基于野外调查和同质种植园实验的芦苇植物功能性状变异研究

研究表型可塑性和遗传变异在植物表型分化中的相对作用,有助于预测全球环境变化下的植物群落组成和生态系统功能的变化。芦苇（Phragmites australis）是全球性广布的草本植物,种内变异丰富,在我国西北和东部均存在多个分化稳定的生态型,但中国芦苇在更大尺度上的表型研究还非常匮乏。将位于黄河上游的宁夏平原和黄河下游的黄河三角洲作为研究区域,通过野外调查和同质种植园实验对芦苇自然种群的植物功能性状变异进行观测。结果表明,无论在野外还是同质种植园,黄河三角洲芦苇的基径、叶长和叶宽均显著大于宁夏平原芦苇,说明两个地区的芦苇种群之间存在着受遗传决定的表型分化,这可能与两个地区间的降水等气候差异有关。在野外,宁夏芦苇的株高和叶厚显著大于黄河三角洲芦苇,但在同质园中差异消失或相反,说明株高、叶厚受环境影响较大,表型可塑性也是芦苇适应环境变化的重要机制。在同质种植园中,宁夏平原芦苇的叶片氮磷含量较低,但株数却显著多于黄河三角洲芦苇,反映了不同地区芦苇之间存在不同的适应策略,宁夏平原芦苇更偏向于高扩散率的杂草策略,而黄河三角洲芦苇更偏向于竞争策略。此外,宁夏平原芦苇的株高、叶长两个性状以及基径-比叶面积相关性在野外和同质园两个环境中存在一致性,表明了性状变异和权衡策略的遗传稳定性。综上,位于黄河上下游的芦苇种群间存在着适应性分化,这是表型可塑性和遗传变异共同作用的结果,不同来源芦苇对全球变化下的多重环境因子的响应还需要进一步研究。     

海南地区与环渤海湾美人鱼发光杆菌美人鱼亚种水产动物分离株的表型与遗传特征分析

美人鱼发光杆菌美人鱼亚种（Photobacterium damselae subsp.damselae,PDD）是一种广泛分布于海洋环境内的重要病原菌,可导致多种海洋生物患病死亡,近年来在我国不同养殖区域内均有发现和报道。[目的] 通过生理代谢表型、毒力基因分布和分子遗传分析,系统比较我国海南地区和环渤海湾不同株系PDD的表型与遗传多样性特征。[方法] 使用选择性培养基测定PDD的蔗糖发酵能力、运动性、溶血性和磷脂酶活性;通过PCR检测质粒pPHDD1复制起始点基因pPHDD1 replication origin和毒力基因dly,hlyA_pl,hlyA_ch,plpV;基于toxR基因序列构建系统发育树,分析16株PDD的遗传关系。[结果] 4株PDD蔗糖发酵测试呈阳性,12株PDD蔗糖发酵测试呈阴性。不同株系PDD运动能力存在显著差异,其中环渤海湾分离株Pdd1608、Pdd2009和Pdd1704的运动能力较强。仅有环渤海湾分离株Pdd1608表现为强溶血性、强磷脂酶活性;海南地区分离株Pdd1612和Pdd0912表现为弱溶血性、无磷脂酶活性;其余菌株表现为弱溶血性、弱磷脂酶活性。菌株Pdd1608的毒力基因谱为pPHDD1 replication origin-dly-hlyA_p-hlyA_ch-plpV,其余菌株的毒力基因谱为hlyA_ch-plpV。系统发育分析揭示不同株系PDD具有高度的遗传多样性。[结论] 流行于海南地区和环渤海湾的PDD可能都由多克隆种群组成,它们具有复杂的表型特征、相似的毒力基因分布和高度的遗传多样性。     

梁王山大花香水月季居群表型多样性分析

以云南省澄江市梁王山一带3个大花香水月季居群240个个体为研究对象,采用巢式方差分析、表型变异系数分析、Pearson相关性分析等方法,对大花香水月季的花、叶等16个表型性状进行分析。结果表明:大花香水月季居群内和居群间均存在丰富的表型多样性,表型分化系数在-1.51%～26.18%之间,在较近的距离内,居群内多样性远高于居群间多样性。表型性状在居群内的平均变异系数为13.62%,离散程度相对较低,其中,变异系数最大的是花梗长,最小的是花瓣长宽比。相关性分析发现,大多数花部性状间、叶部性状间相关性较强,但花部性状与叶部性状之间相关性较低甚至不相关。     

基于蛋白质二级结构热稳定性的正交方法

对蛋白质热稳定性的研究是解析蛋白高级结构,开发蛋白功能及新药物研发过程中的一个重要环节,是对其结构分析的一个重要关切点。观测蛋白质的圆二色光谱随温度程序变化而改变是研究其热稳定性的常用手段,传统的实验方法为选用某一单波长作为测试点,通过连续升温测试蛋白在单波长下的圆二色变温曲线,然后拟合出Tm值,此方法所得的信息有限,并且如何选取该单波长点是一个有争论的问题。本实验开发和优化了蛋白质二级结构热稳定性测试的一种正交方法,以牛血清蛋白及血红蛋白为研究对象,利用180-260 nm范围内的圆二色全光谱热变性测试来考察蛋白质构象随温度的变化而改变的过程。结果显示,当吸光度在合适的范围内,蛋白的热变性中点温度(Tm值)不受浓度的影响。作为对比,在180-260 nm范围内采用单波长法重复牛血清蛋白的热变性测试,结果表明,除了端点和交叉点外,其余波长的单点法的结果与全光谱正交法所测出的蛋白的Tm值是一致的,说明此两种方法在Tm值的测定上都是可靠的。以上通过对两种方法的全面对比发现,全光谱正交法不仅可以测定选定范围的每个波长的变温曲线,而且可以观测蛋白质的整体结构热变性过程,而用单波长法在同样的实验时间不能有效地记录蛋白构象在热变性过程中的变化过程。     

沙生植物沙鞭不同居群形态变异研究

以沙鞭(Psammochloa villosa Bor.)20个自然居群为研究对象,对其株高、花序长度、旗叶长度、旗叶宽度和小穗长度等12个表型性状进行形态变异研究。结果显示,12个性状群体间F值为1.832~8.958,达到显著或极显著水平,表明沙鞭不同居群表型性状存在广泛变异,且变异程度各不相同;主成分分析结果显示,前4个主成分代表了沙鞭形态多样性的82.277%,其中旗叶长度、旗叶宽度、颖片长度、小穗长度等是造成不同居群表型性状差异的主要因素;依据欧式距离对参试居群进行的UPGMA聚类分析结果表明,当遗传距离为20.5时,可以将20个沙鞭野生居群划分为两类,且各表型性状并没有依居群地理分布而聚类。     

喜旱莲子草对模拟全天增温的可塑性: 引入地和原产地种群的比较

植物可以通过关键功能性状的表型可塑性来适应气候变暖背景下环境温度的增加。表型可塑性增强进化假说(evolution of increased phenotypic plasticity hypothesis)认为外来植物在引入地进化出了更强的表型可塑性。以往对该假说的验证多集中于外来植物对光照、水分、养分、邻体以及天敌等的可塑性进化, 而对增温条件下植物生长和功能性状可塑性进化的研究相对较少。仅有的几项研究多集中在温带地区, 且多集中于研究植物生长相关的性状, 而对植物的抗性和草食作用对增温的响应的关注相对较少。本研究采用同质园实验比较了喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)引入地(中国)和原产地(阿根廷)各8个种群的生物量、功能性状和草食作用在热带地区(广州市增城区)对模拟全天增温2℃的响应差异。结果表明: (1)模拟全天增温显著降低了喜旱莲子草总生物量(-7.8%)、贮藏根生物量(-12.8%)、分枝强度(-11.6%)和茎端取食率(-34.4%)。(2)模拟全天增温造成的引入地种群总生物量降低幅度大于原产地种群; 模拟全天增温使引入地种群的比茎长和茎端取食率降低, 而原产地种群则相反。(3)无论是否模拟全天增温, 引入地种群的贮藏根生物量(+31.5%)、分枝强度(+38.5%)、比茎长(+30.2%)、根冠比(+24.5%)和比叶面积(+20.0%)均高于原产地种群, 茎端取食率则低于原产地种群(-35.8%)。这些结果表明, 热带地区全天增温2℃对喜旱莲子草是一种胁迫; 引入地种群的生物量对模拟全天增温2℃的响应更强, 而其株形相关性状(比茎长)和草食作用(茎端取食率)对模拟全天增温的可塑性方向与原产地种群相反。由于引入地种群在热带地区模拟全天增温条件下生物量的下降和草食作用的增加明显高于原产地种群, 因此在未来全球气候变暖的背景下, 热带地区温度升高可能不利于喜旱莲子草种群多度的增加。     

喜旱莲子草在青藏高原对模拟增温的可塑性: 引入地和原产地种群的比较

气候变暖背景下植物可通过关键性状的表型可塑性来适应环境温度的增加。表型可塑性增强进化假说预测定植到新环境中的入侵植物种群具有演化出更强表型可塑性的潜力。此前对可塑性进化的研究涵盖了外来植物性状对水分条件、光照变化、土壤养分、邻体根系以及天敌防御等的响应, 而较少有研究关注增温条件下植物重要性状的可塑性进化。已有的部分研究多集中在温带和热带地区, 而较少关注入侵植物在高寒地区对增温的响应; 且研究多集中在植物生长相关性状, 较少关注功能性状和防御性状。本研究采用同质园实验比较了喜旱莲子草6个引入地(中国)种群和6个原产地(阿根廷)种群, 在西藏拉萨模拟全天增温2℃处理下的适合度性状、功能性状和防御性状的响应差异。结果表明: (1)高寒地区模拟全天增温显著提高了喜旱莲子草总生物量(+36.4%)、地上生物量(+34.5%)、贮藏根生物量(+51.4%)和毛根生物量(+33.6%), 降低了分枝强度(-19.8%)和比茎长(-30.2%); (2)模拟全天增温使引入地种群的比叶面积和黄酮含量增加, 而原产地种群则相反。这些结果表明高寒地区全天增温2℃对喜旱莲子草可能是一种有利条件。引入地种群的适合度性状对模拟全天增温2℃的响应比原产地种群更强, 而其光能利用相关性状和防御性状的响应可能提升了其在高寒地区的适合度。因此, 在未来全球气候变暖的背景下, 高寒地区温度升高可能更有利于喜旱莲子草引入地种群的定植和扩散。     

人成体心源间充质样细胞表型分析及向心脏谱系诱导分化潜能的研究

目的探讨成人心源性间充质样细胞 (CDMCs)的分子表型及向心脏谱系的分化潜能。方法实验分为:不同培养时间CDMCs (第3、5、7代),并以脐带间充质干细胞 (UCMSCs)为对照。分析各细胞分子表型并向心脏谱系诱导分化。显微镜观察细胞形态;计算生长倍增时间并绘制细胞生长曲线;流式细胞术分析表面标志抗原表达;实时定量PCR和Western blot分别测干细胞多能分子及组织特异性分子mRNA和蛋白表达。结果采用重复测量资料方差分析、单因素方差分析和配对t检验。结果 CDMCs具有UCMSCs形态特征与增殖能力,体外培养1 ~ 7 d,与UCMSCs比较,P3、5、7代CDMCs增殖能力差异无统计学意义 (P> 0.05)。与UCMSCs相比,不同培养时间CDMCs表面标志抗原 (CD90)表达 (冻存前:97.13%±2.00%比59.87%±34.14%、38.83%±11.04%、34.77±14.78%;冻存后:99.83%±0.17%比56.00%±19.47%、47.48±11.88%、41.15±8.68%)降低(P< 0.05)。与UCMSCs相比,不同培养时间CDMCs中Rex1 (0.00±0.00比0.68±0.50、0.29±0.17、0.38±0.50)、Oct3/4 (1.00±0.02比5.28±0.78、3.88±0.95、3.63±0.34)、Nanog(1.00±0.16比7.57±4.69、5.40±3.58、5.34±0.76)以及心脏特异转录因子Nkx2.5 (1.00±0.12比30.60±22.43、19.69±9.65、8.82±4.94)、Gata4 (1.00±0.85比60467±25266、44350±25800、35067±23113)表达均增高,差异有统计学意义 (P均< 0.05)。与诱导前比较,向心肌诱导分化15 d后,不同培养时间CDMCs中cTnT蛋白表达水平 (0.40±0.13比0.98±0.16、0.38±0.18 比0.69±0.15、0.17±0.11比0.70±0.17)增高 (P< 0.05)。结论 CDMCs不仅具备部分干细胞和间充质细胞表型,还具有心脏组织特异性。其具备心脏谱系分化潜能,心肌细胞分化能力可能优于UCMSCs。     

重庆大豆地方资源多样性评价及群体表型特点研究

对收集于重庆市的103份大豆地方品种进行了表型遗传多样性分析,并利用主成分分析和聚类分析对其进行了群体表型特点的研究,研究结果表明,重庆地区大豆地方种质资源以灰色茸毛、黄粒、褐色脐居多,个体之间数量性状上存在较大变异。主成分分析以3个主成分反映了10个农艺性状的大部分信息,将主要农艺性状归纳成产量因子、生长势因子及籽粒因子。聚类分析将103份地方种质资源聚为6个类群, 同一地区的大部分地方品种表现较为相似,少部分地方品种差异大,品种类群间的表型分化与地理分布既有一定的联系又不绝对相关。利用这些种质选配育种亲本应关注各类群间性状差异作选择,而不能仅关注地理来源选择。     

鹰嘴豆种质资源对Ascochyta rabiei的抗性评价及遗传多态性分析

以25 个鹰嘴豆品系为试验材料,通过叶面喷雾的方式进行Ascochyta rabiei菌悬液室内外人工接种,评价不同鹰嘴豆种质资源的抗病性;同时利用RAPD方法进行基因型鉴定,采用NTSYSpc 2.10t软件对分子标记结果进行遗传相似性的统计分析并建立各品系间的亲缘关系聚类图,探讨不同鹰嘴豆品系对A.rabiei抗性与遗传多态性间的关系。通过室内和田间鹰嘴豆抗A.rabiei鉴定结果综合分析表明：在25个鹰嘴豆供试品系中,“系选 03”和“216”品系均表现出稳定抗性特性;北园春品系表现出稳定中抗特性。通过RAPD多态性引物对这25 个供试品系进行PCR扩增,共获得129 个扩增条带,其中多态性条带共有67 条,多态性比例达51.94%,遗传相似系数为0.3731-0.9254。结合抗病性和遗传多态性,经方差分析表明,本研究所采用的鹰嘴豆品系对A.rabiei的抗性强弱与其遗传相似性之间无显著相关性。