3种杓兰属植物菌根真菌系统发育和多样性分析

兰科植物菌根真菌(Orchid mycorrhizal fungi, OrMF)在兰科植物种子萌发和后续生长发育过程中具有重要作用。该研究采用培养(菌丝团分离)和非培养(克隆文库)2种方法获得同一栖息地3种不同杓兰属植物根中菌根真菌ITS序列并划分可操作分类单元(Operational taxonomic units, OTUs),分析其系统发育关系和多样性。结果表明:(1)所有根段中都有菌丝团定植,共分离出菌根真菌64株,其中63株为胶膜菌科(Tulasnellaceae)真菌,1株为角担菌科(Ceratobasidiaceae)真菌;可划分为7个OUT,每个OTU代表菌株的菌丝都能形成OrMF典型的近球形或椭球形链状排列的念珠状细胞;分离出来的菌根真菌均为无性型菌丝且不产生无性孢子。(2) 非培养法得到的3种杓兰属植物的根中OrMF分别隶属于胶膜菌科(Tulasnellaceae),腊壳菌科(Sebacinaceae)、角担菌科(Ceratobasidiaceae)和革菌科(Thelephoraceae),其中胶膜菌科OTU在种类和数量上占有绝对优势,培养和非培养2种方法得到的OrMF OTU类型和数量均为西藏杓兰(Cypripedium tibeticum)>无苞杓兰(C. flavum)>黄花杓兰(C. bardolphianum),但培养法少于非培养法。(3)对胶膜菌进行系统发育分析显示,优势和非优势OTU均分布在系统发育树的3个不同分支上,这种与多种亲缘关系较远的OrMF共生的现象可能与杓兰属植物对环境的适应性有关,且不同杓兰的OrMF物种丰富度没有显著差异,但群落结构存在差异。     

AFLP分子标记及其应用

扩增片段长度多态性(Amplified fragment length polymorphism,AFLP),是Zabeau等(1992)发展的一种新DNA指纹技术。该技术原理简单,引物设计巧妙,既具有RFLP技术的可靠性又具有RAPD技术的高效性,被称为“最有力的分子标记”。系统介绍了AFLP分子标记的基本原理、技术流程和优化措施,对AFLP标记在植物居群生物学、保护生物学、分子系统学等领域中的应用作了简要介绍,并对其应用前景进行了展望。     

中国介蕨属孢子形态的研究

采用光学显微镜和扫描电子显微镜对国产介蕨属Dryoathyrium 14种植物及宁陕蛾眉蕨Lunathyri- um ningshenense 的孢子形态进行了观察。介蕨属孢子单裂缝,两侧对称,极面观为椭圆形,赤道面观为半 圆形或肾形。根据其周壁褶皱隆起形成的表面纹饰,介蕨属孢子可分为3种类型：第一种类型的周壁 具有网状或拟网状脊状纹饰,具此类型的种有翅轴介蕨D．pterorachis,中华介蕨D．chinense,朝鲜介蕨 D．coreanum;第二种类型的周壁具有裂片状、弯裂片状或瘤状突起,具此类型的种有介蕨D．boryanum, 陕甘介蕨D．confusum,无齿介蕨D．edentulum,鄂西介蕨D.henryi,华中介蕨D．okuboanum,川东介 蕨D．stenopteron,刺毛介蕨D．setigerum,绿叶介蕨D．viridifrons;第三类型的周壁具有刺状、不规则 棒状或乳头状突起,具此类型的种有直立介蕨D．erectum,镰小羽介蕨D．falcatipinnulum,蛾眉介蕨D． unifurcatum。宁陕蛾眉蕨的孢子形态与朝鲜介蕨D．coreanum 十分相似,支持将前者作为后者的异名的分类处理。     

太白红杉小孢子的发生和雄配子体的发育

太白红杉(Larix chinensis Beissn)的雄球花7月初开始分化。小孢子囊壁一般包括5～6层细胞：表皮、药室内壁、2～3层中层和绒毡层。绒毡层属于周原质团型。造孢细胞在7月下旬形成,8月上旬形成小孢子母细胞,8月下旬开始减数分裂,于10月上旬进入双线期,并以双线期渡过休眠。翌年3月下旬解除休眠继续进行减数分裂,4月中旬形成四分体,4月下旬到5月初小孢子从四分体内释放出来,小孢子经过连续4次有丝分裂后,于5月中旬形成5-细胞型的成熟花粉粒(雄配子体)并开始散粉。小孢子母细胞发育表现出不同步现象,部分小孢子母细胞在发育过程中出现退化,在小孢子囊内形成空腔。     

木犀科植物叶绿体基因组结构特征和系统发育关系

木犀科11属19个种叶绿体基因组的一般特征和变异特征的比较分析显示, 结果表明, 该科叶绿体基因组大小为154-165 kb, 其差异主要是大单拷贝(LSC)长度的差异所致。Jasminum属3个物种的叶绿体基因组长度与其余物种有较大差异, 该属clpP基因内含子和accD基因丢失。共线性分析表明, Jasminum属3个物种多个基因出现基因重排现象, 倒位可能是重排的主要原因。Jasminum属在IRb/SSC和SSC/IRa边界的基因均与其它物种不同; 重复序列与SSR数量检测结果表明, Jasminum属与其余物种在数量及重复长度上差异较大。基于CDS数据构建的系统发育树表明, Abeliophyllum distichum和Forsythia suspensa为木犀科中较早分化的类群。     

阿尔卑斯山黄花茅(Anthoxanthum alpinum)沿海拔梯度的基因频率分布

在瑞士阿尔卑斯山的2个定点样地,黄花茅从森林线（海拔1700 m）到山顶（海拔2830 m）呈连续分布。在海拔梯度样带的最高和最低定样场所间的垂直距离差不多为1000 m,但2个定样场所间相距仅仅1.4 km。在所研究的3个海拔梯度样带中,3个同工酶位点（Px_1, Got_2和 Mdh_1）被观察到有统计意义的倾群变异。研究结果显示：沿海拔梯度样带的亚居群间的基因流可能太弱不足以克服自然选择的影响,后者促使对局部环境的适应。在这种情况下,温度因子至少可能作为一种主要的自然选择力起作用。     

漆树乳汁道分泌细胞的超微结构及其与生漆产生和分泌关系的研究

漆树(Rhus verniciflua)乳汁道分泌细胞含有丰富的质体、内质网和嗜锇物质。电子显微镜的现察结果表明,嗜锇的生漆成分合成的可能场所是质体和内质网,并且通过内质网分子和小泡群与质膜相互接触并融合以及质膜内褶包被等三种形式释放到质膜和细胞壁之间的间隙中;再经过细胞壁中乳汁道腔形成时断裂了的胞间连丝通道和扩散渗透两条途径,越过细胞壁分泌到乳汁道腔中。细胞核、线粒体、高尔基体以及细胞质基质或多或少也参与了上述过程。     

中国特有金钱槭属植物物种分化研究

金钱槭属(Dipteronia Oliv.)隶属于槭树科(Aceraceae),是北温带植物区系中古老、残遗的木本属之一,为中国特有属,属下仅包括金钱槭(D.sinensis Oliv.)和云南金钱槭(D.dyerana Henry)2个物种。本实验从形态学、分子遗传学及基因序列分析等方面对金钱槭(D.sinensis Oliv.)和云南金钱槭(D.dyerana Henry)进行对比研究,探讨其物种间分化程度。结果表明:(1)形态学研究显示两物种形态性状存在显著差异,表明其在形态上发生了显著分化;(2)基因组DNA的AFLP标记分析表明,两物种间存在极显著遗传分化(ΦST=0.390 4),在物种水平及群体水平,两物种遗传多样性及遗传变异水平皆有明显差异(金钱槭云南金钱槭);(3)从GenBank数据库中选出2物种已知的叶绿体基因(psbM-trnD、trnD-trnT、trnL、trnL-trnF、rpl16)和核基因ITS(ITS1、5.8SRNA、ITS2)进行序列进化比对分析,t-test检验表明,2物种叶绿体基因序列间有极显著差异。研究结果表明:金钱槭和云南金钱槭两物种间产生了极显著的分化,推测可能由于长期的地理隔离所致。     

蹄盖蕨科的亚科划分的修订

蹄盖蕨科Athyriaceae是蕨类植物中复杂的大科,分子系统学的研究证据表明它是一个自然类群。前人根据染色体的基数,将蹄盖蕨科划分为3个亚科,但没有得到分子证据的支持;本文依据分子系统学的研究结果,再结合形态特征,将该科重新划分为5个亚科：冷蕨亚科、蹄盖蕨亚科、对囊蕨亚科、双盖蕨亚科和轴果蕨亚科。     

云南金钱槭形态变异与遗传变异的相关性研究

对我国特有珍稀濒危保护植物云南金钱槭的形态变异水平、遗传变异模式以及两者之间的相关性进行了研究。形态学性状分析结果表明 :各居群形态性状变异系数的平均值从大到小排列为 :文山居群 (WSh)、屏边居群 (PB)、黑龙潭居群 (HL T)、蒙自居群 (MZ) ;文山居群与屏边、黑龙潭、蒙自居群间已产生显著或极显著水平的形态差异 ,而后三者间的差异未达显著水平。RAPD分析检测到 10 3个位点 ,其中多态位点 84个 ,云南金钱槭物种水平的多态位点比率为 81.5 5 % ,与其它珍稀濒危植物相比该种的遗传多样性水平不低。 AMOVA和 N ei基因多样性指数分析显示 ,尽管大部分遗传变异仍存在于居群内 (分别为5 7.86 %、5 7.33% ) ,但居群间的遗传变异已达较高水平 (分别为 4 2 .14 %、4 2 .6 7% )。相关分析结果显示 ,云南金钱槭的形态变异与海拔、土壤有机质等生态因子有着显著或极显著水平的相关性 ,但与遗传变异的相关性未达显著水平 ,说明云南金钱槭的形态变异虽然具有一定的遗传基础 ,但可塑性及环境压力对形态变异的产生作用更大一些。基于形态性状和 RAPD数据的聚类分析则进一步说明 ,云南金钱槭的形态变异受到环境因子的强烈影响而与遗传背景的关系不显著