基于形态与微形态分析确认枝毛野牡丹(野牡丹科)系一独立的种

枝毛野牡丹(Melastoma dendrisetosum)属于野牡丹科野牡丹属,首次发表于1983年,而Chen & Renner(2007)则将其归入了毛菍(M. sanguineum)。为弄清二者的区别及枝毛野牡丹的分类地位,该研究采用野生地实地考察、各大标本馆标本比较鉴定、引种地植株形态测定以及微形态扫描电镜观察,现已证实:枝毛野牡丹是明显区别于毛菍的一个独立的植物种,该种自然分布区极其狭窄,正处于极度濒危的生存状态。该文对枝毛野牡丹进行了最新的形态描述,为正确识别、积极保护该物种奠定了基础。     

小麦核质杂种及其在育种中的应用

一、什么是核质杂种 一般说的杂种,指的是细胞核里染色体及其载荷基因不同的两个亲本杂交得到的后代。通过两个亲本精、卵细胞的融合,杂种得到了两亲本细胞核中的遗传物质,能表现出双亲的特征。我们现在所说的核质杂种却是另外一种情况。大家知道,生物的不同物种之间遗传性不同,细胞核和细胞质之间都有一定分化。愈来愈多的事实证明,不只是细胞核中存在遗传物质,     

中国秋海棠属植物的自然杂交发生及其特点

自然杂交在植物界中十分普遍,一直是物种形成和进化研究的热点。秋海棠属(Begonia)为世界最大植物属之一,其种类繁多,但关于自然杂交的相关报道很少。系统调查秋海棠属的自然杂交不仅有利于理解该属植物的多样性,也是弄清其资源和解决物种分类问题不可缺少的环节。本文通过对国产秋海棠属植物自然杂交现象的系统调查和分析,发现总计29种(占国产已知200种秋海棠的约15%)参与了杂交,产生了31个自然"杂种"约50个居群。其中,掌叶秋海棠(B.hemsleyana)和粗喙秋海棠(B.longifolia)参与杂交程度最高,分别与另外的8种和7种秋海棠发生了杂交;而裂叶秋海棠(B.palmata)发生杂交的居群最多,达16处。自然杂交以云南(尤其是南部)发生频率最高,一共有20种参与,产生了31处杂交居群;台湾和广西次之。杂交多为单向发生,个体以F1代个体为主,尚未脱离亲本独立成种。野外传粉生物学初步观察发现:秋海棠的主要访花昆虫为食蚜蝇类,其次是蜜蜂科,但各自传粉特点及效率尚待进一步研究。杂种及疑似亲本的鉴定可通过形态学、分子生物学和人工重复杂交等综合方法实现。杂种的基因组大小(C值)等于或接近两亲本的平均值,误差通常小于10%,有助于辅助鉴定杂种及亲本。我们总结后认为杂交发生及杂种形成必须满足5个条件:(1)重叠或邻近分布;(2)花期相遇;(3)有效传粉媒介;(4)杂交亲和;(5)适宜种子萌发幼苗生长的小生境及气候条件。据此,我们预测了国产秋海棠属未来可能发生的约40个新杂交组合的可能亲本及地点。到目前为止,尽管所有已知的秋海棠杂种尚未形成真正的新物种,但是,为了满足科学研究及实践交流的需要,建议按照新分类群发表的严格要求,将"杂种"逐一开展调查研究并整理发表,并将其作为物种进化过程中的一个特殊分类单元对待。鉴于秋海棠属的杂种个体稀少且并未对亲本构成威胁,反而在一定程度上增加了类群的多样性,并为优良观赏品种的直接选育创造了机会,因此,国产秋海棠属种类丰富及杂种区应为就地保护的优先考虑范围之一。同时,鉴于秋海棠属杂交亲和性高,迁地保护栽培时应增大花期重叠种类的种植间距,避免发生自然杂交。     

毛菍传粉生物学研究

为探讨毛菍(Melastoma sanguineum Sims.)传粉生物学特性,对海南霸王岭国家级自然保护区林缘、林内和林隙3个生境内毛菍的花期、花部形态、访花昆虫等进行观察,同时对其繁育系统相关指标进行了测定。结果表明：毛菍无花蜜分泌;花瓣对访花昆虫有吸引作用;访花昆虫主要有蜂类、食蚜蝇类和丽金龟类;主要传粉昆虫有木蜂、熊蜂,其中木蜂传粉活动最为活跃,为最有效传粉昆虫。毛菍具典型的异型雄蕊,长、短雄蕊在传粉过程中具有明确的功能分化,推测这是毛菍保证传粉成功的策略。毛菍为自交亲和的异交种,需要昆虫传粉;人工自交和异交均具有较高的坐果率;不存在无融合生殖、主动自花授粉和滞后自交的生殖保障现象;其繁育系统是兼性自交。昼夜温差较小和相对湿度较高的林内和林隙生境有利于延长群体花期;光照充足、温度相对较高的林缘生境,花朵发育较快,柱头可授性的时间稍早。花粉、传粉者和环境条件是制约毛菍野外传粉效率的主要因素。     

麻花艽和管花秦艽( 龙胆科) 之间自然杂交类型的分子验证

野外考察发现麻花艽( Gentiana straminea Maxim. ) 和管花秦艽( G. siphonantha Maxim . ex Kusn. ) 同域分布时存在大量形态位于二者之间的个体。经形态变异研究后发现它们可能是这两个物种之间的杂交后代。对两个亲本种以及假设杂交群体共55 个个体的核糖体ITS 序列和叶绿体trnS-G 序列的分析结果表明:中间形态个体是麻花艽和管花秦艽的自然杂交后代。此外分析了两个亲本种以及杂交群内个体间trnS-G和ITS 序列的变异状况以及分子标记结果与形态鉴定不一致的可能原因; 指出可能是杂交诱导的叶绿体基因组重组以及早期物种分化中的谱系筛选不彻底等原因造成了亲本种群体内序列变异的多样化。     

麻花艽和管花秦艽(龙胆科)之间自然杂交类型的分子验证

野外考察发现麻花艽(Gentiana stramineaMaxim.)和管花秦艽(G.siphonantha Maxim.ex Kusn.)同域分布时存在大量形态位于二者之间的个体。经形态变异研究后发现它们可能是这两个物种之间的杂交后代。对两个亲本种以及假设杂交群体共55个个体的核糖体ITS序列和叶绿体trnS-G序列的分析结果表明:中间形态个体是麻花艽和管花秦艽的自然杂交后代。此外分析了两个亲本种以及杂交群内个体间trnS-G和ITS序列的变异状况以及分子标记结果与形态鉴定不一致的可能原因;指出可能是杂交诱导的叶绿体基因组重组以及早期物种分化中的谱系筛选不彻底等原因造成了亲本种群体内序列变异的多样化。     

本地种云南柳与外来种旱柳（杨柳科）的同倍体自然杂交?

对分布于云南的旱柳( Salix matsudana)和云南柳( Salix cavaleriei)之间的一个自然杂交种进行了研究。野外观察表明疑似杂交种异蕊柳( Salix × heteromera)形态上介于旱柳和云南柳之间,并得到了基于叶形态特征的主成份分析的印证。核基因ITS序列数据表明这三个种存在ITS序列的种内和个体内的多态性,且疑似杂交种的ITS序列的基因型总是疑似亲本的嵌合体。因此可以判定异蕊柳是旱柳和云南柳的自然杂交后代。流式细胞分析表明这三个种均为四倍体,因而,本杂交事件为同倍体杂交。基于四个叶绿体序列片段的数据表明本自然杂交事件是不对称的,云南柳是异蕊柳的母本。常见外来种旱柳与稀有本地种云南柳的杂交可能导致稀有种云南柳的濒危甚至灭绝。研究表明柳属植物的引种应非常谨慎。     

种间杂种染色体配对所揭示的披碱草属植物StY基因组分化及其进化意义

在同倍体(homoploid)植物杂交-分化的物种形成(speciation)过程中,杂交后代与亲本之间的有效生殖隔离是新物种形成的关键。杂种与亲本在时间、空间、生态环境和基因水平上的隔离,保证了杂种后代的分化和稳定,并逐渐形成新物种。为了研究披碱草属(Elymus)含StY基因组四倍体物种的系统演化关系,本文对来自亚洲不同地理分布区的26种披碱草属植物进行了大规模的种间杂交和杂种F1减数分裂染色体配对行为的分析。结果表明各物种之间有不同程度的杂交亲合力,杂交结实率在各杂交组合之间有较大的变异(在4．8％-100％之间);但各物种之间的杂种F1完全不育。证明各物种之间形成了明显的生殖隔离。种间杂种F1减数分裂中期-I染色体配对分析的结果进一步表明,StY基因组随各披碱草属物种地理分布的不同而有不同程度的分化。来自同一分布区(如东亚或西亚分布区之内)物种的StY基因组分化程度较低,但来自不同分布区(如东亚和西亚)物种之间相同的StY基因组具有显著的分化。表明地理隔离对含StY基因组物种的分化起到了十分重要的作用。通过对种间和种内杂种F1的减数分裂异常现象和染色体配对频率变化规律的分析,作者认为细胞学水平的变化,如基因组同源性的分化和染色体结构的变异等都在杂种后代与亲本之间产生生殖隔离并逐渐形成新物种的进化过程中起到了积极的作用。     

本地种云南柳与外来种旱柳(杨柳科)的同倍体自然杂交(英文)

对分布于云南的旱柳(Salix matsudana)和云南柳(Salix cavaleriei)之间的一个自然杂交种进行了研究。野外观察表明疑似杂交种异蕊柳(Salix×heteromera)形态上介于旱柳和云南柳之间,并得到了基于叶形态特征的主成份分析的印证。核基因ITS序列数据表明这三个种存在ITS序列的种内和个体内的多态性,且疑似杂交种的ITS序列的基因型总是疑似亲本的嵌合体。因此可以判定异蕊柳是旱柳和云南柳的自然杂交后代。流式细胞分析表明这三个种均为四倍体,因而,本杂交事件为同倍体杂交。基于四个叶绿体序列片段的数据表明本自然杂交事件是不对称的,云南柳是异蕊柳的母本。常见外来种旱柳与稀有本地种云南柳的杂交可能导致稀有种云南柳的濒危甚至灭绝。研究表明柳属植物的引种应非常谨慎。     

杂交产生的遗传危害--以植物为例

杂交是自然界的普遍现象,并在农林业生产中发挥着重要作用,但如不注意亦会带来遗传危害。当把两个遗传差异较大的物种（种群）混植在一起时,我们要考虑远交衰退的危害,即杂交破坏了亲代具有的共适应等位基因组合,导致杂交后代适应性的降低;当杂交发生在两亲本个体（或花粉）数量悬殊时,我们就要考虑遗传同化的危害,即小种群一方由于产生自己“纯”后代数量的减少而被前者“稀释”掉,导致小种群遗传特异性丧失或灭绝。另外,当杂交体具有杂种优势时,它可取代亲本,威胁到亲本的生存;如果有害物种（种群）由渐渗杂交获得某种优良性状（抗病、抗药、抗逆性等）时,可能失去控制,造成生态危害。针对杂交在这几个方面潜在的遗传危害,本文在濒危物种的迁地和就地保护、生态恢复中的种源选择等方面提出相应的建议和措施。     

利用EST-SSR分子标记检测鹅掌楸种间渐渗杂交

引进物种常与本土近缘种间发生杂交而导致基因渐渗,进而影响本地种的遗传系统。鹅掌楸(Liriodendron chinense)为我国濒危树种之一,鹅掌楸种间杂交可配性高,近10年来随着北美鹅掌楸(L.tulipifera)的大量引种及杂交鹅掌楸的繁殖推广,鹅掌楸种间发生基因渐渗的可能性大大增加。本文以5个包含鹅掌楸、北美鹅掌楸、杂交鹅掌楸的人工混交林为实验群体,每个群体包含19–130个成年个体及60–117个自然更新小苗或半同胞子代,利用EST-SSR(simple sequence repeat based on expressed sequence tag)分子标记对各子代群体进行亲本分析,探究鹅掌楸种间自然交配方式以检测鹅掌楸种间渐渗杂交;同时,以亲子群体等位基因频率的回归系数作为渐渗系数,定量分析鹅掌楸属种间基因渐渗。结果表明:在研究的5个鹅掌楸混生群体中,均检测到种间渐渗杂交,且渐渗杂交的方向与效应大小在不同群体间有差异。研究还发现,各树种基因渐渗程度与其种群个体数有关,种群个体数越多,其渐渗能力越强。据此,我们还探讨了鹅掌楸种质资源保护策略。     

回交的确切含意及其遗传效应教学探析

回交（back cross）是遗传分析、植物育种中经常采用的方法，也是动植物近亲繁殖（inbreeding）的一种重要方式。它的确切含意是指两个纯合的亲本杂交获得的F,杂种与其两个亲本之一或和亲本基因型相同的个体再次交配的方式。有显性回交和隐性回交两种方式，若F，与显性亲本回交，称显性回交；若F：与隐性亲本回交，称隐性回交。在回交过程中，常常把用来回交的亲本称为轮回亲本，未被用来回交的亲本称为非轮回亲本。因为在隐性回交中，用来回交的亲本的被分析的基因都是隐性基因，只产生一种含隐性基因的配子，它们与等位基因的另一种配子结合，其子代将只能表现出另一种配子所含基因的表型。因此，回交子代表型的种类和比例正好反映了F,杂种所产生的配子种类和比例，所以遗传学分析中常用它来验证杂种F¹产生的配子类型与比例，由此又把隐性回交称为测交。     

广东大雾岭自然保护区野牡丹科植物资源调查与鉴定研究

对大雾岭自然保护区的野牡丹科植物资源进行了初步调查。依照《广东植物志》分类方法进行鉴定,调查结果为:大雾岭野牡丹科植物有野牡丹属、锦香草属和虎颜花属共三个属的5种,1个亚种。另外还发现一种植物特征与毛菍类似但叶片为7基出脉的植物,有待于进一步确定其归属。本次调查为野牡丹科植物野生资源的保护和科学利用提供了资料。     

中国东南部农区蚂蚁物种多样性研究

为探清我国东南部农区内蚂蚁物种多样性,本研究共设置86个采样单元格,每个单元格内选择农田、草地和人工林3种生境,每种生境设置3个重复样地,每个重复生境设置5个1 m2的重复采样样方,用吸虫器采集样方内的地表蚂蚁。结果表明：在我国东南部农区共采集鉴定地表蚂蚁30 077头,隶属于7亚科49属155种;长江中下游地区共采集蚂蚁5亚科34属93种,其中优势种3个,常见种9个,稀有种81个;华南地区采集蚂蚁7亚科42属124种,其中优势种2个,常见种11个,稀有种111个。红火蚁Solenopsis invicta Buren是华南地区个体数目最多的物种,占个体总数的39.40%;物种数目、个体密度、多样性指数和优势度指数均表现为华南地区＞长江中下游地区;不同生境内蚂蚁群落的物种数目、多样性指数和均匀度指数表现为人工林＞草地＞农田,个体密度和优势度指数人工林生境最低;两个地区3种生境蚂蚁群落间相似性系数0.2437~0.6581,处于极不相似至中等相似水平。结果表明,我国东南部农区蚂蚁种类丰富,在农区的生物多样性保护中具有重要价值;红火蚁在华南地区入侵扩散严重,亟需治理;农区内不同土地利用方式造成的生境差异影响蚂蚁群落的物种组成和多样性;不同区域、不同生境的蚂蚁群落间差异明显。     

小麦核质杂种及其在育种中的应用

一般说的杂种，指的是细胞核里染色体及 其载荷基因不同的两个亲本杂交得到的后代。 通过两个亲本精、卵细胞的融合，杂种得到了两 亲本细胞核中的遗传物质，能表现出双亲的特 征。我们现在所说的核质杂种却是另外一种情 况。大家知道，生物的不同物种之间遗传性不 同，细胞核和细胞质之间都有一定分化。愈来愈 多的事实证明，不只是细胞核中存在遗传物质， 细胞质中也有遗传物质，细胞质对细胞核的活 动和遗传性状的表现都有影响^[1]。细胞核与细 胞质有着相互联系和彼此制约的关系。如果将 一个物种的细胞核成功地移植到另一个不同物 种的细胞质里，这种不同的核和细胞质结合后 得到的杂种就称为核质杂种。它的性状形成是 细胞核和细胞质等因素相互共同作用的结果。     

一个种还是多个种? 简化基因组及其形态学证据揭示中国白桫椤植物的物种多样性分化

物种是生物多样性的基本单元, 生殖隔离被认为是物种形成的关键; 然而物种并不是静止的而是处于不断的分化演变之中, 已经稳定成型但尚未到达分化后期的物种可能存在不完全的生殖隔离。对于物种的认识不能单从某一侧面或局部特征来界定, 而应通过“整合物种概念”来确定物种地位。Flora of China记载了中国产白桫椤属(Sphaeropteris) 2种, 即白桫椤(S. brunoniana)和笔筒树(S. lepifera), 并认为原产中国海南的海南白桫椤(S. hainanensis)和白桫椤为同一物种而将其并入白桫椤; 但海南白桫椤在形态上已出现了分化。为探讨白桫椤及其近缘物种的亲缘关系和物种多样性分化的情况, 本文采集到9个居群共21个样本, 通过GBS简化基因组测序技术获得单核苷酸变异位点(SNP), 进行系统发育树的构建和主成分及遗传结构的分析, 并结合叶片数量性状的统计分析和孢子形态的观察测量。结果表明, 海南白桫椤不仅与云南产白桫椤的基因型不同, 且在叶片特征和孢子纹饰上有明显差异; 但两个居群的生殖隔离较弱, 在广西沿海地区形成杂交产物, 其叶片特征为亲本的中间类型。因此, 我们认为海南白桫椤是由于地理隔离而形成的一个处在分化路上的物种, 建议恢复其物种地位; 广西产白桫椤为自然杂交群体, 应另处理为独立的自然杂交分类群——广西白桫椤(S. brunoniana × hainanensis)。     

曲霉属种间原生质体融合后病毒传递及遗传重组——Ⅱ.黑曲霉与米曲霉种间杂交

感染直径28-33纳米球形病毒的葡糖淀粉酶生产菌黑曲霉与无病毒生长较快的米曲霉通过原生质体融合杂交,获得两种形态不同的种间杂种。杂种Ⅰ经遗传及生化分析推测是二倍体,杂种Ⅱ不产孢子并生长较慢。两个杂种均感染了病毒,病毒形态、血清反应、衣壳多肽及核酸组份均与亲本黑曲霉的病毒相同。杂种诱发分离的后代中,多数包括亲代型黑曲霉分离子及其它分离子均感染了病毒,只有一个分离子和来自异核体的一个分离物例外,二者均产生亲代型米曲霉类型的孢子。这种亲代型分离表明病毒种间传递并非胞质遗传。 黑曲霉与米曲霉分属黑曲霉群及黄曲霉群,是曲霉属内亲缘关系远的种间杂交,迄今并无报道。杂种Ⅰ具有接近原始亲本的葡糖淀粉酶的产量及米曲毒的生长速度。     

棉毛橐吾和穗序橐吾的自然杂交研究

在棉毛橐吾（Ligulariavellerea）和穗序橐吾（L．subspicata）同域分布的居群中存在形态特征介于两者之间的个体。经分析,这些个体有3种不同的形态类型,可能是这两个物种之间的杂交后代。为检验这一假设,对所采集的假设亲本和中间个体材料进行了核糖体内转录间隔区ITS4—5和叶绿体atpB．rbcL测序。假设杂交个体的ITS直接测序结果具明显的叠加性,之后的克隆测序也分离出两种与假设亲本种相同的序列类型．因此。这些假设杂交个体得到了证实。据母系遗传的叶绿体atpB—rbcL测序结果,穗序橐吾同是它们的质体贡献者,即虽然这些杂交个体具不同的形态特征,但都是以棉毛橐吾和穗序橐吾为亲本且以穗序橐吾为质体贡献者的杂交后代。     

海南岛霸王岭两种典型热带季雨林群落特征

热带季雨林为海南岛的隐域性植被类型,分布在与热带低地雨林相似的海拔范围但生境条件较差的局部地段,在旱季其大部分的乔木种类和个体都会落叶.海南岛霸王岭林区分布着海南岛最为典型且大都保存较为完好的热带季雨林原始林,按照其优势树种可划分为海南榄仁(Terminalia hainanensis)季雨林和枫香(Liquidambar formosana)季雨林两种群落类型.通过对霸王岭林区两种典型的热带季雨林老龄林群落的样地调查,比较分析了其物种组成、大小结构、多样性、季相变化等特征.结果表明:海南岛热带季雨林群落中物种优势度明显,具有明显的标志种--海南榄仁和枫香.海南榄仁群落具有较高的灌木物种丰富度、个体多度及较低的乔木物种丰富度、个体多度和多样性;海南榄仁群落在小径级和低高度级中具有较高的植物个体多度,同时在低高度级中具有较低的物种丰富度,但其它径级和高度级两个群落物种丰富度及个体多度差异均不显著;除灌木落叶物种丰富度海南榄仁群落显著高于枫香群落外,其余各生长型落叶物种丰富度及个体多度两个群落之间均无显著差异;在具刺木质藤本物种丰富度和个体多度上海南榄仁群落与枫香群落差异不显著,但乔木、灌木和木本植物具刺物种丰富度及个体多度海南榄仁群落均显著高于枫香群落.总体来看,海南榄仁群落比枫香群落的季雨林特征明显,是海南岛最为典型的季雨林群落类型.     

六个核基因片段在中国颗粒野生稻中的单核苷酸多态性及其在群体遗传学研究中的应用

为了筛选可用于亚洲栽培稻的重要野生近缘物种颗粒野生稻群体遗传结构研究的有效SNPs标记,本研究共选取Osgstf3、OsNAC6、BADH、XCP2、EMF2和ERCC4 6个重要水稻功能基因,检测了来自中国云南和海南12份颗粒野生稻代表样品中的单核苷酸多态性,结果发现Osgstf3、OsNAC6、BADH和XCP2的单核苷酸多态性接近于零,但在EMF2和ERCC4内含子区中检测到较低的核苷酸变异。利用EMF2和ERCC4片段对来自云南的3个天然群体和来自海南的2个天然群体共52个个体进行了群体遗传学研究,发现该物种具有高水平的遗传分化和低水平的遗传变异的独特群体遗传结构;这种剧烈的遗传分化不仅来自云南和海南两个地区之间,而且还来自地区内居群间,说明该野生稻生长的热带、亚热带森林生境的破坏导致了碎裂的居群间基因流强烈受阻。