横断山区高山绣线菊的谱系地理学研究

横断山区作为青藏高原东南部主要的一个冰期避难所,第四纪冰期气候的变化对该地区的植物地理分布和居群遗传结构都产生了重要的影响。为了揭示该地区物种分布的分子系统地理学结构,选取在该地区广泛分布的一种高山灌木-高山绣线菊的叶绿体trnL-trnF序列进行研究。采集了15个居群182个个体进行测序,共发现7个单倍型。总的遗传多样性较高(HT=0.809),但居群内遗传多样性较低(HS=0.236)。分子变异分析(AMOVA)结果表明分布区内高山绣线菊的遗传变异主要存在于居群间(84.48%),且居群间的遗传分化很高(GST=0.708,FST=0.84476,NST=0.863),有着显著的谱系地理学结构(NST>GST,P<0.01)和较低的居群间平均基因流(Nm=0.09)。单倍型的系统进化树和进化分支网络分析得到了相似的拓扑结构,7种单倍型都按照地理分布聚为三支:横断山区西部、横断山区东部以及两者的交接地带。本研究推测该物种在横断山区存在多个冰期避难所,而没有表现出大规模的种群集体扩张和迁移的现象。青藏高原隆升、第四纪气候的反复波动以及横断山区特殊的地理环境使得原来连续的居群片段化,并发生范围扩张,从而塑造了高山绣线菊的现代生物地理分布格局。     

基于磁珠富集法开发并筛选西川红景天的微卫星标记

利用FIASCO磁珠富集法,开发和筛选青藏高原特有珍贵植物西川红景天(Rhodiola alsia)多态性微卫星标记。结果表明:用(AG)15和(AC)15两种微卫星标记探针构建富集文库,共获得阳性克隆约2500个;从中随机挑取1200检测,发现具有多态性的阳性克隆达400个;随机挑取200多态性的阳性克隆进行测序,从中获得105个SSR位点,用在线软件primer3-2.3.4成功设计得SSR引物105对;其中45对可以成功扩增,而13对所扩增的片段在相距较远的4个自然居群的24个个体中显示较高的遗传多态性。用4个居群的80个个体检测这13对引物发现,平均等位基因数(A)约为9.192,观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)均值分别约为0.712和0.734,如此高的多态性已经满足后期研究的需要;数个位点在某些居群中显著偏离哈迪温伯格平衡(P0.01),这可能是实际研究的居群并不能达到哈迪—温伯格定律所假设的无限大等理想状态所致。结合此前基于表达序列标签(Expressed Sequence Tag,EST)序列开发的SSR多态性位点,该研究结果为今后利用SSR位点开展西川红景天的居群遗传结构分析和其他研究提供了一组有效工具。     

南川绣线菊和细枝绣线菊分子水平研究

对6个野外居群(南川绣线菊和细枝绣线各3个)36个个体进行叶绿体(chloroplast,cp)DNA trnL-trnF片断测序分析.在南川绣线菊中发现了3个单倍型(Ros1-Ros3),在细枝绣线菊中发现了2个单倍型(Myr1-Myr2).两个种的序列联合分析对位排列后得到850 bp,共有9个变异位点,其中一个为碱基插入或缺失,另外8个为碱基置换,变异位点的百分率为0.11.对单倍型的遗传多样性分析表明同一区域亲缘关系相近的单倍型发生于同一居群中,并且存在着明显的分子系统地理学关系.以蔷薇科另两个外属植物Rosa californica 和 Sorbaria sorbifolia为外类群构建这两个种的最大简约(MP)树、最大似然(ML)树及贝叶斯树,结果获得了分辨良好的种间关系树.这表明在分子水平上两个种之间存在明显的差异,这与形态学上的表现是相一致的.遗传多样性分析结果表明了cpDNA trnL-trnF 片段对于绣线菊属的分子地理学研究还是比较有效的,可以通过进一步的大面积采样和分析来揭示植物的遗传结构、冰期避难所等问题.     

峨眉双蝴蝶的胚胎学研究

首次报道了峨眉双蝴蝶Ｔｒｉｐｔｅｒｏｓｐｅｒｍｕｍ ｃｏｒｄａｔｕｍ（Ｍａｒｑ．）Ｈ．Ｓｍｉｔｈ的胚胎学特征,研究结果用以讨论双蝴蝶属的系统演化关系。主要研究结果如下：花药四室;药壁发育为双子叶型;绒毡层属单型起源,细胞具单核,属腺质型绒毡层,药隔处的绒毡层细胞形成类胎座,其余部位的绒毡层细胞仍为一层细胞;在花药成熟时,花药的药室内壁纤维状如厚且柱状伸长,表皮细胞减缩退化,纤维状加厚不明显。成熟花     

梅花草属叶绿体基因组进化分析

叶绿体基因组序列变异和基因组成等特征可有效反映植物类群间的系统发育和进化关系。本研究利用Illumina高通量测序平台对梅花草属（Parnassia）及其近缘属5种植物的叶绿体基因组进行测序和组装,同时基于已发表的近缘种叶绿体基因组信息,对梅花草属叶绿体基因组结构特征、序列遗传变异和蛋白编码基因密码子偏好性比对分析。结果显示：梅花草属叶绿体基因组整体结构较为保守,均为四分体结构;梅花草多个基因出现假基因化,而本属其他物种叶绿体基因组成一致,均编码115个基因;与近缘属物种相比,本属所有物种均丢失rpl16基因的内含子;蛋白质编码基因的非同义/同义替代率比值较低,叶绿体基因可能经历纯化选择作用;密码子偏好性聚类结果与蛋白编码序列重建的系统发育关系结果一致。本研究表明选择压力可能在梅花草属叶绿体基因组蛋白编码基因进化过程中发挥作用,有助于进一步理解梅花草属植物的进化和适应机制。     

青藏高原地区山生柳遗传多样性研究

利用叶绿体非编码区片段研究分布于青藏高原地区的山生柳居群遗传多样性,对未来山生柳生态环境和青藏高原地区物种丰富度的保护具有指导意义。该研究设计并筛选出cpDNA引物5'trnG2G-3'trnG(UUC)和5'rpS12-rpL20,用扩增出的片段和对应的联合片段进行后续的遗传多样性分析。结果表明:通过山生柳的联合片段检测到35种单倍型,单倍型多态性0.626,核苷酸多态性0.000 85。中性检验Tajima’s D(-2.286 70,P0.01)和Fu’s Fs(-5.298 05,P0.02)都是显著负值,推测山生柳个体数近期经历过扩张。AMOVA分析显示,居群内和居群间遗传变异分别为93.70%和6.30%,表明居群内的变异是山生柳遗传变异的主要来源。居群间遗传分化程度中等偏低(FST=0.063),基因流(N_m)为7.439,说明山生柳各居群的基因交流非常频繁,不同地理居群间存在一定的基因流动。遗传分化系数N_(ST)(0.075)大于GST(0.068)和基于遗传距离和单倍型的UPGMA聚类分析,表明山生柳12个居群分为4组且与居群的地理分布没有明显相关性。山生柳是进行有性繁殖还是无性繁殖主要受环境因素的影响,居群内变异是山生柳遗传变异性的主要来源,居群间基因交流频繁。     

青海省三种茄科植物种子微形态特征

运用扫描电镜对青藏高原地区3种茄科重要药用植物马尿泡(Przewalskia tangutica)、曼陀罗(Datura stramonium)和山莨菪(Anisodus tanguticus)18个自然居群的种子微形态进行了观察.种子的种皮纹饰在3个不同的物种之间具有显著的差异,可以分为4种类型.与山莨菪和马尿泡在植株、花、叶等形态差异较大不同,种子大小、颜色、形状及表面纹饰等在两个物种间非常相似,说明与曼陀罗属相比,山莨菪属和马尿泡属间可能具有较近的亲缘关系.结果说明种子微形态这一稳定的性状可以作为青藏高原茄科这3个属间的分类依据,具有重要的系统学意义,但是分类决策必须要包括形态学、细胞学、孢粉学、分子生物学等证据.     

白芥属：青海一新归化属

报道中国青藏高原青海省发现的十字花科（Cruciferae）一个新归化属白芥属（Sinapis L.）。白芥Sinapis alba L.为一年生草本,国内多做引种栽培,青海尚未见报道。人为传播可能是白芥进入青海的主要原因。该植物具有一定的经济和药用价值,且在西宁野外高海拔生境下生长良好,可考虑引种栽培;同时应防止其向野外扩散,以防影响当地植被情况。     

基于Solexa高通量测序的唐古特红景天(Rhodiola algida)微卫星信息分析

利用所获得的Solexa高通量唐古特红景天转录组拼接EST序列进行微卫星位点的挖掘分析,期望为红景天属SSR标记的开发提供生物信息学依据。在得到的6552条EST序列中,三碱基最多,占总EST序列的41.50%;单核苷酸和二核苷酸重复类型的SSR含量相似,分别为27.76%和24.76%;二至六碱基微卫星分布密度与其对应的SSR含量成正比。在单核苷酸重复类型中,T和A重复类型最多,分别为总SSR的14.91%、12.70%,而G和C重复类型则很少;在二核苷酸重复类型中,AG重复类型最多,占总SSR的5.60%,GA和TC重复类型次之,分别为4.75%、4.72%;在三核苷酸重复类型中,GAA重复类型最多,为总SSR的1.85%,GAT次之,为1.79%,TTC、TCT、TCA、GGA、GCT、GAG重复类型间的SSR数相差不大;四、五、六核苷酸重复类型则很少。除五、六核苷酸重复类型外,其长度变化与其对应的重复类型碱基长度成反比;同种重复类型中,微卫星的长度与其对应的SSR数成反比。     

高山植物条纹狭蕊龙胆的分子亲缘地理学研究

草本植物由于较短的生活周期以及对环境变化的敏感性,可能会更好地揭示第四纪冰期以来植物居群变化的历史过程.分子亲缘地理学研究是揭示动植物居群历史的有力工具,但到目前为止对青藏高原草本植物的分子亲缘地理学研究几乎是空白.因此,本文选择在青藏高原及邻近地区生长的一年生高山草本植物条纹狭蕊龙胆为研究对象,进行了13个居群155个个体的叶绿体基因组(cpDNA)非编码片段trnH(GuG)-psbA基因间区序列变异检测,共发现7种单倍型,其中单倍型H印A是分布最广的,而单倍型Hap E、Hap F和Hap G是拥有的居群所特有的.青藏高原东北部、东部及邻近地区的每个居群拥有的单倍型非常单一,而高原东南部横断山区的单倍型分布很集中,遗传多样性也相对较高.分子变异分析(AMOVA)结果表明整个分布区条纹狭蕊龙胆的遗传变异主要存在于居群间(73.05%),且居群问的遗传分化很高(GsT=0.805,FsT=0.731,NsT=0.859),有着显著的亲缘地理学结构(NsT>Gsr,P<0.05)和较低的居群间的平均基因流(Nm=0.184).结合巢式支系法分析(NCA),根据本文的研究结果推测青藏高原东南部横断山区是该植物第四纪冰期时可能的避难所,而且在间冰期或冰期后.伴随着异域片段化和过去片段化从避难所发生范围扩张而形成当前单倍型及居群的分布格局.