基于转录组数据的杜仲红叶性状SSR分子标记分析

对‘华仲12号’杜仲的幼嫩叶片（绿色）和成熟叶片（红色）及‘华仲11号’杜仲成熟叶片（绿色）进行转录组测序,进行测序数据的拼接和组装,且对转录组获得的基因（Unigenes）进行SSR分析。研究得到54 517条平均长度为806.90 bp的Unigenes,其中25 993条Unigenes在Nr、Swiss-Prot、KEGG和COG蛋白数据库获得功能注释,占所有Unigenes的47.68%。参照KEGG数据库,可将注释到的6 910条Unigenes划分到122个代谢途径分支,其中花色苷代谢途径相关酶基因39个,类黄酮代谢途径38个,类胡萝卜素合成途径34个。54 517条Unigenes中共包含17 010个完整型SSR位点,占总SSR位点的96.28%。完整型SSR位点共包含67种重复基元,其中出现频率最高的重复基元类型为单核苷酸重复中的A/T （7 747个）,其次是AG/CT （5 039个）和AT/AT （850个）从花色苷代谢途径、类黄酮代谢途径及类胡萝卜素代谢途径中共找到13个SSR位点。为今后杜仲遗传多样性分析、遗传图谱构建及杜仲红叶性状分子标记开发等方面奠定了分子基础。     

7个变异红叶杜仲叶片色素及活性成分分析

为探讨不同变异类型红叶杜仲叶片呈色机理及活性成分含量,以7个不同变异红叶杜仲和绿叶杜仲为材料,对叶片颜色、色素分布、含量及活性成分含量进行测定分析。结果表明：7个变异红叶杜仲叶片正面呈暗红或紫红色,栅栏组织呈红色或暗红色;背面颜色3、5和6号呈红色,下表皮也呈红色,1、2、4和7号为绿色,下表皮透明;7个变异红叶杜仲叶片C_a、C_b和C_T含量均低于对照杜仲叶片,而C_Car、C_F含量以及C_Car/C_T、C_F/C_T值均显著高于对照叶片,叶片色素含量在7个红叶杜仲间也存在一定差异;7个变异红叶杜仲叶片5种活性成分含量均较高,且绿原酸、京尼平苷和总黄酮含量明显高于对照杜仲叶片。叶片中C_F分布、含量及C_F/C_T值是红叶杜仲呈色差异的主要原因,高活性成分含量使其在药用方面有很大的开发利用潜力。本研究可为观赏兼药用杜仲资源选育提供材料。     

基于全基因组重测序技术的‘红叶’杜仲SNP位点开发

为了挖掘与‘红叶’杜仲（Eucommia ulmoides ‘Hongye’）红叶性状紧密联系的SNP位点,进一步揭示红叶性状的遗传基础和分子机理。以‘红叶’杜仲和普通绿叶杜仲‘小叶’杜仲（Eucommia ulmoides ‘Xiaoye’）为研究材料,进行覆盖深度约为10x的全基因组重测序。使用SnpEff软件预测变异位点对蛋白编码的影响,结合花色苷的代谢通路和关键酶基因,筛选与‘红叶’杜仲叶色形成相关的差异位点。利用Sanger测序二代测序筛选的SNP位点,分子标记验证群体是‘红叶’杜仲和‘小叶’杜仲。结果表明,‘红叶’杜仲测序产生Clean data为14.16 Gb,‘小叶’杜仲产生Clean data为14.29 Gb。在‘红叶’杜仲中注释到严重影响蛋白质功能的有1 516个SNP,中度影响的41 328个SNP,在‘小叶’杜仲中存在严重影响蛋白质功能的SNP为1 640个,中度影响功能的SNP为47 192个。测得26 722条基因中有228条基因是与花色苷或类黄酮合成相关的酶基因。经过筛选,确定了12个特异性的SNP位点,均属于外显子区域的错义突变。利用一代测序验证,根据SNP位置设计了7对引物,SNP准确率达到100%。     

立地条件和人为干扰对杜仲梦尼夜蛾种群数量的影响

在河南省灵宝市两处种植模式和管理措施截然不同的杜仲种植基地,以杜仲梦尼夜蛾为研究对象,采用回归分析和T检验方法,研究立地条件、林分特征和人为干扰因素对杜仲梦尼夜蛾种群数量的影响。结果表明:在不同栽培和管理措施条件下,影响杜仲梦尼夜蛾种群密度的主要因素是坡向和海拔高度,虫口密度均随着坡向值的增加和海拔的增高而降低。人为干扰较少的庄科基地的林分郁闭度成为继坡向及海拔后影响虫口密度最重要的因素,这一点是两种管理模式下的最大的区别。闫驮基地7月份的叶面积损失率与5月的差异不显著(F=1.005,P=0.317),但极显著低于同期庄科基地的叶面积损失率(F=33.268,P0.001),表明闫驮基地采取的以抚育管理为主的生态调控措施在控制杜仲梦尼夜蛾种群密度方面取得了良好的效果。本研究结论可用于指导划分关键防控区域和以抚育管理为主的杜仲梦尼夜蛾生态调控技术的实施。     

杜仲梦尼夜蛾短期预警技术

森林食叶害虫的世代重叠会给防治造成巨大的困难。本文以杜仲梦尼夜蛾为研究对象,在灵宝市杜仲果园设立标准样地和样株,通过调查虫口密度,评估其危害,定期发布预警。经过2016-2017连续2年的研究发现,杜仲梦尼夜蛾世代重叠严重。2016年种群爆发,8月上旬叶面积损失率平均达21%,个别区域达100%;叶面积损失率与之前相隔20 d的虫口密度呈极显著的正相关关系。杜仲在5月初至6月初受害会严重影响果实正常发育,并造成种仁败育、果实提早脱落,最高落果率达50%。因此,5月初至6月中旬是杜仲梦尼夜蛾防治的最关键时期。2016年根据林间调查的虫口密度发布的短期预警,经叶面积损失率和落果率评判,准确率均在90%以上,说明短期预警具有良好可操作性。2017年将预警发布指标调整为株虫口密度≥3头/株,预警发布5 d内完成防治,并优先对发布灾害预警的区域开展防治。后期调查发现,在示范区和对照区,叶面积损失率均维持在1%以下。对世代重叠严重的食叶害虫,短期预警对及时采取应对措施可以起到关键作用。