巨枝叶绿体基因组密码子偏好性分析

该文针对巨桉叶绿体基因组序列,选取其中长于300 nt且以AUG为起始密码子的43个非重复基因作为研究对象,采用CodonW1.4.2软件分析巨桉叶绿体基因组的密码子使用偏好性。结果表明:第3位密码子的平均GC含量为27.97%; ENC的变化范围为39.49～61.00,平均为47.04; RSCU1的密码子有31个,其中29个以A/U结尾;中性分析显示,GC12与GC3无显著相关;回归分析未达到显著性水平; ENCplot分析发现,大部分基因落在曲线上或附近;对应分析表明第1轴的贡献率为17.68%,第2轴的贡献率为11.49%,第3轴、第4轴的贡献率分别为8.00%和5.76%,前4轴累计贡献率达42.93%,第1轴与GC、ENC、CAI达到极显著相关。上述分析结果表明,巨桉叶绿体基因组的密码子偏好较弱,密码子第3位偏好以A或U结尾,选择和突变在巨桉叶绿体基因组密码子偏好中起相对均衡的作用,最终确定UUG、CUU、GUU、UCC、UCA、ACA、UAU、UAA、CAU、AAU、AGA和GGA 12个高频高表达密码子为最优密码子。这为转化叶绿体基因密码子优化,提高表达效率和改良巨桉目标性状奠定了坚实基础。     

基于转录组的八角挥发油合成相关基因挖掘与分析

为更好地挖掘八角(Illicium verum)挥发油合成相关基因，该文对挥发油性状差异显著的优良无性系桂角69号及普通品种砧01号叶片进行了转录组测序及组装注释，并对差异表达基因进行了GO分类和KEGG通路分析。结果表明：(1)转录本经组装后获得84 182条序列，使用NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、KOG、GO和Pfam数据库进行序列比对，共注释了59 161条序列，筛选出30 572个差异表达基因。与砧01号相比，桂角69号叶片中上调基因有15 025个，下调基因有15 547个。(2)GO分类结果显示共有20 287个差异基因被注释。KEGG分析结果表明，有21 600个差异基因被注释到133条KEGG通路上，其中挥发油合成相关的单萜生物合成通路、萜类骨架生物合成通路、苯丙素合成通路中的芳樟醇合酶、月桂烯合酶、香叶基香叶基焦磷酸合酶、肉桂酰辅酶A还原酶、咖啡酸3-O-甲基转移酶、肉桂醇脱氢酶等关键酶基因呈差异表达。(3)转录因子分析发现差异表达基因分布于31个转录因子家族，其中MYB家族序列数量最多。该文利用转录组测序技术分析八角优良无性系与普通品种叶片的差异基因及...     

基于转录组测序的枫香EST-SSR引物开发及有效性评价

枫香是广西重要的乡土树种之一，具有较高的用材、观赏及药用价值。为验证枫香SSR引物的实际应用效果，该研究基于转录组测序技术，检测枫香SSR位点并设计引物，通过PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选出具有较高多态性的枫香EST-SSR引物，并对1个枫香天然群体进行遗传多样性分析。结果表明：(1)共发掘到23 777个SSR位点，单核苷酸重复类型SSR位点占总位点比例最高(46.54%),在重复次数上5～12次之间的SSR位点占比最高(72.36%)。(2)共开发出262对SSR引物，有效扩增率为53.1%,最终筛选出扩增稳定、条带清晰的引物18对。(3)多态性检测结果显示所有位点均具有多态性，天然群体遗传多样性结果显示该天然群体中等位基因数量(Na)、有效等位基因数量(Ne)、Shannon多样性指数(I)、观测杂合度(Ho)变化范围分别为2～4、1.112 8～2.609 6、0.208 9～1.112 7和0.275 9～1.000 0,平均值分别为2.333 3、1.957 4、0.708 5和0.722 6。综上认为，枫香中占优势的SSR位点重复类型和重复基序与其他物种基本相同，所开...     

广西油茶人工林林下植物多样性区域变化规律

为揭示广西油茶林植物多样性的区域变化规律,以广西7个区域具代表性的油茶林为研究对象,采用典型抽样法,对油茶林林下植被进行了调查,并对比分析了群落物种组成、结构特征和物种多样性。结果表明:(1)油茶林林下植被灌草层科数、属数、种数最多的是三江县油茶林(SJ)、较少的是巴马县油茶林(BM)和来宾市油茶林(LB);除巴马县油茶林(BM)灌木层优势种为共有种,其他区域油茶林的灌木层、草本层优势种均为交叉种。(2)多样性指数方面灌木层仅Margalef指数差异显著,草本层Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数差异显著。(3)通过回归分析,纬度与灌木层(单一种数量)、草本层(科数、属数、种数、单一种数量)以及总数量(属数、种数)、年均温度与草本层(科数、属数、种数、单一种数量)、有效积温与草本层(属数、种数、单一种数量)、年均降雨量与灌木层单一种数量之间的趋势模拟呈二次曲线关系。(4)不同区域油茶林物种相似性不高,通过相似系数矩阵进行聚类分析三江县油茶林(SJ)、贺州市八步区油茶林(HZ)、岑溪市软枝油茶种子园油茶林(CX)、南宁市油茶林(NN)为一类,凤山县油茶林(FS)、巴马县油茶林(BM)和来宾市油茶林(LB)为一类。广西油茶人工林林下植物多样性的区域变化规律可能与不同区域的生境异质性有关。     

香合欢EST-SSR标记开发及种间通用性研究

香合欢是我国南方特有的珍贵用材树种。为了对其种质资源开展群体遗传学研究,该研究根据香合欢转录组测序结果设计开发EST-SSR引物,并在黄豆树、南洋楹、黑木相思、格木等近缘树种中进行通用性分析。结果表明:(1)所开发的243对引物有171对能够成功扩增出目的条带,在香合欢、黄豆树、南洋楹、黑木相思、格木中的有效扩增率分别为63.79%、33.75%、45.68%、41.56%、14.81%; 多态性比率分别为23.87%、12.20%、9.01%、3.96%、2.78%; 5个物种间均通用的引物有18对。(2)通过验证共获得香合欢SSR多态性标记37个,黄豆树和南洋楹多态性标记均为10个,黑木相思多态性标记4个,格木多态性标记1个。(3)所开发的香合欢EST-SSR标记,可以满足开展香合欢群体遗传学相关研究的需要,并在黄豆树、南洋楹等近缘树种中具有较好的通用性和研究实用性。综上认为,EST-SSR标记可在香合欢、黄豆树、南洋楹、黑木相思、格木等树种的种质资源遗传多样性评价、育种材料指纹图谱构建、群体交配系统分析等方面提供可靠的研究工具,对香合欢种质资源的保护和利用具有重要意义。     

枫香变红过程中叶片组织结构、光合特性及色素含量变化研究

枫香(Liquidambar formosana)因其叶片入秋后逐渐变红而极具观赏价值,是优良的景观生态树种。为了解枫香叶片结构变化与叶色的关系,该文通过连续监测枫香叶片变红过程中组织结构、光合特性及色素含量的变化,分析叶片结构与其光合特性和色素的关系。结果表明:(1)叶片变色过程中,表皮细胞均为椭圆形,紧密排列,未观察到明显的细胞变异,表面未附着绒毛和蜡质,且上表皮细胞与栅栏组织细胞间排列紧密,未出现较大的气室。(2)随着叶片逐渐变红,叶片结构变化显著,其中叶片、上表皮、栅栏组织和海绵组织厚度及气孔开度均逐渐减小,而气孔器长和宽、单个气孔器面积则逐渐增大。(3)随着叶片结构的变化,其叶绿素含量逐渐减少,致使净光合速率逐渐减小,在出现光破坏时,叶片通过在栅栏组织细胞液泡内合成花色苷来自我保护,而大量的花色苷致使叶片表面呈现红色。综上认为,叶绿素含量降低,花色素苷大量积累是导致枫香叶片变红的直接原因,而枫香叶色变红则是其一系列生理结构特征综合作用的结果。     

濒危种观光木小枝生物量分配与功能性状的纬度变异规律及其影响因素

为了探讨观光木当年生枝条生物量的分配规律和叶片功能性状的变化规律及其影响因素,该研究以濒危物种观光木(Michelia odora)为对象,测定了广西地区5个不同纬度上观光木当年生小枝及叶片功能性状.结果表明:(1)随着纬度的增加小枝总重和总叶重总体呈异速生长关系,其生物量更多趋于对小枝的构建.(2)观光木叶功能性状呈...     

低温胁迫对澳洲茶树组培苗生理特性的影响

为探讨澳洲茶树组培苗耐受低温的能力及对低温胁迫的响应机制,该文测定了3月龄澳洲茶树组培苗低温处理过程及恢复培养后叶片叶绿素(Chl)、丙二醛(MDA)、抗氧化物酶(SOD,POD,CAT)、抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、游离脯氨酸(Pro)的变化。结果表明:(1)-5℃胁迫24 h,保护酶及抗氧化物含量均显著下降,MDA含量显著上升。(2) 0℃下,AsA和GSH先降后升,POD和CAT相反,SOD持续升高;胁迫48 h后保护酶活性显著升高,抗氧化剂含量显著降低。(3) 10℃下,SOD活性先降后升;胁迫48 h后,渗透调节物质含量均显著升高。因此,3月龄澳洲茶树组培苗在-5℃受到致死冻害,幼苗能通过启动抗氧化系统及快速积累渗透调节物质响应0℃以上低温胁迫,但对10℃和0℃两种低温胁迫的应答机制却存在一定的差异。该研究结果将有助于深入了解其对低温的耐受能力及生理响应机制,为合理引种及规模化种植提供理论依据。     

基于ISSR分子标记的叶子花亲缘关系分析和指纹图谱构建

为分析品种遗传多样性和遗传距离并构建品种聚类图和指纹图谱,该研究从DNA模板浓度、引物浓度、退火温度和循环次数等方面优化了叶子花ISSR-PCR反应体系和反应程序,利用11个ISSR引物对131个叶子花品种进行PCR扩增,扩增产物经琼脂糖凝胶电泳检测。结果表明:优化的ISSR-PCR反应体系中DNA模板浓度为0.5 ng·μL^-1,引物浓度为0.5μmol·L^-1,引物UBC813、UBC814、UBC815、UBC823、UBC824、UBC835、UBC840、UBC841、UBC843、UBC844和UBC876的最佳退火温度分别为52.3、55.9、54.3、54.3、53.6、56.2、56.2、51.9、54.4、54、50℃,循环次数为32。用11个ISSR引物对131个叶子花品种扩增出161条带,其中多态性条带156条,多态性比率为96.89%。单个引物的等位基因数、有效等位基因数、Nei’s基因多样性指数和Shannon’s信息指数分别为1.86~2.00、1.33~1.68、0.21~0.39和0.34~0.57,平均值分别为1.969、1.478、0.294和0.447。引物UBC841的鉴别率最高(80.92%),可有效鉴别106个品种,与引物UBC876结合可将131个叶子花品种完全鉴别开,建立了各品种的指纹图谱。叶子花品种的遗传距离范围为0.00~0.60,平均值为0.365,遗传多样性较低,在遗传距离0.58处,131个品种分为6大类群,聚类分析显示同一个种的品种大多聚在一类,但同一个种仍有品种未聚在一类或亚类、也有多个种的品种聚在一类。该研究较为准确地揭示了叶子花种质资源的遗传多样性,建立的指纹图谱为叶子花品种登记、知识产权保护以及品种鉴定提供了可靠技术和有效手段。     

桂西南喀斯特地区优势木本经济植物叶功能性状变异及其适应策略

植物叶功能性状可直接或间接地反映植物对环境变化的响应与适应策略。该文采用野外气体交换测量和实验室分析相结合的方法,以桂西南典型喀斯特灌丛常见种龙须藤和黄荆为对照,对该区域5种优势木本经济植物的叶功能性状指标及其关系进行研究。结果表明:(1) 11个叶功能性状指标种内均存在不同程度的变异,除胞间CO_2浓度和水分利用效率外,其余指标均存在显著差异。(2)比叶面积与叶干物质含量、叶组织密度呈极显著负相关;净光合速率与气孔导度、蒸腾速率呈极显著正相关;叶绿素与净光合速率、胞间CO_2浓度和蒸腾速率呈显著或极显著负相关。(3)结合叶经济谱理论分析,毛葡萄、长穗桑和黄荆属快速投资-收益型物种,趋向于选择光合能力强、比叶面积大但寿命短的生存策略;而柠檬、山黄皮、枇杷和龙须藤属缓慢投资-收益型物种,趋向于选择光合能力弱、比叶面积小和寿命长的生存策略;其中,枇杷和龙须藤的功能性状又发生了趋异分化,枇杷具有较高的水分利用效率,而龙须藤具有较高的叶干物质含量。综上结果说明桂西南喀斯特地区5种优势木本植物通过叶功能性状间的权衡采取了不同的适应策略,对于喀斯特退化生态系统植被恢复与重建具有重要的理论指导意义。