石蒜凝集素基因转化切花菊及抗蚜性鉴定

以切花菊'神马'叶片为外植体,采用根癌农杆菌介导法将长筒石蒜凝集素基因LLA导入菊花.结果表明,'神马'叶片对潮霉素(Hyg)十分敏感,叶盘再生筛选以8～10 mg·L~(-1)为宜,生根筛选以18 mg·L~(-1)为宜;羧苄青霉素抑菌浓度早期以500 mg·L~(-1)为宜,后期以250～300 mg·L~(-1)为宜.Hyg抗性再生植株经PCR、RT-PCR检测初步证实外源基因已转入7个转化株系的植物基因组DNA中并发生转录.转基因植株幼苗人工接种蚜虫实验表明,不同转化株系的抗蚜性差异较大,蚜口密度抑制率为12.2%～76.8%不等,平均蚜口密度抑制率为41.8%.     

多花兰传粉生物学研究

传粉是植物繁殖和进化的一个关键环节, 为探讨中国产多花兰(Cymbidium floribundum)的传粉生物学特性, 对其开花物候、繁育系统、花的挥发性成分、传粉昆虫行为学实验进行了研究。结果表明, 多花兰不存在自动自交和无融合生殖, 种子的形成有赖于传粉媒介。其自然结实率远低于人工授粉, 存在严重的传粉限制。中华蜜蜂(Apis cerana)为多花兰的有效传粉昆虫, 但未能从中获得报酬, 在传粉过程中将花粉块连药帽一起带出。通过昆虫的行为学实验发现, 多花兰气味对中华蜜蜂具有显著性吸引作用, 而颜色对中华蜜蜂无显著性吸引作用。花朵的主要挥发性成分为醛类与醇类物质, 一天之中在种类和量上几乎没有变化, 只有芳樟醇含量的变化与传粉昆虫活动频率相关。本研究可为兰多花兰的野生保护和杂交育种提供一定依据。     

井冈山自然保护区野生兰科植物资源分布及特点

通过对江西省井冈山自然保护区兰科(Orchidaceae)植物的调查,分析了保护区内兰科植物的物种多样性、区系特点、分布格局,并采用SPSS18.0软件对井冈山及其邻近保护区属的种类进行相关和聚类分析。结果表明:井冈山兰科植物种类丰富,共有兰科植物34属75种,中国特有兰科植物19种。井冈山兰科植物资源垂直分布格局明显,不同海拔段的兰科植物分布差异较大,中低海拔的物种分布较多,资源相对保存较好;区系成分复杂多样,井冈山兰科植物属的地理成分可以划分为10个类型2个变型,热带性属占优势,占总属数的67.3%,但热带分布的种仅占本地区总种数的37.3%,而温带分布的种却占62.7%,故井冈山自然保护区属热带植物区系与温带植物区系过渡的交汇地带。井冈山兰科植物与齐云山自然保护区的相似性最高,与武夷山自然保护区的相似性最低。     

不同花色菊花品种花色素结构基因的表达特性

对红色、黄色、粉紫色和白色菊花品种不同开放度的花序舌状花中CHS、CHI、DFR、F3H、F3′H和3GT基因的表达量进行了相对定量分析。结果表显示:6个基因的表达因不同花色、不同发育阶段而异。‘钟山红鹰’(红色)中各基因的表达量均较高,且均在Ⅱ(松蕾期)或Ⅲ(半开期)期达到峰值,其中DFR、3GT基因的表达量远高于其他花色品种。‘金陵娇黄’(黄色)中CHS、CHI基因表达量较高,且Ⅰ(紧蕾期)、Ⅱ期表达量高于Ⅲ、Ⅳ(盛开期)期;3GT、DFR基因表达量分别高或低于‘金陵笑靥’(粉紫色)品种中相应基因的表达量,但均比红色品种低;F3H在4个品种中表达量最低,F3′H表达量接近或略低于红色或粉紫色品种,且各阶段表达水平较稳定。‘金陵笑靥’中DFR表达量仅次于‘钟山红鹰’,3GT和CHS表达量低于红色与黄色品种。‘钟山雪桂’(白色)中各基因仅有微量表达,除F3H外各基因的表达量明显低于其他花色品种。研究表明,花色素结构基因DFR、3GT是菊花花色素合成的关键基因,DFR很可能是限速关键基因,一定表达水平的CHS、CHI也是菊花花色素合成所必须的,F3H基因与花色素合成不存在直接相关。     

气候变化对中国大黄花虾脊兰及其传粉者适生区的影响

大黄花虾脊兰(Calanthe sieboldii)是典型的大陆与岛屿间间断分布的兰科物种, 适宜分布气候范围狭窄, 同时依赖特殊的传粉者传粉, 包括黄胸木蜂(Xylocopa appendiculata)、赤足木蜂(X. rufipes)和中华绒木蜂(X. chinensis)等3种木蜂属(Xylocopa)昆虫。本文通过R语言Biomod2程序包建立物种分布模型(SDM), 预测了2050年和2070年时大黄花虾脊兰及其传粉者在3种代表浓度路径(RCP2.6、RCP4.5与RCP8.5)下的分布格局, 以期为该濒危植物的保育提供参考。结果表明: 降水相关变量比温度相关变量对大黄花虾脊兰分布的平均解释率更高, 两者分别为25.4%和13.9%。当前大黄花虾脊兰适生区主要集中在华中和华东地区, 未来适生区的增减主要受到气候情景的影响, 其变化范围为-59.0%到34.7%, 并可能向更高海拔的地区移动; 未来木蜂适生区将净收缩16.4%-19.7%, 且主要向西北和东北移动; 因而两者共同分布的面积占大黄花虾脊兰适生区的比例未来相比当前的90.0%可能下降0.5%-11.4%, 表明大黄花虾脊兰分布可能受到未来气候变化和传粉者分布减少的双重影响, 因此对该物种或类似特化传粉的兰科植物进行保育时应当充分考虑传粉者因素。     

气候变化对寒兰分布的影响及其分布格局模拟

通过实地调查及网上查阅得到寒兰分布数据共233个,并从世界气候网站下载19个气候因子数据,利用MaxEnt模型模拟寒兰潜在分布区,结合ArcGIS空间分析技术,模拟了寒兰不同时期分布格局,推测寒兰末次冰期和2070年分布格局.结果表明: 模型训练集的曲线下面积(AUC值)为0.957,验证集AUC值为0.953,模型预测的准确性较高.寒兰当前分布主要受最干季度降水量、年均降水量、最湿季度降水量和年均温度范围影响,其贡献率分别是50.3%、15.9%、8.4%、4.4%,总贡献率达79%.在末次冰期时代,寒兰分布区主要是武夷山、罗霄山、南岭、台湾五大山脉以及广西省北部一些丘陵.从当前到2070年,寒兰分布区域整体将缩小22.4%,其中,广西南部、云南中部及江西、福建、广东三省交界处等呈扩张趋势,而在江西东部、福建西部以及两省交界处的大部分区域呈收缩趋势.     

江西野生寒兰居群遗传结构与遗传多样性研究

该研究采用叶绿体基因组片段(petB-petD)和核基因组ITS序列,对分布于江西的寒兰17个自然居群的252个体进行遗传结构与遗传多样性分析,以明确江西野生寒兰遗传多样性水平与居群遗传结构特征,为探寻江西寒兰资源数量锐减以及保护提供理论依据。结果表明:(1)nrDNA ITS序列长度652～658 bp,总变异位点140处,变异位点百分率为21.3%～21.5%,(G+C)含量为58.9%～67.1%。cpDNA序列长度522～529 bp,有变异位点9处,变异位点百分率为1.70%～1.72%,(G+C)含量为32.9%～33.7%。(2)分子方差分析(AMOVA)表明,种群内的遗传变异大于种群间变异,cpDNA片段居群间的遗传变异为40.76%,居群内为59.24%;ITS居群间的遗传变异为28.96%,居群内为71.04%;基因流(N_m)较大,cpDNA片段N_m为1.226 5; ITS N_m为0.726 7。(3)ITS和cpDNA数据失配分析和中性检验均表明江西寒兰野生居群在历史近期经历了扩张事件,nrDNA ITS序列较叶绿体序列进化较快,变异速率也较快。     

罗霄山脉兰科植物区系及其生态地理学特征

通过对罗霄山脉地区兰科植物的野外调查及文献整理,对该地区兰科植物区系及其生态地理学特征进行研究。结果显示,该地区兰科种类丰富,共有47属124种,其中地生兰、附生兰和腐生兰分别为80、36、8种,占总种数的64.5%、29.0%和6.5%。兰科植物集中分布在海拔400~1200 m,其区系成分复杂,具有较强的热带性质。对该地区兰科植物濒危现状进行了分析并提出了保护建议。本研究对罗霄山脉兰科植物资源的保护和开发利用具有重要意义。     

多叶斑叶兰繁育系统与传粉生物学研究

为探讨多叶斑叶兰(Goodyera folisa)的繁育系统与传粉生物学特征,对其开花物候、花粉活力与柱头可授性、人工授粉、花的挥发性成分以及昆虫传粉行为进行了研究。结果表明,多叶斑叶兰的唇瓣黄色,萼片白色或白色带红褐色;单花花期为(9.4±0.8)d;花粉在开花后第1天具备活力,柱头在开花后第2天具备可授性,花粉活力和柱头可授性都在开花后第5天达到峰值。去雄套袋和不去雄套袋都不能结实,人工自花授粉、同株异花授粉和异株异花授粉的结实率分别为93.3%、95.0%和96.7%,自然结实率为43.3%。花朵的主要挥发性成分为1-辛烯-3-醇、3-辛醇和N,N-二甲基甲酰胺。多叶斑叶兰传粉者为中华蜜蜂(Apis cerana)。多叶斑叶兰具有自交亲和能力,但在自然界不具有主动自交现象,必须依赖中华蜜蜂传粉,花色及花香气味为吸引传粉者的主要因素。     

多叶斑叶兰花蜜特征和分泌规律及其对昆虫访花的影响

为探讨多叶斑叶兰(Goodyera foliosa)花蜜体积和成分的变异性,及其对传粉昆虫的影响,采用毛细管法、折光仪和高效液相-蒸发光法对一天内不同时间段单花花蜜体积、总糖浓度和可溶性糖成分及含量进行检测,用摄像机对其传粉昆虫访花行为进行观察。结果表明,单花花蜜体积在10:00达到最大[(7.19±2.29)μL, n=10],糖浓度在16:00达到最大[(25.85±1.83)%,n=10]。花蜜中的主要可溶性糖为果糖和蔗糖,果糖在上午10:00含量达到最高(78.310 mg/g);蔗糖在下午16:00含量达到最高(247.600 mg/g)。中华蜜蜂(Apis cerana)访花时间为每天9:00-15:00,访花高峰期在10:00-14:00;橘尾熊蜂(Bombus friseanus)访花时间为每天8:00-16:00,访花高峰期在10:00-12:00和16:00-18:00。因此,这两种传粉昆虫访花频率与多叶斑叶兰单花花蜜体积及糖浓度的变化有一定的相关性,它们更倾向于访问较高花蜜体积及糖浓度的花朵。多叶斑叶兰花蜜成分中蔗糖占优势,能有效吸引各种蜂类、蝶类和蚁类访花,且访问频率较高,中华蜜蜂和橘尾熊蜂能携带其花粉块,是主要的有效传粉昆虫。花形态和访花昆虫的体型大小的匹配,决定了是否成为有效传粉昆虫。