金沙江河谷特有植物罂粟莲花的保护遗传学

毛茛科的罂粟莲花(Anemoclema glaucifolium)是中国西南部金沙江河谷地带特有的单种属植物。本研究利用分子生物学手段（SNPs）,对罂粟莲花的遗传多样性和遗传结构进行了研究。三个叶绿体片段(rps16内含子,psbA trnH 基因间隔区以及trnC ycf6基因间隔区)联合分析的结果显示低的遗传多样性和高的遗传分化。这可能是由于居群间长期的地理隔离,狭小的分布区以及生境片段化造成的有限的基因流所引起的。如今在金沙江上修建水电站的位置与罂粟莲花的分布区有部分重叠,这些水电站会淹没罂粟莲花的部分个体和生境,并且改变生态环境,威胁罂粟莲花的生存。本研究对罂粟莲花遗传多样性的研究为制定有效的保护策略提供了信息。     

Remote sensing and geographic information systems in the spatial temporal dynamics modeling of infectious diseases

Similar to species immigration or exotic species invasion,infectious disease transmis-sion is strengthened due to the globalization of human activities. Using schistosomiasis as an exam-ple,we propose a conceptual model simulating the spatio-temporal dynamics of infectious diseases. We base the model on the knowledge of the interrelationship among the source,media,and the hosts of the disease. With the endemics data of schistosomiasis in Xichang,China,we demonstrate that the conceptual model is feasible; we introduce how remote sensing and geographic information systems techniques can be used in support of spatio-temporal modeling; we compare the different effects caused to the entire population when selecting different groups of people for schistosomiasis control. Our work illustrates the importance of such a modeling tool in supporting spatial decisions. Our mod-eling method can be directly applied to such infectious diseases as the plague,lyme disease,and hemorrhagic fever with renal syndrome. The application of remote sensing and geographic informa-tion systems can shed light on the modeling of other infectious disease and invasive species studies.     

中国西南六种广义拂子茅属( 禾本科) 植物的染色体数目

广义拂子茅属( Calamagrostis) 是一个世界温带广布的大属, 有些作者又分为拂子茅属和野青茅属, 但近期的研究表明处理为一个属较为合适。中国共有37 种广义拂子茅属植物, 但至今没有任何染色体的研究。本文报道了其中产于中国西南6 种野青茅的染色体数目, 其中Deyeuxia petelotii 4 个居群, D1 diffusa, D1 moupinensis, D1 nivicola 和D1f lavens 各一个居群都是四倍体( 2n= 4x= 28) , D1 neglecta 为六倍体( 2n= 6x= 42) 。根据广义拂子茅属植物染色体倍性特征, 该属植物中至今未发现二倍体, 四倍体是该属中倍性最低和最普遍的, 广义拂子茅属的演化很可能是在四倍体的水平上进行的。由于以上几个四倍体种均是狭域分布的类群, 所以可能是由四倍体的祖先隔离分化形成的。     

四个DNA 片段在山茶属分子系统学研究中的应用

选取山茶属14 个组中的10 组21 种植物对目前常用于属内种间的4 个DNA 片段( ITS、waxy 、trnLF
、rpL16) 进行序列测定。结果表明: ( 1) 来自叶绿体基因组的2 个片段( trnL- F、rpL 16) 其PCR 扩增和
测序都很容易, 但两者的进化速率都非常慢, 序列矩阵只有很少信息位点( trnL-F 含9 个, rpL16 为20
个) , 不能提供必要的系统发育信息。( 2) 来自核基因组的ITS 片段其PCR 产物比较容易获得, 但其序列
的测定存在较多问题。( 3) waxy 是来自核基因组的另一个片段, 其PCR 扩增因受模板DNA 的数量和质量
的影响很大而有一定难度, 但其进化速率较快, 序列矩阵具有较多信息位点( 92 个) , 并且在山茶属是单
拷贝, 这对于解决山茶属这类具有许多近缘物种的类群的系统关系有重要价值。基于tsnL- F、rpL16 和
waxy 三组数据所建分子系统树支持山茶属为一单系, 但属下系统由于取样等原因有待进一步研究。     

新疆野苹果AP2/ERF转录因子家族鉴定与响应腐烂病的表达分析北大核心CSCD

AP2/ERF转录因子家族参与了植物生长发育、抵抗胁迫以及植物激素响应等诸多生物过程,是植物中最重要的转录因子家族之一。该研究基于腐烂病菌侵染后的新疆野苹果(Malus sieversii)全长转录组,使用AP2保守结构域的隐马可夫模型PF00847,鉴定新疆野苹果的AP2/ERF家族成员。利用MEGA6、NCBI CDD-batch、MEME、EXPASY、BUSCA对MsAP2/ERF家族成员进行鉴定、分类和结构分析、理化性质和亚细胞定位分析。通过RNA-seq数据和qRT-PCR实验对差异表达的MsAP2/ERFs基因的表达水平进行分析和验证,旨在鉴定新疆野苹果中潜在具有腐烂病抗性的AP2/ERF家族基因资源。结果显示:(1)在新疆野苹果中共鉴定获得106个AP2/ERF基因,涵盖全部AP2(17个)、ERF(57个)、DREB(25个)、RAV(5个)和Soloist(2个)5个亚家族。(2)进一步的细化分类发现MsERF亚家族包括B1-B6 6个组,而MsDREB亚家族中只有A2、A4、A5、A6共4个组,缺少A1和A3组的基因成员。(3)RNA-seq表达模式分析结果表明,29个MsAP2/ERF基因在腐烂病感染过程中差异表达,其中MsERF亚家族中差异表达基因数量最多(19个)。(4)12个MsAP2/ERF代表基因的qRT-PCR结果表明:8个ERF亚家族基因均受腐烂病病菌诱导显著上调表达,其中B4类ERF成员基因(MsERF40)在腐烂病病菌侵染后5 d表达量上调表达倍数最高;4个MsDREB基因中,3个受到腐烂病病原菌诱导显著上调,1个下调表达;此外,含有TIR保守结构域的MsERF05在腐烂病病菌侵染1 d后上调表达69倍,表明ERF亚家族的MsERF40和MsERF05在新疆野苹果抗腐烂病过程中发挥重要作用。该研究结果为新疆野苹果AP2/ERF基因响应腐烂病的功能和机理研究奠定了基础。     

西藏虎头兰和墨兰对强光的生理响应

兰属植物(Cymbidium)是重要的观赏花卉。该属大多数种类生长在适度荫蔽的环境中,但附生型的西藏虎头兰(C.tracyanum)却能在阳光直射的环境下良好生长。为了探究西藏虎头兰适应强光的生理机制,研究选取同属的地生型墨兰(C.sinense)与其进行对照实验,测定了这两种植物在不同光照强度下的叶绿素荧光参数和P700氧化还原态。结果表明,在强光下,西藏虎头兰光系统I和II活性的下降程度比墨兰小,而环式电子传递的激发程度更高。环式电子传递的激发有助于增强西藏虎头兰在强光下的光保护,而墨兰因环式电子激发程度较低,使其不能适应强光。由于附生环境更容易出现间歇性的直射光,西藏虎头兰的这种适应强光的能力可能有助于它更充分地利用附生环境中的光照资源。     

雌先熟植物茄参 （茄科）的繁育系统

对分布于云南西北部的茄参（Mandragora caulescens）的繁育系统进行了研究。茄参的花期为5月底到6月初,单花持续时间为（9.9±2.8）d,其性表达方式为雌性先熟。有三种昆虫拜访茄参的花,白背熊蜂蜂王是最有效的传粉昆虫,但其访花频率很低;苍蝇和蚂蚁的访花频率较高,但苍蝇传粉效率十分有限;蚂蚁是窃蜜者。授粉实验证明茄参具有部分自交亲和能力,但由于雌性先熟,不具备主动自交能力。人工添加异交花粉显著提高了结实率和结籽数,证明茄参存在花粉限制。茄科的大部分植物是严格自交不亲和的,但茄参族的茄参是自交部分亲和,这和茄科天仙子族的部分成员类似。我们认为这两个独立起源于新世界向欧亚大陆扩散事件的族,各自从自交不亲和向自交亲和转变可能与高山地区恶劣的自然条件有关,这种繁育系统的进化模式是否具有普遍性值得进一步研究。     

哀牢山湿性常绿阔叶林木质藤本植物地上部分生物量及其对人为干扰的响应

 木质藤本植物是森林, 尤其是热带和亚热带森林中的重要组分。由于野外调查的困难, 对其生态学的研究相对较少。对哀牢山原生山地湿性常绿阔叶林和4类次生林中的藤本植物进行了调查, 利用48株藤本植物样木实测数据, 采用样本回归分析法, 选取藤本植物的不同参数作为自变量, 分别对冠层和林下两类藤本混合种生物量模型进行了拟合比较, 结合样地内长度≥50 cm的所有藤本植物的调查资料估算了各森林群落藤本植物地上部分生物量, 探讨了原生林中藤本植物地上部分生物量的组成与分布特征, 以及人为干扰对藤本植物地上部分生物量的影响。结果表明: 1)以藤本基径为自变量建立幂函数回归模型, 其相关系数较高, 具有较高的实用价值; 2)该区山地湿性常绿阔叶林中藤本植物地上部分生物量为9.82×10³ kg·hm^–2, 其中冠层藤本(基径≥1.0 cm, 长度≥5.0 m)生物量占藤本植物总生物量的99.70%, 林下藤本(基径<1.0 cm, 长度<5.0 m)的地上部分生物量很低; 3)人为干扰后林下藤本植物的生物量相对增加, 而冠层藤本植物的地上部分生物量显著减少; 经过约100年恢复演替的老龄栎类萌生林藤本植物地上部分生物量才达到接近原生林的水平。     

59卷3期封面

Cover illustration: Firmiana sinomiocenica; Shanwang Basin, Shandong Province, Early Miocene. Courtesy of Wang Zi-xi and Shi Gong-le; Shi Gong-le, the photographer.