濒危植物秦岭石蝴蝶花瓣数量变异机理研究

为了探明秦岭石蝴蝶花瓣数量变异原因,该研究采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术对秦岭石蝴蝶两种花型发育的早期和晚期进行转录组测序,挖掘参与其花发育相关的差异基因,并探讨花器变异的可能机制。结果显示：(1)与NR数据库进行比对,共有52 677个Unigene注释到NR库,占Unigene总数的46.25%,与旋蒴苣苔(Dorcoceras hygrometricum)的序列同源性最高(54.29%)。(2)GO富集分析结果显示,正常2 3型和变异2 4型差异基因富集最显著的GO条目为：细胞组分类的细胞膜、分子功能类的反转运蛋白活性和酶抑制剂活性、生物过程类的跨膜转运和催化活性的负调控等;KEGG富集分析结果显示,正常2 3型和变异2 4型差异基因富集最显著的KEGG通路为：植物激素信号转导、脂肪酸延长、戊糖和葡萄糖醛酸酯的相互转化、苯丙烷生物合成、硫代谢、类黄酮生物合成、玉米素的生物合成等途径。(3)对表达差异基因进行筛选并进一步对4个比较组进行交叉比对分析,确定了6个可能与秦岭石蝴蝶花器官发育相关的基因,分别为PqMIF2、PqMYB340、PqMYB305、PqGATA12、PqCCD4和PqZBED;qRT PCR验证发现,其表达趋势和转录组测序分析结果一致。该研究结果为秦岭石蝴蝶的花器官发育和系统进化及其濒危机制方面研究提供了重要的信息。     

濒危植物秦岭石蝴蝶野外回归早期探索

秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis)是秦岭地区分布的国家II级重点保护野生植物,具有重要的生态价值和观赏价值,但其野外数量极其稀少,处于濒危状态,亟需加强保护和拯救。本文在成功进行人工繁育和野外驯化的基础上,尝试开展野外回归实验。通过踏查法选择3个不同的野外回归地,同时采用随机样方调查和观察拍照的方法,定期记录野外回归的秦岭石蝴蝶生长情况并统计其存活率。结果表明:(1)野外回归地的海拔高度、空气湿度、土质结构和地表植被等环境因素的差异,均可不同程度地影响野外回归的秦岭石蝴蝶的存活率,其中海拔高度的影响达显著水平(P <0.05)。(2)遭遇的严重干旱、暴雨和冻害,均造成了3个野外回归地秦岭石蝴蝶不同程度的损失。(3)秦岭石蝴蝶野外回归12个月后,叶柄和叶片会明显伸长,而叶片数目和叶片宽度会明显下降。以上结果表明,加强野外回归前的驯化和野外回归地的小气候调查和选择是决定秦岭石蝴蝶野外回归能否成功的关键因素。这些研究将为进一步深入开展秦岭石蝴蝶的野外回归和其他濒危极小种群野生植物的迁地保护提供一定依据。     

封面植物介绍——秦岭石蝴蝶

<正>秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis W.T.Wang),隶属于苦苣苔科,石蝴蝶属,是本属分布最北缘的种,为多年生宿根草本。叶7~12枚,具长或短柄;叶片草质,宽卵形、菱状卵形或近圆形,长0.7~3cm,宽0.7~2.8cm,顶端圆形或钝,基部宽楔形,边缘浅波状或有不明显圆齿,两面疏被贴服短柔毛。花序2~6,顶生1花。花萼5裂达基部,外面疏被短柔毛;花冠淡紫色,外面疏被贴服短柔毛,内面在上唇被白色柔毛;花冠筒长约2.8mm,上唇长约4.8mm,2深裂,下唇与上唇近等长,3深裂,所有裂片近长圆形,顶端圆形。     

封面植物介绍——秦岭石蝴蝶

秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis W.T.Wang),隶属于苦苣苔科,石蝴蝶属,是本属分布最北缘的种,为多年生宿根草本。叶7~12枚,具长或短柄;叶片草质,宽卵形、菱状卵形或近圆形,长0.7~3cm,宽0.7~2.8cm,顶端圆形或钝,基部宽楔形,边缘浅波状或有不明显圆齿,两面疏被贴服短柔毛。花序2~6,顶生1花。花萼5裂达基部,外面疏被短柔毛;花冠淡紫色,外面疏被贴服短柔毛,内面在上唇被白色柔毛;花冠筒长约2.8mm,上唇长约4.8mm,2深裂,下唇与上唇近等长,3深裂,所有裂片近长圆形,顶端圆形。     

濒危植物秦岭石蝴蝶的SCoT遗传多样性分析

利用筛选到的24条SCoT引物,分析秦岭石蝴蝶人工繁育和野生种群60份材料的遗传多样性和遗传结构,为秦岭石蝴蝶的濒危机制和制定种群保护与修复策略提供理论依据。结果显示:(1)60份秦岭石蝴蝶供试样品的观察等位基因数平均为1.51,有效等位基因数平均为1.31,Nei's基因多样性平均为0.2305,Shannon指数平均为0.3703,表明供试材料种群的遗传多样性较低。(2)种群间的遗传距离与遗传相似系数分析结果表明,3个种群60份供试材料间的遗传相似系数为0.9551~0.9705,平均相似系数0.9634,进一步表明供试材料之间的遗传相似性极高,遗传背景较为狭窄。(3)秦岭石蝴蝶种群分子方差分析结果显示15%的变异来自于种群间,而85%的变异来自于种群内部。综合分析表明,秦岭石蝴蝶各种群内和种群之间的遗传多样性较低,遗传背景狭窄,这可能是秦岭石蝴蝶适应环境能力差,从而导致其濒危的重要原因之一。     

洋葱花器数目变异研究

以洋葱JQS-1、MST-140、Red beauty 3个常规栽培品种的鳞茎为试材,观察统计洋葱花器数目的变化,探讨花器数目的变异与植物花器多样性的关系,为植物花器发育模式以及植物分类和系统发育研究提供依据。结果表明:(1)洋葱花序中正常的洋葱小花含有6枚雄蕊,一些异常小花雄蕊的数目减少到5枚或增加到7~11枚;正常花药中的花粉粒数量大、形状规则、分散均匀,而异常花药中的花粉粒形状不规则。(2)雌蕊数目也发生变异,子房由正常的3室,变成了2室、4室或6室;花柱从正常1枚,增加到2枚或3枚。(3)正常小花含有6片花被片,异常小花的花被片数目从5片到10片。(4)花被片与雄蕊数目的变异有同步增减和非同步增加2种类型。     

濒危植物秦岭石蝴蝶的生态学特性及濒危原因分析

通过野外调查和随机取样法,对仅产于陕西勉县的中国特有濒危植物秦岭石蝴蝶( Petrocosmea qinlingensis W. T. Wang)群落的维管植物组成、垂直结构和分布区类型及其种群特征和土壤化学性质进行了调查和分析;在此基础上,初步探讨了该种类的濒危原因。调查结果显示：秦岭石蝴蝶为喜阴植物,仅分布于山体海拔约640 m的区域,种群面积仅约42 m2;土壤为黄棕壤,呈中性(pH 6.50),土壤中有机质含量较高,全氮、全磷和全钾含量较低,有效铁、有效镁、有效钠和有效钙含量则较高;秦岭石蝴蝶种群中个体数量约1000株,多生长于覆有土壤或苔藓的岩石上,也有部分成年个体生长在裸露且瘠薄的岩石上。秦岭石蝴蝶群落中共有维管植物28种,隶属于23科28属;其中,蕨类植物3科4属4种,裸子植物1科1属1种,被子植物19科23属23种,优势科和优势属不明显。秦岭石蝴蝶群落垂直结构明显,可分为乔木层、灌木层和草本层,其中,乔木层优势种为杜仲( Eucommia ulmoides Oliver),灌木层优势种为华西小石积( Osteomeles schwerinae Schneid.),草本层优势种为裂叶荨麻( Urtica lobatifolia S. S. Ying)。该群落维管植物科的分布型以热带分布型科为主,其中泛热带分布型科占明显优势;属的分布型以温带分布型属为主,其中北温带分布型属占优势;中国特有分布的科和属均很少;总体上看,该群落具有暖温带向亚热带过渡的特点。在秦岭石蝴蝶种群的不同样方中,成年个体和幼苗数量均有一定差异,成年个体占14.6%~37.5%,幼苗占61.3%~80.0%,幼苗数量明显高于成年个体;各样方的单株叶片数为7~9,冠幅为6.0~7.2 cm,大多数样方的单株结实量小于4,表明在同一个种群的不同生境中秦岭石蝴蝶的分布和生长状况有明显差异。根据调查结果,推测种群规模较小、分布范围狭窄以及人为干扰可能是造成秦岭石蝴蝶濒危的主要原因,而人为干扰是其中的重要原因。     

封面植物介绍——秦岭石蝴蝶

<正>秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis W.T.Wang),隶属于苦苣苔科,石蝴蝶属,是本属分布最北缘的种,为多年生宿根草本。叶7~12枚,具长或短柄;叶片草质,宽卵形、菱状卵形或近圆形,长0.7~3cm,宽0.7~2.8cm,顶端圆形或钝,基部宽楔形,边缘浅波状或有不明显圆齿,两面疏被贴服短柔毛。花序2~6,     

秦岭石瓮山地植被研究

石瓮山地共有野生种子植物113科,421属,813种。其植物区系具有地理成分复杂、分布类型多样、温带性质强烈、区系起源古老、特有现象明显的特点。植被类型多样,有3个植被型组、9个植被型、10个植被亚型、16个群系组和41个群系。     

滇蜀豹子花核型及其变异研究

本文详细报道了滇蜀豹子花的核型,发现居群中存在两种细胞型,即A型和B型。A型参考核型为2n = 24＝2m(2SAT)+2sm+8st(4SAT)+12t(2SAT),其第3号两条同源染色体长臂均无居间随体：B型参考核型为2n=24＝2m(2SAT)+2sm+8st(2SAT)+12t(3SAT)+0—1b,其第3号一条同源染色体长臂紧靠着丝点处有一大而明显的居间随体,而另一条同源染色体则无,构成明显的3号染色体的结构杂合性。统计表明,居群中二者的比例近似为1A;2B。研究还发现了大量的体细胞染色体结构变异核型,表明滇蜀豹子花核型尚未趋于稳定,还处于强烈分化之中,高频率的体细胞染色体结构变异是其种内分化不可忽视的一种进化要素。     

商陆属2种植物花器官发生过程观察

该研究采用扫描电镜观察红蕊商陆(Phytolacca esculenta)和浙江商陆(Phytolacca zhejiangensis)的花器官发生过程,以明确商陆属植物花的基数,以及雄蕊和雌蕊是否具有叶性器官发生的特点,阐明商陆属植物花发生的模式。观察结果显示:(1)红蕊商陆和浙江商陆在花原基发生后,小苞片以2/5圆周相继发生,花被片的发生紧接小苞片的发生进行,花被与小苞片的发生均有顺时针和逆时针方向,且二者的发生方向始终一致。(2)花被发生结束后,雄蕊在花顶端分生组织的环状分生组织上发生,没有明显的发生顺序,近似同时发生;2轮雄蕊时内轮雄蕊先发生;外轮雄蕊有少数有时偶然与花被互生,但因外轮雄蕊数多于花被数,雄蕊与花被常不互生,也没有规律性。(3)红蕊商陆和浙江商陆的心皮都在雄蕊发生后,紧接着开始发生,且雌蕊与雄蕊(或内轮雄蕊)互生发生;心皮没有发生的先后次序,且每个心皮在基部连成一个整体形成雌蕊基部并发育成为子房。(4)红蕊商陆和浙江商陆的花基数为5,雄蕊和雌蕊的发生及数目不符合5基数的特点。研究认为,红蕊商陆和浙江商陆为5基数花,该研究结果不支持商陆属植物为3基数花的发生模式。     

佛坪国家级自然保护区秦岭箭竹克隆结构的SSR分析

利用SSR分子标记技术分析了佛坪国家级自然保护区秦岭箭竹(Fargesia qinlingensis)的克隆多样性和克隆结构,以探讨小尺度范围内秦岭箭竹自然居群遗传变异的分布特征,对该种开花特性、高山地区生态环境维护和大熊猫的保护提供重要依据。结果表明7对SSR引物共扩增出79个位点,其中多态性位点77个,多态位点百分率(PPB)为97.47%。秦岭箭竹的142个分株共形成107个克隆,最大克隆可达5 m。克隆多样性略高于其他克隆植物的平均值(D=0.62,G/N=0.17,E=0.68),基因型比率(G/N)、Simpson指数(D)、平均克隆大小(N/G)和Fager均匀性指数(E)分别为0.7535、0.9680、1.3271和0.5109。克隆空间结构分析表明秦岭箭竹的克隆构型为密集型,各克隆呈镶嵌性分布,同一克隆的分株排列紧密。克隆聚类分析表明各克隆之间聚类不明显,总体上来自同一样地的克隆被聚为一类。空间自相关分析显示在空间距离为36 m范围内,分株比基株有更显著的空间遗传结构,空间自相关系数r的取值范围分别为0.084—0.626和0.024—0.288,说明克隆繁殖在一定程度上限制了空间遗传结构的范围。样地内秦岭箭竹个体在空间距离小于44 m时存在显著的正相关空间结构,特别是在4 m处表现出最大的空间自相关系数(r=0.626),表明空间距离相距4 m内的个体最有可能属于同一克隆,4 m比5 m更能表现出清晰的克隆结构,X-轴截距为52.280,代表了秦岭箭竹不规则克隆的平均最小长度。秦岭箭竹的克隆多样性和克隆结构与初始苗补充、花粉散播方式和微环境差异有关。     

基于扫描电镜技术的天葵属(毛茛科)花器官发生研究

毛茛科天葵属为东亚特有类群,但其花器官的发生过程仍不清晰。该研究利用扫描电子显微镜观察了天葵［S. adoxoides (DC.) Makino］花器官的发生过程,以揭示毛茛科花形态的多样性和演化规律,为进一步探讨天葵属与近缘类群的亲缘关系提供发育形态学证据。结果表明：(1)天葵萼片、花瓣和雄蕊均为螺旋状发生,轮状排列;不育雄蕊的数目和位置不定,心皮轮状发生。(2)天葵萼片原基为宽阔的新月形,其他花器官为窄的半球形。(3)天葵花发育后期,花瓣有延迟发育现象,花瓣原基基部发育为浅囊状,心皮原基马蹄形对折,胚珠倒生、双珠被、具胎座附属物。(4)天葵属与耧斗菜属、尾囊草属的花发育性状存在相似性,支持分子系统学证据的三者近缘的观点;天葵属的花性状的特殊表现为：花直径较小,雄蕊、不育雄蕊和心皮数目较少,花器官没有形成明显的直列线,内珠被较长等。     

寒兰花器官发生及花发育过程的研究

为了揭示寒兰的成花机理,利用石蜡切片和花芽实体解剖记录了濒危植物寒兰花芽分化和发育的过程,并着重观察唇瓣和合蕊柱早期及中期的发育(在合蕊柱伸长之前)。结果表明:寒兰花芽分化沿着花序轴从下往上可分为4个阶段:花序原基分化,花原基分化,花被片分化和合蕊柱形成。唇瓣分化分为3个阶段:褶片分化,侧裂片分化和色块形成。唇瓣侧裂片和褶片产生较晚,与退化雄蕊可能没有关系。在合蕊柱形成过程中,首先分化出花药,随后分化产生中心皮顶部,侧心皮顶部,并形成花柱道,最终分化出蕊喙和黏盘。     

杜仲叶片6种主要活性成分的遗传变异研究

该研究采用方差分析、相关性分析和聚类分析等方法,对105份杜仲种质资源叶片6种主要活性成分含量进行比较分析,探讨其遗传变异特征,为叶用杜仲的良种选育及开发利用提供理论依据。结果显示:(1)不同种质间杜仲叶片6种活性成分含量的变异程度不同,异槲皮苷含量变异系数(34.42%)最大,变异幅度为1.16~6.92mg·g~(-1),总黄酮变异系数(19.35%)最低,变异幅度为6.70~22.53mg·g~(-1);6种活性成分多样性指数较高,均在2.0以上;不同种质间杜仲叶6种活性成分含量差异性均达到极显著水平(P0.01)。(2)不同地理来源间杜仲叶片的绿原酸、京尼平苷酸、车叶草苷、异槲皮苷和总黄酮含量存在显著差异。(3)相关性分析表明,3种环烯醚萜类化合物桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸及车叶草苷的含量间呈极显著正相关关系;绿原酸与桃叶珊瑚苷、车叶草苷、异槲皮苷、总黄酮间呈极显著正相关关系;总黄酮与异槲皮苷呈极显著正相关关系。(4)根据杜仲叶片6种活性成分的含量聚类,将杜仲种质资源分为4大类群,其中类群Ⅳ为高含量类群,可为优良叶用杜仲资源筛选提供参考。研究表明,杜仲种质资源叶片主要活性成分存在较大变异,表现出丰富的多样性。     

人工砍伐后短柄枹栎的居群遗传重建研究

为探讨人工砍伐后短柄枹栎(Quercus glandulifera var.brevipetiolata Nakai)居群的遗传关系,采用SSR分子标记技术,对短柄枹栎天然林中的4个次生林居群的遗传多样性、遗传结构进行研究。结果表明,筛选的7对SSR引物在4个居群内共揭示了101个等位基因。砍伐后恢复20年(20YAH)的短柄枹栎居群的遗传多样性最高,而砍伐后恢复1年(1YAH)和10年(10YAH)的遗传多样性相对较低。从长远来看,试验地居民特殊的砍伐习惯不会造成短柄枹栎天然林遗传多样性的变化。     

单瓣与重瓣垂丝海棠花器官形态发育比较观察

为探究垂丝海棠重瓣花成花原因,该研究以单瓣垂丝海棠和重瓣垂丝海棠为实验材料,应用体式显微镜和扫描电镜观察垂丝海棠单瓣、重瓣品种花器官分化过程;解剖观察重瓣垂丝海棠大蕾期的花与盛开的花,统计其花器官的形态与数目;应用R语言对重瓣垂丝海棠的花瓣数目与其余各轮花器官数目进行相关性分析.结果显示:(1)单瓣和重瓣垂丝海棠的花器...