌雄异株植物, 且包括2种相反的性别决定系统: XY型(雌株为同配型的XX, 雄株为异配型的XY)和ZW型(雌株为异配型的ZW, 雄株为同配型的ZZ)。此外, 不同性别植株的经济价值也有所不同。在木本植物中开展性别决定机制研究不仅具有重要的理论意义, 还具有较高的生产应用价值。随着大规模基因测序技术的快速发展, 越来越多的木本植物性别决定基因被鉴定和克隆, 为解析雌雄异株植物性别决定机制和性染色体的演化过程提供了有力的实验证据。该文详细总结了近年来木本植物性别决定基因研究的重要进展, 并展望了未来的研究方向及发展趋势。     

神木地区耐旱灌木和草本豆科植物根瘤菌遗传多样性

豆科植物具有抗逆性强、耐瘠薄的特性,许多豆科植物是荒漠地区的先锋植物,在生态环境保护中起重要作用.以神木地区主要的灌木和草本豆科植物-根瘤菌共生体系为材料,采用16S rRNA PCR-RFLP和序列分析等方法,对分离得到的55株菌进行多样性分析,其中,30株菌分离自灌木豆科植物紫穗槐和柠条,25株菌分离自草本豆科植物斜茎黄芪、苜蓿、草木樨黄芪等.结果表明: 这些菌株共有11种16S rRNA PCR-RFLP遗传图谱类型,分离自草本豆科植物的菌株主要归属于中慢生根瘤菌属、剑菌属、根瘤菌属、叶瘤杆菌属和土壤杆菌属5个属,分别与华癸中慢生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、刺槐中慢生根瘤菌、费氏剑菌、草木樨剑菌、木兰根瘤菌、放射根瘤菌、突尼斯叶杆菌和根癌土壤杆菌系统发育关系最近.分离自灌木豆科植物的菌株仅归属于中慢生根瘤菌属,分别与华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌系统发育关系最近.华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌是两类豆科植物的共生菌种,表明在干旱地区,根瘤菌对两种类型豆科植物的选择共生存在差异,这与豆科植物种类有关,还可能与其所处生态环境有关.     

基于ITS 序列探讨沙棘属植物的系统发育关系

对分布于青海境内的中国沙棘、肋果沙棘和西藏沙棘的ITS区进行扩增和序列分析,并以胡颓子科胡颓子属沙枣为外类群,对胡颓子科沙棘属15种植物的ITS序列进行聚类分析, 探讨沙棘属各植物的亲缘关系.结果表明： 3种沙棘属植物的ITS区长度为600～605 bp,其中,ITS-1区为201～203 bp,5.8S为166～167 bp,ITS-2区为232～236 bp.核苷酸分析显示,3种沙棘属植物的ITS区存在丰富的变异位点.聚类分析表明,棱果沙棘种的2个亚种——棱果沙棘和理塘沙棘为2个不同种,江孜沙棘与柳叶沙棘之间的亲缘关系较近,而与中国沙棘亲缘关系较远;沙棘种下9个亚种间的聚类结果与形态学分类差异较大.
     

白桦和辽东栎纯林腐殖层土壤对9种灌草的化感效应

采集立地条件基本相同的白桦和辽东栎林地及无林荒地(对照)腐殖质层土壤,在塑料大棚内进行9种灌草植物播种盆栽试验,研究森林腐殖质土壤对林下灌草植物的化感效应.结果表明: 白桦林腐殖质土壤显著抑制紫花苜蓿和草木樨种子萌发,降低草木樨、小冠花、紫花苜蓿和胡枝子过氧化氢酶(CAT)活性,提高柠条、小冠花和沙打旺幼苗丙二醛(MDA)含量,小冠花、紫穗槐、紫花苜蓿、草木樨和沙打旺生物量在白桦林腐殖质土壤中显著降低48.2%、45.1%、44.2%、37.3%和36.0%.辽东栎纯林腐殖质土壤显著抑制紫花苜蓿和沙打旺发芽率,降低毛苕子、紫穗槐和紫花苜蓿叶片叶绿素含量,提高胡枝子、柠条、草木樨和沙打旺MDA含量,沙打旺、紫花苜蓿、草木樨和紫穗槐生物量在辽东栎林腐殖质土壤中显著降低52.6%、43.8%、35.5%和34.6%.白桦林腐殖质土壤对紫花苜蓿、草木樨和紫穗槐,辽东栎林腐殖质土壤对紫花苜蓿、沙打旺和紫穗槐生长整体上存在明显化感抑制效应.     

不同苹果砧木对缺锌胁迫的耐性评价

为筛选适应缺锌胁迫环境的砧木资源,以山定子、丽江山定子、小金海棠、锡金海棠、新疆野苹果、八棱海棠、平邑甜茶、火焰海棠8种苹果砧木资源为试材,对砧木株高、干物质量、根系构型及锌含量等指标进行测定,利用模糊隶属函数法进行耐缺锌能力综合评价.结果表明： 缺锌处理下,丽江山定子、锡金海棠和新疆野苹果均先表现出新生叶小、簇生等缺锌症状,而小金海棠、火焰海棠缺锌症状不明显;缺锌显著降低了苹果砧木株高和地上部锌积累量,而小金海棠的降低幅度最小;缺锌胁迫下小金海棠和山定子叶片锌含量较高,分别为23.2和21.3 mg·kg^-1.采用模糊隶属函数法综合评价参试砧木耐缺锌能力：小金海棠最强,火焰海棠次之,山定子、锡金海棠、八棱海棠和平邑甜茶的耐缺锌能力较弱,丽江山定子和新疆野苹果的耐缺锌能力最弱.     

上海崇明明珠湖摇蚊幼虫群落结构特征及其对水质的指示作用

2006年7月至2008年4月,对上海崇明岛明珠湖摇蚊群落的结构特征进行了季节调查研究.共调查到11种摇蚊,隶属3亚科10属,优势种为红裸须摇蚊和微小摇蚊.聚类分析表明,优势种具有明显的季节性,春夏季优势种为微小摇蚊、秋季为中国长足摇蚊、冬季为红裸须摇蚊.摇蚊群落物种多样性（H′）季节间差异显著,春、秋、冬季较高,夏季最低;物种多样性与均匀度（J）和物种丰富度（S）均显著相关,但主要受均匀度的影响.摇蚊幼虫年平均密度冬季最高、秋季最低,生物量冬季最高,其他3季均处在较低水平上.红裸须摇蚊和微小摇蚊种群动态季节变化显著,而中国长足摇蚊的变化不明显.采用Shannon多样性指数和Hilsenhoff生物指数对明珠湖的水质进行了评价,表明该湖的水质等级为中污染-污染,已达富营养化水平.     

水分胁迫对黄河三角洲河口湿地芦苇光合参数的影响

通过盆栽试验,分析了多梯度土壤水分条件对黄河三角洲河口湿地淡水沼泽芦苇快速生长期叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、水分利用效率(WUE)和光能利用效率(LUE)等光合参数的影响,探讨淡水沼泽芦苇正常生长发育适宜的土壤水分条件.结果表明：淡水沼泽芦苇的P_n、T_r、WUE及LUE对土壤水分的变化有明显的响应阈值.渍水状态不是淡水沼泽芦苇生理状态最好的水分条件.维持淡水沼泽芦苇快速生长期正常生长,适宜的土壤体积含水率(W_v)应大于25.7%(即相对含水率W_r>66.6%),最佳W_v为36.9%(W_r为95.6%),正常生长所允许的最低土壤含水率W_v为21.5%(W_r为55.7%).气孔限制是淡水沼泽芦苇对水分胁迫的主要响应机制.干旱胁迫下,淡水沼泽芦苇的最大净光合速率(P_{n max})和表观量子效率(AQY)均显著下降,其暗呼吸速率(R_d)降低,减少呼吸作用对光合产物的消耗,提高WUE,以维持较高的光合速率.     

陕北沙地3种典型灌木根木质部解剖结构及水力特性

比较了陕北沙地沙柳、柠条和沙棘3种典型灌木不同土壤深度(0～20和30～50 cm)根木质部解剖结构和水力特性.结果表明： 沙柳具有较高的叶水势,根木质部导管平均最大直径(d_max)、平均最小直径(d_min)、平均导管面积(A_lum)以及导管面积占木质部面积比例(A_ves/A_xyl)显著高于柠条和沙棘,根导管密度(VD)与沙棘相当但显著高于柠条;沙柳根的比导水率分别为柠条和沙棘的5.0和2.8倍;沙柳根栓塞脆弱性指数与柠条根相当,但显著高于沙棘根.表明沙柳属耗水型水分利用策略,而柠条和沙棘属节水型水分利用策略,且柠条更耐旱.3种灌木在2个土层深度的d_max、d_min和A_lum无显著差异,但30～50 cm土层根VD和A_ves/A_xyl显著高于表层;30～50 cm土层根比导水率显著高于表层根,但脆弱性指数小于表层根,深层根具有高的水分传输效率和低的水力脆弱性.     

三种植被恢复树种的冠层气孔导度特征及其对环境因子的敏感性

应用Granier热消散探针,长期监测华南地区荷木、大叶相思和柠檬桉林不同径级样树的树干液流,结合同步观测的气象数据,求算冠层气孔导度(g_c),并分析其对环境因子的响应方式及敏感性.结果表明: 不同季节荷木林日间平均g_c显著高于大叶相思和柠檬桉(P<0.05)（除3月外）.在干季和湿季,g_c与光合有效辐射(PAR)呈现对数正相关关系(P<0.001),湿季g_c对PAR响应比干季更敏感.g_c与水汽压亏缺(VPD)在干湿季均呈现对数负相关关系(P<0.001),同样在湿季表现出更高的敏感性.湿季g_c与VPD的偏相关系数高于干季,VPD对气孔行为的调控作用在湿季更为明显.随着土壤含水量的降低,g_c对VPD的敏感性下降,荷木和柠檬桉林下降的幅度大于大叶相思林,荷木和柠檬桉林下降的幅度相当.通过综合分析g_c对环境因子(PAR和VPD)的敏感性及其对土壤含水量变化的响应规律,发现乡土树种荷木作为植被恢复树种比外来引种的大叶相思和柠檬桉更为适宜.     

基于ESHIPPO模型的澜沧江中游大坝水生生物生态风险评价

通过小湾大坝蓄水前后8个采样断面的浮游植物、浮游动物和鱼类的对比调查,筛选出适于ESHIPPO模型生态风险评价的广域属种、特有属种（稀有种、特有种、资源种和土著鱼）,并对其进行生态风险分析.结果表明： 大坝建设对水生物种产生一定程度的生态风险,尤其是对于澜沧江土著鱼类,水文形势改变增加了其生态风险;特有属种如浮游植物红毛藻、中华鱼子菜、溪菜,浮游动物云南棘猛水溞和西南荡镖水蚤等处于高风险状态,必须对其加强监测并采取相应的保护措施;浮游植物和浮游动物的广域属种均处于中度风险状态,对其除监测外应做好保护准备;小湾大坝蓄水后,12种土著鱼（光唇裂腹鱼、澜沧裂腹鱼、云南平鳅、黑线沙鳅、横斑原缨口鳅、拟鳗副鳅、云南四须鲃、宽头华鲮、长臀刀鲇、扎那纹胸鮡、无斑褶鮡、宽纹南鳅）处于高度风险状态,应立即对其采取必要的保护措施,防止其消失或灭绝.     

长江口及其毗邻海域鱼类群落优势种的生态位宽度与重叠

根据“北斗号”调查船2006年6月、8月和10月在长江口及其毗邻海域进行渔业资源底拖网调查的资料,通过相对重要性指数确定鱼类群落优势种,对优势种的生态位测度指标及季节变化进行分析.结果表明： 3航次的优势种共有10种,它们的生态位宽度和生态位重叠指标呈现出明显的季节性变化,通过Bray-Curtis相似性聚类与非度量多维标度(MDS)分析可分为两组.第一组为鳀鱼、鳄齿鱼、发光鲷,其生态位宽度和生态位重叠指标夏季大于秋季,呈现出由夏季到秋季从长江口及其毗邻海域向外部深水区移动的趋势;第二组为带鱼、矛尾虾虎鱼、细条天竺鲷、小黄鱼、刺鲳、白姑鱼、七星底灯鱼,其生态位宽度和生态位重叠指标秋季大于夏季,呈现出由夏季到秋季从黄海南部和东海北部水域向长江口及其毗邻海域移动的趋势.这两组鱼类不同的移动趋势与其生态习性和环境因素有关.