濒危植物连香树居群的遗传多样性和遗传分化研究

利用ISSR分子标记技术对濒危植物连香树10个居群的遗传多样性和遗传变异进行了分析,结果表明:连香树物种水平遗传多样性较高,多态位点百分率(PPB)达到69.59%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.231 3和0.351 4;而在居群水平上,多态位点百分率(PPB)为30.61%,Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.115 6和0.173 3。遗传变异分析表明,居群间遗传分化程度高,遗传分化系数(GST)为0.500 3,居群间基因流Nm为0.527 3。Mantel检测,居群间的遗传距离和地理距离之间不存在显著的相关性。生境的片断化使居群间的基因流受阻,可能是导致居群间高遗传分化和居群水平低遗传多样性的主要原因。     

滇牡丹遗传多样性的ISSR分析

应用ISSR标记对中国西南地区特有植物滇牡丹(Paeonia delavayi)的遗传多样性进行了研究。从100个引物中筛选出10个用于正式扩增,在取自16个自然居群和1个迁地保护居群的511个个体中,检测到92个多态位点。在居群水平上,多态位点百分率（PPB）为44.61%,Nei′s基因多样性指数（H）和Shannon信息指数（I）分别为0.1657和0.2448。在物种水平上,多态位点百分率（PPB）为79.31%,Nei′s基因多样性指数（H）和Shannon信息指数（I）分别为0.2947和0.4355。居群间的遗传分化系数(G_ST)达0.4349。结果表明：滇牡丹遗传多样性水平较高,居群间遗传分化较大。结合以前的研究结果,对滇牡丹的现状进行评估的结果显示,滇牡丹并不濒危。     

宝兴百合与匍茎百合遗传多样性的ISSR分析

利用5条ISSR引物对宝兴百合(Lilium duchartrei)9个居群和匍茎百合(Lilium lankongense)13个居群的遗传多样性进行了初步检测。结果表明:(1)宝兴百合在物种水平上多态位百分率(PPB)为97.26%,Nei’s基因多样度(H)为0.309 8,Shannon’s多样性信息指数(Hsp)为0.469 4;匍茎百合在物种水平上多态位百分率(PPB)为100%,Nei’s基因多样度(H)为0.3390,Shannon’s多样性信息指数(Hsp)为0.503 0,均略高于宝兴百合。(2)宝兴百合与匍茎百合的遗传多样性在居群水平上相对较低;宝兴百合和匍茎百合居群间遗传分化系数(Gst)分别为0.642 5和0.563 7,表明2个物种居群间的遗传分化大于居群内的遗传分化。(3)经Mantel检测,两种居群间的遗传距离与地理距离均不存在显著的相关性(宝兴百合r=0.263 7,P=0.844 0;匍茎百合r=0.104 2,P=0.695 0);宝兴百合与匍茎百合的遗传多样性及遗传分化现状可能是两者的生活史特性、地理隔离等作用的结果。(4)UPGMA聚类结果显示,宝兴百合与匍茎百合在分子水平上出现了明显分化,支持二者是独立的物种。     

西双版纳地区流苏石斛遗传多样性的ISSR 分析

采用ISSR 分子标记技术, 对西双版纳分布的兰科濒危植物流苏石斛( Dendrobium fimbriatum) 5 个居群共114 个个体的遗传多样性进行了研究。从100 条引物中筛选出了12 条用于扩增, 共检测到117 个位点, 其中105 个为多态位点。分析结果表明, 流苏石斛居群水平遗传多样性较低。在物种水平上, 流苏石斛多态位点百分率PPB 为89 .74% , Nei′s 基因多样性指数H 为0 . 3227 , Shannon′s 多样性信息指数Hsp 为0 . 4779 ; 在居群水平上, 各个居群的多态位点百分率PPB 差异较大( 6.84% ～ 39.32% ) , 平均值为23.93% , Nei′s 基因多样性指数H 为0 . 0871 , 各个居群的Shannon′s 多样性信息指数Ho 平均为0.1290。AMOVA 分析的结果显示, 流苏石斛的遗传变异大多数存在于居群间, 占总遗传变异的74 . 79%。基于Nei′s遗传多样性分析得出的居群间遗传分化系数Gst = 0 . 7443。各居群间的Nei′s 遗传一致度( I) 范围为0 . 5882～0 . 8331。Mantel 检测发现, 居群间的遗传距离和地理距离之间无显著的正相关关系( r= 0.2419, P=0.2416) 。鉴于流苏石斛的遗传多样性现状和居群遗传结构, 我们建议对流苏石斛居群所有个体实施及时的就地保护, 同时建立迁地保护居群, 促进基因交流。     

云南南部不同种源地小桐子遗传多样性的ISSR分析

应用ISSR分子标记方法对采自云南的8个居群的小桐子(Jatropha curcas)共158个个体进行遗传多样性分析。8个ISSR引物共扩增到了67个位点,其中61个是多态性位点。分析结果表明:(1)云南小桐子的遗传多样性水平很高。在物种水平上,平均每个位点的多态位点百分率PPB=91.04%,有效等位基因数Ne=1.5244,Nei′s基因多样性指数He=0.3070,Shannon多样性信息指数Ho=0.4618;在居群水平上,PPB=55.04%,Ne=1.3826,He=0.2171,Shannon多样性信息指数Ho=0.3178。(2)居群间的遗传分化低于居群内的遗传分化。基于Nei′s遗传多样性分析得出的居群间遗传多样性分化系数Gst=0.2944。AMOVA分析显示:云南小桐子的遗传变异主要存在于居群内,占总变异的63.50%,居群间的遗传变异占36.50%。(3)居群间的地理距离及遗传一致度并不存在相关性。鉴于以上指标,我们推测云南小桐子可能来自不同的地区。     

滇牡丹天然居群的遗传多样性分析

以云南中部及西北部的6个滇牡丹(Paeonia delavayi)天然居群为研究对象,进行株高、新枝长等9个表型性状的表型多样性分析和ISSR分析。结果表明:9个表型性状变异幅度为0.9%~39.8%,平均值达到了18.9%;居群间生殖器官的变异较大,居群内营养器官更容易产生变异。利用居群间欧式距离进行聚类分析,6个居群聚为4个类群,没有与实际地理位置相吻合,说明表型特征的性状与地理距离的相关性不大。遗传多样性分析结果表明:利用筛选得到的10条引物,在取自6个自然居群、180个个体中,检测到56个多态位点。在居群水平上,多态位点百分率(PPB)为60.2%,Nei's基因多样性指数(H)和Shannon's信息指数(I)分别为0.281和0.414。在物种水平上,Nei's基因多样性指数(H)和Shannon's信息指数(I)分别为0.409和0.596。居群间的遗传分化系数(Gst)达0.319。结果显示,表型性状在居群间和居群内均存在广泛变异。滇牡丹遗传多样性水平较高,居群间遗传分化较大,滇牡丹并不濒危。     

西双版纳地区流苏石斛遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术,对西双版纳分布的兰科濒危植物流苏石斛（Dendrobium fimbriatum）5个居群共114个个体的遗传多样性进行了研究。从100条引物中筛选出了12条用于扩增,共检测到117个位点,其中105个为多态位点。分析结果表明,流苏石斛居群水平遗传多样性较低。在物种水平上,流苏石斛多态位点百分率PPB为89．74％,Nei’s基因多样性指数日为0．3227,Shannon’s多样性信息指数见。为0．4779;在居群水平上,各个居群的多态位点百分率PPB差异较大（6．84％～39．32％）,平均值为23．93％,Nei’s基因多样性指数H为0．0871,各个居群的Shannon’s多样性信息指数见平均为0．1290。AMOVA分析的结果显示,流苏石斛的遗传变异大多数存在于居群间,占总遗传变异的74．79％。基于Nei’s遗传多样性分析得出的居群间遗传分化系数Gst=0．7443。各居群间的Nei’s遗传一致度（I）范围为0．5882～0．8331。Mantel检测发现,居群间的遗传距离和地理距离之间无显著的正相关关系（r=0．2419,P=0．2416）。鉴于流苏石斛的遗传多样性现状和居群遗传结构,我们建议对流苏石斛居群所有个体实施及时的就地保护,同时建立迁地保护居群,促进基因交流。     

濒危植物毛瓣金花茶遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记对毛瓣金花茶6个自然居群的遗传多样性进行了分析。利用11个引物对150个个体进行了扩增,共扩增出92条条带,其中多态性条带74条。毛瓣金花茶在物种水平和居群水平都表现出相对较高的遗传多样性,在物种水平上,多态位点百分率(PPB)为80.43%,Nei’s基因多样性指数(h)为0.245 1,Shannon多样性指数(I)为0.377 6;在居群水平上,PPB为58.70%~66.30%,h为0.199 7~0.229 3,I为0.300 9~0.343 8。Nei’s遗传多样性分析和AMOVA分析表明,毛瓣金花茶的遗传变异主要存在于居群内,居群间的遗传分化程度较低(Gst=0.126 6,Φst=11.37%),基因流(Nm)为3.448 0。Mantel检测表明,居群间的遗传距离和地理距离之间存在显著的相关关系(r=0.755 1,P0.05)。研究认为,毛瓣金花茶较高的遗传多样性和较低的遗传分化可能与其异交型繁育系统和鸟类传粉有关。     

东俄洛橐吾遗传变异与分化的ISSR分析

应用ISSR标记对东俄洛橐吾（Ligularia tongolensis）的遗传多样性进行了研究。从100个引物中筛选出8个用于正式扩增。在所研究的8个居群共150个个体中检测到148个多态位点。在居群水平上,多态位点百分率（PPB）为50.45%,Nei′s基因多样性指数（H）和Shannon信息指数（I）分别为0.1595和0.2440。在物种水平上,多态位点百分率（PPB）为88.10%,Nei′s基因多样性指数（H）和Shannon信息指数（I）分别为0.2811和0.4279。居群间的遗传分化系数（Gst）达0.4355。研究结果表明东俄洛橐吾的遗传多样性水平很高,居群间遗传分化较大。这与其多样化的生态环境是有必然联系的。因适应其多样化的生态环境而形成了遗传多样性;且因其生态环境的不连续性阻碍了居群间的基因交流而产生了遗传分化,即东俄洛橐吾高水平的遗传多样性和遗传分化是适应其分布区多样化生态环境的结果。     

武陵山区蛇足石杉遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP分子标记对武陵山区蛇足石杉(Huperzia serrata)4个居群进行遗传多样性的研究,结果表明:(1)7对引物组合共扩增出条带615条,其中549条为多态性条带;在物种水平上,多态性条带百分率PPB=89.27%,有效等位基因数Ne=1.257,Nei’s基因多样度指数H=0.178,Shannon多样性信息指数Isp=0.298;在居群水平上,PPB=71.42%,Ne=1.235,H=0.154,Shannon多样性信息指数Ipop=0.251;遗传多样性在居群间有明显的差别,其中坪坝营(PBY)居群最高(PPB=81.95%),而铁峰山(TFS)居群最低(PPB=64.55%)。(2)居群间的遗传分化较低,基于Nei’s基因多样性分析结果显示,居群间遗传分化系数GST=0.159;Shannon’s居群分化系数[(Isp-Ipop)/Isp]为0.16;WINAMOVA分析显示,武陵山区蛇足石杉的遗传变异主要存在于居群内,居群内的遗传变异分量为65.057,占总变异的75.77%,而居群间的遗传变异分量为20.804,占总变异的24.23%;居群内存在极显著的遗传分化(ΦST=0.242,P0.001)。(3)由遗传分化系数(GST)估计,武陵山区蛇足石杉居群间的基因流Nm=2.647,表明蛇足石杉属于异交种。(4)两两居群间的Nei’s遗传一致度(IN)范围为0.031 0~0.969 4;Mantel检测结果显示,居群间的遗传距离与地理距离之间不存在显著的正相关关系(r=0.269,P=0.887)。研究认为,遗传多样性与遗传结构主要决定于居群历史,较少干扰而稳定的居群偏向克隆生殖,遗传多样性较低,而新建居群的遗传多样性则较高;克隆生长、生态位选择、异交,以及有效的孢子风媒传播等可能是其维持较高遗传多样性水平的因素,而过度采挖等人类活动和生境片断化是导致蛇足石杉濒危的主要因素。     

大花黄牡丹的开花特性与繁育系统

2019-2020年观察河南省栾川县引种栽培的西藏特有植物大花黄牡丹(Paeonia ludlowii)开花过程和访花昆虫,计算花粉-胚珠比(P/O)和杂交指数(OCI),检测花粉活力与柱头可授性并结合人工控制授粉试验,探究其开花特性和繁育系统类型.结果表明:(1)大花黄牡丹花朵昼开夜合,花朵随花冠展开下垂,伴花冠闭合...     

紫斑牡丹遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR标记对一个居群内的16个紫斑牡丹品种材料进行基因组多态性分析,从100条引物中筛选出15条用于紫斑牡丹的ISSR扩增。共扩增出134条带,其中多态性条带96条,多态性百分率为71.6%。根据ISSR扩增结果,利用NTSYSpc 2.10e软件进行Jaccard相似性系数分析,16个紫斑牡丹品种的遗传相似系数为0.45～0.93。UPGMA聚类分析结果显示,在遗传相似系数0.534处,16个紫斑牡丹品种材料可分为4类。第Ⅰ类中的6个紫斑牡丹品种材料中有5个为皇冠型品种,1个单瓣型,其他类中也有皇冠花型品种但未聚在Ⅰ类中;第Ⅱ类仅有1个‘粉盘托桂’,它是所选材料中唯一的托桂型品种,单独聚为一类;第Ⅲ类由不同花色、花型品种聚为一类,可见亲缘关系较近的紫斑牡丹品种性状变异性也很大;第Ⅳ类中A组品种材料均为白色,花型有单瓣型、荷花型和绣球型;B组仅有一个‘银线女’,它是所选材料中唯一的红色绣球型材料。研究表明,不同相似系数的遗传聚类划分与花色、花型之间并非完全具有相关性。     

芍药内生真菌的鉴定及产生活性次生代谢产物的评估

【目的】研究药用植物芍药(Paeonia lactiflora Pall.)内生真菌的种群多样性,同时对其可能存在的聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS)和非核糖体多肽合成酶(Non-ribosomal peptide synthetase,NRPS)基因多样性进行评估,预测芍药内生真菌产生活性次生代谢产物的潜力。【方法】采用组织分离法获得芍药根部内生真菌菌株,结合形态学特征和ITS序列分析,进行鉴定;利用兼并性引物对内生真菌中存在的聚酮合酶(PKS)基因和非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因进行PCR扩增及序列测定分析,构建系统发育树,明确芍药内真菌PKS基因序列和NRPS基因序列的系统进化地位。【结果】从芍药组织块中共分离得到105株内生分离物,去重复后获得52株内生真菌,菌株ITS基因序列信息显示,52株芍药内生真菌隶属于7目、13科、15属,其中小球腔菌属(Leptosphaeria)、土赤壳属(Ilyonectria)和镰孢属(Fusarium)为优势种群;从52株内生真菌中筛选获得13株含PKS基因片段的菌株,8株含NRPS基因片段的菌株,部分菌株功能基因的氨基酸序列与Gen Bank中已知化合物的合成序列具有一定的同源性,预示芍药根部内生真菌具有合成丰富多样的次生代谢产物的潜力。【结论】药用植物芍药根部具有丰富的内生真菌资源,且具有产生活性次生代谢产物的潜力,值得进一步开发研究和应用。     

牡丹PoSAD基因克隆与表达分析

以凤丹牡丹(Paeonia ostii)叶片为试验材料,采用RACE和RT-PCR方法,克隆得到凤丹牡丹硬脂酰-ACP去饱和酶基因SAD的cDNA全长,命名为PoSAD(GenBank登录号为KY038819)。序列分析表明,该基因cDNA序列全长1 559bp,其中开放阅读框1 197bp,编码398个氨基酸,3′端非编码区长172bp,5′端非编码区长123bp。多序列比对结果表明,凤丹牡丹PoSAD氨基酸序列含有2个保守结构域。系统发育分析结果显示,凤丹牡丹与蓖麻处于同一分支,其亲缘关系最近。TMHMM和TargetP亚细胞定位分析得知,PoSAD蛋白无跨膜区域,可能定位于叶绿体中发挥功能。组织特异性结果分析表明,PoSAD基因在凤丹牡丹的根、茎、叶、花瓣、雌蕊、雄蕊、种子中均有表达,且在花瓣中表达量最高,雌蕊中次之,在根中的表达量最低;不同时期种子中,60d表达量最高,80d次之,10d中表达量最低。     

外源赤霉素对紫斑牡丹种子萌发的影响

以紫斑牡丹种子为试验材料,研究不同浓度的赤霉素(GA_3)处理对种子生根以及生根过程中营养物质、酶活性和内源激素水平变化的影响,为探讨紫斑牡丹种子萌发机制提供依据。结果表明:(1)GA_3处理能够促进种子生根,并以300 mg/L GA_3处理对种子生根效果最好,与对照相比可提前14.67 d生根,生根率可达71.00%。(2)与对照相比,GA_3处理可以在0～15 d时促进种子淀粉水解和可溶性糖的积累,并加速可溶性蛋白的消耗,在0～30 d促进过氧化物酶(POD)活性的提高,从而促进种子萌发生根。(3)在种子沙藏生根过程中,种子脱落酸(ABA)含量呈下降趋势,赤霉素(GA)、玉米素核苷(ZR)和吲哚乙酸(IAA)含量均表现出先上升后下降的趋势,与对照相比,GA_3处理可使种子GA、ZR和IAA的含量在沙藏前期明显上升,以解除种子休眠。研究发现,外源GA_3处理可以调控紫斑牡丹种子内源激素含量和POD活性的变化,促进营养物质转化,从而提前解除种子休眠使其萌发。     

陕西省芍药科一新分布种—卵叶牡丹

报道了陕西省芍药科(Paeoniaceae)芍药属(Paeonia)一新分布种——卵叶牡丹(Paeonia qiui Y.L.Pei et D.Y.Hong),该种分布于陕西省境内的安康市旬阳县(109°19.467′E,32°59.100′N),本次发现将中国该种自然分布区的经度向西推移了2°(约200km)。凭证标本现收藏于西北农林科技大学植物标本馆(WUK)。     

紫斑牡丹单瓣与半重瓣花粉超微结构及生理生化特性比较北大核心CSCD

该研究以3个紫斑牡丹品种(‘象牙白’、‘美人面’、‘紫金冠’)的单瓣与半重瓣花粉为材料,对其超微结构和生理生化特性进行观察分析,并对其花粉培养基进行筛选优化,探讨单瓣和半重瓣花粉的超微结构与花粉萌发率以及物质代谢与花粉萌发率之间的关系。结果表明:(1)紫斑牡丹花粉萌发的最适宜培养基为100 g·L^(-1)蔗糖+0.15 g·L^(-1)硼酸+10 g·L^(-1)琼脂。(2)花粉饱满率是影响花粉萌发的主要原因。(3)3个紫斑牡丹品种的单瓣花粉离体培养萌发率均显著高于半重瓣的花粉。(4)‘象牙白’、‘美人面’、‘紫金冠’单瓣花粉可溶性蛋白含量均高于半重瓣花粉,但三者单瓣花粉的MDA含量和3种保护酶(CAT、SOD、POD)活性均低于半重瓣花粉。研究认为,花粉体内蛋白质亏损和MDA、CAT、SOD、POD的积累可能是引起半重瓣紫斑牡丹花粉萌发率较低的生理原因之一。     

赤霉素及温度处理对不同种源紫斑牡丹种子生根和发芽的影响

以不同种源的10份紫斑牡丹种子为材料,研究了赤霉素浓度及沙藏温度对不同种源紫斑牡丹种子生根的影响,分析了不同主根长度、低温时间及赤霉素浓度对各种源种子发芽的影响。结果表明:(1)适于紫斑牡丹种子生根的温度为15~20℃,原生种源种子生根对25℃的适应性随纬度增大而减弱;原生种源种子生根的最佳赤霉素处理浓度较高(400~450mg/L),次生种源种子生根的最佳赤霉素处理浓度较低(300~350mg/L)。(2)根长、赤霉素浓度、低温时间交互效应对各种源紫斑牡丹种子始萌期、发芽势和发芽率均有极显著或显著性影响;根长大于4cm时,赤霉素和低温处理能更有效地促进已生根种子发芽。(3)种子发芽最佳处理组合因种源而异,湖北种源、河南种源和甘肃种源最佳处理组合分别是低温20d结合300mg/L赤霉素、低温20d结合200mg/L赤霉素和低温40d结合300mg/L赤霉素。     

黄牡丹远缘杂交后代花粉粒特征

为揭示牡丹远缘杂交后代花粉粒的特征,测定了以肉质花盘亚组黄牡丹为母本,革质花盘亚组栽培品种‘日月锦’、‘层中笑’、‘百园红霞’等为父本的10个远缘杂交组合,共计11个亲本、25个后代的花粉畸形率和萌发率,用扫描电镜观察了花粉粒形态,同时也观察了花和叶的形态特征。结果表明:与双亲相比,杂交后代的花粉量极少,花粉粒萌发率极低,畸形率极高,畸形花粉粒扭曲、破碎或粘成团块状。25个杂交后代的花粉粒均为超长球形,具三拟孔沟,与母本黄牡丹和绝大多数父本一致;但杂交后代的花粉粒小于双亲,外壁纹饰类型受父本影响较大,为小穴状、穴状、网状和粗网状。结合前人的观察结果,25个杂交后代中15个与父本的纹饰类型一致,与母本纹饰类型一致的杂交后代仅有6个,与父母本纹饰类型均不同的杂交后代有4个。形态观察发现杂交后代具有父本的花盘革质、心皮被毛的特征,而小叶分裂程度较母本减轻但小叶裂片较母本加宽;花径则介于父母本之间。其中,心皮被毛、小叶裂片加宽可以结合花粉粒特征作为以黄牡丹为母本的远缘杂交后代的形态识别标记。     

水淹和恢复对凤丹光合特性和根系活力的影响

选用3年生油用牡丹凤丹(Paeonia ostii)实生苗为试验材料,以常规供水管理的凤丹苗为对照,测定凤丹光合特性以及根系活力和形态随着水淹和水淹恢复处理时间的变化,探究牡丹的耐湿机制。结果表明:(1)水淹后,凤丹叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及根系活力均较对照组显著下降,且下降幅度随着水淹时间的延长而增大;在持续水淹过程中,叶片胞间CO_2浓度则呈先下降后上升的变化趋势;水淹168h时,根系活力在所测定指标中下降幅度最大,仅为对照组的2.34%,此时根系变黑且腐烂,大部分根系脱落。(2)凤丹叶片净光合效率的下降在水淹120h过程中与气孔限制性调节密切相关,而到水淹168h时非气孔限制性成为光合作用的限制因子。(3)水淹72h后进行恢复处理120h后,叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度和根系活力均显著上升;恢复处理168h后,净光合速率和胞间CO_2浓度恢复到正常的生长水平,同时绝大部分根尖呈现白色且发育良好,根系生长向正常的生命状态恢复。研究表明,油用牡丹凤丹对水淹胁迫的应答迅速且灵敏,虽不耐水淹,但恢复能力强,这为其栽培管理以及在相对湿润地区推广种植提供了理论依据。