不同生境三种杜鹃属植物花特征比较

生境影响植物花部特征的分化.为探究不同人为干扰强度生境是否影响杜鹃花特征分化和资源分配,以及不同颜色杜鹃花分布情况,该研究以百里杜鹃保护区高、中、低人为干扰强度生境的马缨杜鹃、迷人杜鹃和露珠杜鹃为实验材料,采用五点取样法统计不同生境杜鹃花的植株数量,游标卡尺测量花部特征,光学显微镜统计花粉数,海洋光谱仪测定花色的反射光...     

茜草科二型花柱植物滇丁香传粉精确性研究

异型花柱是一种受遗传因素控制的花型多态性现象,其适应意义在于提高不同花型间传粉精确性,从而促进异交。为检验二型花柱植物滇丁香（Luculia pinceana）是如何促进异交并确定有效传粉者的类型,实验统计自然种群中长、短柱型的植株数量,测量花部特征,统计自然种群植株柱头上的型间花粉落置的数量和比例,比较型内、型间花粉的萌发率以及花粉管长度,比较不同人工授粉处理结实情况,观察传粉昆虫类型并测量虫体特征。结果表明（1）滇丁香自然居群中长、短柱型植株的数量没有显著性差异。长柱型的筒深、筒直径、开口直径、雄蕊长和柱头长均显著小于短柱型,而长柱型的叶片长和宽、雌蕊长、花药体积、花粉粒体积、柱头厚均显著大于短柱型。（2）自然种群植株柱头上型间花粉所占比例显著低于型内花粉的比例。（3）型间授粉的花粉萌发率以及花粉管长度均大于型内授粉和混合授粉。（4）型间授粉的结实率显著高于型内授粉的结实率,型内授粉具有一定的结实。（5）夜行性长喙条背天蛾（Cechenena lineosa）是滇丁香的有效传粉者,其吻长和滇丁香的花筒深相适应。本研究表明二型花柱植物滇丁香主要是通过与其花部特征相匹配的长喙天蛾实现有效的传粉,通过促进型间花粉的萌发和花粉管的伸长而有利于型间授粉结实,提高传粉精确性。     

BEguider:一个单碱基编辑器sgRNA设计与编辑效率预测工具

单碱基编辑器是实用且高效的基因编辑工具,其编辑效率与单向导RNA(single guide RNA, sgRNA)序列的设计密切相关。目前单碱基编辑器sgRNA序列的设计缺少特定的法则,主要依靠经验和大量尝试完成。本研究基于卷积神经网络,开发了一个单碱基编辑器sgRNA序列设计工具BEguider。BEguider利用TensorFlow 2深度学习框架建立编辑效率预测模型,能够在人基因组范围内针对NGG PAM序列依赖的单碱基编辑器ABE7.10-NGG和BE4-NGG批量设计sgRNA序列,预测编辑效率。此外,通过整合Cas-OFFinder,BEguider能够提供对sgRNA脱靶情况的评估。利用BEguider设计sgRNA序列,有助于研究人员提高实验效率,节约实验成本。     

梅花个体内花柱长度的变异及其对繁殖成功的影响

植物个体内花型的变异影响繁殖成功, 雌性繁殖性状的变异可能影响雌性的繁殖成功, 也可能作为花粉的受体影响雄性的繁殖成功。然而, 植物个体内不同花柱长度的花产生的花粉是否影响植物的繁殖成功却少有研究。梅(Armeniaca mume)是原产我国的重要木本花卉和经济果树, 我们的野外观察发现在同一植株内, 不同花的花柱长度有变异, 存在长柱型、短柱型和雄花型(雌蕊败育)三种花型, 是比较雌性繁殖性状的变异对两性繁殖成功的影响的理想材料。本文主要测量了不同花型的花部特征, 统计花期, 并开展体外花粉萌发以及人工控制授粉实验。结果表明: 长柱型的花冠直径、雌蕊长、单花花粉数、花粉体积显著大于短柱型和雄花型。长柱型的单花期以及雌花期显著长于短柱型。长柱型、短柱型以及雄花型花粉在活体柱头上的萌发率没有显著性差异, 雄花型的花粉管长度显著高于长柱型和短柱型。长柱型为母本的花粉萌发率以及花粉管的长度要显著高于短柱型。长柱型、短柱型、雄花型花粉授粉与自然对照处理的坐果率没有显著性差异, 而长柱型为母本的坐果率要显著高于短柱型为母本的坐果率。这些结果表明野生梅花的长柱型为母本有利于花粉的萌发和花粉管的伸长, 有高的坐果率; 但其作为花粉供体的雄性功能与其他花型没有差异。     

多星韭(Allium wallichii)的传粉生态学初探

韭菜坪地区是世界最大的野生韭菜花带,全国唯一的野生韭菜花保护区。为探讨多星韭在该地区的传粉生态学特性以及生态适应性,该研究对多星韭的花期、形态特征、访花者进行了定点观察实验,通过人工授粉实验探究其繁育系统; 通过海洋光谱仪检测蜜蜂视觉对两种花色的显著性; 通过气相色谱进行测定其各部分的次级代谢产物的组成。结果表明:多星韭花为雄先熟,单花期为7～8 d,花序持续开花时间为25～28 d; 花蜜量为(0.61±0.07)μL; 中华蜜蜂(Apis cerana)为主要有效传粉者,隧蜂、食蚜蝇、蝇类为偶见访花者; 海洋光谱仪的测定结果表明紫花色在绿叶中对蜜蜂视觉来说更显著。访花者在不同花色间的访花频率有显著性差异,但单次访花频率无差异。当两种花色同时存在时中华蜜蜂会优先访问紫色花的多星韭,在访紫花时,由于受到气味的影响,大部分蜜蜂也会访相邻的白花多星韭。多星韭的次级代谢产物分析结果表明,茎、子房和花梗含有多种刺激性含硫代谢物,花器官以及花蜜拥有多种花香类次级代谢物; 其有性繁殖为自交和异交混合交配系统,具有无融合生殖。综上结果表明,多星韭在该地区不存在花粉限制,多星韭的繁殖学特征表明其具有能较好的环境适应性。     

海拔及环境因子影响杜鹃属植物的表型特征和化学性状

植物-环境间的长期相互作用驱动着植物表型及次生代谢物的变异。随着海拔梯度的变化,环境中的非生物因子会发生变化,但它们如何影响植物的表型以及次生代谢物的组成和含量,以及植物不同组织器官的次生代谢物是否存在差异,目前有关这方面的研究还较少。本文选取3个不同海拔中的柳条杜鹃(Rhododendron virgatum)和大白杜鹃(R. decorum)(大理苍山居群)及红棕杜鹃(R. rubiginosum)(老君山居群)为研究对象,测定不同海拔的环境因子(温度、相对湿度和相对光照强度),测量和分析了不同海拔植物的表型性状,花蜜体积、糖浓度及花蜜中糖成分(HPLC分析方法),以及植株的茎、叶、花瓣、花粉、花蜜中次生代谢物组成及含量(UPLC-Qtof分析法)。结果表明:随着海拔升高,温度、相对湿度和相对光照强度降低,杜鹃的植株高度、花冠大小和花药体积显著减小,而枝条直径、雌蕊和雄蕊长度显著增大。3种杜鹃在海拔C的花蜜体积和糖浓度均显著高于海拔A和海拔B,海拔C中花蜜的蔗糖成分也显著增多。杜鹃属植物主要含黄酮类、甾体类、苯丙素类、萜类和生物碱类等次生代谢物,随着海拔的变化,这5类次生代谢物质的...     

两种程度富营养化水中不同植物生理生态特性与净化能力的关系

通过模拟流水的小型无基质试验,研究了杭州地区１７种草本植物在轻度和重度富营养化水中的净化能力及其与生物量、生长速度和蒸散强度等的关系。结果表明：⑴在重度富营养化水中,提高植物生物量可大大提高对Ｎ和Ｐ等的去除率;⑵在轻度富营养化水中,同种植物不同生物量对各指标去除率的差异小于种类间净化能力的差异,选择高净化能力的种类更重要;⑶在重度富营养化水净化工程选种中,可通过植物在水中快速生长时期的生长速率判断     

青篱柴通过促进亲和花粉生长而提高传粉精确性

异型花柱植物的适应意义在于提高亲和花粉的传递, 从而促进异交, 但是有不少研究发现柱头上落置了大量不亲和花粉。目前, 很少有人研究柱头是否有利于亲和花粉的萌发和花粉管伸长, 以及通过去雄处理排除花内和植株内不亲和花粉干扰从而验证二型花柱植物是否可以促进异交。本研究以亚麻科青篱柴属(Tirpitzia)的二型花柱植物青篱柴(T. sinensis)为研究对象, 分居群调查了青篱柴长、短柱型的植株数量, 测量不同柱型的花粉与柱头大小以及观察其表面纹饰, 测定不同开花时间长、短柱型的柱头活性与花粉活力, 统计自然状态下柱头上落置的不同表型花粉比例, 进一步统计花内、株内去雄和自然对照下柱头上落置的不同表型花粉比例, 计算型间、型内和混合授粉花粉管长度和花粉萌发率, 人工授粉检测其是否型内异交不亲和与自交不亲和。结果表明, 自然居群中长、短柱型青篱柴植株数量没有显著性差异; 短柱型青篱柴花粉体积显著大于长柱型, 且二者花粉表面纹饰不同, 但不同柱型的柱头表面积与表面纹饰无差异; 青篱柴开花第一天的花粉活力显著高于开花第二天, 而柱头活性在开花前两天无显著性差异; 自然状态下柱头上落置的不亲和花粉比例显著高于亲和花粉; 在长柱型青篱柴中, 花内和株内去雄显著提高了柱头上亲和花粉的落置比例; 柱头上授型内花粉, 其花粉萌发率和花粉管的长度都显著低于授型间花粉; 授粉结果表明青篱柴为型内异交不亲和与自交不亲和。二型花柱植物通过促进亲和花粉的萌发和花粉管的伸长而有利于型间授粉, 从而显著提高其传粉精确性。     

BE-dot：为单碱基编辑设计sgRNA及预测脱靶图谱的工具

目的 单碱基编辑器作为修复基因组点突变的有力工具，在生物技术开发和临床应用中具有极大潜力。对于目标改造的单核苷酸变异（SNV），首先要选择可用于编辑的单碱基编辑器（base editors，BEs）和单向导RNA（single guide RNA，sgRNA）。目前，尽管有较多工具实现了设计sgRNA，但缺少将设计sgRNA与评估单碱基编辑器特异性完整结合起来的工具。方法 纳入主流的27种胞嘧啶碱基编辑器（CBEs）和12种腺嘌呤碱基编辑器（ABEs）对SNV设计编辑方案，并通过调用第三方工具BE-Hive对编辑方案进行效率预测。综合使用多个脱靶预测工具对编辑方案的脱靶图谱进行评估。最后结合BEs类型和脱靶位点，分析得到所有可能的脱靶编辑产物，再调用ANNOVAR这一变异注释工具进行脱靶产物的功能分析。结果 本文提出了一个综合性工具BE-dot，它可以实现对目标编辑的SNV从设计sgRNA到预测脱靶图谱的完整过程，并对脱靶产物进行功能注释。利用密码子的简并性，BE-dot除了提供DNA水平上的精确校正方案，还可以在蛋白质水平进行同义校正。在对单碱基编辑系统做脱靶图谱的预测时，BE-dot综合了Cas-OFFinder、CALITAS、CFD、uCRISPR、BEdeepoff等多个工具，可以更全面地评估单碱基编辑系统的特异性，为用户选择BEs和sgRNA提供参考。此外，BE-dot可以自动分析得到脱靶位点处所有可能的编辑产物，并转换为avinput格式供ANNOVAR进行功能注释，避免了以往手工注释的繁琐。结论 BE-dot能为单碱基编辑技术应用于纠正或引入SNV设计编辑方案，并且能够从编辑效率、脱靶图谱、脱靶带来的功能影响等方面对编辑方案进行全面的评估。