北方草甸群落结构和组成分析及野花组合模拟构建

依据基于植物性状的群落构建机制,对位于晋冀交界处的典型北方草甸群落的垂直结构和多样性以及不同亚层物种的叶级谱、叶片形状、叶倾角、叶片数和冠(丛)径进行统计分析,并据此采用“盒子”模型对群落垂直剖面进行模拟构建;此外,根据中国北方草甸常见的野生植物种类提出了不同层次适宜配置的种类。结果表明：根据株高可将草甸群落划分为3个亚层,其中第2亚层的种数、株(丛)数、重要值、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Gleason丰富度指数均最大,第1亚层的各项指标均最小;同一重要值等级下,第2亚层植物的冠(丛)径最高、第1亚层的最低。第1亚层植物茎型为直立且不分枝或少分枝,第2亚层植物以丛生茎型为主,第3亚层植物以匍匐状或莲座丛状为主。3个亚层的植物均以小叶型为主;第1亚层植物均具3~10枚叶片,叶片一般兼具茎生叶和基生叶,茎生叶主要为卵形和披针形,且以斜叶型(叶倾角30°~60°)为主;第2亚层以具3~10枚和11~30枚叶片的植物为主,线形、披针形、卵形和阔卵形叶片均存在,且以斜叶型为主;第3亚层以具3~10枚叶片的植物为主,叶片有阔卵形、卵形和披针形,且均为平叶型(叶倾角约90°)。根据各亚层植物性状,用长宽比较大的长方形“盒子”模拟第1亚层,用正方形“盒子”和长宽比小于第1亚层的长方形“盒子”模拟第2亚层,用长宽比最小的长方形“盒子”模拟第3亚层,据此构建北方草甸群落垂直剖面的“盒子”模型。根据该模型,人工野花组合群落适宜的配比为高大的植物种类占20%、中间层次种类占50%、低矮种类占30%,其种数和株(丛)数可因景观需求和立地条件而异。     

中国17种蔷薇属植物45S和5S的rDNA分布研究

为了探寻蔷薇属植物亲缘关系及系统发育研究的分子细胞遗传学证据,该研究采用双色FISH(荧光原位杂交)技术,对原产中国7个组的17种蔷薇属植物的45S和5S rDNA进行了定位分析。结果表明:(1)多数蔷薇属植物1组染色体对应1个45S rDNA位点和1个或2个5S rDNA位点,偶尔出现1~2个rDNA位点的丢失,但复伞房蔷薇(Rosa brunonii)的1组染色体对应了2个45S rDNA位点。(2)二倍体的蔷薇属植物至少有1对5S rDNA位点与45S rDNA位点共定位,而四倍体材料的5S rDNA位点与45S rDNA位点没有共定位,但所有四倍体材料均至少有1种rDNA信号纯合,表明它们应为二倍体直接加倍产生的同源四倍体。(3)绝大多数材料45S rDNA位于染色体短臂、5S rDNA位于染色体长臂,但缫丝花(R. roxburghii f. roxburghii)有1个5S rDNA信号位于染色体的短臂上,表明它与蔷薇属其他种的亲缘关系较远。(4)阿克苏地区和伊犁地区的疏花蔷薇的核型不同,且45S和5S rDNA的数量和位置不同,分子细胞遗传学证据也支持阿克苏地区的疏花蔷薇应为疏花蔷薇的新变种。(5)该研究中共有8个二倍体和6个四倍体蔷薇属植物的双色FISH为首次报道。研究认为,无论二倍体还是四倍体蔷薇属植物中出现的异形同源染色体、rDNA信号位置在同源染色体上的差异以及rDNA信号的增加和丢失,可能都与染色体结构变异和染色体重组有关,在分子细胞遗传学水平上证明染色体结构变异和染色体重组在蔷薇属植物演化过程中具有重要的作用。     

胭脂花及小报春钙调素类似蛋白基因CML19的克隆与表达分析

CML是一类重要的Ca~(2+)响应蛋白,为了研究CML蛋白对报春花自交不亲和性的影响,该研究从胭脂花和小报春转录组数据中分别筛选出PmCML19和PfCML19基因,并对这2个基因进行全长克隆、生物信息学分析以及基因亚细胞定位和表达模式分析。结果发现:(1)PmCML19和PfCML19基因全长均为435 bp,所编码蛋白的氨基酸相似度达80.56%,均为酸性亲水性蛋白,包含4个EF手性结构;同源分析表明, PmCML19和PfCML19的亲缘关系与中华猕猴桃AcCML19最近,而拟南芥家族中的AtCML40与这2个蛋白的氨基酸序列相似度分别为44%和46%。(2)亚细胞定位结果表明,PmCML19和PfCML19基因在细胞核和细胞膜上均表达。(3)实时荧光定量PCR结果表明,PmCML19和PfCML19基因在花药中的表达量均高于雌蕊;在胭脂花和小报春亲和授粉组合的雌蕊中具有较高的表达量,而在不亲和授粉组合的雌蕊中表达量显著降低。研究推测,胭脂花和小报春CML19基因与报春花的自交不亲和性密切相关,为进一步研究异型自交不亲和遗传机制提供了新思路。     

菊小长管蚜虫龄鉴别特征及其触角感器超微结构观察(英文)

【目的】本研究旨在观察菊小长管蚜Macrosiphoniella sanborni各虫龄和翅型的鉴别特征,以及其触角感器的超微结构,从而为鉴别菊小长管蚜虫龄和研究菊小长管蚜感器功能以及气味识别机制提供参考。【方法】借助超景深显微镜以及扫描电子显微镜分别对各型菊小长管蚜整体形态和触角感器超微结构进行观察,并对触角感受器的数量、分布和大小进行统计和比较分析。【结果】结果表明,翅芽、腹末投影角、以及尾片等定性指标可被用于菊小长管蚜虫龄高效鉴别。尾片形状可用于区分成蚜和若蚜;翅芽有无可用于区分3和4龄若蚜的有翅蚜与无翅蚜;翅芽形状可用于区分3龄与4龄的有翅若蚜;腹末投影角可用于区分3龄和4龄的无翅若蚜;2龄若蚜与3龄若蚜可通过触角节数进行区分。菊小长管蚜触角为丝状,1和2龄若蚜触角分5节,其余龄期为6节。其触角上共有5种形态特异的感器：板形感器、腔锥形感器、毛形感器Ⅰ、毛形感器Ⅱ、钟形感器。成蚜与若蚜在触角节数、感器类型和感器数量上存在差异;有翅蚜与无翅蚜在感器类型、数量以及分布位置上也存在差异。【结论】通过翅芽、腹末投影角以及尾片发达程度等形态指标可以准确地鉴别各型菊小长管蚜;不同翅型不同虫龄的菊小长管蚜触角感器的类型、数量以及分布位置存在差异,这些差异可能直接影响着其在定位寄主植株时的行为表现。     

八棱海棠种子超低温保存中含水量对糖代谢的影响

含水量是影响种子超低温保存效果的关键因素，而其作用机制尚不完全清楚。为探讨含水量对种子超低温保存生活力的影响途径，该研究以八棱海棠种子为材料，通过硅胶干燥法获得不同含水量的种子，测定超低温保存后种子生活力、糖含量及相关酶指标的变化并分析相关性。结果表明：(1)超低温保存15 d后，不同含水量种子生活力不同，随着种子含水量的降低，种子生活力呈现先升高后降低的趋势，含水量为9.02%的八棱海棠种子生活力最高，为53.33%;超低温保存120 d后，种子生活力随着含水量下降一直升高，含水量为6.40%生活力最高，为27.78%。这表明八棱海棠种子含水量对超低温保存后的生活力有明显影响，但受液氮保存时间影响，随着液氮保存时间的延长，最适含水量降低。(2)相关分析显示，超低温保存后种子含水量与生活力呈极显著负相关(r=-0.82);与果糖和蔗糖含量、酸性转化酶、果糖激酶呈显著负相关，而种子萌发率与这些指标呈显著正相关。这表明种子含水量通过影响酸性转化酶活性而影响蔗糖和果糖含量，进而影响蔗糖代谢，响应低温和脱水胁迫，最终导致生活力差异。种子生活力还受到介导果糖激酶的果糖代谢影响。此外，海藻糖也是种...     

黄牡丹远缘杂交后代花粉粒特征

为揭示牡丹远缘杂交后代花粉粒的特征,测定了以肉质花盘亚组黄牡丹为母本,革质花盘亚组栽培品种‘日月锦’、‘层中笑’、‘百园红霞’等为父本的10个远缘杂交组合,共计11个亲本、25个后代的花粉畸形率和萌发率,用扫描电镜观察了花粉粒形态,同时也观察了花和叶的形态特征。结果表明:与双亲相比,杂交后代的花粉量极少,花粉粒萌发率极低,畸形率极高,畸形花粉粒扭曲、破碎或粘成团块状。25个杂交后代的花粉粒均为超长球形,具三拟孔沟,与母本黄牡丹和绝大多数父本一致;但杂交后代的花粉粒小于双亲,外壁纹饰类型受父本影响较大,为小穴状、穴状、网状和粗网状。结合前人的观察结果,25个杂交后代中15个与父本的纹饰类型一致,与母本纹饰类型一致的杂交后代仅有6个,与父母本纹饰类型均不同的杂交后代有4个。形态观察发现杂交后代具有父本的花盘革质、心皮被毛的特征,而小叶分裂程度较母本减轻但小叶裂片较母本加宽;花径则介于父母本之间。其中,心皮被毛、小叶裂片加宽可以结合花粉粒特征作为以黄牡丹为母本的远缘杂交后代的形态识别标记。     

基于荧光原位杂交技术的紫薇属植物核型分析

以紫薇(Lagerstroemia indica)、尾叶紫薇(L.caudata)、屋久岛紫薇(L.fauriei)和福建紫薇(L.limii)4种紫薇属植物为材料,利用染色体荧光原位杂交技术(FISH)获得了4种紫薇属植物的有丝分裂中期染色体FISH图及核型参数,分析了45SrDNA在紫薇属植物染色体上的数量和分布特点。结果表明,4种紫薇属植物染色体上均具有1对45SrDNA杂交位点,位于较长染色体短臂的近端部,紫薇、尾叶紫薇、屋久岛紫薇和福建紫薇的核型公式分别为2n=48=2M+24m+22sm、2n=48=30m+18sm、2n=48=2M+20m+26sm和2n=48=2M+32m+14sm,均为2A型。该研究首次获得了紫薇属植物45SrDNA荧光原位杂交核型,为紫薇属植物亲缘关系研究和细胞生物学研究提供了分子细胞学依据。     

低温对牡丹切花花色和花青素苷合成的影响

以牡丹洛阳红(Paeonia suffruticosa‘Luoyang Hong’)开放级别为蕾开期的切花为材料,研究不同温度(22℃、15℃和4℃)处理对切花花色和花青素苷合成的影响。结果表明:与22℃处理相比,15℃和4℃处理切花花色明度下降、红度和彩度增加,花瓣花青素苷含量增加。对花青素苷合成相关基因表达量分析的结果表明:15℃和4℃低温促进与花青素苷合成相关的PsCHS1、PsCHI1、PsF3'H1、PsANS1、PsDFR1、PsMYB2、Psb HLH1和Psb HLH3基因的表达。低温对花青素苷上游合成途径中PsCHS1和PsCHI1基因进行调控;下游合成途径中PsDFR1、PsANS1和PsF3'H1基因对低温的响应相对敏感,4℃处理后基因的表达量大幅上调,且显著高于15℃处理组。上述所提到的结构基因和调节基因均是受低温调控的关键基因,进而影响牡丹洛阳红切花花青素苷合成与积累。     

气候变化情景下大花杓兰在中国的适生区预测

大花杓兰(Cypripedium macranthos)隶属兰科杓兰属,是国家二级重点保护野生植物,与大多数杓兰属植物分布在我国西南山区不同,主要分布于我国的华北、东北和台湾等地区。多年来,过渡采挖等导致了大花杓兰种群数量和个体数目急剧下降。鉴于大花杓兰特殊的分布格局和濒危现状,选择过去、当前和未来8个气候情景,利用MaxEnt物种分布模型结合38个环境变量及来源于数据库和最新实地调查的80个分布位点进行建模,分析了影响大花杓兰分布的关键环境变量,预测了其在当前、过去和未来气候情景下的适生区及其分布中心和迁移趋势。结果表明：当前情景下,大花杓兰适生区主要分布在我国东北和华北地区。影响其分布的5个关键环境变量分别是：UV-B最强月份均值(UV-B3,贡献率：54.0%)、森林覆盖率(FOR,贡献率：14.3%)、降水量季节性变化(BIO15,贡献率：7.4%)、温度季节性变动系数(BIO4,贡献率：6.8%)和草/灌木/林地(GRS,贡献率：4.6%)。其中,紫外辐射相关变量是首次被运用在杓兰属植物的适生区分布预测中,并被证实对大花杓兰的分布具有重要影响。过去3个气候情景下大花杓兰总适生...     

百合转录因子MYB12的克隆与表达分析

以东方百合‘索邦’(Lilium oriental hybrid ‘Sorbonne’)为材料,克隆获得花青素苷生物合成通路中的关键转录因子Lhsor MYB12基因。序列分析结果显示,Lhsor MYB12最大开放阅读框长720 bp,编码239个氨基酸,具有2个典型的DNA结合结构域;该基因包括3个外显子和2个内含子。该基因的氨基酸序列与郁金香(Tulipa fosteriana W. Irving)中的MYB氨基酸序列相似性最高。系统进化分析结果表明,Lhsor MYB12在MYB基因家族中与已报道的控制花青素苷合成的基因形成一簇。进一步采用染色体步移技术,获得了Lhsor MYB12基因起始密码子上游2143 bp的启动子序列,顺式作用元件预测结果显示,该序列中除核心启动子元件(TATA box)外,还包含有MYB蛋白的绑定位点、光反应元件以及参与昼夜节律等反应的相关元件。基因表达分析结果表明,Lhsor MYB12仅在‘索邦’花丝、花柱和花被片中表达;且在花蕾发育过程中表达量逐渐增高,花蕾盛开时表达量最大,但内、外花被的表达起始阶段不同。黑暗处理可导致Lhsor MYB12表达水平降低;光照条件下该基因的表达水平随处理时间的延长表现出先上升后下降再持续上升的趋势。研究结果提示Lhsor MYB12的表达变化规律可能与其启动子中相应的顺式作用元件相关。