利用多基因序列探讨稻属药稻复合体二倍体物种的系统发育关系

稻属药稻复合体Oryza officinalis complex中有5个二倍体物种,涉及B、C和E3个染色体组,分布在亚洲、非洲和大洋洲。其中,O.australiensis是稻属中惟一含E染色体组的物种;O.punctata则是惟一含B染色体组的物种。虽然O.officinalis、O.rhizomatis和O.eichingeri都含C染色体组,但由于它们间断分布在亚洲和非洲,可能在稻属异源多倍体成种中发挥了不同作用。染色体组B、C和E之间,以及上述二倍体物种之间的系统发育关系及其在稻属多倍体物种形成     

基于叶绿体单倍型的山东丹参居群遗传结构分析

依据叶绿体psbA-trnH基因间隔区的序列多态对来自山东地区丹参的3个自然居群和1个栽培居群进行了遗传结构研究.结果显示,80个供试材料中共有10种单倍型,核苷酸多样性为0.024,叶绿体DNA单倍型进化分支分析把10种单倍型分为2大支,但每支都由4个居群的单倍型共同构成;Nei多样性指数为0.284,Shannon信息指数为0.406,多态位点百分比率为70%;4个居群总基因多样性为0.905,居群内平均基因多样性指数为0.747,遗传分化系数为0.175;不同居群间的遗传分化系数为0.017～0.199,基因流为2.013～28.912;AMOVA分析揭示居群间只有5%的遗传差异.研究结果表明,山东丹参遗传多样性水平较高,但由于彼此较高的基因交流,居群间遗传分化水平低,仅有的遗传差异主要存在于居群内;另外,序列谱系关系分析表明山东栽培丹参来源复杂且具有丰富的遗传多样性.     

稻属多倍体的研究历史及存在问题

稻属Oryza隶属于禾本科Poaceae稻亚科Oryzoideae稻族Oryzeae, 包括20多个种, 其中近1/2的种类为异源多倍体植物。这些多倍体不但数量多而且涉及BC、CD、HJ和HK等多种染色体组构成, 广泛分布于热带亚洲、非洲、大洋洲和拉丁美洲。由于具有重要的经济和理论研究价值, 稻属植物一直在植物学研究中备受瞩目。相应地, 稻属多倍体植物的研究也积累了丰富的资料。本文通过回顾以往对稻属植物的研究历史, 特别关注有关多倍体的研究, 结合我们最近的研究总结了稻属多倍体分类和系统发育关系研究的最新进展, 同时对稻属多倍体研究中存在的问题及未来研究方向进行了讨论。     

盗蜜对角蒿传粉者行为和生殖成功的影响

一些研究显示盗蜜对自交植物的结实和结籽没有显著影响。然而, 对于既有传粉者为其传粉实现异交又能通过自交实现生殖保障的兼性自交植物来说, 盗蜜对其生殖的影响还知之甚少。由于兼性自交植物可以自交, 盗蜜对其总体结实可能不会有显著影响, 但可能会通过影响传粉者行为而影响传粉者介导的结实。为了验证这一假说, 本研究以兼性自交的一年生角蒿(Invarvillea sinensis var. sinensis)为研究材料, 通过野外调查和控制实验, 探讨了盗蜜对传粉者介导的结实(传粉者行为)和总体结实率的影响。结果表明: 角蒿的盗蜜者和主要传粉者相同, 均为密林熊蜂(Bombus patagiatus)。熊蜂盗蜜频率平均为20.24% (范围为0-51.43%)。盗蜜对角蒿总体结实率、每果结籽数和每果种子重量没有显著影响。然而, 被盗蜜花的柱头闭合比率显著高于未被盗蜜花, 说明盗蜜影响传粉者的访花行为和传粉者介导的结实率。另外, 被盗蜜花的高度显著高于未被盗蜜花, 说明盗蜜者倾向于从较大较高的花上盗蜜。这些结果为全面认识盗蜜对植物生殖的影响提供了新的信息。     

药用野生稻GBSS基因的系统发育及组织特异性表达

淀粉作为主要的碳水化合物在储藏能量方面发挥至关重要的作用。颗粒结合型淀粉合酶(GBSS)与直链淀粉的合成息息相关。尽管该酶的编码基因已在许多栽培植物中被分离和确定, 但有关它们在作物野生近缘种中的序列分歧和表达的研究却相对较少。该研究以药用野生稻(Oryza officinalis)为研究对象, 定性和定量地分析了GBSS编码基因的序列特点、与其它植物同源基因的进化关系以及在叶和种子中的表达情况。系统发育分析表明, 该酶在禾本科植物中分别由GBSSI和GBSSII基因编码。在药用野生稻中, 这2种基因所编码蛋白的氨基酸序列一致性为62%, 并且它们在不同器官内呈现时空分化表达, 其中GBSSI在种子中超强表达, GBSSII则主要在叶片表达。     

吉祥草的花部器官发生及其系统学意义

利用扫描电镜（SEM）观察了吉祥草（Reineckia carnea）（铃兰科）的花部器官发生发育过程。吉祥草花被片、雄蕊的发生方式是由近轴端向远轴端发生的逆单向型（reversed unidirection）,花发育后期花被片合生形成花被筒,花丝与之贴生。伴随花被片、雄蕊发生,三枚心皮也由近轴向远轴方向相继发生,随后彼此合生发育。花序顶部的花易发生花器官数目变异。结合早期花原基形态以及花器官数目变异情况分析,吉祥草的花被片与雄蕊可能是由共同原基分化而成。从花部器官发生式样和花被筒形成时间两方面比较吉祥草属、白穗花属和铃兰属的特征发现,三属中,铃兰属处于相对进化的位置,而白穗花属比吉祥草属更为原始。     

白穗花有性器官与胚胎发育形态的研究

利用石蜡切片技术对白穗花(Speirantha gardenii (Hook.) Baill.)胚胎发育过程进行了显微观察。研究结果表明: 白穗 花具四室花药, 腺质绒毡层; 小孢子母细胞减数分裂为连续型, 四分体主要为左右对称型, 偶有直线型、T型和交互对生型; 成熟花粉为二细胞型; 子房三室, 中轴胎座; 倒生胚珠, 双珠被, 厚珠心型, 珠孔由内珠被形成; 胚囊的发育为蓼型; 胚的发育类型为柳叶菜型, 核型胚乳。根据已有的胚胎学资料, 比较白穗花和铃兰族(Convallarieae)其它植物的胚胎学特征, 结果显示: (1) 白穗花属(Speirantha Baker)与蜘蛛抱蛋属(Aspidistra Ker-Gawler)的胚胎学特征更为接近, 二者可能起源于共同的祖先; (2) 夏须草属(Theropogon Maxim.)是铃兰族的异质类群。     

植物颗粒结合淀粉合酶GBSS基因家族的进化

为全面理解植物颗粒结合淀粉合酶(GBSS)基因在植物中的进化模式并重建其进化历史, 利用20种陆生植物和2种藻类植物的基因组数据, 通过生物信息学手段, 深入挖掘和分析植物类群基因组中GBSS基因家族的构成和基因特点, 推测其可能的扩增和丢失规律。结果共识别42条同源序列。系统发育和进化分析表明, GBSS基因起源古老, 可能在所有绿色植物的祖先中就已经出现, 之后在进化过程中不断发生谱系的特异扩张和拷贝丢失, 并最终通过功能分化的形式在植物类群中被固定。     

种子植物抗细胞凋亡DAD基因的演化

抗细胞凋亡基因(DAD)是一个高度保守的细胞凋亡抑制基因,在植物生长发育中承担重要功能。为全面了解DAD基因在种子植物中的分布和演化规律,该文利用31种植物的全基因组数据,通过生物信息学手段,深入探讨和分析了不同植物类群中DAD基因的拷贝数目、基因结构和染色体定位,并综合另外7种裸子植物的转录组数据探讨了其在种子植物中的演化趋势。结果表明,DAD基因属于低拷贝基因,在不同种子植物中只具有1–3个拷贝;不同DAD基因编码的氨基酸长度在108–170 aa之间变动。同线性和系统发育分析进一步表明,种子植物DAD基因的演化具有明显的谱系特异性。随机复制和染色体大片段复制及其随后的基因丢失可能是其维持低拷贝的重要方式。