红松ISSR-PCR 实验系统影响因素

本文探讨了红松(Pinus koraiensis Sieb. et Zucc.) ISSR实验中的各种影响因素,分别对红松的鲜叶、干叶、胚和胚乳4种材料进行了DNA的提取和PCR扩增,证明4种取样方式都是可行的。另外分析了模板的纯度和浓度、dNTP浓度以及TaqDNA聚合酶的浓度等对ISSR-PCR扩增的影响;尝试了不同的退火温度、延伸时间和循环次数, 筛选出17个扩增稳定且多态性丰富的ISSR引物;建立了红松ISSR的最佳反应体系,为进行红松种群间遗传分化的研究奠定基础。     

红松ISSR-PCR实验系统影响因素

本文探讨了红松(Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.)ISSR实验中的各种影响因素,分别对红松的鲜叶、干叶、胚和胚乳4种材料进行了DNA的提取和PCR扩增,证明4种取样方式都是可行的.另外分析了模板的纯度和浓度、dNTP浓度以及TaqDNA聚合酶的浓度等对ISSR-PCR扩增的影响;尝试了不同的退火温度、延伸时间和循环次数,筛选出17个扩增稳定且多态性丰富的ISSR引物;建立了红松ISSR的最佳反应体系,为进行红松种群间遗传分化的研究奠定基础.     

1958-2008年太白山太白红杉林碳循环模拟

太白红杉(Larix chinensis林主要分布于我国秦岭太白山的林线位置,对气候变化的响应十分敏感.为了定量分析太白山太白红杉林在气候变化背景下的碳循环特征,基于模型(MTCLIM)模拟的温度和降水数据,应用植被动态过程模型(LPJ-GUESS)模拟了太白山南北坡1958-2008年太白红杉林的净初级生产力(NPP)、生物量和净生态系统碳交换量(NEE).结果表明:1)太白红杉和巴山冷杉(Abies fargesii)的NPP和生物量在太白红杉林占有优势,太白红杉的NPP和生物量均大于巴山冷杉.1958-2008年间太白红杉南北坡NPP的平均值为0.38 kgC·m-2·a-1,巴山冷杉为0.25 kgC·m-2,a-1,两者之和占整个太白红杉林NPP的86％;1958-2008年间太白红杉南北坡生物量的平均值为2.91 kgC/m2,巴山冷杉为2.02 kgC/m2,两者之和占太白红杉林生物量的94％.2)太白红杉和巴山冷杉的NPP均表现为北坡大于南坡,且南北坡均有逐年增加的趋势,北坡的增幅小于南坡,所以太白山南北坡太白红杉林的NPP差异有逐年减少的趋势.3)太白红杉生物量的年际波动较大,南北坡呈交替上升趋势,南坡的平均值(2.94 kgC/m2)大于北坡(2.89 kgC/m2).巴山冷杉生物量的年际波动相对较小,北坡生物量水平大于南坡.4)1958-2008年南北坡太白红杉林平均NEE均为-0.023 kgC·m-2·a-1,表现为碳汇.南北坡碳汇水平均呈逐年增加趋势,南坡的增加幅度(0.91 g·m-2·a-1)大于北坡(0.42 g·m-2·a-1).以气候和CO2为驱动因子对太白山太白红杉林的长期碳循环动态做了定量分析,从机理上揭示气候变化与生态系统碳循环的关系,还需要做进一步的野外观测和控制实验研究.     

五针松胚乳ISSR-PCR反应体系的建立

采用改良的CTAB法提取5种五针松胚乳DNA,经检测,该方法提取的DNA纯度和含量较高,单粒种子胚乳DNA得率基本满足大量PCR扩增的需要。建立了稳定的、可重复的五针松ISSR-PCR最佳反应体系及PCR扩增程序,筛选出了扩增条带清晰、多态性丰富的16个ISSR引物,为今后利用五针松种子胚乳开展遗传图谱构建等分子生物学研究提供一个标准化程序。     

太白红杉3种不同材料总DNA的提取

高质量DNA的获得是进行各项遗传操作的基础,提取DNA的方法、材料因不同的植物而异。我们用改良的CTAB法,对太白红杉的3种不同材料的基因组总DNA进行了提取,均成功获得了适于RAPD分析的总DNA。结果表明,提取太白红杉DNA并对其进行研究,幼苗是较佳材料,愈伤组织也是较好的可试材料,而针叶则相对较差。     

太白红杉种内和种间竞争研究

采用逐步扩大范围的方法确定影响对象木 (Objectivetree) 的最佳竞争范围, 利用单木竞争指数的改进模型对太白红杉 (Larixchinensis) 种内和种间竞争强度进行了定量分析, 并讨论了不同竞争强度下太白红杉的形态变化。结果表明 :随对象木胸径的增大, 由于太白红杉种群自然稀疏过程中密度调节作用, 植株距离增加, 种内竞争强度降低 ;太白红杉主要分布于亚高山地段, 群落内其它物种较少, 个体普遍较小, 结果种间竞争相对较弱, 种内与种间竞争关系顺序为 :太白红杉 太白红杉 >巴山冷杉 (Abiesfargesii) 太白红杉 >牛皮桦 (Betulaplatyphylla) 太白红杉 >其它树种 太白红杉 ;竞争强度和对象木胸径的关系服从幂函数关系 (CI =AD-B), 当太白红杉胸径达到 35cm以上时, 竞争强度几乎没有变化, 所得的预测模型能很好地预测太白红杉种内和种间的竞争强度 ;不同竞争强度下, 太白红杉主茎各层的分枝角度、总分枝数、当年生枝条长、平均枝长和活枝数均表现出显著的差异。表明采用逐步扩大范围的方法能有效地确定竞争木范围, 较好地反应太白红杉种内和种间的竞争关系。同时, 太白红杉通过自身形态变化, 提高了对光的截获能力和对不同竞争强度的适应能力。     

秦岭太白红杉种群空间分布格局动态及分形特征研究

采用相邻格子样方法采集数据,应用计盒维数和信息维数研究了太白红杉种群空间格局的分形特征,结果表明,太白红杉种群有较高的计盒维数(1.8087)和信息维数(1.7931),表明其对空间占据程度较高.用分布系数法和Morisita格局指数法检验格局类型,发现不同年龄组太白红杉种群均呈聚集分布.运用Greig-Smith的方法研究格局规模,发现太白红杉种群在128m²和512m²处聚集,不同年龄组在不同规模尺度聚集.以区组分布格局强度(PI)检测聚集强度,发现太白红杉种群格局强度随尺度变化程度较高,个体分布不均匀,随着年龄的增大,其聚集强度呈下降趋势.太白红杉种群的空间分布格局特征是其对严酷生境长期适应的结果.     

基于Vaganov-Shashkin模型的太白红杉径向生长对气候要素的响应

利用采自太白山南坡药王殿、北坡上板寺的太白红杉树芯样品分别建立树轮宽度年表,运用Vaganov-Shashkin模型揭示秦岭太白红杉径向生长对各气候要素的响应.结果表明: 生长季(4—8月)的温度、生长初期的降水量以及7、8月的降水量是限制秦岭地区太白红杉生长的主要气候因子.良好的温度条件有利于太白红杉的生长,但生长初期的降水量会抑制太白红杉的生长;7、8月的降水量对秦岭南坡和北坡太白红杉的影响差异明显,该时段内丰富的降水量对北坡太白红杉的生长具有促进作用,而对南坡太白红杉的生长产生一定的限制作用;同一坡向、不同海拔采样点树木径向生长与气候因子的响应结果同样存在差异,高海拔采样点太白红杉的生长需要的温度条件低于低海拔采样点,但对土壤湿度的需求大于低海拔采样点.生长开始日的早晚对太白红杉树轮宽度的形成影响很大,而生长结束日仅与南坡采样点树轮宽度之间呈显著相关.     

秦岭太白红杉林分布及太白山高山林线特征的定量分析

采用正交试验设计在秦岭太白山设置了12个太白红杉林分,用样方方法对太白红杉种群进行了调查,用正交分析法和"DataProcessingSystem"数据处理软件对影响太白红杉林分布的5个生态因子进行了分析。结果表明:5个生态因子中,海拔梯度的变化是影响太白红杉林分布的主导因子,5个生态因子在影响太白红杉林分布中的作用地位是:海拔>坡度>土壤厚度>坡向>风向。并对描述太白红杉林的5个指标进行了主成分分析,并对高山林线进行了定量描述,胸高直径是描述太白红杉林的主要成分,海拔3400m是太白山太白红杉郁闭林的上限。     

基于Biome-BGC模型及树木年轮的太白红杉林生态系统对气候变化的响应

利用Biome-BGC模型模拟了1960—2013年太白山太白红杉林生态系统的净初级生产力(NPP),对其与太白红杉的径向生长关系进行了探讨,并分析了NPP值对气候变化的响应关系。结果表明:1960—2013年太白山太白红杉林北坡NPP年均值为305.33g C m-2a-1,南坡为320.71g C m-2a-1,南北坡的NPP值均呈现出一定的上升趋势,北坡的上升速率(0.47g C m-2a-1)要小于南坡(1.29g C m-2a-1),但是北坡太白红杉分布下限区NPP值波动浮动较大。且北坡太白红杉NPP值随着海拔高度的上升而逐渐下降,低海拔的变化振幅要大于高海拔地区,南坡无明显变化。多数采样点的模拟NPP值与树轮宽度指数年际变化趋势趋于一致,相关关系呈显著相关。太白红杉标准年表、模型模拟NPP值与气象因子的相关分析均表明太白红杉的生长与生长季气温的相关性显著高于降水,即生长季的气温是太白红杉生长的限制因子。气候的变化作为制约太白红杉生境的重要因素,影响了太白红杉树木的生长,进而对NPP的变化产生了影响。树木年轮很好的检验了Biome-BGC模型模拟结果。     

盐肤木基因组DNA提取方法改进及AFLP体系的建立

经过反复试验,摸索出一种提取高质量植物基因组DNA的方法:改良的4×CTAB法.以盐肤木叶片为实验材料,提取到高质量的基因组DNA,建立了酶切、连接、预扩增、选择性扩增的AFLP反应体系.通过两种引物组合"E+3/M+3"和"E+2/M+3"策略筛选出8对条带分辨率高、多态性好的引物组合,优化了盐肤木的AFLP银染反应...     

银杏DNA提取及RAPD分析

采用SDS裂解液和苯酚/氯仿/异戊醇提取液从银杏叶中提取银杏总DNA,并进行DNA样品分光光度测定和琼脂糖凝胶电泳分析。通过引物筛选和反应参数优化,选用3个随机引物对DNA样品进行RAPD扩增,获得较为清晰并有一定多态性差异的扩增谱带,初步摸索出适合于以银杏叶为材料的DNA提取方法和RAPD扩增程序,为研究银杏遗传多态性及种质资源研究提供一种实用的分析方法。     

薰衣草高质量DNA提取及ISSR-PCR多重化体系的建立

以伊犁薰衣草‘701’新鲜叶片为材料,对4种基因组DNA提取方法进行比较,并通过单因子梯度比较试验结合L9(34)正交优化设计,对ISSR-PCR扩增体系中退火温度、DNA、Mg2+、dNTP和引物浓度进行最佳条件及配比筛选。结果表明,改良3×CTAB法是薰衣草高质量DNA少量提取的最佳方法 ;建立薰衣草ISSR-PCR扩增优化体系为,20μL反应体系中包括模板DNA 50 ng,Mg2+3 mmol/L,dNTP 0.3 mmol/L,引物0.3 mmol/L,Taq酶1 U;扩增程序退火温度为56℃。运用本试验建立的ISSR-PCR优化体系,对5份薰衣草种质进行了初步验证,获得了良好的多样性扩增条带。     

正交设计优化缩叶藓属植物的ISSR-PCR反应体系

目的：建立缩叶藓属（Ptychomitrium）植物ISSR-PCR反应的最佳体系。方法：利用正交设计实验的方法,采用引物562,10号材料Ptychomitrium gardneri为模板对缩叶藓属植物的ISSR-PCR反应体系中的5种主要因素（Mg2＋d、NTPs、引物、模板量、Taq酶量）在4个水平上进行体系优化。结果：确定了缩叶藓属（Ptychomitrium）植物ISSR-PCR反应的最佳体系（25μl）为：Mg2＋浓度为3.2mmol/L、dNTPs浓度为0.96mmol/L、引物浓度为1.04μmol/L、模板量10ng、Taq酶量1.5U。利用该体系,采用引物564在16个材料中能有效扩增。结论：这一优化体系的建立为以后缩叶藓属植物的ISSR遗传多样性的分析奠定了基础。     

朝鲜碱茅ISSR-PCR反应体系的建立与优化

为进一步开展朝鲜碱茅种质资源遗传多样性的研究,以野生朝鲜碱茅(Puccinellia chinampoensis)为材料,通过单因子试验对ISSR-PCR反应进行优化。确立最佳的PCR反应体系:在20μL反应体系中,含有模板DNA 40 ng,dNTPs 0.2 mmol/L,引物0.8μmol/L,TaqDNA聚合酶1 U,MgCl22.5 mmol/L和10×PCR Buffer(Mg2+free)2μL。此外,还筛选到10条扩增稳定、条带丰富的候选引物,并确定了各自的最佳退火温度。     

吴茱萸的AFLP指纹图谱的初步研究

首次报道中草药植物吴茱萸基因组DNA指纹图谱的研究。吴茱萸是贵州省内经济价值极高的中草药之一,采用扩增片段长度多态性（AFLP）技术来分析来自不同地区的石虎、疏毛、大花吴茱萸3个品种的DNA指纹图谱,从18对引物中筛选出3对引物对19份材料的DNA检测,共得到93条带,其中多态性片段57条（平均61.3%）。3对引物组合从DNA指纹图谱上将19份材料完全区分开,结果表明AFLP技术是鉴别吴茱萸相近品种的有效方法,是形态学鉴定方法的有益补充;UPGMA方法聚类分析显示19份种质材料间的相似系数为0.235～0.941,表明吴茱萸种质间的遗传多样性丰富;余庆地区种植基地的石虎和疏毛样本聚为一类,提示人工栽培影响到吴茱萸的遗传特性。     

Analysis of Genetic Diversity and Population Differentiation of Larix potaninii var. chinensis Using Microsatellite DNA

Larix potaninii var. chinensis is endemic to China and is found only on several peaks of the Qinling Mountains in Shaanxi Province. In China, it is classified in the second class of national protected rare plants. To estimate genetic diversity and to analyze population genetic structure of L. potaninii var. chinensis, 120 individual samples from six natural populations were assessed using seven Larix SSR primer pairs. The results indicate that the level of genetic diversity of L. potaninii var. chinensis is very high, with a mean number of alleles per locus of 4.71. On the other hand, correspondingly low genetic differentiation was found between populations, with an F (ST) value of 0.116, suggesting that more than four-fifths of the genetic variation resides within populations. Besides the influence of habitat heterogeneity and historical distribution, the high level of genetic diversity of L. potaninii var. chinensis is also attributed to its biological characteristics. The definite genetic differentiation among populations, however, is attributed to the effects of genetic drift and natural selection, which are most likely due to the spatial isolation and inclement climate of the species' habitat. This study also revealed evidence that L. potaninii var. chinensis could be endangered, and some conservation strategies are suggested.     

银杏ISSR-PCR扩增反应体系的建立与优化

目的:为了对银杏进行分子鉴定和遗传关系的分析,建立银杏ISSR-PCR的最佳扩增反应体系。方法:采用正交设计和单因素梯度实验,对影响ISSR-PCR反应体系的5个主要因素(Mg2+、dNTP、引物、模板DNA及Taq DNA聚合酶)进行筛选及优化。结果:银杏25μL ISSR最佳扩增反应体系包含10×Taq反应缓冲液、2.5 mmol/L MgCl2、0.45 mmol/L dNTP、1.2μmol/L引物(UBC861)、10 ng模板DNA及0.9 U Taq DNA聚合酶,使用此ISSR扩增反应体系,获得了10株不同性别银杏DNA的清晰条带,验证了该体系的稳定性。结论:优化的反应体系为采用ISSR分子标记技术对银杏进行遗传多样性分析、遗传育种和转基因等研究奠定了一定的理论基础。     

珍稀植物杨叶肖槿ISSR体系建立及检测

针对珍稀植物杨叶肖槿ISSR反应的特点,建立了适用于杨叶肖槿遗传多样性研究的ISSR最适反应体系,具体包括:2.0μL 10×Buffer,27.5ng的模板DNA,2.0μL的dNTP,1U的Pyrobest DNA酶,1.25μmol/L的引物;最佳反应程序为94℃预变性5min,然后94℃变性1min,49℃退火45s,72℃延伸1min,35个循环;最后72℃延伸10min,4℃终止反应。应用该优化的反应体系筛选出了10条稳定性强、清晰度高而且表现出一定多态性的ISSR引物,并对杨叶肖槿进行了检测,获得了清晰稳定的扩增图谱。