云南地区种子植物区系成分的地理分布格局及其聚类分析

以覆盖云南地区全境的种子植物分布信息为基础,结合GIS和聚类分析的方法探讨了云南地区植物区系成分的地理分布格局.结果表明,随着纬度的升高,世界分布成分所占的比重呈递增趋势,热带区系成分所占比重呈递减趋势,而温带区系成分所占比重则呈递增格局.聚类分析结果表明,在24.5°N左右,研究区域可分为南北两个部分.分界线以南,热带区系成分占优势地位,植被类型主要为热带区系性质强烈的山地雨林、季节雨林、季雨林和季风常绿阔叶林等;分界线以北,温带区系成分所占比重相对较高,甚至占主导地位,植被类型主要为具较强温带区系性质的硬叶常绿阔叶林、温性针叶林、针阔混交林和高寒草甸以及具强烈区系过渡性质的半湿润、湿性常绿阔叶林.该分界线与"田中线"不同,可能源于研究目标和内容的差异.

Abstract：

Based on all-around floristic information,and by using geographical information system and cluster analysis,this paper studied the spatial pattern of seed plant floristic elements in Yunnan Province of China.It was indicated that the proportions of cosmopolitan and temperate elements increased with increasing latitude,while those of tropical elements had a decreasing trend.Cluster analysis showed that the study area could be divided into two parts,with the latitude about 24.5°N as a division line.To the south of the line,the dominant flora was tropical elements,and the vegetation was dominated by tropical mountain rainforest,seasonal rain forest,monsoon rain forest,and monsoon evergreen broadleaved forest.To the north of the line,there were much greater proportions of temperate elements,and the vegetation was dominated by the evergreen,hard and broadleaved forest,temperate coniferous forest,coniferous and broadleaved mixed forest,alpine meadow,and evergreen broadleaved forest(moist or semi-moist,showing strong floristic transition).This division line was different from "Tanaka Line",possibly due to different study aims and contents.     

水稻品种多样性遗传分析与稻瘟病控制

以2个籼型杂交稻——汕优63(A)和汕优22(B)、2个地方糯稻品种——黄壳糯(C)和紫糯(D)和3个粳稻品种——合系41(E)、楚粳12(F)和8126(G)为材料进行抗病基因同源序列(Resistance Gene Analogue,RGA)遗传分析。结果表明,杂交稻品种间以及粳稻品种间的抗性遗传较为相似,其相似系数分别为0．86和0．84。糯稻品种间以及糯稻、杂交稻和粳稻间的抗性遗传差异较大,相似系数为0．45。聚类分析表明,RGA结果与品种的系谱来源相吻合,与品种的田间抗性基本一致。根据品种的抗性遗传差异、农艺性状和经济性状的不同,在云南籼稻区的建水和石屏县以及温暖粳稻区的泸西县分别选用5种(A／C、A／D、B／C、B／D和A／B)和2种(E／C和E／F／G)不同的品种组合进行品种多样性混合间栽控制稻瘟病田间试验,结果表明,抗性遗传差异大(相似性：0．45～0．77)的5个品种混合间栽组合对稻瘟病有极为显著的控制效果,尤其是在混合间栽中高度感病的优质地方稻品种稻瘟病的发病率、病情指数均有极显著的下降,防治效果达54．47％～92．18％;遗传差异较小(相似性：0．84～0．90)的2个混栽组合混栽对稻瘟病的控制效果不明显,稻瘟病的防治效果在15．12％～25．54％。此外,品种抗性遗传和株高差异大的品种组合具有显著的增产效果,与品种净栽相比,平均增产539．0～900．0kg／ha,增幅5．57％-10．38％;品种抗性遗传和株高相似的品种组合没有增产效果。     

稻瘟病菌含信号肽小蛋白的计算机分析

结合计算机技术和生物信息学的方法,采用组合的信号肽分析软件SignalPv3.0、TargetPv1.1、Big-PIpredictor、TMHMMv2.0和SecretomeP对已公布的1486个稻瘟菌(magnaporthegrisea)小蛋白基因的N-端氨基酸序列进行信号肽分析,同时系统分析了信号肽的类型及结构。分析结果表明,在1486个稻瘟病菌小蛋白中,119个具有N-端信号肽的典型分泌蛋白。其中116个具有分泌型信号肽,1个具RR-motif型信号肽,2个具信号肽酶II型信号肽。在稻瘟病菌基因组中,分泌型小蛋白的序列是高度趋异的,仅出现少数氨基酸组成完全一致的信号肽,为进一步确认具有相同信号肽的分泌蛋白是否具有同源性,分别用BLAST2SEQUENCES对具有相同信号肽的分泌蛋白进行了序列对比。结果表明,具有相同信号肽的分泌蛋白同源性非常高。同时还采用Sublocv1.0对1486个小蛋白的亚细胞位置进行了预测,结果显示小蛋白的可能功能场所包括细胞质、细胞外、线立体和细胞核,功能场所位于细胞核的小蛋白是最多的。     

也论"田中线"及其生物地理意义

利用大尺度的植物区系分布信息,通过统计检验,验证了田中线存在的真实性及其新的生物地理意义。结果表明:田中线对中国-日本植物区系分布类型、东亚植物区系分布区类型和热带亚洲区系分布类型在云南的分布均具有严格的限制意义,但对中国-喜马拉雅植物区系分布类型的分布缺乏严格的限制;同时,我们首次发现该生物地理对角线可能对中国特有属在云南的分布具有显著的限制作用;本研究不能证明田中线对云南地区种子植物区系成分的地理分布具有全局性的限制意义,有关田中线的真实性及其生物地理意义的研究有待进一步深入。     

植物病原细菌Pseudomonas syringae pv. tomato基因组中的信号肽分析

应用SignalP 3.0 对植物病原细菌Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000菌株基因组中的全部5 615个ORFs进行了分析,确定其中679个ORFs所编码蛋白质的N-端有信号肽序列,其中已经命名并有注释的有107个ORFs。信号肽的长度以19 ~31 个氨基酸居多,其中最多的是23 个氨基酸的信号肽。具有信号肽的ORFs编码蛋白的长度大多为101~400 个氨基酸之间。同时,对组成信号肽的氨基酸种类作了系统的分析,发现组成信号肽的氨基酸中非极性氨基酸占48.54%,极性氨基酸占18.67%,带负电荷氨基酸占24.54%,带正电荷氨基酸仅占8.00%,出现最多的3种氨基酸依次为亮氨酸、丙氨酸和丝氨酸,最少的氨基酸是异亮氨酸,在切割位点-1端的氨基酸中83.211%均为丙氨酸,在切割位点后3位的氨基酸中最多的氨基酸也是丙氨酸。通过分析确定628个分泌类信号肽,36个信号肽具有RR-motif的保守区段,15个脂蛋白类信号肽,未发现Prepilin-like 信号肽和Bacteriocin and Pheromone信号肽。     

元阳梯田地方水稻品种根部内生菌及根际微生物的分离与鉴定

采用组织分离法和土壤稀释涂板法,对元阳哈尼梯田2个地方品种‘月亮谷’和‘红脚老粳’的根部内生细菌及根际土壤细菌进行了分离,研究元阳梯田传统水稻品种特殊的内生菌组成.结果表明: 试验共得到399个菌株.经形态特征及生理生化鉴定,月亮谷根部和其根际土壤分别分离到8和5个属,其中5个属是共有的;红脚老粳的根部和其根际土壤中分别分离到10和7个属,其中6个属是共有的.经分子生物学鉴定,月亮谷根部分离到11个种和5个属,根际土壤分离到8个种和4个属,其中5个种和4个属是共有的;红脚老粳根部分离到9个种和5个属,根际土壤分离到10个种和3个属,其中4个种和2个属是共有的.通过分子生物学鉴定,大部分菌株都可以鉴定到种,而通过形态及生理生化特性只能初步鉴定到属,但两种方法在属层次上的鉴定结果基本一致.元阳地方水稻根部内生细菌及根际土壤细菌具有一定的种属同源性与特异性.     

SSR标记揭示的云南地方稻品种遗传多样性及其保育意义

为了探索水稻(Oryza sativa L.)地方品种的遗传多样性及其有效保育方法,对采自云南省17个村寨的82个水稻地方品种和3个国际常用的典型籼稻和粳稻品种进行了微卫星(SSR)分子标记的分析.利用19对SSR引物在85个水稻品种中共扩增出了83个基因型,其分子量变异在100～500 bp之间.基于各品种SSR基因型遗传相似系数聚类分析而获得的UPGMA树状图表明各水稻品种之间存在较大的遗传多样性,其相似系数变异在0.15～0.90之间.但这些地方品种的遗传多样性并非呈均等的地理分布.这85个水稻品种在相似系数为0.52之处分为二组,其中一组包括几乎所有的籼稻品种,而另一组包括全部的粳稻品种,表明SSR标记能很好揭示水稻籼-粳分化.同时,有些来自不同采集地的同名品种表现出一定的遗传差异,说明同名异物的现象存在.云南水稻地方品种具有丰富的遗传多样性,对其有效保育十分重要和迫切,但只有根据遗传多样性的水平和分布特点,采用正确的保育对策和取样方法才能确保对云南水稻地方品种的有效保育.结果进一步表明,选用适当的微卫星引物,可以为准确鉴定籼稻和粳稻品种及研究其进化规律提供有效的分子标记方法,并有利于有目标的水稻遗传资源保育和育种创新.     

禾谷镰刀菌基因组中含寄主靶向模体分泌蛋白功能的初步分析

基于生物信息学的方法,以SignalP v3.0、TargetP v1.01、Big-PI Predictor和TMHMM v2.0四个分析软件对禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schw.)全基因组的11 640个蛋白编码基因的N-端氨基酸序列进行信号肽分析,预测出606个潜在的分泌蛋白编码基因.通过对这些潜在的分泌蛋白进行MEME软件分析,发现其中有157个分泌蛋白的剪切点下游120氨基酸残基范围内具有一个保守的RXLX模体,其中有79个分泌蛋白具有可预测的功能性描述,包括FG00023.1具有与草酸盐氧化酶1有关的功能,FG01588.1具有与1,4-α-葡糖苷酶葡聚糖有关的功能,这些基因可作为禾谷镰刀菌致病相关的候选基因.其中FG04097.1编码的具有与丝氨酸型蛋白酶有关的功能在致病疫霉和疟原虫真核寄生物中具有相似保守的寄主靶标模体的效应蛋白中也观察到,但FG09127.1,FG05287.1编码的蛋白尚未被证明参与致病过程的研究报道.深入研究分泌蛋白将有助于明确植物与病原微生物互作的分子机制.利用禾谷镰刀菌基因组学研究成果,结合计算机技术和生物信息学的方法,分析其分泌蛋白组学,将有助于全面掌握其致病因子的结构与功能.对于这些蛋白功能的比较研究,将有利于对禾谷镰刀菌致病性的分子机制的探索,并为设计新的防治措施提供理论依据.     

SSR标记揭示的云南地方稻品种遗传多样性及其保育意义

为了探索水稻(Oryza　sativa　L.)地方品种的遗传多样性及其有效保育方法,对采自云南省17个村寨的82个水稻地方品种和3个国际常用的典型籼稻和粳稻品种进行了微卫星(SSR)分子标记的分析。利用19对SSR引物在85个水稻品种中共扩增出了83个基因型,其分子量变异在100～500　bp之间。基于各品种SSR基因型遗传相似系数聚类分析而获得的UPGMA树状图表明各水稻品种之间存在较大的遗传多样性,其相似系数变异在0.15～0.90之间。但这些地方品种的遗传多样性并非呈均等的地理分布。这85个水稻品种在相似系数为0.52之处分为二组,其中一组包括几乎所有的籼稻品种,而另一组包括全部的粳稻品种,表明SSR标记能很好揭示水稻籼-粳分化。同时,有些来自不同采集地的同名品种表现出一定的遗传差异,说明同名异物的现象存在。云南水稻地方品种具有丰富的遗传多样性,对其有效保育十分重要和迫切,　但只有根据遗传多样性的水平和分布特点,采用正确的保育对策和取样方法才能确保对云南水稻地方品种的有效保育。结果进一步表明,选用适当的微卫星引物,可以为准确鉴定籼稻和粳稻品种及研究其进化规律提供有效的分子标记方法,并有利于有目标的水稻遗传资源保育和育种创新。     

水稻品种多样性田间稻瘟病菌群体遗传结构分析

利用稻瘟病菌的一段倒位重复序列Pot2设计的一对引物,采用rep—PCR分子指纹技术对来自石屏县净种杂交稻田块、净种糯稻田块以及间种杂交稻糯稻田间的251个稻瘟病单孢分离菌株进行扩增．结果表明,所有供试菌株均分别扩增到9—17条DNA带,大小从400bp到23kb左右,但大多数带主要集中在5—10kb之间．所有菌株共扩增出的DNA指纹带中,约65％的为多态性DNA带,35％的为共同扩增带．将供试菌株扩增带诺进行聚类分析,比较间裁与净载田间病菌群体遗传结构的组成差异结果表明,在不同遗传相似水平,菌株遗传宗群复杂度与栽培方式有一定相关性。间栽田间病菌遗传宗群较净栽田问复杂,为3—5个,且优势宗群群不明显;而在净栽糯稻或净栽杂交稻田间遗传宗群较为简单,只有1—3个,且优势宗群明显．本试验结果证明水稻品种多样性有利于稻瘟病菌稳定化选择。