鹅掌楸属种间杂种与亲本花粉壁的超微结构的比较观察

以杂种鹅掌楸及其亲本中国鹅掌楸(Liriodendron chinense)和北美鹅掌楸(L.tulipifera)为材料,研究花粉形状及花粉壁的超微结构.结果表明,杂种与亲本间花粉壁超微结构具有明显的差异,它们可作为种间及杂种与亲本的识别与区分的依据.从杂种鹅掌楸与双亲的花粉壁的纹饰的遗传关系来看,前者花粉壁表面皱疣状隆起的纹饰表明,北美鹅掌楸花粉壁纹饰特征在杂种鹅掌楸中得到充分表现.     

Fifteen polymorphic simple sequence repeat markers from expressed sequence tags of Liriodendron tulipifera

We developed and evaluated simple sequence repeat (SSR) markers derived from expressed sequence tags (ESTs) of Liriodendron tulipifera. Characteristics of 15 EST‐SSR loci were investigated using 33 L. tulipifera individuals. The number of alleles per locus ranged from two to five. The expected and observed heterozygosities ranged from 0.216 to 0.751 and from 0.182 to 0.97, respectively. These loci were further tested for their cross‐species transferability to Liriodendron Chinense. Because of their high level of polymorphism and transferability, our 15 single‐locus EST‐SSR markers will be valuable tools for research on mating system, population genetics and systemic evolution of Liriodendron.     

鹅掌楸不同交配组合子代遗传多样性分析

揭示不同交配类型与子代遗传多样性的关系, 对于林木杂交育种及种子园管理具有理论与实践意义。文章选取来自鹅掌楸、北美鹅掌楸及杂交鹅掌楸的16个交配亲本, 共组配14个杂交组合, 分属5种交配类型, 分别为种间杂交、种内交配、多父本混合授粉、回交、以及自交。每个交配组合随机抽取30个子代, 利用SSR分子标记检测各子代群体遗传多样性以及16个交配亲本间的遗传距离。结果表明, 总体上, 鹅掌楸交配子代群体具有较高的遗传多样性。5种交配类型子代群体中, 遗传多样性水平由高至低的趋势为: 多父本混合授粉子代、种间交配子代、杂种F1与亲本的回交子代、种内交配子代, 自交子代。子代遗传多样性与亲本间遗传距离呈显著正相关, 表明亲本间遗传距离大, 则子代遗传多样性高。相同亲本正反交子代群体的遗传多样性差别不明显。     

鹅掌楸贵州烂木山居群的微卫星遗传多样性及空间遗传结构

濒危植物鹅掌楸(Liriodendron chinense)目前仅零散分布于我国亚热带及越南北部地区, 残存居群生境片断化较为严重。研究濒危植物片断化居群的遗传多样性及小尺度空间遗传结构(spatial genetic structure)有助于了解物种的生态进化过程以及制定相关的保育策略。本研究采用13对微卫星引物, 对鹅掌楸的1个片断化居群进行了遗传多样性及空间遗传结构的研究, 旨在揭示生境片断化条件下鹅掌楸的遗传多样性及基因流状况。研究结果表明: 鹅掌楸烂木山居群内不同生境斑块及不同年龄阶段植株的遗传多样性水平差异不显著(P>0.05), 居群内存在寨内和山林2个遗传分化明显的亚居群。烂木山居群个体在200 m以内呈现显著的空间遗传结构, 而2个亚居群内的个体仅在20 m的距离范围内存在微弱或不显著的空间遗传结构。鹅掌楸的空间遗传结构强度较低(Sp = 0.0090), 且寨内亚居群的空间遗传结构强度(Sp = 0.0067)要高于山林亚居群(Sp = 0.0053)。鹅掌楸以异交为主, 种子较轻且具翅, 借助风力传播, 在一定程度上降低了空间遗传结构的强度。此外, 居群内个体密度及生境特征也对鹅掌楸的空间遗传结构产生了一定影响。该居群出现显著的杂合子缺失, 近交系数(F_IS)为0.099 (P < 0.01), 表明生境片断化的遗传效应正逐渐显现。因此, 对鹅掌楸的就地保护应注意维护与强化生境的连续性, 促进基因交流。迁地保护时, 取样距离应不小于20 m, 以涵盖足够多的遗传变异。     

鹅掌楸油细胞发育过程中超微结构的变化与挥发油产生的关系

鹅掌楸[Liriodendron chinense(Hemsl.)Sargent.]油细胞的发育过程可依据细胞壁的结构变化依次划分为3个阶段,即仅具初生纤维素壁层阶段、木栓质化壁层形成阶段和内纤维素壁层形成阶段。在发育早期,仅具初生纤维素壁层时,油细胞因其体积大,核仁显著,含极少淀粉粒和质体几乎无类囊体而与周围的组织细胞不同。对其3个发育阶段中内部结构变化分析表明,挥发油合成于细胞质和质体中。细胞质中,挥发油就以小滴形式产生,然后逐渐与油囊融合直接贮入油囊,与此同时,在各种细胞器中,质体的变化最为明显,质体中合成的锇物质,随质体解体进入细胞质中,再经转化通过杯形构造积累入油囊。油囊中积累的油经OsO4染色后呈灰色,且分为2层,外层较内层深,推测与油的2种来源有关。     

用RAPD标记检测鹅掌楸属种间杂交的花粉污染

根据鹅掌楸属 (LiriodendronL .)的生物学特点 ,实践上常采用不套袋杂交授粉技术 ,理论分析和间接检测结果证明这种杂交授粉方式的花粉污染率低于 1% ,但到目前为止仍缺乏直接的检测证据。本试验首次采用RAPD标记对鹅掌楸属种间不套袋杂交授粉的花粉污染率进行了检测 ,结果证明 93个受检不套袋杂交授粉子代均来自目的父本 ,而非花粉污染所致。通过对所用 4个父本标记谱带在试验群体中出现频率的测定和分析 ,证明这种检测结果的可靠性大于 99% ,从而认为对鹅掌楸属进行不套袋杂交授粉是可行的。并就这一方法在植物学研究领域的应用潜力进行了讨论     

Characterization of 14 novel microsatellite loci in the endangered <Emphasis Type="Italic">Liriodendron chinense</Emphasis> (Magnoliaceae) and cross-species amplification in closely related taxa

Fourteen polymorphic microsatellite loci were isolated and characterized from an AC-enriched genomic library of Liriodendron chinense (Magnoliaceae). The average allele number of these microsatellites was 5.2 per locus, ranging from three to eight. The observed and expected heterozygosity at population level were 0.07–1.00 and 0.10–0.83, respectively. These sets of microsatellites will be useful for studies of population genetic structure of L. chinense and L. tulipifera as well as to estimate fine-scale gene flow rates.     

鹅掌楸种子和胚胎发育的研究

应用控制授粉、软 X-射线法、常规石蜡制片法和荧光检测等手段,研究了鹅掌楸(Lirio-dendron chinense(Hemsl.)Sarg.胚胎发育和控制授粉与结籽率的相关性。控制授粉后2小时花粉萌发,6小时萌发率最高,柱头可授期持续30小时左右。花粉管借助于柱头毛之间的分泌物进入柱头沟,经花柱沟、珠孔塞和珠心冠原进入胚囊,行珠孔受精。授粉后2周,胚乳为2至3细胞厚的狭组织;第6周,胚乳充满胚囊腔,珠心随之解体殆尽;第7到8周,球形胚、心形胚发生;第14到16周,子叶形成;第22周种子或熟,胚乳丰富。单株自然授粉结籽率不足1%。控制授粉后,单个聚合果的最高结籽率可达39%,9个聚合果的平均结籽率为17.7%。