内蒙古草原小叶锦鸡儿遗传分化的研究

采用RAPD技术对内蒙古草原5个具较大地理跨度的小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)地理群的遗传多样性和遗传结构特点进行了研究。共检测到466个位点,多态位点463个,多态位点百分率(PPB)为99.36%;特有位点37个,占7.94%。Nei指数和Shannon指数都表明阿巴嘎旗小叶锦鸡儿地理群遗传多样性最高,其它地理群的遗传多样性有向东、向西降低的趋势。AMOVA得到的固定系数φst为0.055 26;基因分化系数Gst为0.067 3,用Shannon指数估算的地理群间变异比率(Hsp-Hpop)/Hsp为0.147 9,说明遗传变异主要存在于各地理群内部。地理群每代迁移数Nm为6.930 5,显示地理群间存在较强的基因流。Mantel检验表明5个小叶锦鸡儿地理群间遗传距离与地理距离有显著相关性。     

古尔班通古特沙漠荒漠肉苁蓉遗传多样性分析

为了全面了解古尔班通古特沙漠荒漠肉苁蓉居群分布的遗传多样性特点,本研究通过ISSR分子标记技术,利用Nei和Shannon等多样性指数对古尔班通古特沙漠中5个居群166个个体的荒漠肉苁蓉遗传多样性、荒漠肉苁蓉种群和种内的遗传多样性进行分析。在供试材料中,8个引物共扩增出144个多态位点,多态位点百分率达100%,5个居群的多态位点百分率差异在46.53%～77.78%之间。在物种水平上,Nei基因多样度(h)为0.260 4,Shannon多样性指数(I)是0.411 0。遗传变异分析表明,物种水平的居群间遗传分化系数Gst为0.222 2,居群间的基因流Nm为1.750 7。研究显示古尔班通古特沙漠中荒漠肉苁蓉多态位点比例高,各居群基因交流较多,不同居群间遗传变异并不明显,这些对肉从蓉资源有效地保护和利用具有重要意义。     

内蒙古高原小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、中间锦鸡儿(C. davazamcii)和柠条锦鸡儿(C. korshinskii)的遗传多样性及遗传关系

采用RAPD技术对10个具较大地理跨度的小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿种群的遗传多样性和遗传关系进行了研究.共检测到678个位点,多态条带比率(PPB)为100%;特有位点41个,占6.05%.总体上3种锦鸡儿的遗传多样性表现出自东向西递减的趋势,分析表明其与生长地点年均气温呈显著负相关.AMOVA表明:3种锦鸡儿种间变异只占总体变异的6.08%,且显著性检验表明这种变异不显著;种内种群间的变异占总变异的11.90%;总变异的主要部分来自种群内部(82.02%). 3种锦鸡儿各种群总体分析结果表明:种群内变异比率Hpop/Hsp为0.8013,基因分化系数Gst为0.1603,种群每代迁移数Nm为2.6192,显示种群间存在一定强度的基因流,3种锦鸡儿间表现为异交性.3种锦鸡儿多样性高低及种群聚类分布格局都表现出一定的地理连续性.     

利用ISSR标记对新疆梭梭遗传多样性的研究

利用ISSR分子标记对新疆梭梭8个居群、218个个体进行了遗传多样性的比较分析,在供试材料中,11个引物共扩增出222个多态位点,多态位点百分率为89.23%,8个居群的多态位点百分率差异在23.42%~45.05%之间,多态位点百分率最高的是乌苏居群,最低的为托克逊居群.遗传变异分析表明,物种水平的基因分化系数Gst为63.78.居群间的基因流Nm为0.284 0,Shannon多样性指数(I)为0.506 0,物种水平的Nei s基因多样度(H)为0.336 2.遗传分析表明乌苏居群和莫索湾居群有较近的遗传距离.     

濒危植物连香树居群的遗传多样性和遗传分化研究

利用ISSR分子标记技术对濒危植物连香树10个居群的遗传多样性和遗传变异进行了分析,结果表明:连香树物种水平遗传多样性较高,多态位点百分率(PPB)达到69.59%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.231 3和0.351 4;而在居群水平上,多态位点百分率(PPB)为30.61%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.115 6和0.173 3。遗传变异分析表明,居群间遗传分化程度高,遗传分化系数(GST)为0.500 3,居群间基因流Nm为0.527 3。Mantel检测,居群间的遗传距离和地理距离之间不存在显著的相关性。生境的片断化使居群间的基因流受阻,可能是导致居群间高遗传分化和居群水平低遗传多样性的主要原因。     

利用ISSR标记对新疆白梭梭居群的遗传多样性分析

利用ISSR分子标记对新疆白梭梭4个居群,105个个体进行了遗传多样性的比较分析。在供试材料中,11个引物共扩增出171个多态位点,多态位点百分率为84．85％,4个居群的多态位点百分率差异在33．92％．40．35％之间。Shannon多样性指数（I）为0．3518,物种水平的Nei基因多样度（h）为0．3482。遗传变异分析表明,物种水平的居群间遗传分化系数Gst为0．6238,居群间的基因流Nm为0．3016。遗传分析表明吐鲁番居群和甘家湖居群的遗传距离最近。     

苹果属山荆子遗传多样性的RAPD分析

采用RAPD分子标记对东北、华北地区山荆子8个天然居群的137株个体进行了遗传多样性研究,10个引物共得到72个扩增位点,其中多态性位点63个.多态位点百分率为87.50%,有效等位基因数(Ne)为1.602 1,Nei's基因多样性(H)为0.338 6,Shannon信息指数(J)为0.496 1,表明山荆子遗传多样性水平较高.基因流(Nm)为1.735 3,说明山荆子各居群间存在一定的基因交流.居群间基因分化系数(Gst)值为0.223 7,说明虽然山荆子居群的遗传变异主要存在于居群内,但各居群间也存在着较高的遗传分化.     

珍稀濒危植物夏蜡梅遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记技术,对濒危植物夏蜡梅10个居群的遗传多样性进行了分析.结果表明:夏蜡梅种的遗传多样性较高,多态位点百分率为73.08%,Shannon指数为0.3097,Nei指数为0.1987;而居群水平的遗传多样性较低,多态位点百分率平均为23.65%,Shannon指数平均为0.1251,Nei指数平均为0.0839.AMOVA分子差异分析显示:居群间遗传分化程度高,57.11%的变异存在于居群间,42.89%存在于居群内,基因分化系数(G_st)为0.5779;居群间的基因流为0.3651.生境的片断化使居群间的基因流受阻,可能是导致居群间高遗传分化和居群水平低遗传多样性的主要原因.10个居群间的平均遗传距离为0.1471.利用UPG-MA法对10个居群进行聚类,结果是天台县内的2个居群、临安市内的8个居群各组成一大类群.     

内蒙古地区刺叶柄棘豆(Oxytropis aciphylla Ledeb.)种群遗传多样性分析

用ISSR分子标记对内蒙古地区刺叶柄棘豆(Oxytorpis aciphylla Ledeb.) 5个地理种群进行了种群遗传多样性分析。结果表明：刺叶柄棘豆种群具有较高的遗传多样性,11个ISSR引物扩增出215条带,总的多态位点百分率为98.14%,Shannon多样性指数I=0.2108,Nei基因多样性指数 H=0.341 6,种内总基因多样性(H_t) 为0.2108,种群内基因多样性(H_s)为0.160 4, 大部分遗传变异(76.11%)的遗传变异存在于种群内, 23.89%的遗传变异存在于种群间。遗传分化系数(Gst)为0.238 9,基因流(Nm)为1.592 9。5个居群间已有遗传分化趋势,遗传漂变不会引起遗传分化。UPGMA遗传距离聚类结果表明, 5个地理种群中,植被类型为荒漠草原的4个种群之间遗传距离较近,与1个荒漠种群距离较远。     

水松自然种群和人工种群遗传多样性比较

采用ISSR分子标记技术分析水松不同起源种群的遗传多样性.结果表明:10条引物共检测出95个扩增位点,多态位点数占39.0%.与其他濒危裸子植物相比,水松的遗传多样性较低,遗传分化系数Gst为0.3982,基因流Nm仅0.3778,种群间存在一定程度的遗传分化,但种群内变异占主导地位;遗传距离与地理距离呈正相关关系.自然种群的多态位点百分率(P)、Nei的条带多样度(He)和Shannon信息指数(Ⅰ)平均值(39.3%、0.1499和0.2202)分别高于人工种群(30.7%、0.1265和0.1759).自然种群的遗传分化系数(Gst0.4513)和平均遗传距离(D=0.0301)也高于人工种群(Gst=0.3025,D=0.0192).     

中间锦鸡儿CiMYB68基因克隆及表达分析

该研究以中间锦鸡儿(Caragana intermedia)为材料,利用RACE技术克隆了CiMYB68基因的全长序列。对CiMYB68的基因组DNA和cDNA全长分析显示,CiMYB68基因无内含子,开放阅读框为852bp,编码284个氨基酸。预测CiMYB68基因编码的蛋白质等电点为8.95,分子量约为31 459.4Da。序列比对和系统进化分析表明,该蛋白和大豆的GmMYB68一致性最高,达到67%。构建了CiMYB68基因与GFP融合表达质粒,激光共聚焦显微镜观察发现,融合蛋白定位于细胞核。用实时荧光定量PCR技术对在不同胁迫条件下CiMYB68基因的表达检测结果表明,在干旱和低温处理下CiMYB68均受到不同程度的诱导,暗示CiMYB68基因可能与中间锦鸡儿响应逆境胁迫有关。     

中间锦鸡儿转录因子基因 CiNAC1的克隆及功能分析

NAC转录因子家族是植物特有的、最大的转录因子家族之一,在植物应答非生物胁迫和生长发育过程中有重要的功能。该研究通过PCR技术,克隆得到了中间锦鸡儿 CiNAC1基因1 066 bp的cDNA全长序列。生物信息学分析显示, CiNAC1基因的开放阅读框(ORF)为921 bp,编码306个氨基酸,推导的蛋白分子量为34.57 kD,等电点为8.35,是一种亲水性蛋白,N端具有保守的NAM结构域,具有26个磷酸化位点和7个糖基化位点。实时荧光定量PCR检测显示,中间锦鸡儿 CiNAC1基因表达受干旱、高盐、脱水、高pH诱导;亚细胞定位发现CiNAC1定位到细胞核中,这与它作为转录因子的功能是一致的;转CiNAC1基因拟南芥株系侧根数目显著多于野生型,根长也明显比野生型长。研究认为, CiNAC1基因可能与中间锦鸡儿响应逆境胁迫机制有关。     

荒漠草原中间锦鸡儿冠层截留特征

以荒漠草原人工中间锦鸡儿（Caragana intermedia）为研究对象,利用2016-2017年监测获取的26次降雨事件,对比分析了两组灌丛（自然组和人工组）的冠层截留特征。结果表明：（1）试验期间共观测到有效降雨33次,总降雨量为251 mm,次平均降雨量和降雨强度分别为7.6 mm和1.14 mm/h,以雨量<2 mm,雨强<1 mm/h和降雨历时2-5 h的降雨出现次数最多;（2）自然组和人工组中间锦鸡儿平均截留量分别为1.11 mm和0.72 mm,平均截留率分别为24.81%和15.95%,两组灌丛截留存在极显著差异（P < 0.01）;（3）在雨量级>15 mm时,自然组（4.57%,CV=73.38%）和人工组（5.25%,CV=51.96%）平均截留率变异性相差最大;（4）自然组和人工组截留量与降雨量,降雨历时和降雨强度之间的关系可以用幂函数描述,截留率与三者的关系均用指数函数描述较好。在降雨特征相同的情况下,灌丛形态特征是影响中间锦鸡儿冠层截留的关键因素。     

中间锦鸡儿CiPUB22基因克隆与功能分析

中间锦鸡儿(Caragana intermedia)耐旱、耐寒、耐盐碱,是西北干旱地区的重要固沙灌木,筛选其优良抗逆境基因,可以作为林草基因工程的基因源。该研究在中间锦鸡儿干旱胁迫转录组文库中找到1条CiPUB22 (plant U box 22)基因的cDNA全长序列,CiPUB22基因包括1 260 bp开放阅读框,编码419个氨基酸。实时荧光定量PCR结果表明,在脱水、盐和ABA处理1 h后CiPUB22基因表达量上升并达到最高水平,分别为对照表达量的12倍、35倍和7倍,干旱处理后12 d达到最高值,为对照的2.5倍,表明CiPUB22的转录水平受非生物胁迫诱导。构建CiPUB22基因的过表达载体并转化野生型拟南芥,对转基因纯合体株系抗逆性分析发现,在150 mmol/L NaCl、1 μmol/L ABA和400 mmol/L甘露醇处理下,过表达株系的萌发率均低于野生型,说明过表达CiPUB22基因降低了拟南芥在种子萌发过程中对盐和渗透胁迫的耐受性。     

柠条锦鸡儿CkLEA4基因克隆及表达分析

LEA蛋白是一种与植物抗逆相关的胚胎发育晚期丰富蛋白。该研究从已构建的柠条锦鸡儿干旱胁迫抑制削减杂交文库中筛选到1条LEA蛋白编码基因的部分序列,用RACE技术扩增得到该基因cDNA全长并对其进行了克隆。测序表明该基因cDNA长870bp,其中开放阅读框长510bp,编码169个氨基酸,推测蛋白分子量为17.03kD,等电点为9.3,是一种亲水蛋白。序列比对和系统进化分析表明,该基因属于LEA4基因家族成员,命名为CkLEA4。实时荧光定量PCR检测发现,CkLEA4基因在干旱、ABA和NaCl处理下均受到不同程度的诱导,说明CkLEA4基因可能与柠条锦鸡儿响应逆境胁迫有关。     

柠条锦鸡儿F3H基因克隆及功能分析

柠条锦鸡儿为豆科灌木,对各种环境胁迫具有较强的适应能力,类黄酮是天然的抗氧化剂,花青素属类黄酮化合物,逆境胁迫会影响植物体内花青素的合成,而黄烷酮3-羟化酶(F3H)是花青素生物合成所必需的一种关键酶。该研究成功分离克隆了柠条锦鸡儿的F3H基因,命名为CkF3H。CkF3H基因的开放阅读框(ORF)为1095 bp,编码364个氨基酸,推测的蛋白质分子量为41.3 kDa,理论等电点为5.9。生物信息学分析发现,CkF3H基因序列与其它植物F3H有较高的一致性,推测CkF3H蛋白与其它植物F3H蛋白具有相似的功能。利用染色体步移法克隆得到CkF3H起始密码子ATG上游468 bp的启动子序列,PlantCARE软件分析表明,该序列具有启动子的基本元件CAAT-box和TATA-box以及多种与逆境胁迫相关的顺式调控元件。实时荧光定量PCR分析表明,CkF3H在柠条的根、茎和叶中均有表达,没有组织特异性;CkF3H的表达受低温、高盐、干旱和高温胁迫的诱导,并且在低温胁迫下,CkF3H的表达还受到光周期的影响。综上所述,研究结果表明CkF3H基因在柠条锦鸡儿适应低温、高盐、干旱和高温胁迫的过程中发挥作用。     

中间锦鸡儿WRKY75基因对拟南芥耐受盐和ABA能力的影响

该研究从旱生灌木中间锦鸡儿中克隆得到1个CiWRKY75基因。序列分析显示,CiWRKY75开放阅读框长570bp,编码189个氨基酸,含有1个WRKYGQK基序和1个C2H2型锌指结构,属于第二类WRKY转录因子。亚细胞定位显示,CiWRKY75定位于细胞核。实时荧光定量PCR检测表明,CiWRKY75基因的表达受盐胁迫和ABA诱导。在拟南芥中过量表达CiWRKY75后,与野生型拟南芥相比,转基因株系种子的萌发率在盐胁迫下降低,并且对盐胁迫的耐受能力明显减弱;ABA处理下,2个转基因株系的种子萌发率(10.3%、9.6%)较野生型(25.9%)明显降低。研究表明,CiWRKY75是中间锦鸡儿对盐和ABA响应的重要调控因子。     

锦鸡儿(Caragana sinica(Buchoz) Rehd)传粉生物学研究

对唐家河国家自然保护区内锦鸡儿(Caragana sinica(Buchoz)Rehd)的花期、访问者、有效传粉者种类及行为、花蜜分泌节律和繁育系统等进行定点观察和实验处理。结果表明:锦鸡儿单花花期约5d,种群花期约20d。拥有以吸蜜为主的条蜂属(Anthophora)、熊蜂属(Bombus)和太阳鸟属(Aethopyga)3种传粉者功能群。综合访花频率和花粉落置数,茜条蜂(Pyganthophora rubricus Dours)和蓝喉太阳鸟(Aethopyga gouldiae)为主要有效传粉者,熊蜂(Bombus)为次要有效传粉者;蚂蚁(formicidae)和西方蜜蜂(Apis mellifera Linnaeus)为主要盗蜜者。套袋处理结果表明,花蜜分泌日变化中,最大花蜜量发生在16:00左右;花蜜随单花花期变化中,花蜜体积最大发生于单花第5天;分泌均呈递增趋势。花蜜分泌节律与访花频率呈正相关。繁育系统检测显示,花粉胚珠比为3779±320.92,柱头最适可授期在开花第2—3天;结合不同授粉处理表明:锦鸡儿自交不亲和,需要传粉者,为蜂媒兼鸟媒植物。     

柠条锦鸡儿小叶解剖结构的环境分异性研究

以巴丹吉林、腾格里、乌兰布和及库布齐沙漠的柠条锦鸡儿成熟叶片为研究对象,采用石蜡切片法,观察叶的横切结构,使用Motic Images Plus 2测定叶片厚度、栅栏组织细胞长和上、下表皮厚度等指标,分析比较4个沙漠的柠条锦鸡儿小叶解剖结构差异。结果表明:(1)生长环境不同,柠条锦鸡儿小叶在表皮、叶肉和叶脉结构上都存在差异,以巴丹吉林沙漠与库布齐沙漠的差异性最为显著。(2)干旱环境下,叶片变小、变厚,栅栏组织和维管束组织更为发达,巴丹吉林沙漠最为干旱,叶片最厚,栅栏组织细胞层数最多、细胞最长,导管列数最多;库布齐沙漠水分条件最好,叶片最薄,栅栏组织细胞最短且层数最少,导管列数最少。(3)对柠条锦鸡儿小叶解剖结构的各项指标与环境参数进行相关分析发现,温度和降水是影响柠条锦鸡儿小叶解剖结构变化的主要因素。     

不同林龄柠条细根现存量比较

采用微根管技术(Minirhizotron technique)对晋西北黄土丘陵区幼林(5a)与成林(30a)柠条(Caragana korshinskii)细根动态进行了为期5a的原位观测。基于2008—2011年的观测数据,对两林龄柠条不同土层细根现存量动态进行了比较研究,并探讨了两林龄柠条细根现存量与不同年际间水热条件的差异。结果表明:在0—100 cm土壤剖面,柠条幼林与成林细根现存量的峰值均位于50 cm土层以下,成林细根现存量峰值位于50—60 cm土层,幼林细根现存量峰值则从观测期初的90—100 cm土层到观测期末的80—90 cm土层。各观测年内,两林地各土层每年生长季初(3—4月)会出现细根现存量的积累;30—100 cm土层中,幼林细根最大现存量出现时间均较成林早,而生长季末(9—10月),所有土层幼林细根现存量下降均较成林快。柠条细根现存量的垂直分布主要受土壤水分影响,季节变化受温度的影响更大,年际间细根现存量的差异主要是由于年降雨量变化;幼林细根现存量受降水、土壤水分、土壤温度等的影响比成林大。