基于多基因序列和形态性状的牡丹组种间关系

牡丹被认为是中国的国花,具有很高的医学、观赏和经济价值.野生牡丹被认为是栽培牡丹的野生祖先,因此弄清牡丹组的种间亲缘关系具有重要的理论和实践意义.由于受到信息量的限制,根据单基凼数据或形态数据往往无法对牡丹组的种间关系得到明确的结果.本研究用12份样品代表野生牡丹组(Paeonia section Moutan DC.,Paeoniaceae)8个种,利用包括核基因(Adh1A、Adh2和GPAT)和叶绿体基因(trnS-trnG和rps16-trnQ)的DNA序列以及形态性状的多套数据来探讨野牛牡丹的种间关系.合并分析得到具高支持率的牡丹组物种间的系统发育关系.结果表明,芍药属牡丹组8个野生种分为两个亚组,即肉质花盘亚组subseet.Delavayanae和革质花盘亚组subsect.Vaginatae.肉质花盘亚组包括滇牡丹P delavayi和大花黄牡丹P.ludlowii;革质花盘亚组包括其余6个种.革质花盘亚组中,四川牡丹P.decomposita ssp.decomposita和紫斑牡丹P. rockii ssp. rockii关系密切;卵叶牡丹P.qiui和矮牡丹P. jishanenMs关系密切;银屏牡丹P. suffruticosa ssp.yinpingmudan与风丹P. ostii关系 密切,并且后两个分支为姊妹群.     

基于ITS和matK基因对牡丹组序列分析及其亲缘关系的研究

以芍药属牡丹组全部9个野生种、5个紫斑牡丹栽培品种及3个中原牡丹品种为试材,进行核糖体内转录间隔区（ITS）和叶绿体成熟酶K （matK）基因片段测序分析,探讨ITS和matK序列为牡丹组所有野生种种间关系提供分子证据。从GeneBank中选取了1个牡丹及3个外类群芍药、川赤芍和草芍药的ITS及matK序列。对试验样品进行DNA提取、PCR扩增并双向测序得到44条序列,人工校正后将所得44条序列进行比对;计算碱基组成频率、变异位点、简约信息位点数、转换/颠换比率、种内及种间遗传距离,以邻接法进行系统发育分析。结果表明,牡丹组所有个体ITS序列长度在750~800 bp,含有86个多态位点,74个简约信息位点,转换/颠换比率（R）为1.2;而matK序列含有20个简约信息位点,转换/颠换比率（R）为1.7。ITS序列分析将牡丹组野生种分为两大枝,稷山牡丹、紫斑牡丹、卵叶牡丹和杨山牡丹聚为一枝,狭叶牡丹、滇牡丹、黄牡丹和大花黄牡丹聚为另一枝,这两枝分别与革质花盘亚组和肉质花盘亚组相对应,而四川牡丹位于革质花盘亚组最底端,支持前人研究将四川牡丹归为革质花盘亚组。matK序列分析的牡丹组野生种间遗传距离结果不理想,未能清晰的表明野生种之间的亲缘关系。由此说明,ITS序列更适合牡丹组野生种间亲缘关系的研究分析。     

芍药属牡丹组革质花盘亚组的系统演化探讨

芍药属牡丹组革质花盘亚组全部原产中国,它们对中国、日本、美国和欧洲的栽培牡丹品种影响甚大。作者在对本亚组9种牡丹(含3个亚种)形态学比较分析的基础上,结合花粉、染色体、蛋白质和DNA水平上的研究证据,提出了本亚组的系统演化的可能途径为:(1)卵叶牡丹→银屏牡丹→矮牡丹→圆裂四川牡丹→四川牡丹,(2)卵叶牡丹→凤丹→紫斑牡丹→太白山紫斑牡丹。另外作者对肉质花盘亚组的系统演化地位也进行了讨论。     

基于叶绿体 psbA-trnH 序列和 trnL-F序列的牡丹野生种间关系

对牡丹组全部9个野生种15个居群及凤丹的叶绿体psb A-trn H和trn L-F序列进行测序,并采用邻位相连法分别构建了psb A-trn H序列和trn L-F序列的系统发育树。结果显示:1)两段序列的基因树均支持牡丹组划分为两个亚组的分类方法,与前人的研究结果一致。2)psb A-trn H序列基因树表明大花黄牡丹与黄牡丹的亲缘关系最近,这与大花黄牡丹曾被确定为黄牡丹的一个变种的历史一致。3)革质花盘亚组内,基于psb A-trn H和trn L-F序列的研究结果大体一致,分歧主要在四川牡丹的地位问题。4)psb A-trn H序列和trn L-F序列基因树分别表明杨山牡丹与凤丹具有最近或较近的亲缘关系。     

芍药属牡丹组的系统学研究——基于RAPD分析

芍药属牡丹组(Paeonia sect．Moutan DC)是落叶亚灌木,其野生类群为我国特有。长期以来不同 学者根据形态性状对这个组中种的分类处理不断修正,不断有新种描述。我们采用RAPD标记分析了 牡丹组种内与种间遗传关系。从10个RAPD引物获得121个多态位点。用UPGMA方法构建的树系 图表明每个种的所有个体都各自聚为一支,种内的相似性系数为0.60～0.90,因此现有的7个种能很好 地区分开来。P．delavayi与P．ludlowii相似性系数为0.60,聚为一支;P．jishanensis与P．rockii、P. ostii、P．qiui以及P．decomposita之间的相似性系数为0.48,聚为一大支。这两支与肉质花盘亚组和革 质花盘亚组相对应。这些结果与洪德元根据形态性状对该组所做的分类处理基本相符。我们认为RAPD技术用于牡丹基因组分析是灵敏而行之有效的工具。     

芍药属丹皮酚类化合物的化学分类学意义再探

本文在对芍药属Paeonia 3个组14种及2亚种植物根皮中丹皮酚类和芍药苷类成分进行分析的基础上, 探讨了这些成分在牡丹组sect. Moutan、芍药组sect. Paeonia 和北美芍药组sect. Onaepia中的存在和含量情况。sect. Moutan中, 丹皮酚类化合物是所有种类的高含量成分; sect. Paeonia有4个类群即芍药P. lactiflora、川赤芍P. anomala ssp. veitchii、美丽芍药P. mairei和块根芍药P. intermedia检测出微量的丹皮酚类成分, 北美芍药组中不含有丹皮酚类成分。丹皮酚是结构简单和在植物中比较常见的化合物, 该化合物的减少和缺失可能是进化的结果。可推测芍药属三个组的关系为木本类型的牡丹组最为原始, 最先从芍药属的祖先类型中衍生出来, 而草本类型为次生类群。在草本类型中, 与牡丹组关系较近的是芍药组。在牡丹组中, 肉质花盘亚组subsect.Vaginatae的种类较革质花盘亚组subsect. Delavayanae种类的丹皮酚类成分为少, 表现出较后者更进化一些。牡丹组中, 含微量丹皮酚类成分的几个类群除美丽芍药外均是分布于中国的二倍体种, 特别是芍药和川赤芍形态上属于芍药属的原始类群, 而芍药组中形态特化的种类均未发现含有丹皮酚类。     

大亮子河国家森林公园野生浆果资源产业化开发利用前景分析

为了摸清大亮子河具有开发利用价值的野生浆果资源的种类、分布、用途及蕴藏量,我们于2005—2007年6—9月,通过线路调查、样地调查和访问调查的方法,对该地区野生浆果资源进行了研究。结果表明该地区有开发利用价值的野生浆果资源达20种,隶属19属14科。并对该地区野生浆果资源的产业化开发利用潜力和优势进行了深入分析,认为该地区野生浆果资源开发利用具有广阔的市场前景,最后提出开发利用过程中需要注意的问题。因此,本研究可为今后大亮子河野生浆果资源的可持续开发利用和合理保护提供科学依据。     

黄牡丹远缘杂交后代花粉粒特征

为揭示牡丹远缘杂交后代花粉粒的特征,测定了以肉质花盘亚组黄牡丹为母本,革质花盘亚组栽培品种‘日月锦’、‘层中笑’、‘百园红霞’等为父本的10个远缘杂交组合,共计11个亲本、25个后代的花粉畸形率和萌发率,用扫描电镜观察了花粉粒形态,同时也观察了花和叶的形态特征。结果表明:与双亲相比,杂交后代的花粉量极少,花粉粒萌发率极低,畸形率极高,畸形花粉粒扭曲、破碎或粘成团块状。25个杂交后代的花粉粒均为超长球形,具三拟孔沟,与母本黄牡丹和绝大多数父本一致;但杂交后代的花粉粒小于双亲,外壁纹饰类型受父本影响较大,为小穴状、穴状、网状和粗网状。结合前人的观察结果,25个杂交后代中15个与父本的纹饰类型一致,与母本纹饰类型一致的杂交后代仅有6个,与父母本纹饰类型均不同的杂交后代有4个。形态观察发现杂交后代具有父本的花盘革质、心皮被毛的特征,而小叶分裂程度较母本减轻但小叶裂片较母本加宽;花径则介于父母本之间。其中,心皮被毛、小叶裂片加宽可以结合花粉粒特征作为以黄牡丹为母本的远缘杂交后代的形态识别标记。     

云南野生百合资源分布现状及保护利用

通过对云南省内11个区系野生百合资源的调查和分析,明确了云南11个区系中有9个区系分布有野生百合资源,云南野生百合的地理分布特点和种群数量,以及资源现状,并提出保护和开发利用云南野生百合资源的建议。     

甘肃陇南中华猕猴桃资源调查及其保护开发利用

甘肃省位于中国西北,深居内陆,东经93.5°~108.5°、北纬33°~43°,面积42万km2。地处秦岭山地、黄土高原、蒙新高原和青藏高原的接触地区,是国内野生植物资源种类比较丰富的省份之一。甘肃野生猕猴桃种质资源丰富,现有中华猕猴桃、狗枣猕猴桃、黑蕊猕猴桃、葛枣猕猴桃、软枣猕猴桃等10个野生种,由于纬度、海拔、气候的差异,大致可分为猕猴桃资源丰富和分散分布两个地带。资源分布丰富地带在徽县、文县、成县、武都、康县五县东南部的碧口、洛塘、阳坝、宋坪、嘉陵等40多个乡。资源分布分散地带在天水、两当、西和、礼县徽成盆地西北部的次生林区。多年来,随着工农业发展和人们对自然资源的不合理开发利用,严重影响了农业野生植物原生境。本文根据查阅、收集资料和实地调查相结合,基本摸清了甘肃野生猕猴桃资源的现状和人为破坏程度,介绍了甘肃省农业野生猕猴桃资源分布概况,建立野生猕猴桃保护点,对保护点做出评估,提出了甘肃省野生猕猴桃保护及开发利用对策。     

重庆地区野生观赏植物资源调查研究

通过野外调查和文献统计,研究了重庆市的野生观赏植物,共计159科378属1 128种,其中蕨类植物38科47属90种,裸子植物8科22属33种,被子植物113科309属1 005种.分析了重庆市野生观赏植物资源的种类、区系成分和特性,并就其开发利用和保护进行了探讨.     

甘肃省干旱地区抗逆农作物种质资源调查与分析

调查、收集甘肃省干旱地区抗逆农作物种质资源,为甘肃抗逆农作物种质资源保护、研究、利用提供基础材料。2011～2013年采用查阅文献、访问和实地调查相结合的方法,对分布在甘肃干旱地区18个县(市、区)、48个乡(镇)、81个行政村的抗逆农作物种质资源的保存及利用现状进行了调查,并对种质进行了收集。共收集到粮食作物、经济作物、蔬菜及野生资源材料845份,分属16科46属62种,其中抗旱种质27份,耐盐碱种质4份,高抗锈病种质14份。 本文对调查地区抗逆农作物种质资源现状、消长情况及原因和调查、收集到的资源种类及其利用价值进行了分析,并对甘肃省干旱地区抗逆农作物种质资源的保护、开发和利用进行了讨论。     

Revealing genetic diversity of tree peonies at micro-evolution level with hyper-variable chloroplast markers and floral traits

Key message

Highly variable regions of chloroplast genome were found to be useful in the detection of plant genetic diversity at micro-evolution level. Our methodology will improve understanding and conservation of plant diversity.

Abstract

Tree peonies are famous flowers with about 2,000 cultivars in the world, belonging to Paeonia sect. Moutan of the Paeoniaceae. They are traditionally classified based on flower forms and colors. Due to the limited number of DNA and morphological markers, and the existence of synonyms and homonyms, evaluation on genetic diversity of so many cultivars remains a challenge. In most cases, it is difficult and even impossible to discriminate tree peony cultivars when they are not in flower. In this study, single nucleotide polymorphism detected from the hyper-variable regions of chloroplast genome was employed to separate tree peony cultivars into different maternal lineages which can be expressed briefly by a nucleotide molecular formula. Our approach enabled a much higher resolution of cultivar identification and classification that has not been obtained before. The newly developed hyper-variable chloroplast markers, as an independent source of taxonomic characteristics, provided novel evidences and higher resolution ability that are helpful in building an effective classification system for evaluation, conservation, and utilization of the tree peony germplasm resources at cultivar level.     

新疆天山野生果树研究及保护

根据多年调查和初步统计,新疆天山山区的野生果树种类有81种,由于新疆天山野果林生态系统受到人类经济活动的强烈影响,野果林分布范围缩减、面积下降,物种减少,有的濒临灭绝状态,必须引起重视,本研究提出了新疆野生果树资源保护和可持续利用的建议及对策：（1）加强新疆野生果树种质资源的收集和保存;（2）开展资源调查、评价与利用工作,保育和开发利用并重,实现资源的永续利用;（3）应及早建立新疆新源野苹果林自然保护区和霍城大西沟野生樱桃李自然保护区。     

中国野生牡丹研究(三)芍药属牡丹组新分类群

芍药属牡丹组新分类群,红斑牡丹Paeonia ridleyi Z.L.Daiet T.Hong sp.nov.;保康牡丹Paeonia baokangensis Z.L.Dai et T.Hong sp.nov.     

Multiple species of wild tree peonies gave rise to the ‘king of flowers’, Paeonia suffruticosa Andrews

The origin of cultivated tree peonies, known as the ‘king of flowers'' in China for more than 1000 years, has attracted considerable interest, but remained unsolved. Here, we conducted phylogenetic analyses of explicitly sampled traditional cultivars of tree peonies and all wild species from the shrubby section Moutan of the genus Paeonia based on sequences of 14 fast-evolved chloroplast regions and 25 presumably single-copy nuclear markers identified from RNA-seq data. The phylogeny of the wild species inferred from the nuclear markers was fully resolved and largely congruent with morphology and classification. The incongruence between the nuclear and chloroplast trees suggested that there had been gene flow between the wild species. The comparison of nuclear and chloroplast phylogenies including cultivars showed that the cultivated tree peonies originated from homoploid hybridization among five wild species. Since the origin, thousands of cultivated varieties have spread worldwide, whereas four parental species are currently endangered or on the verge of extinction. The documentation of extensive homoploid hybridization involved in tree peony domestication provides new insights into the mechanisms underlying the origins of garden ornamentals and the way of preserving natural genetic resources through domestication.     

广西野生花卉资源的研究

记述了广西野生花卉资源的概况 ,5个基本特点和 6个主要类群。同时也对产地的自然环境作了简介 ,并对广西野生花卉的保护和开发提出了建议。广西野生花卉的 5个主要特点是 :花卉种类的丰富性、种质资源的珍贵性、生长基质的特殊性、草本性状的显著性和资源分布的不均性。其 6个主要类群是 :山茶科、杜鹃科、兰科、木兰科、百合科和苦苣苔科。     

云南省野生稻资源保存保护现状

1998年和1999年对云南省野生稻原生境进行考察,并结合云南野生稻的历史,阐述了云南野生稻的保护保存现状,云南野生稻原生境正在遭到严重的破坏,野生稻群体锐减,云南野生稻保护保存现状令人担忧.最后提出了保护保存云南野生稻资源的四点建议.     

云南食用蜜蜂种类调查及鉴定

在云南,人们有食用蜜蜂幼虫和蛹的习俗。市场上销售的蜜蜂幼虫和蛹多经热水烫过或煮过,因而缺少成虫形态,俗名易混用,食用种类长期未予明确。本文在市场调查的基础上,收集其中部分样品,通过形态学和mtDNA的COI基因部分序列初步鉴定其分类地位,以明确食用种类。结果表明,云南蜜蜂的食用集中在横断山脉南部地区,接受人群广泛,食用方式多样;云南食用本地分布的全部5种野生蜜蜂,包括东方蜜蜂(Apis cerana)、小蜜蜂(A.florea)、大蜜蜂(A.dorsata)、黑大蜜蜂(A.laboriosa)和黑小蜜蜂(A.andreniformis);基于COI序列构建的邻接法(NJ)和最大简约法(MP)系统发育树支持现有的蜜蜂属系统发育关系;现有的食用蜜蜂大多采集自野外,亟待开展遗传资源保护。本研究为食用蜜蜂的鉴定提供了数据支持,也为蜜蜂自然资源的利用和保护提供参考。