板栗与锥栗杂交F1代叶片表型变异及杂种优势研究

为探索栗属杂交F₁代幼林期叶片性状遗传变异规律及杂种优势,以板栗、锥栗种内和种间9个杂交组合235个杂交单株及其亲本为研究材料,利用巢式方差分析、Pearson相关性分析及主成分分析等统计学方法对其14个叶表型及光合生理性状进行分析。结果表明:①栗属杂交F₁代叶表型及光合生理性状存在丰富的遗传多样性,14个性状平均变异系数范围为4.40%~27.76%;②性状组合间表型分化系数VST均值为32.32%,组合内变异是主要的变异来源;③性状中亲优势率为-27.16%~90.53%,且不同组合性状杂种优势存在差异;④Pearson相关性分析结果显示14个性状中分别有46对和13对相关性达到极显著(P<0.01)和显著水平(P<0.05),其中叶长、叶宽等5个叶表型性状及叶绿素a、叶绿素b等4个光合生理指标相互间影响较大;⑤利用主成分分析法筛选出“魁栗×YLZ 15号”和“魁栗×YLZ 1号”两个优良杂交组合,其子代叶片具有叶面积大、干物质含量及光合有关色素含量高的特点,可为进一步筛选优良杂交子代提供主要素材。     

不同橡胶品种幼苗对遮荫的生理响应及耐荫能力评价

以不同遮荫条件(100%、50%、25%和5%自然光)下适应生长1年后的6个橡胶品种幼苗为研究对象,测定分析了干季和雨季时幼苗叶片多项生理生化指标的变化特征,并对幼苗的耐荫性进行综合评价。结果表明:(1)不同光处理对所有6个橡胶品种幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性、可溶性蛋白质(SP)含量、可溶性糖(SS)含量、蔗糖(Suc)含量、叶绿素(Chl)含量、叶绿素a/b(Chl a/b)、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量和质膜相对透性(RMP)都有显著影响,且幼苗叶片的SOD、SP、SS、Suc、Chl、Chla/b和RMP在6个品种之间也有显著差异。(2)与雨季相比,干季时各品种的SS和Chl显著下降,而SOD、SP、Suc、Pro、Chla/b、MDA和RMP显著升高。(3)各品种的SP、SS、Suc、SOD和MDA均随着光强的减弱而下降。(4)主成分分析法筛选结果显示,与橡胶幼苗对光强反应密切相关7个生理生化指标是SP、SS、Suc、SOD、Pro、Chl a/b和MDA;9个生理生化指标的平均隶属度比较发现,干季和雨季对光强变化适应能力较强的3个品种是‘RRIM600’、‘云研77-4’和‘云研77-2’,‘GT1’和‘PR107’品种次之,‘热研523’品种最弱。     

基于表型性状和SSR标记的57份辣椒种质遗传多样性分析

为了解辣椒(Capsicum annuum)种质资源的遗传多样性,以57份辣椒种质资源为材料,对34个表型性状进行变异度、多样性及主成分分析,分别基于表型性状和SSR分子标记进行聚类分析。结果表明,种质间的34个表型性状存在差异,平均变异系数为40.67%,平均Shannon-Weiner多样性指数为1.20;提取的10个主成分可以代表辣椒种质表型性状75.972%的遗传信息,其中第1主成分占比22.317%,主要由果实横径、单果重、果肩形状和果顶性状所组成;19对SSR引物的平均Nei’s基因多样性指数及香农信息指数分别为0.48和0.80;基于表型性状和SSR标记均将57份辣椒分为4类,但2种聚类结果间的相关性不显著(r=-0.175 9)。这为辣椒育种的亲本选配及种质资源评价提供理论依据。     

穿透雨减少下锐齿栎叶片光合色素季节动态及其反射光谱响应

通过林地穿透雨排除的方法模拟降雨减少,测定河南宝天曼自然保护区锐齿栎叶片光合色素含量与反射光谱的季节变化,对减雨处理造成的光合色素变化及其反射光谱的变化进行了定量分析,并探讨了水分控制条件下反射光谱对叶片光合色素变化的响应机制.结果表明: 锐齿栎叶片的光合色素含量和色素比率均呈现明显的季节变化.减雨样地与对照样地叶片的光合色素含量和比率在生长季的各个时期存在差异,其中,叶片叶绿素b(Chl b)含量的差异显著,说明Chl b对减雨处理的敏感性最高,叶片类胡萝卜素(Car)含量的差异较小,说明Car对减雨处理的敏感性相对较弱.550 nm处的光谱反射率对色素季节变化的响应最敏感,以其构造的简单比值指数(SR_750,550)与叶片Chl a、Chl b、总Chl和Car含量的正相关关系显著,光化学反射指数(PRI)与叶片Car/Chl的负相关关系显著.550 nm处的光谱反射率对减雨处理造成的色素变化响应最为敏感.SR_750,550对减雨处理造成的叶片Chl a、Chl b和总Chl的含量变化表现敏感(P<0.01),对Chl a/b的变化不敏感.PRI对减雨处理造成的叶片Car/Chl变化表现敏感(P<0.01).     

Cr^6＋胁迫对槐叶苹叶片光合生理特征及超微结构的影响

采用不同浓度Cr6 的10%Hoagland营养液,于人工培养箱进行Cr6 胁迫培养槐叶苹,第7天测定其叶片光合色素含量、叶绿素荧光参数、活性氧产生速率、膜脂过氧化产物的含量、抗氧化系统等的变化,并观察其细胞超微结构。结果显示:随着Cr6 处理浓度的增加,(1)总叶绿素(Chl)、叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a/b(Chl a/Chl b)和荧光参数(Fv/Fm和Fv/F0)呈不同程度的下降趋势;超氧阴离子(O2-.)、丙二醛(MDA)和可溶性糖(SS)显著增加。(2)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)先升高后降低;抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)和游离脯氨酸(Pro)也呈先升后降趋势,且始终高于对照。(3)超微结构主要表现为:叶绿体膨大、解体,被膜断裂、消失;线粒体嵴突消失、空泡化;核膜断裂、消失,核仁分散、核质散出。研究表明,Cr6 胁迫破坏了槐叶苹正常生理生化活动,并对叶片超微结构造成不可逆损伤,从而对槐叶苹产生毒害。     

FACE条件下大气O3浓度增高对小麦剑叶光合色素含量的影响

应用FACE研究平台,采用烟农19、扬麦16、嘉兴002、扬麦15和扬辐麦2号等5个小麦品种,以O3自然浓度为对照,研究了大气O3浓度增高50％对不同小麦品种剑叶光合色素含量的影响.结果表明:开放式大气O3浓度增高条件下,小麦剑叶叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素总量Chl(a+b)和类胡萝卜素含量在孕穗期和开花期与对照差异不显著,而花后各时期均不同程度的降低,其中,Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量下降达显著水平,说明大气O3浓度增高对叶绿素合成影响较小,但加速了其衰降过程.不同品种小麦剑叶光合色素含量对大气O3浓度增高的反应存在基因型差异,扬麦15和嘉兴002对大气O3浓度增高的敏感性弱于扬麦16、扬辐麦2号和烟农19.在籽粒灌浆盛期(花后21 d左右),剑叶Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量与千粒重呈显著正相关.     

基于渗透调解物质及叶绿素分析红砂抗旱优良家系的早期选择

对生长健壮、无病虫害的77个3年生红砂家系进行可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)及叶绿素(Chl)含量测定,运用主成分分析法和隶属函数法进行抗旱性综合评价,筛选抗旱优良家系.结果表明:77个家系的叶片渗透调解物和叶绿素含量存在较大差异,可溶性蛋白含量为2.14~8.60 mg·g~(-1)FM,可溶性糖含量为6.82~21.86 mg·g~(-1)FM,脯氨酸含量为118.73~1494.30μg·g~(-1)FM,叶绿素a含量为321.88~897.37μg·g~(-1)FM,叶绿素b含量为53.65~249.04μg·g~(-1)FM,叶绿素(a+b)含量为387.39~1146.40μg·g~(-1)FM,叶绿素a/b值为3.46~6.42.各抗旱指标在红砂家系中差异显著,脯氨酸含量变异最大,可溶性糖含量次之.采用多指标的综合评价方法发现,12个家系为抗旱性优良家系,其中扎子沟1-2号和扎子沟1-1号家系表现最好.     

CO2 浓度升高对两种沈阳城市森林树种光合特性的影响

利用开顶式气室, 研究了CO2浓度升高条件下城市森林主要树种油松(Pinus tabulaefomis)和银杏(Ginkgo biloba)主要光合特性的变化。结果表明, 整个生长季, CO2浓度升高(700 mmol.mol-1)条件下2树种叶片的净光合速率、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量均接近或高于相应对照(自然CO2浓度)值, 但不同树种增加的幅度不同; 而2树种的叶绿素含量和Chl a/Chl b值对CO2浓度升高反应不一, 表现为CO2浓度升高条件下油松的叶绿素含量较对照值高, Chl a/Chl b值降低, 银杏的叶绿素含量为前期升高, 后期降低, Chl a/Chl b值变化与之正好相反, 说明城市森林组成树种对CO2浓度升高的响应具有复杂性。CO2浓度升高条件下, 两树种均未发生光合适应现象。     

锐药竹的种子性状及分子遗传变异

锐药竹( Oxytenanthera abyssinica)是非洲竹区最重要的竹种,对当地民众生活、生产和环保具有重要作用,也是保护当地环境的重要组成成分。然而,对这样重要的竹种,非洲内、外均少见其遗传研究报道。该研究对采自埃塞俄比亚的同一居群锐药竹少见的开花结实种子,采用“林木种子检验规程”国家标准,测定种子的主要性状,并对其遗传品质进行了分析。结果表明：锐药竹的种子长度为18.2 mm,宽度为3.3 mm,千粒重为117.5 g,室内发芽率为66.5％。性状变异与其他竹类相近,变异不大。将这批种子育苗15000多株,随机选择39株,典型选择25个叶片大的植株,共64个单株,采集叶样,运用扩增片段长度多态性( AFLP )分子标记技术进行遗传多样性检测。筛选E-ACA/M-CAA等8对引物对样品经行扩增,电泳分离,利用GeneScan 3.1软件共统计到1728条谱带,计算出其多态位点百分率90.28％,Nei’ s基因多样性指数0.2463,Shannon多样性指数0.3623,为遗传多样性大的类型;采用单匹配相似系数法对样品谱带进行UPGMA聚类,取SM＝0.76,可将分析样品聚为3类,结合表型进一步进行种质挖掘研究。该研究结果为其生物多样性保育及选育优良品种提供了科学依据。     

FACE条件下大气O3浓度增高对小麦剑叶光合色素含量的影响

应用FACE研究平台,采用烟农19、扬麦16、嘉兴002、扬麦15和扬辐麦2号等5个小麦品种,以O₃自然浓度为对照,研究了大气O₃浓度增高50%对不同小麦品种剑叶光合色素含量的影响.结果表明：开放式大气O₃浓度增高条件下,小麦剑叶叶绿素a (Chl a)、叶绿素b (Chl b)、叶绿素总量Chl(a+b)和类胡萝卜素含量在孕穗期和开花期与对照差异不显著,而花后各时期均不同程度的降低,其中,Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量下降达显著水平,说明大气O₃浓度增高对叶绿素合成影响较小,但加速了其衰降过程.不同品种小麦剑叶光合色素含量对大气O₃浓度增高的反应存在基因型差异,扬麦15和嘉兴002对大气O₃浓度增高的敏感性弱于扬麦16、扬辐麦2号和烟农19.在籽粒灌浆盛期(花后21 d左右),剑叶Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量与千粒重呈显著正相关.     

A phenetic study of Cassia sensu lato (Leguminosae-Caesalpinioideae: Cassieae: Cassiinae) in Thailand

Cassia L. sensu lato, a large heterogeneous genus of flowering plants, occurs naturally in the tropics around the world. Recent works based on floral morphology have supported a division of this genus into three genera, namely Cassia L. s. str., Chamaecrista Moench and Senna Mill. In order to investigate this new classification, 508 specimens of 18 taxa of the genus Cassia s.l. grown in Thailand were analyzed using cluster analysis and canonical discriminant analysis. The total 32 vegetative and reproductive morphological characters were employed in these analyses. In cluster analysis, Cassia s.l. can be separated into four groups, respectively viz. Chamaecrista, Senna alata, Senna and Cassia s /str. The four-cluster grouping is discussed. From a canonical discriminant analysis using the four-cluster grouping as a priori groups, it can be concluded that Cassia s. str., Senna, and Chamaecrista are indeed distinct taxa. The three most important characters that separate the three genera are filament length, fruit length, and ovary stalk length. These quantitative characters, together with some qualitative characters, were useful in constructing an identification key to these genera. Among the three genera, it was also found that Senna is rather a heterogeneous taxon. The difference between the studied species was discussed.     

茶树CsCIGR基因克隆及表达特性分析

该研究以茶树基因组数据库为基础,采用RT-PCR技术,从茶树‘龙井43’中克隆得到基因CsCIGR。序列分析显示,CsCIGR基因开放阅读框长度为1 677 bp,编码588个氨基酸。进化分析表明,CsCIGR属于GRAS家族的PAT1亚家族。多序列比对显示,茶树CsCIGR蛋白与其他植物的GRAS蛋白氨基酸序列具有很高的相似性。氨基酸理化性质分析显示,CsCIGR转录因子属于亲水性蛋白。亚细胞定位预测显示,CsCIGR可能位于细胞核中。启动子预测分析发现,CsCIGR启动子区域包含胁迫响应元件(STRE)、干旱应答元件(MYC)、厌氧诱导元件(ARE)等多种与逆境响应相关的顺式作用元件。荧光定量PCR分析结果显示,CsCIGR基因在低温(4℃)、高温(38℃)、干旱(200 g·L~(-1) PEG)、高盐(200 mmol·L~(-1) NaCl)胁迫下均能诱导表达,且对高盐,低温和高温胁迫响应更为明显,推测CsCIGR基因在茶树响应逆境胁迫中发挥重要作用。该研究为茶树抗性育种筛选基因提供了重要理论依据。     

石榴WRKY基因家族全基因组鉴定与表达分析

WRKY蛋白是一类在植物生长发育过程及生物与非生物胁迫过程中起重要调控作用的转录因子。该研究利用石榴全基因组数据,采用生物信息学的方法,对石榴WRKY转录因子家族成员蛋白理化性质、系统进化、基因结构、保守基序、顺式作用元件、蛋白互作及基因共表达和转录组表达模式进行系统分析。结果共鉴定出69个PgWRKY基因;分组鉴定和进化分析显示WRKY蛋白可分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ共三大类型。顺式作用元件分析表明,PgWRKY基因广泛参与到非生物胁迫中;蛋白互作网络与共表达分析暗示PgWRKY基因在同一胁迫应答中可能作用一致并同时诱导表达;RNA-Seq数据分析表明,PgWRKY基因有一定的组织表达特异性,广泛参与植物营养、生殖生长以及根部逆境胁迫应答过程。     

Patterns of morphometric and allozyme variation in Aedes albopictus

A survey of microgeographic variation using morphometric and allozyme analyses was conducted on 19 US populations of Aedes albopictus (Skuse) (Diptera: Culicidae), a mosquito that was recently introduced into the US. There was considerable variation within and among populations both in morphometric traits and allele frequencies. A multivariate discriminant analysis enabled the separation of populations into distinct groups; separation among the populations in the morphometric analysis was incomplete with an average of 70% of the individuals being correctly classified. In the allozyme analysis, the discrimination was complete. The populations from Texas were placed close together in the morphometric analysis, whereas in the allozyme analysis a geographic clustering of populations could not be detected. A test of association between the distance matrices derived from the morphometric and allozyme analyses was statistically nonsignificant. The results are discussed in the context of the colonization of the US by A. albopictus. The possible factors underlying the differences in the patterns of variation derived from morphometric and allozyme analyses are also discussed.     

蒺藜苜蓿LBD转录因子基因家族全基因组分析

LBD是植物中所特有的转录因子基因家族,在调控植物侧生组织发育、营养代谢以及响应逆境胁迫等方面具有重要作用。该研究利用生物信息学手段,从全基因组水平筛选和鉴定了蒺藜苜蓿LBD基因家族,并对基因结构、系统进化、进化压力、保守域、染色体定位以及基因表达模式等进行了分析。研究结果共鉴定出2类5亚类共计56个蒺藜苜蓿LBD家族基因,在8条染色体上均有分布,但分布不均匀。该家族成员外显子数目都不超过2个,结构简单,基因间在进化时存在负向选择作用。基因表达模式分析发现,该家族成员的表达具有一定的时空特异性,并受干旱和氮素调控。该研究结果对蒺藜苜蓿LBD基因功能研究及进化分析具有重要的意义。     

小桐子糖原合成激酶基因JcGSK的克隆与表达分析

以小桐子(Jatropha curcas L.)cDNA为模版,克隆了JcGSK基因的CDS序列。序列分析表明,JcGSK基因包含1 230bp完全阅读框(ORF),编码409个氨基酸。预测其编码蛋白质的相对分子量为46.33kD,理论等电点为8.58。Blast搜索结果及进化分析结果表明,JcGSK蛋白与巴西橡胶树GSK蛋白的氨基酸序列一致性最高(94%)且亲缘关系最近;JcGSK基因编码的蛋白具有一个蛋白激酶特有的结构域。组织表达结果显示,JcGSK基因在小桐子根、茎、叶、花、果皮和种子中都有表达,且在根中表达量最高。小桐子幼苗在NaCl、ABA、PEG、低温和机械损伤处理后JcGSK基因表达量有不同程度的上调,推测其参与小桐子非生物胁迫响应和信号传导过程。JcGSK基因在种子中也有较高表达,在种子发育过程中表达量的变化与种子生长发育趋势基本一致,推测JcGSK基因也参与调控小桐子种子的生长发育。     

百合LbCAT和LbGPX基因的克隆与表达分析

以切花百合(Lilium brownii var. viridulum)‘卡瓦纳’cDNA为模板,克隆了过氧化氢酶(LbCAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(LbGPX)基因。序列分析表明,这2个基因分别包含1 479 bp和519 bp的开放阅读框(ORF),编码492个和172个氨基酸。进化分析结果表明,LbCAT蛋白与岷江百合CAT蛋白的氨基酸序列相似性最高(99.19%),且亲缘关系最近;LbGPX蛋白与油棕GPX蛋白的氨基酸序列相似性最高(78.61%),亲缘关系最近。qRT PCR结果显示,LbCAT和LbGPX在百合根、鳞茎、叶和花中都有表达。LbCAT在叶中表达量最高,LbGPX在花中表达量最高。这2个基因在百合花蕾的生长发育过程中均有表达,且表达量逐渐增加;在PEG处理后2个基因的转录水平升高,但独角金内酯(SLs)处理却显著降低了这2个基因的转录水平;该结果为百合抗逆性机理研究以及抗逆育种奠定了基础。     

罗布麻和大麻状罗布麻UV-B光受体UVR8基因的鉴定及表达分析

在植物响应紫外线B(ultraviolet-B,UV-B)的过程中,UV-B光受体UVR8(UV Resistance Locus 8)对植物的光形态建成和生长代谢等过程具有重要调控作用。为探究罗布麻属植物UV-B光受体信息,该研究通过罗布麻(Apocynum venetum)和大麻状罗布麻(A. cannabinum)全基因组数据进行UV-B光受体UVR8的筛选与生物信息学分析,同时利用转录组数据分析UV-B胁迫处理下的UVR8基因表达模式。结果表明:(1)罗布麻有6个UVR8基因,大麻状罗布麻有5个UVR8基因,前者分布在1、7、9和11号染色体上,后者分布在1、8和9号染色体上。(2)UVR8蛋白为亲水性稳定蛋白,定位在细胞核,不存在跨膜结构和信号肽,二级结构主要由延伸链、无规则卷曲、α-螺旋和β-转角构成。AvUVR8b和AcUVR8a蛋白三级结构与拟南芥UVR8(AtUVR8)最为类似,并且与小粒咖啡(CaUVR8)和伊德斯种咖啡(CeUVR8)的亲缘关系最近。同时发现罗布麻AvUVR8b和大麻状罗布麻AcUVR8a基因和蛋白结构与AtUVR8基因及蛋白高度相似。(3)当以一定剂量UV-B(17.52 kJ·m^-2·d^-1)处理两种罗布麻植株时,AvUVR8b和AcUVR8a的表达量上调。据此推测在响应UV-B时,AvUVR8b基因在罗布麻中起主要作用,AcUVR8a基因在大麻状罗布麻中起主要作用。(4)顺式作用元件分析结果表明,UVR8的表达受光照、温度、水分、氧气和激素等因素的调控。该研究将为进一步研究罗布麻属UVR8的基因功能奠定基础,同时为解析罗布麻属植物适应UV-B的分子机制提供线索。     

油木奈果实苯丙氨酸解氨酶基因的分离与表达分析

该试验从(木奈)褐变果实均一化全长cDNA文库中获得一个苯丙氨酸解氨酶全长基因,命名为PsPAL,并对该基因进行了生物信息学分析和表达模式的研究.结果表明:(1) PsPAL基因全长2 497 bp,开放阅读框为2 154bp,编码718个氨基酸,蛋白质分子量为78 kD,理论等电点为6.6.(2)系统进化树比对分析表明,PsPAL蛋白与蔷薇科甜樱桃PaPAL属于同簇,具有苯丙氨酸解氨酶-组氨酸解氨酶(PAL-HAL)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)保守区域.(3) P.sPAL在(木奈)果实发育的前期表达量较高,在花后50 d表达量最高,随后开始下降,在成熟果中表达较弱.(4)荧光定量PCR分析表明,在响应机械损伤和低温处理后,与对照相比,PsPAL呈明显的上调表达趋势;高温和无氧处理后PsPAL呈先上升后下降的趋势;乙烯处理后,PsPAL呈上调-下调-上调的变化趋势.     

<Emphasis Type="Italic">Aspergillus vadensis</Emphasis>, a new species of the group of black Aspergilli

A strain from the group of black Aspergilli was analysed in detail to determine the species to which it belongs. A detailed analysis of morphology, RFLP patterns and metabolite profiles was carried out. In addition, a phylogenetic tree was constructed for the black Aspergilli using the ITS and the -tubulin sequences of the individual strains. The new species differs by its poor growth on glycerol and galacturonate and its unique extrolite profile consisting of aurasperone B, nigragillin, asperazine and kotanins. RFLP analysis using three genes as probes also resulted in a unique pattern. These data indicate that the strain was closely related but not identical to Aspergillus foetidus, Aspergillus niger and Aspergillus tubingensis. It was therefore designated as a novel species and named Aspergillus vadensis.