中国17种蔷薇属植物45S和5S的rDNA分布研究

为了探寻蔷薇属植物亲缘关系及系统发育研究的分子细胞遗传学证据,该研究采用双色FISH(荧光原位杂交)技术,对原产中国7个组的17种蔷薇属植物的45S和5S rDNA进行了定位分析。结果表明:(1)多数蔷薇属植物1组染色体对应1个45S rDNA位点和1个或2个5S rDNA位点,偶尔出现1~2个rDNA位点的丢失,但复伞房蔷薇(Rosa brunonii)的1组染色体对应了2个45S rDNA位点。(2)二倍体的蔷薇属植物至少有1对5S rDNA位点与45S rDNA位点共定位,而四倍体材料的5S rDNA位点与45S rDNA位点没有共定位,但所有四倍体材料均至少有1种rDNA信号纯合,表明它们应为二倍体直接加倍产生的同源四倍体。(3)绝大多数材料45S rDNA位于染色体短臂、5S rDNA位于染色体长臂,但缫丝花(R. roxburghii f. roxburghii)有1个5S rDNA信号位于染色体的短臂上,表明它与蔷薇属其他种的亲缘关系较远。(4)阿克苏地区和伊犁地区的疏花蔷薇的核型不同,且45S和5S rDNA的数量和位置不同,分子细胞遗传学证据也支持阿克苏地区的疏花蔷薇应为疏花蔷薇的新变种。(5)该研究中共有8个二倍体和6个四倍体蔷薇属植物的双色FISH为首次报道。研究认为,无论二倍体还是四倍体蔷薇属植物中出现的异形同源染色体、rDNA信号位置在同源染色体上的差异以及rDNA信号的增加和丢失,可能都与染色体结构变异和染色体重组有关,在分子细胞遗传学水平上证明染色体结构变异和染色体重组在蔷薇属植物演化过程中具有重要的作用。     

蔷薇属植物与现代月季品种杂交亲和性研究

为培育抗寒、抗病性强、芳香的月季品种,以单瓣黄刺玫(Rosa xanthinaf.normalis)、黄刺玫(R.xanthina)、报春刺玫(R.primula)、美蔷薇(R.bella)、腺果大叶蔷薇(R.macrophylla var.glandulifera)、荷花蔷薇(R.multifloraf.carnea)等6个蔷薇属种、变种及变型和5个玫瑰品种为父本,以11个现代月季品种和香水月季(R.odorata)为母本设计72个授粉组合进行远缘杂交,统计杂交结实率及杂交种子萌发率,并采用扫描电镜技术观察了杂交亲本的花粉与柱头形态,测定花粉萌发率。结果显示:(1)除黄刺玫外,所试其他蔷薇属植物均适合作为父本材料与现代月季品种和香水月季杂交,但不同杂交组合的结实率及出苗率差异显著。(2)花粉、柱头形态对杂交亲和性无显著影响,花粉生活力对杂交亲和性有显著影响,且与杂交结实率成正相关关系。通过试验,筛选出14个亲和性较好的杂交组合、4个适宜的母本材料(香水月季、‘橘红潮’、‘金玛丽’、‘粉和平’)和6个适宜的父本材料(单瓣黄刺玫、报春刺玫、美蔷薇、腺果大叶蔷薇、荷花蔷薇、玫瑰‘大红紫枝’)。     

核rDNA的ITS序列在被子植物系统与进化研究中的应用

被子植物与其它高等真核生物相似,核rDNA是高度重复的串联序列。由于同步进化的力量,绝 大多数物种中这些重复单位间已发生纯合或接近纯合。核rDNA的内转录间隔区(ITS)包含被5.8S rDNA所分隔的ITS1和ITS2两个片段,ITSl的长度为187～298bp,ITS2为187～252bp,经PCR扩 增后可以方便地对这两个片段进行直接测序或克隆测序。ITS序列变异较快,可以提供较丰富的变异 位点和信息位点,已证实它是研究许多被子植物类群系统与进化的重要分子标记,不仅可用于解决科、 亚科、族、属、组内的系统发育和分类问题,而且可用于重建多倍体复合体的网状进化关系,探讨异源多倍体的起源过程,然而,正是由于ITS序列变异较快,它一般不适于科以上水平的系统发育研究。     

基于16S rDNA序列探讨十种臂尾轮虫的系统关系和分类地位

通过对角突臂尾轮虫、尾突臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫、剪形臂尾轮虫、方形臂尾轮虫、壶状臂尾轮虫、红臂尾轮虫、镰肜臂尾轮虫、萼花臂尾轮虫和十指臂尾轮虫等十种臂尾轮虫和大肚须足轮虫的线粒体16s rDNA进行扩增和序列测序,结合Genebank 中十指臂尾轮虫的16S rDNA序列,使用MAGE软件构建了NJ(neighbor-joining method)树,使用mrbayes软件构建了贝叶斯树,探讨了十种臂尾轮虫之间的系统关系.结果表明,本研究所涉及的轮虫16S rDNA序列差异百分比均值为14.6%,可作为分子标记应用于轮虫属内种间系统关系研究;系统树均支持将十指臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫隶属于臂尾轮属;壶状臂尾轮虫和红臂尾轮虫是两个独立的种.此外,还依据16S rDNA序列变异百分比推测了十种臂尾轮虫的分化时间.     

蔷薇属38个野生种果实的维生素含量及其与分组的关系

对蔷薇属 (Rosa) 38个野生种果实 (以下简称蔷薇果 )的经济性状进行了分析 ,并测定了 VC、VE 和胡萝卜素等重要维生素的含量。蔷薇果 VC 含量在该属种间差异很大 ,以秦岭蔷薇 (R.tsinglingensis)的含量为最高 (2 576mg/ 1 0 0 g) ,德钦蔷薇 (R.deqenensis)的含量为最低 (49mg/ 1 0 0 g)。胡萝卜素含量种间差异明显 ,以软条七蔷薇 (R.henryi)的含量为最高 (1 9.2 4 mg / 1 0 0 g) ,黄刺玫 (R.xanthina)的含量为最低 (0 .0 6 mg/ 1 0 0 g)。 VE 含量种间差异较小 ,在 1 .34 mg/ 1 0 0 g(黄刺玫 )至 3.86 mg/ 1 0 0 g(硕苞蔷薇R.bracteata)之间。对蔷薇亚属 54种野生种果实重要维生素含量的统计分析表明 ,维生素含量与分组具有一定相关性 ,尤以 VC 含量与分组的相关性最为明显 ,桂味组和小叶组 Vc含量很高 (均值都高于 1 80 0mg/ 1 0 0 g) ;合柱组、月季组、木香组和硕苞组含量很低 (均值都在 30 0 mg/ 1 0 0 g以下 ) ,芹叶组除宽刺蔷薇 (R.platyacantha) VC含量很高外 ,其余种类含量都很低 (均值为 1 90 mg/ 1 0 0 g)。胡萝卜素含量与分组也具有一定相关性 ,桂味组、芹叶组、合柱组和硕苞组的胡萝卜素含量较高 ,均值在 6 mg/ 1 0 0 g以上 ;月季组、小叶组和木香组含量较低 ,均值在 0 .4mg/ 1 0 0 g以下。V     

黄颡单尾虫(粘体门,双壳目)的重描述及基于28S rDNA和ITS-5.8S序列的系统地位分析

采用形态分类学方法与以28S rDNA和ITS-5.8S序列为基础的分子系统学研究方法,对采自嘉陵江重庆市磁器口江段的黄颡单尾虫Unicauda pelteobagrusMa,1998进行了形态学和分子生物学的研究。基于28S rDNA数据探讨了黄颡单尾虫以及单尾虫属与相邻种属粘孢子虫间的系统地位;基于5.8S rDNA数据比较分析了粘孢子虫的系统地位。补充了黄颡单尾虫重庆种群形态学信息和28S rDNA、ITS-5.8S rDNA序列的分子信息。     

中国西藏近缘野生大麦5S rDNA NTS序列分析

选取来自西藏不同地理区域的17份近缘野生大麦材料和1份国外的近缘野生大麦材料,利用直接PCR、T-载体转化克隆、克隆产物测序的方法获得了它们的5S核糖体DNANTS（Nontranscribed intergenic spacer）序列。对这些序列进行测定、分析和比较,构建了分子系统树。结果表明,西藏近缘野生大麦NTS序列包括两段相对保守的保守区A和保守区B以及一段变异较大的变异区V,变异区由若干个TAG碱基的重复序列构成。两段保守区总长度为168～169bp,长度变异较小,仅相差1bp。保守区的GC％含量为43．8％,其中有12个核甘酸位点发生变异（占总核甘酸数目的7．1％）,变异位点基本上是颠换多于转换,颠换／转换率为1．0～2．0。变异区中TAG重复序列的重复次数从4到17次,而且有部分TAG重复发生了颠换和转换（TAG→TCG,TAG→TAC）。TAG重复序列的多态性是决定NTS序列多态性的主要因素。对西藏近缘野生大麦和麦属其他作物的比较,认为rDNA NTS适合作为属内分类的分子标记。     

基于16S rDNA序列的Wolbachia的检测及分型

Wolbachia是广泛分布于节肢动物体内的一类共生细菌。采用16S rDNA特异片段的PCR-RFLP方法对烟粉虱Bemisia tabaci （Gennadius）不同生物型及米蛾Corcyra cephalonica （Stainton）共生菌Wolbachia进行了检测与分型分析。基于wsp基因对烟粉虱共生菌B组Wolbachia以及米蛾共生菌Wolbachia进行了系统树分析,并对相应的Wolbachia16S rDNA特异片段进行了克隆、测序以及序列比对。结果表明:16S rDNA的特异片段经NheⅠ酶切后RFLP图谱可有效检测与鉴别Wolbachia。烟粉虱共生菌Wolbachia的16S rDNA特异片段经VspⅠ酶切后可得到预期RFLP图谱,而米蛾共生菌B组Wolbachia （基于wsp序列分析为B组）则产生不同的RFLP图谱。序列分析表明,Nauru型烟粉虱体内B组Wolbachia的16S rDNA片段序列与已知B组Wolbachia对应序列（DQ278884）同源性为100%;米蛾体内B组Wolbachia 16S rDNA特异片段有碱基变异,并存在于VspⅠ识别位点内,这是导致VspⅠ酶切后RFLP图谱不同的原因。结果提示,B组Wolbachia 16S rDNA特异片段经VspⅠ酶切的RFLP图谱存在多态性。本研究结果可为今后Wolbachia的检测与分型提供借鉴。     

丁香属植物的地理分布及其起源演化

木犀科丁香属植物主要分布在中国、朝鲜、日本以及欧洲东南部。中国是丁香属的自然分布中心,丁香主要分布在中国西南、西北、华北、东北等地区。根据植物区系的演化规律,作者认为丁香属起源于中国西南,并以此为中心主要沿中国西南-西北-华北-东北-朝鲜半岛-日本和中国西南-中亚-欧洲的路径散布。近缘种之间存在着遥远的地理隔离,中国原产的华丁香与分布在我国西北及中亚的花叶丁香、欧洲特有种欧洲丁香均为近缘种,表明欧洲丁香的散布与中国西北的种类有着密切的联系。近年分子生物学试验表明羽叶性状是演化中的过渡类型,在研究该属系统演化中具有重要作用。化石记录华北紫丁香在中新世时的华中地区已有存在,说明该属至少在中新世时完成了由西南向华中的演化、辐射。     

松科系统发育的分子生物学证据

运用PCR方法分别从松科8属、9种植物中扩增出一长约2550bp的cpDNA片段,这一片段包括rbcL、trnR、部分accD及基因间的非编码区(相对于黑松cpDNA中的同源片段而言)。运用18种限制性内切酶对这一cpDNA片段进行酶切分析,共获得86个酶切位点,其中54个为变异位点。运用PAUP(version 3．1．1)和Mega(version 1．01)软件对数据进行分析,结果Wagner简约树和Neighbor-Joining树反映出的松科系统发育关系基本一致：银杉属、松属、黄杉属和落叶松属形成一个单系群,且银杉属与松属的亲缘关系更近于与另外二属的关系,但这一结果未得到Bootstrap分析的较强支持;落叶松属近缘于黄杉属;冷杉属近缘于油杉属。此外,松科中的冷杉亚科和落叶松亚科均不是单系类群,将松科划分为冷杉亚科、落叶松亚科和松亚科三个亚科的系统(郑万钧,傅立国,1978)是不自然的。     

安徽某淡水龙虾养殖群体分类的分子标记筛选

为筛选可用于淡水龙虾养殖群体物种分类的分子标记,对安徽省某水产养殖有限公司采集的淡水龙虾样本进行了线粒体COⅠ、16S rDNA、D-loop、Cyt b及12S rDNA基因的测序分析,并与GenBank中30个滑螯虾属(Cherax)物种的相应基因序列比对,同时,进行上述5种分子标记在种内个体间、属内种间、科内属间和目内科间的同源性变异范围比对分析。结果显示,本研究所采集淡水龙虾样本与四脊滑螯虾(C. quadricarinatus)的相似性最高,其中,1 113 bp的Cyt b相似性100%,COⅠ、16S r DNA及12S rDNA相似性都在99%以上;在以克氏原螯虾(Procambarus clarkii)为外类群构建的邻接系统发育树中,本研究样本与四脊滑螯虾聚为一支,然后与其他物种聚合构成系统树,确定本研究采集的淡水龙虾样本为四脊滑螯虾;通过同源性变异范围比对分析,在淡水龙虾养殖群体的分子分类工作中,16S rDNA、Cyt b及12S rDNA比COⅠ和D-loop这2种分子标记具有较强优势。本研究结果可为今后淡水龙虾养殖场中物种的分类鉴定工作提供参考。     

基于16S rDNA和28S rDNA D2基因序列与形态特征联合分析的中国角顶叶蝉亚科系统发育研究（半翅目： 叶蝉科）

首次在国内利用28S rDNA D2区段和16S rDNA基因序列,结合50个形态特征对角顶叶蝉亚科(Deltocephalinae)［半翅目（Hemiptera）: 叶蝉科（Cicadellidae）］19个属进行系统发育分析研究。从无水乙醇浸泡保存的标本中提取基因组DNA并扩增了19个内群和1种外群Typhlocybinae［半翅目(Hemiptera): 叶蝉科(Cicadellidae)］种类的28S rDNA D2基因片段并测序,同时扩增了16S rDNA基因片段并测序11条,采用了GenBank中1个种类的16S rDNA同源序列。采用PAUP*4.0和MrBayes3.0两个分析软件和3种建树方法,利用同源28S D2 rDNA和16S rDNA两个基因序列与形态特征结合进行系统发育分析研究。分析结果表明,二叉叶蝉族Macrostelini是一个单系,并在角顶叶蝉亚科的系统发育中处于基部的位置,是内群中最原始的族;角顶叶蝉族Deltocephalini中除了纹翅叶蝉属Nakaharanus,其余各属构成单系;殃叶蝉族Euscelini内属的归属比较混乱,可能是一个并系群,属间差异有待进一步研究。隆额叶蝉族Paralimnini与顶带叶蝉族Athysanini是姐妹群。带叶蝉属Scaphoideus与纹翅叶蝉属Nakaharanus是姐妹群,二者与木叶蝉属Phlogotettix的关系最近,三者构成一个单系,建议将三者归为带叶蝉族Scaphoideini。研究结果还表明,小眼叶蝉族Xestocephalini和Balcluthini的系统发育位置不明,有待进一步研究。     

基于28S rDNA基因序列研究十种臂尾轮虫的系统关系和分类地位

通过对角突臂尾轮虫、尾突臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫、剪形臂尾轮虫、方形臂尾轮虫、壶状臂尾轮虫、红臂尾轮虫、镰形臂尾轮虫、萼花臂尾轮虫和十指臂尾轮虫等10种臂尾轮虫以及透明囊足轮虫、大肚须足轮虫和晶囊轮虫等其他3种轮虫的28S rDNA序列分析,使用MAGE软件构建这13种轮虫系统发生树(NJ树、ME树、UPGMA树和MP树),探讨了臂尾轮属、须足轮属、晶囊轮属和囊足轮属之间以及10种臂尾轮虫之间的系统关系.结果表明,本研究所涉及的轮虫28S rDNA序列差异百分比均值为30.15%,可作为分子标记应用于轮虫属间和属内种间系统关系研究;系统树均支持将十指臂尾轮虫作为一个独立的支系从臂尾轮属中分离出来;裂足臂尾轮虫应隶属臂尾轮属;壶状臂尾轮虫和红臂尾轮虫是两个独立的种;透明囊足轮虫与臂尾轮属亲缘关系较近.     

芸薹属作物的渗入杂交与种质资源创新

通过人工合成的种间杂种或异源多倍体与栽培种连续回交与选择,可使近缘种或野生种的目标性状与基因渗入作物。本文总结了本课题组30年间所开展的芸薹属栽培种与几个亲缘关系较远的物种间的族间杂交、特异的细胞遗传学行为及种质资源创建。由于这些族间杂交中发生父本染色体的部分消除,产生的杂种具有母本栽培种的全部或大部分染色体、附加少数的外源染色体或染色体片段,经回交与自交后获得的渗入系表现父本的一些特征、遗传与表观遗传发生变化、但恢复母本的染色体数。讨论了此类亲缘关系较远的杂交在创建新种质资源方面的应用前景。     

萼脊兰ACC氧化酶基因片段的克隆及其反义基因表达载体的构建

根据已报道的几种不同属的兰科植物ACO基因序列,设计并合成了一对特异引物,以萼脊兰的基因组DNA为模板,用PCR扩增方法克隆出萼脊兰ACO基因的部分片段,将其连接到pMD19-T质粒载体上进行测序.结果显示,该片段的长度为333 bp,序列和蝴蝶兰(Phalaenopsis hybrid)、卡特兰(Cattleya intermedia)、两棱蕾丽兰(Laelia anceps)的相应ACO片段的同源性分别达到达到99.7%、92.49%和92.19%;和大花蕙兰(Cymbidium hybrid)、石斛兰(Dendrobium crumenatum)的同源性分别是89.49%和89.19%.将此片段反向插入植物表达载体pBI221的CaMV35S启动子和NOS终止子之间,成功构建了萼脊兰ACO的反义基因植物表达载体pBI-antiACO.     

中国特有植物白玉山蔷薇分类学考证

白玉山蔷薇（Rosa baiyushanensis Q.L.Wang）为中国特有植物,仅分布于辽宁省大连市旅顺口区,被列为辽宁省二级保护植物。本种发表于1984年,模式标本是1957年6月由朱有昌采自大连旅顺白玉山。笔者通过近年来的野外调查发现,由于模式产地生境被破坏,未见到白玉山蔷薇的分布,但是在旅顺范围内距离白玉山不远的郭家沟、对庄沟一带均见到此植物。考虑到上述地方均是人为活动较频繁的区域,而且还发现此植物与原产欧洲的犬蔷薇（Rosa canina L.）同时出现,加之该地区的历史原因,笔者推断白玉山蔷薇与犬蔷薇类似,均是外来植物。通过野外观察、查阅中外植物志和比对模式标本,对其外部形态进行仔细对照研究发现,白玉山蔷薇与原产欧洲的锈红蔷薇（Rosa rubiginosa L.）没有本质区别,故将白玉山蔷薇处理为锈红蔷薇的异名。同时,考虑到白玉山蔷薇（锈红蔷薇）在某些国家被列为外来入侵种,笔者建议将白玉山蔷薇从保护名单上删除。此外,根据Rehder蔷薇属分类系统白玉山蔷薇（锈红蔷薇）和犬蔷薇在分类上均属于蔷薇属（Rosa L.）蔷薇亚属（Subgen.Eurosa）犬齿组（Sect.Caninae）,这一发现填补了《中国植物志》未收录犬齿组植物的空白。同时,笔者也纠正了Flora of China将白玉山蔷薇（锈红蔷薇）划分到桂味组（Sect.Cinnamomeae）的错误。     

东北虎源等孢球虫的发现

对东北虎粪便进行虫卵检查,分离获得了自然感染的球虫卵囊。对球虫卵囊的形态和经培养发育后的各阶段的卵囊形态进行了观察。东北虎源球虫卵囊符合等孢属球虫的形态学特征。根据Genbank 上发表的猫等孢球虫18S rDNA 序列(L74671)设计一对特异性引物,利用PCR 技术对东北虎源球虫的18S rDNA 进行了扩增。扩增得到一段360 bp 的DNA 片段,并对该片段进行了序列测定。测序结果和其它17 种原虫的相应序列进行序列同源性比较分析,分析显示东北虎源球虫和其它等孢属球虫单独聚为一类。结合对东北虎源球虫的卵囊形态、卵囊发育情况及序列分析结果,确定其为等孢属球虫。      

横断山区高山豆属的花粉形态及凉山高山豆的分类学地位

为澄清我国西南横断山区特有属高山豆属（Tibetia）中凉山高山豆（T.liangshanensis）的花粉粒形态及其分类学地位,用电子显微镜重新扫描了本属的花粉粒。报道了除一个可疑种中甸高山豆（T.forrestii）外所有5个种的花粉形态,即高山豆（T.himalaica）,云南高山豆（T.yunnanensis）,凉山高山豆（T.liangshanensis）,黄花高山豆（T.tongolensis）和亚东高山豆（T.yadongensis）。结果纠正了凉山高山豆的花粉粒形态,而另外4个种的花粉粒与之前的研究基本一致,仅在形状和大小上稍有差别。本属的花粉粒呈圆球形或近长球形,表面有穿孔凹陷,3 孔沟和4 孔沟两种花粉类型与高山豆属分为两个组相吻合。但我们发现凉山高山豆的花粉是4 孔沟类型,而不是之前报道的3 孔沟类型。另外,凉山高山豆与中甸高山豆的形态差异明显,凉山高山豆茎长,小叶13~17片,托叶分离,花冠紫色;而中甸高山豆茎短,小叶7~9片,托叶基部合生,花冠黄色,叶片下表皮细胞形态差异明显,因此我们认为应该将凉山高山豆独立作为一个种,而不是作为中甸高山豆的异名。     

甘草根瘤菌的16S rDNA全序列测定及系统进化分析

通过对西北干旱半干旱地区68株甘草根瘤菌的表型多样性和抗逆性分离研究,发现1个新类群和1个具有较高抗逆性的菌株。对其中心菌株CCNWGX022和高抗性菌株CCNWGX035进行16S rDNA全序列测定及系统进化研究。结果表明,CCNWGX022和CCNWGX035与中慢生根瘤菌属内参比菌株的16S rDNA相似性分别大于96．8％和98．3％,因此它们均属于中慢生根瘤菌属。     

中国秋海棠属（秋海棠科）植物的DNA条形码评价

秋海棠属植物种类繁多,形态变异多样,导致种类的系统放置混乱,近缘种类鉴定困难。利用DNA条形码实现物种快速准确的鉴定技术具有不受形态特征约束的优势,为秋海棠属植物的分类鉴定提供了新的方法。本研究选择4个DNA条形码候选片段（rbcL,matK,trnH-psbA,ITS）对中国秋海棠属26种136个个体进行了分析。结果显示：叶绿体基因rbcL,matK和trnH-psbA种内和种间变异小,对秋海棠属植物的鉴别能力有限：ITS／ITS2种内和种间变异大,在本研究中物种正确鉴定率达到100％／96％,可考虑作为秋海棠属DNA条形码鉴定的候选片段。研究结果支持中国植物条形码研究组建议将核基因ITS／ITS2纳人种子植物DNA条形码核心片段中的观点。