杨树MIR171基因家族进化与功能分化研究

microRNA(miRNA)是一类重要的非编码小分子RNA,广泛参与植物生长发育和胁迫响应的调控。毛果杨MIR171基因家族是一个古老的miRNA基因家族,具有14个成员。本研究对毛果杨MIR171基因家族的基因倍增模式、表达方式、启动子结构及靶基因进行了分析。结果表明:毛果杨MIR171基因家族主要通过48~54百万年前的染色体大片段重复进行扩张,其表达方式和功能已经出现分化。MIR171基因家族可能主要通过调控GRAS转录因子和信号转导蛋白参与杨树生长发育、光信号转导和光形态建成的调控。     

南岭地区观光木自然和人工迁地保护种群的遗传多样性

迁地保护是珍稀濒危植物保护的重要措施.观光木(Tsoongiodendron odorum)是古老的孑遗树种,被列为国家二级重点保护植物,营建迁地保护林是对其进行保护的重要手段,但已经营建的迁地保护林每个种群目前只保存下来几十株个体.为了评价这些迁地保护林的遗传多样性现状,作者采用ISSR分子标记对南岭地区观光木3个人工迁地保护种群和4个自然种群的遗传多样性进行了比较.结果显示:16条ISSR引物共扩增出362个条带,其中301个为多态条带,多态条带百分比(P)为83.2％,各种群P值为37.9-62.2％,平均为53.1％,表明观光木在物种和种群水平都具有较高的遗传多样性.自然种群总体P值和Shannon信息指数(Ⅰ)(80.9％,0.3629)均高于人工迁地保护种群(66.6％,0.2990),说明人工迁地保护种群遗传多样性较低.种群结构分析表明3个人工迁地保护种群均有可能来源于源口自然种群.4个自然种群间遗传分化系数(GST)为0.2495,表明自然种群间存在显著遗传隔离,基因流受阻和生态环境差异是造成种群遗传分化的主要原因.在今后的迁地保护工作中,我们建议从不同生态地理区收集种质材料,并在不同生态类型区开展迁地保护工作,同时开展观光木种群生态生殖生物学研究.     

南方红豆杉小孢子发生与雄配子体发育

采用石蜡切片法,对南方红豆杉小孢子发生及雄配子体发育过程进行了系统地观察。结果表明：南方红豆杉小孢子叶球于7月下旬分化,9月中旬形成造孢细胞,11月初形成小孢子母细胞;同一小孢子叶球中的小孢子母细胞表现出发育不同步现象;11中旬,进入减数分裂时期,形成游离小孢子后休眠越冬,于翌年1月下旬逐渐成熟,成熟花粉粒为单核;2月中下旬开始散粉,散粉时间持续15 d 左右。花粉落入胚珠后,经过3次分裂形成管细胞、柄细胞和2个精子;管细胞和柄细胞最终退化解体,未见花粉败育现象。认为南方红豆杉小孢子发生与雄配子体发育正常,不是致其濒危的主要原因。     

濒危植物水松小孢子发生和雄配子体发育的研究

水松(Glyptostrobus pensilis)是我国特有的单种属孑遗植物,是极度濒危物种,被列为国家一级重点保护植物。为了从生殖生物学方面探讨水松的濒危机制,采用石蜡切片法对水松小孢子发生及雄配子体发育过程进行了系统地观察研究。结果表明:水松雄球花于10月中旬开始分化,11月初小孢子囊壁形成,12月初小孢子母细胞形成,12月中旬减数分裂。翌年1月中旬形成四面体形和左右对称形四分体,1月下旬四分体解体,释放出游离小孢子。2月中旬花粉粒发育成熟,并以二细胞形态进行传粉,散粉期约为2周左右。3月萌发花粉管,3月下旬出现精原细胞、管核和不育核,5月下旬花粉管到达颈卵器顶部,精原细胞分裂成两个精细胞。水松小孢子和雄配子体发育过程中败育和变形现象很少,据此我们认为,水松小孢子发生与雄配子体发育正常,不是致其濒危的主要原因。     

基于转录组序列的长柄双花木SSR标记开发

双花木属(Disanthus Maxim.)是金缕梅科(Hamamelidaceae)最原始的单种属,为东亚地区特有属。长柄双花木(D.cercidifolius var.longipes H.T.Chang)是日本特有植物双花木(D.cercidifolius Maxim.)的变种,仅分布于我国南方地区,为国家Ⅱ级保护植物,被列入我国濒危植物种名录,在研究金缕梅科系统发育和东亚植物区系地理演化等方面具有重要的科学价值。由于可利用的SSR标记引物数量不足,阻碍了长柄双花木遗传学研究。本研究对长柄双花木转录组序列进行高通量测序,采用de novo组装方法,共获得32325条unigene。利用MISA软件,搜索到13779个SSR位点,SSR位点发生频率为42.63%,位点分布频率为1/2.95 kb。不同重复基序类型中,二核苷酸重复基序数量最多,占总数44.10%;单核苷酸重复基序次之,占总数37.90%;三核苷酸重复基序,占总数16.71%。二核苷酸重复基序中,AG/CT重复基序数量最多;三核苷酸重复基序中,AAG/CTT重复基序数目最多,其次是ATC/ATG、ACC/GGT和AGC/CTG。从不同种群中任取1株构成8株无亲缘关系的随机样本,对随机合成的60对SSR引物的有效性进行琼脂糖电泳检测的结果表明,46对引物扩增出目的条带,扩增率达76.67%。进一步利用TP-M13-SSR技术基因分型结果显示,30对引物扩增产物显示出多态性,多态位点百分比为65.22%。这表明,基于转录组序列开发的长柄双花木SSR位点多态性较高。本研究结果有助于后续的长柄双花木种群遗传学及系统进化等方面研究。     

荒漠生物结皮中齿肋赤藓总RNA最佳提取方法的确立

目的：根据不同提取方法对提取荒漠齿肋赤藓总RNA质量的影响,寻找一种快速高效提取齿肋赤藓总RNA的方法。方法：采用改良RNAiso Reagent试剂法、RNAprep pure植物总RNA提取试剂盒法（TIANGEN）、皂土法分别提取采自新疆古尔班通古特沙漠生物结皮中齿肋赤藓的总RNA,用紫外分光光度计测定其浓度、纯度和产量,并通过RT-PCR进一步检测其质量。结果：三种方法均能提取出RNA,但质量差异较大。其中改良的RNAiso Reagent试剂法提取的RNA产量可达1298～1318μg/g,完整性好且纯度高,OD260/OD280值为1.86～1.92,且经济、操作简便,能有效抑制多酚物质氧化和次生代谢物质的影响,,适合用于进一步的RT-PCR反应。结论：改良的RNAisoReagent法经济且操作简便,提取的荒漠齿肋赤藓RNA完整性和纯度较高,可用于RT-PCR反应。     

微卫星标记中的无效等位基因

微卫星标记以其独有的优点广泛应用于遗传学研究,但无效等位基因(null alleles)的存在与潜在影响是其最大缺陷之一,在研究工作中并未得到足够重视.本文在综述国内外相关文献的基础上,明确了微卫星无效等位基因的概念与特点,对其可能的产生原因、频率估算方法、相关分析软件及其对群体遗传学、亲本分析等研究结果的影响进行述评,以期对无效等位基因有较为全面、深入的了解.微卫星无效等位基因的产生与SSR侧翼序列的变异(点突变、插入或缺失)及引物结合位点有关,其与同工酶标记中的无效等位基因有本质区别,并非基因本身的自然属性.虽然微卫星无效等位基因具有普遍性、复杂性和隐匿性等特点,但完全可以通过Hardy-Weinberg平衡检验、亲子代基因型分析和重新设计引物等方法认识、检测并估算其频率.无效等位基因会对遗传学相关研究结果造成显著影响,如降低群体遗传多样性,加大群体间遗传分化;降低亲本分析排除率,甚至可能造成亲本分析结果的错误与混乱.今后研究工作中,我们应对无效等位基因予以足够重视并谨慎对待,从标记位点选择、无效等位基因数据调整及重新设计引物分析等多个方面尽可能减少和避免其影响,以获得最真实的分析结果.     

山鸡椒雄花花芽发育形态解剖特征观察

采用体视显微镜、扫描电镜和石蜡切片技术对山鸡椒（Litsea cubeba（Lour.） Pers.）雄花花芽分化发育的外部形态和内部解剖结构进行了观察研究。结果显示:（1）山鸡椒雄花花芽分化发生可分为5个时期,即未分化期、花序原基分化期、苞片原基分化期、花原基分化期和花器官分化期,其中花器官分化期又可细分为花被原基分化期、雄蕊原基分化期和雌蕊原基分化期;各相邻分化时期存在一定重叠现象;花期从翌年1月上旬至3月下旬。（2）雄花成熟结构中具有独特的雄蕊蜜腺,蜜腺绿色且形态不规则,着生于内轮雄蕊基部,分布于花丝两侧,夹在内外轮雄蕊的花丝之间,与内轮花丝紧密相连。（3）雄蕊花药四室,花药壁发育属于基本型;腺质绒毡层;小孢子母细胞减数分裂过程中胞质分裂属于连续型;成熟花粉为2-细胞花粉粒;成熟花粉粒外壁刺突较多,刺突基部膨大,外壁露出部分粗糙,无薄壁区,有少数小穿孔。（4）山鸡椒雄花中绝大多数雌蕊发育至腹缝线卷合形成子房室时停止,柱头发育不良或者败育,花柱缩短或缺失,不能受精,直到开花结束,即发生退化。本研究明确了山鸡椒雄花花芽发育发生各个阶段时间、形态变化特点及外部形态变化特征,山鸡椒小孢子发生、雄配子体发育至散粉期变化特点和规律以及雄花中退化雌蕊发育的进程,可为山鸡椒优良品种选育、调控花期和提高结实率提供一定的参考。     

双花木属植物潜在分布区模拟与分析

气候变化直接影响着物种的分布范围。了解气候变化对濒危物种分布区的影响,是开展保护生物学研究的基础。双花木属(Disanthus Maxim.) 1种1变种,隶属金缕梅科(Hamamelidaceae),为东亚特有濒危物种和典型的中-日间断分布成分,在研究东亚植物区系地理演化方面具有重要的科学价值。本研究基于双花木属植物19个当前居群分布点的气候变量,运用MaxEnt模型预测双花木属植物在末次盛冰期(约22000年前)、当前(1950—2000年)和未来(2060—2080年)气候情景下的潜在分布区的结果显示,受试者工作特征曲线下的面积(AUC=0.9999±0.0001)接近于1,表明MaxEnt模型的预测准确度极高;气候变量贡献率和Jackknife检验评估的结果显示,制约双花木属植物分布的主导气候变量是最湿月降水量和最干月降水量。采用ArcGIS 10.0中的ArcToolbox空间分析工具定量分析比较双花木属的分布动态,基于生境稳定性(N_(stab))、当前与其他时期分布区面积比(N_a)和扩张/收缩程度(N_e)的分析结果揭示,在双花木属植物进化过程中,分布范围经历了收缩过程;未来的温室气体排放量升高程度不同,其适生区呈现不同程度(30%—65%)收缩,特别是RCP 8.5气候情景下,我国武夷山山脉的潜在分布区有可能会丧失。探讨双花木属植物对不同时期气候变化的响应,重建冰期以来该属植物地理分布的变迁历史,分析限制其潜在地理分布的主导气候变量,可为双花木属植物保育措施的制定和东亚地区植物区系物种形成演化的研究提供理论参考。     

膜分离法纯化大蒜超氧化物歧化酶的条件研究

本文探讨了膜分离技术分离纯化大蒜超氧化物歧化酶(SOD )的工艺条件,研究了中空纤维超滤膜分离提纯大蒜SOD的工艺参数.通过单因素实验,分析了温度、压力、透过率对SOD活力回收率的影响;并通过正交实验确定出超滤膜分离法的最佳条件:温度32 ℃,压力0.15 MPa,透过率90%.在此基础上研究了纳滤膜对超滤液进行浓缩纯化的工艺条件,适宜的纳滤条件为:温度32 ℃,压力1.4 MPa.