黑河上游灌丛建群种中国沙棘自由授粉子代父本分析和花粉流

利用SSR分子标记对中国沙棘（Hippophae rhamnoides ssp. sinensis Rousi）自由授粉的种子进行父本分析,研究其子代的父本来源和花粉散布模式。结果显示：在80%的置信水平上,193个子代中有104个个体可以确定花粉来源;在20个确定的父本中,16个为中国沙棘,4个为肋果沙棘（H.neurocarpa S.W.Liu et T.N.He）。传粉格局分析结果显示,中国沙棘有效花粉散布范围为3~71 m,平均距离为20.4 m,2株母本分别有87.23%和78.95%的有效花粉来自距其30 m的范围之内,研究结果表明中国沙棘自然种群以近距离传粉为主。此外,在黑河上游沙棘杂交带中,中国沙棘子代中的肋果沙棘花粉平均贡献率达到14.84%,表明中国沙棘与肋果沙棘存在较高的种间当代花粉流。     

鸟类取食中国沙棘果实的方式及其对种子的传播作用

2003年9月～2004年3月,定期观察取食中国沙棘果实的鸟类及其取食方式。共记录取食中国沙棘果实的鸟类18种,其取食果实的方式主要有：1)直接在树冠上吞食果实,有时候在吞食后将种子呕出;2)将果实从树上衔走后,在栖息处吞食或啄食;3)将果实啄落至地面,然后取食果肉和种子,留下果皮;4)啄破果皮,吸食果肉,留下果皮及种子;5)从顶端将果皮啄破后,仅取食里面的种子。不同的取食方式决定了它们对沙棘种子的传播作用不同。收集鸟粪便中的种子与完整的干果实及人工剥离果肉和内果皮的种子做萌发对比实验,结果表明,鸟类消化道过程对种子的萌发有一定影响,但萌发率仍较高。沙棘为多种鸟类提供食物,而鸟类则为沙棘传播种子,它们之间形成一种互利关系。     

祁连山两侧中国沙棘不同居群的遗传多样性研究

应用RAPD技术研究了祁连山中段中国沙棘(Hippophae rhamnoidoes ssp．sinensis)4个居群和1个对照居群的遗传多样性水平,探讨中国沙棘边缘居群的遗传变异以及天然屏障祁连山对中国沙棘居群遗传结构的影响。结果显示,祁连山地区中国沙棘居群水平的Nei’基因多样度(h)和Shannon多态信息指数(I)分别为0．2070和 0．297 4,基因分化系数(Gst)为0．319 3,均高于中国沙棘整个分布区的平均值,表明该地中国沙棘边缘居群遗传多样性水平及居群间的遗传分化都有增加的趋势;居群间每代迁移数(Nm=1．065 9)显著低于异交风媒植物(Nm= 5．380),表明祁连山的隔离对中国沙棘居群间的基因交流有限制作用,造成了该地中国沙棘边缘居群间较高的遗传分化。     

美国西部不同地区Grayia spinosa核DNA ITS序列分析

藜科植物Grayia spinosa是美国西部地区的特有种,多生长在干旱盐碱地,具有重要的生态价值。该研究测定了采自美国西部犹他州G.spinosa的nrDNA ITS序列,与Gen Bank中已提交的G.spinosa的所有ITS序列以及G.spinosa的四个近缘种作为外类群进行比较,分析了美国西部不同地区G.spinosa ITS序列的一级结构与其RNA二级结构的变异规律。结果表明:所有G.spinosa样品的nrDNA ITS序列长度在611~623 bp之间,GC含量在60.35%~61.0%之间,序列间共存在22个变异位点,5个为简约信息位点。各样品间的遗传距离在0.001 8~0.008 9之间,不同样品间的遗传距离与地理距离的相关性不显著。邻接法构建的系统发育树显示所有G.spinosa聚为一大支,与外类群形成明显分支。此外,利用RNAfold在线软件预测了G.spinosa ITS序列的RNA二级结构,将8个G.spinosa样品的RNA二级结构根据构型差异大体上分为四类,分别记为type A,B,C和D四类,主要变异出现在ITS1和ITS2区。所不同的是在G.spinosa ITS的一级结构分析中GSNE1与GSWA8体现出更近的亲缘关系,但二者的RNA二级结构差异明显,同时GSNE2、GSUT3、GSUT4、GSCA5、GSCA6、GSCO7在ITS序列一级结构分析中也体现出较近的亲缘关系,但是他们的RNA二级结构差异明显。这可能与ITS序列的RNA二级结构在进化中体现出更大的保守性有关。     

青藏高原东缘同域分布的2种橐吾属杂草的合子前生殖隔离

生殖隔离是阻止种间杂交、保持物种完整性和独立性的关键,对生物多样性的产生和维持有重要意义.不同物种间的生殖隔离形成阶段、方式和强度不完全相同,因而对物种间隔离机制的研究有助于揭示物种形成和维持机制.对青藏高原东缘同域分布的2种橐吾属杂草黄帚橐吾和箭叶橐吾的花期物候观察、访花昆虫观察及花粉-柱头亲和性进行研究,分析了2种橐吾多种合子前生殖隔离机制的特点及其在生殖隔离中的作用.结果表明: 黄帚橐吾种群花期比箭叶橐吾早20 d左右,虽然盛花期存在差异,但是2种群花期存在10 d左右的重叠期,并且在重叠期内2种橐吾花粉和柱头均具有活性.2种橐吾共享传粉昆虫,为泛化传粉模式,并且传粉者对2种植物的访花行为相似,存在2种植物间交叉访问.尽管2种橐吾花期不存在完全的时间隔离,也不存在完全的传粉者隔离,但2种橐吾柱头对异源花粉的亲和性差,表现为柱头对异源花粉有明显的排斥反应,异源花粉管在柱头上的生长过程明显受阻.这种花粉-柱头排异形式很有可能是2种橐吾属植物重要的合子前隔离机制,从而避免了种间的自然杂交,更好地维持了自然种群的多样性和遗传结构的稳定性.     

基于适体的石英晶体微天平传感器的研究进展

适体(Aptamer)是通过指数富集配体系统进化技术(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)从人工合成的随机单链寡核苷酸文库里筛选出来的短链寡核苷酸序列,具有分子量小、结构简单、易进行修饰、靶标范围广泛,并且与靶标分子之间具有高特异性和高亲和力等特点。相应地,适体的这些独特的性质可用于制备各种不同的传感器,根据各种传感器的不同原理,本文着重概述了常用于检测适体与靶标之间亲和力的电化学生物传感器、光学生物传感器和压电晶体传感器。这3种方法的检测都具有检测时间短和检测限低的优势。其中压电晶体传感器又称石英晶体微天平(Quartz crystal microbalance,QCM),除了在SELEX技术中可应用于表征候选适体的靶向能力外,还可用于构建高灵敏度和高特异性的适体石英晶体传感器。简要介绍了基于适体的石英晶体微天平传感器基本原理,对近年来QCM在表征和检测适体与其靶标,包括小分子、离子、蛋白质、细胞、细菌和病毒等物质相互作用的研究现状进行综述,总结分析了QCM技术的优缺点。旨在为适体的筛选以及适体在基础研究、临床诊断和疾病治疗中的进一步应用提供参考。     

青藏高原不同生境下湿生扁蕾(Gentianopsis paludosa)个体大小依赖的繁殖分配

植物对资源的投资和分配是生态学中的重要问题,它反映了植物应对环境变化时的生活史策略。选择青藏高原东缘同一海拔下的嵩草草甸(Kobresia sp.meadow)、金露梅灌丛(Potentilla fruticosa shrub meadow)以及草甸-灌丛交错带3种生境类型,并以3种生境下的湿生扁蕾(Gentianopsis paludosa)为对象,研究了其繁殖分配特征。结果发现:(1)在种群水平上,在生境从草甸经交错带到灌丛的变化中,湿生扁蕾个体大小和繁殖分配比例逐渐增加;3个种群湿生扁蕾的总花数目没有显著差异,但草甸生境湿生扁蕾的蕾期花数目显著高于灌丛生境,而果期花数目则显著低于灌丛生境;(2)在个体水平上,湿生扁蕾的繁殖绝对投入与个体大小显著正相关,且各种群植株都存在繁殖所需的个体大小阈值,而繁殖阈值在生境从草甸经交错带到灌丛的过渡中逐渐减小;湿生扁蕾的繁殖相对投入与个体大小负相关,但相关系数随着生境从草甸经交错带到灌丛的过渡中逐渐减小;各种群花数目与湿生扁蕾植株个体大小显著正相关。研究表明,湿生扁蕾的繁殖投资存在大小依赖效应,但生境差异会对其繁殖投资和生活史策略造成显著影响,而这种影响主要是由不同生境下自然条件的不同造成的。同时,资源分配也与湿生扁蕾的遗传特性和延迟自交的繁育系统特征有关。湿生扁蕾这种不同生境下个体大小依赖的繁殖投资差异是湿生扁蕾与其生境长期适应和进化(生境选择)的结果。     

青藏高原东缘块茎堇菜鳞茎分配的个体大小依赖性

块茎堇菜(Viola tuberifera)为青藏高原特有两型闭锁花植物,属多年生草本,具独特的混和交配系统,既可通过早春开放花异花受精和夏季地上地下闭锁花自花受精有性繁殖,还可通过秋季新鳞茎无性繁殖产生后代。高山环境下,异花受精常因花粉限制而无法正常进行,自花受精和克隆繁殖成为保障植物种群正常繁衍的不二之选,而克隆繁殖更能在植株资源消耗最小的情况下保障子代的存活。该文以青藏高原东缘高寒草甸的混合繁育植物块茎堇菜为研究对象,探索其生长期内鳞茎分配的个体大小依赖性,以及植株如何权衡鳞茎的资源分配以适应个体大小的变化。结果表明：块茎堇菜生活史阶段的鳞茎分配具有个体大小依赖性,鳞茎分配与个体大小呈极显著负幂指数相关关系(P<0.01),个体越大,鳞茎分配越小;反之,个体越小,鳞茎分配越高。即块茎堇菜对鳞茎的资源投入受个体大小的制约,通过鳞茎分配比例的高低响应植株自身资源状况的变化,保障在高寒环境下植物种群的生存和繁衍。该研究结果为高山植物克隆繁殖的生活史进化提供了依据。     

与棱果沙棘性别相关的RAPD标记

应用RAPD技术筛选与棱果沙棘性别相关的分子标记,对棱果沙棘雌雄株的基因组DNA进行混合分组分析（BSA）,在194条随机引物中有50条引物能够在雌雄DNA反应池间形成多态性条带,应用这50条引物分别对棱果沙棘雌雄个体（雌雄个体各选取5个）进行RAPD分析,其中引物S10扩增得到1个约为1030 bp的与雌性相关的RAPD标记。该标记的获得进一步表明棱果沙棘雌雄株间存在基因水平的差异,为棱果沙棘的性别研究提供分子依据。进一步利用该雌性特异位点设计出更加稳定的SCAR标记,可望用于棱果沙棘的早期性别的准确鉴别。     

沙棘属植物种子微形态特征研究

应用解剖镜和扫描电镜对沙棘属(Hippophae Linn.)6种6亚种植物种子形态、种皮微形态特征进行了观察.结果表明:沙棘属植物种子形态、种皮微形态等性状具有一定程度的稳定性,同时种间存在明显的差异,对于种及种下类群的分类、鉴定有重要参考价值.其中种皮微形态可分为4种类型:拟脑纹状纹饰、线纹-穴状纹饰、近平滑-细疣状纹饰、浅穴-疣状纹饰.从内果皮和种皮结合程度及种皮表面光泽一致性等方面可明显地将沙棘属植物划分为二者紧密结合与分离两种情况,基本支持将沙棘属植物划分为有皮组和无皮组两大类群的观点,但观察结果存在一些差异.