干旱胁迫下AMF对云南蓝果树幼苗生长和光合特征的影响

采用盆栽试验与称重控水法,将土壤相对含水量分别控制在田间最大持水量的100%、91.68%、82.85%、60.00%、41.86%和21.28%,并在这6个不同的土壤相对含水量条件下,分别设添加苯菌灵(杀真菌剂)(低AMF)和不添加苯菌灵(高AMF)处理,研究干旱胁迫下AMF对极小种群野生植物云南蓝果树幼苗生长和光合特征的影响,揭示云南蓝果树濒危的微生物学机制,为云南蓝果树保护措施的制定与实施奠定基础。结果表明,添加苯菌灵处理显著降低了不同水分条件下的AMF侵染率,说明试验中AMF处理的实生苗在生长和光合特征上的差异是苯菌灵处理下侵染率下降导致的;随着干旱胁迫的加剧,云南蓝果树幼苗的根部AMF侵染率显著降低、叶面积等生长指标和净光合速率(Pn)等光合参数都发生显著变化;高AMF处理可以显著增加水分充足和轻度干旱胁迫条件下云南蓝果树幼苗的大部分生长指标和光合参数,而对重度胁迫下的云南蓝果树幼苗没有显著影响,说明重度干旱胁迫对其影响大于AMF的影响;另外,整合了可塑性指数分析和隶属函数分析两种方法对其抗旱性进行评价,云南蓝果树幼苗基本上无法通过调节形态和光合能力来适应水分环境的变化,但是高AMF处理可使云南蓝果树幼苗具有较强的可塑性和更强的抗旱性。实验结果为云南蓝果树的科学保育及种苗繁育提供了理论依据。     

基于简化基因组技术的云南蓝果树群体遗传分析

极小种群野生植物云南蓝果树是国家和云南省实施极小种群野生植物保护工程的代表性物种。为有效保护其遗传资源,本研究通过二代测序技术,对其进行简化基因组测序,开发一批特异性高的单核苷酸多态性标记,分析现存群体的遗传结构和遗传多样性。经过遗传变异检测,本次研究中共获得SNP位点98 498个,通过样品最低测序深度>2,样品缺失率<0.5,次要基因型频率（MAF）>0.05筛选以后,得到有效SNP位点6 309个。基于过滤后的SNP,运用生物信息学分析方法,对云南蓝果树完成了群体的遗传分析,其中：系统进化树分析将云南蓝果树划分为3大类,研究分析了云南蓝果树各分类的私人等位基因数目（Private）、平均观测杂合度（H_o）、平均期望杂合度（H_e）、核苷酸多样性（π）和平均近交系数（F_IS）5个遗传多样性参数;群体结构和主成分分析进一步证明了,云南蓝果树现存植株之间亲缘关系较远,遗传多样性差异较大,具有很高的遗传资源保存价值。本研究结果将为基于遗传管理的云南蓝果树就地保护、遗传资源保存和种群重建等保护工程提供科学依据。     

烟草大小孢子发生和雌雄配子体发育研究

采用卡宝品红染色压片和石蜡切片法对迪勃纳氏烟草(Nicotiana debneyi)大小孢子发生和雌雄配子体发育过程进行了研究.结果发现:(1)迪勃纳氏烟草为两性花,其小孢子发生和雄配子体发育早于大孢子.(2)迪勃纳氏烟草小孢子发生和发育过程基本正常,减数分裂过程有少数细胞出现滞后染色体、染色体断片和染色体桥等异常现象;其胞质分裂为同时型,四分体为十字交叉型和正四面体型,成熟的花粉粒为2细胞型.(3)迪勃纳氏烟草为2室子房,中轴胎座,倒生胚珠,胚珠多数,胚囊发育为蓼型,大孢子发生和发育过程未观察到异常现象.     

土壤含水量对极小种群毛枝五针松幼苗抗氧化活性的影响

为探究水分对毛枝五针松(Pinus wangii)幼苗生理特性的影响,对不同土壤含水量下幼苗松针的抗氧化活性进行了研究。结果表明,土壤含水量为田间持水量的40%~80%时,其POD、SOD和CAT活性较强;随着处理时间的延长,细胞质膜渗透性减弱,抗逆性变弱;脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量均以20%~40%的田间持水量较高;处理30 d后丙二醛含量随着土壤含水量的增加而提高,在土壤含水量为田间持水量的40%时,丙二醛含量最低,抗逆性最强。因此,人工培育幼苗时,土壤水分过多的时间尽量不要超过30 d,控制土壤水分为田间最大持水量的30%~50%,这样能提高幼苗存活率。     

干旱胁迫下AMF对云南蓝果树叶片解剖结构的影响

苯菌灵为杀真菌剂,在土壤含水量为32.32％、29.63％、25.86％、19.39％、12.93％和6.46％的条件下,分别添加苯菌灵和不添加苯菌灵,形成“低AMF”和“高AMF”处理。该研究以云南蓝果树幼苗叶片为材料,利用盆栽试验研究了干旱胁迫下丛枝菌根真菌( AMF)对云南蓝果树幼苗叶片解剖结构及抗旱性的影响。结果表明：添加苯菌灵处理显著降低了不同水分处理条件下AMF侵染率,随着干旱胁迫程度加剧,云南蓝果树幼苗根部的AMF侵染率显著降低。轻度胁迫条件下(土壤含水量为29.63％),叶片解剖结构参数未发生显著变化;土壤含水量低于25.86％,云南蓝果树幼苗表现出较高的抗旱性,苯菌灵处理可以显著影响叶片角质层厚度、栅栏组织厚度和上表皮厚度等7个叶片结构指标,证明了高AMF可以增强代表云南蓝果树幼苗叶片抗旱性的结构性状。土壤含水量为25.86％、19.39％和12.93％时苯菌灵处理的效果较土壤含水量为6.46％时更显著,这是因为6.46％的土壤含水量严重抑制AMF的侵染,说明AMF侵染程度会影响云南蓝果树幼苗的抗旱性。进一步用隶属函数值法对10个叶片性状进行综合评价,发现高AMF处理可增强云南蓝果树幼苗的抗旱性。该研究结果为AMF在濒危物种云南蓝果树保护过程中的合理利用提供了理论依据。     

温度对斯托克通氏烟草雄配子体形成和发育的影响

为探究低温对斯托克通氏烟草(Nicotiana stocktonii)花粉母细胞(PMC)减数分裂及其雄配子体发育过程的影响,采用卡宝品红染色法,研究不同温度条件下该材料雄配子体形成和发育的过程。结果表明:种植于昼温(31±0.5)℃、夜温(11±0.5)℃人工气候箱中的Nicotiana stocktonii花粉母细胞减数分裂过程异常现象较少,出现微核的比率较低,用新鲜成熟的花粉做萌发实验花粉萌发率较高,为(71±3)%; 而种植于昼温(25±0.5)℃、夜温(3±0.5)℃条件下的Nicotiana stocktonii开花后花药大多干瘪,用新鲜成熟花粉做萌发实验花粉萌发率低,为(13.67±3)%,花粉母细胞减数分裂过程出现染色体桥、染色体不同步、染色体断片、落后染色体等现象,存在微核的细胞比率较高。因此,Nicotiana stocktonii花粉母细胞减数分裂与小孢子发育过程易受温度影响,从而影响花粉的可育性。     

基于ISSR遗传多样性分析的云南蓝果树保护措施探索

保存种群的遗传多样性和进化潜力是成功拯救保护濒危物种的关键。云南蓝果树(Nyssa yunnanensis W.C.Yin)是国家I级重点保护的极度濒危野生植物,也是国家实施极小种群野生植物保护工程的目的物种。为了制定针对性的保护措施,采用ISSR分子标记方法对64株极度濒危物种云南蓝果树子代个体进行遗传多样性分析。从100条引物中筛选出12条ISSR引物,共扩增出77个稳定、清晰的条带。其中58个为多态性条带,物种水平上的多态性条带百分率(PPL)变动范围为50.00%~87.50%,平均值为(74.65±0.01)%;等位基因观察值(Na)为1.7532;有效等位基因观察值(Ne)为1.5804;Nei's基因多样性指数(He)为0.3206,多态性信息含量指数(PIC)变动范围为0.15~0.44,平均值为0.27±0.01;Shannon's遗传多样性信息指数(I)随着样本数的增加而升高,但当样本数达到24及以上时,Shannon's指数的数值基本不再变化。基于遗传多样性分析结果,从地质历史原因和人为干扰因素等方面对云南蓝果树的濒危机制进行了探析,并提出了有针对性的云南蓝果树保护措施。