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。     

从国家自然科学基金项目资助看植物科学态势

通过对2010-2015年度国家自然科学基金委员会生命科学部植物学学科资助的各类项目进行统计分析,总结了植物学学科资助的整体概况,详细分析了各类科学基金项目的资助特点、在不同分支学科和领域中的分布以及获资助排名前列的依托单位,并展望了我国未来植物学学科的发展趋势。     

不同水氮梯度下典型挺水植物叶绿素荧光的响应特性

叶绿素荧光测量分析可以揭示植物叶片光化学效率的变化,已越来越多地应用于植物生态监测。以再生水为主要补给水源的北京门城湖湿地公园为研究区,选取典型湿地挺水植物芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha angustifolia)和茭白(Zizania latifolia)为研究对象,通过野外测量叶片尺度的叶绿素荧光参数和室内测定对应样点的水体总氮含量指标,研究了再生水补给条件下,不同水氮梯度植物叶绿素荧光的响应特性。结果表明,3种典型挺水植物的初始荧光(Fo)与最大荧光(Fm)随着水体总氮含量的增加呈现上升的趋势;PSII的量子效率(F_v/F_m)与实际量子效率(ΦPSII)受水氮含量的影响先升高,达到15–20 mg·L~(–1)区间时,则与之持平;光化学淬灭(qP)参数则呈现先升高后降低的变化趋势,而非光化学淬灭(NPQ)参数的变化没有明显的规律。当水氮含量为15–20 mg·L~(–1)时,光化学反应减弱,光合作用出现抑制。不同类型植物的荧光参数也有所不同,处于生长期(6月)植物的光合作用显著强于生长成熟期(9月)。     

种子物理休眠研究进展

种子物理休眠是由种皮不透水层引起的一种休眠类型,是植物在长期系统发育进程中获得的一种适应环境变化的特性。该文简述了种子物理休眠的定义与概念;从不透水层、种皮的特殊水孔器结构以及胚的形态特异性等方面,综述了物理休眠种子的形态特征、物理休眠与综合休眠的解除方法以及物理休眠的可能解除机制;利用Angiosperm Phylogeny Group Ⅲ(APG Ⅲ)系统分析了种子物理休眠的植物在系统发育中的位置;最后提出了今后种子物理休眠有待研究的主要问题。     

基于孢子形态和分子证据探讨鳞盖蕨属(碗蕨科)系统分类

孢粉学是解决植物分类中疑难类群物种微形态分化的重要方法, 随着分子系统学的发展, 结合这两门学科的优势可以更加有效地解决疑难类群的分类学问题。鳞盖蕨属(Microlepia)是一个分类困难的疑难类群, 采用孢粉学与分子系统学一一对应的方法, 以及居群取样方式, 选取280份样本, 联合4个叶绿体片段(rbcL、trnL-F、psbA-trnH和rps4), 采用最大似然法和贝叶斯法构建该属的系统发生关系, 在此基础上对凭证标本中100份材料的孢子进行观察和分析。综合分子系统学和孢粉学的研究结果, 得出结论: (1) 在形态学研究中广泛被接受的15个物种得到了单系支持, 并厘清了分类困难的复合群; (2) 发现边缘鳞盖蕨(M. marginata)可能存在隐性种; (3) 建议恢复过去归并处理为异名的瑶山鳞盖蕨(M. yaoshanica)、罗浮鳞盖蕨(M. lofoushanensis)、四川鳞盖蕨(M. szechuanica)以及滇西鳞盖蕨(M. subspeluncae); (4) 提出鳞盖蕨属可能存在杂交现象; (5) 提出鳞盖蕨属完整的属下分类建议。     

花青素转录因子调控机制及代谢工程研究进展

花青素是广泛存在于植物中的一类重要的类黄酮化合物, 在植物生长发育和人类营养保健方面具有重要价值。花青素的生物合成途径已经解析得比较清楚, 但花青素的代谢调控网络还在不断完善。调控花青素生物合成的转录因子主要包括MYB、bHLH和WD40三大类, 这些转录因子通过激活或抑制CHS、ANS和DFR等花青素途径关键结构基因的表达水平, 进而决定花青素积累的部位与水平。该文结合国内外花青素生物合成与转录调控方面的研究进展, 简要介绍了花青素的生物合成途径, 归纳总结了模式植物中花青素代谢调控的分子机理, 尤其是MYB、bHLH和WD40三类主要转录因子的调控机理, 以及这些转录因子在观赏植物和水果等经济作物花青素代谢工程中的应用。该文将为系统阐明花青素的转录调控机制和利用代谢工程改良花青素的相关研究提供有益参考。     

雷公藤悬浮细胞原生质体的制备及瞬时转化体系的建立

为探索药用植物雷公藤(Tripterygium wilfordii)悬浮细胞原生质体提取的最优条件,并建立雷公藤原生质体瞬时转化体系,以雷公藤悬浮细胞为材料,对酶解液配比、酶解时间、甘露醇浓度及处理转速进行考察。用PEG介导的瞬时转化法将外源基因转化到雷公藤原生质体中。结果表明,以雷公藤悬浮细胞为材料提取原生质体的最佳条件是酶液配比为2.0%纤维素酶+0.5%果胶酶+0.5%离析酶,甘露醇浓度为0.6 mol·L–1,酶解10小时,处理转速为67×g;用PEG介导法将含有编码GFP的植物表达载体转化雷公藤悬浮细胞原生质体,激光共聚焦扫描显微镜下细胞显示绿色荧光。通过实验筛选得到雷公藤悬浮细胞原生质体的最佳提取条件,建立了雷公藤悬浮细胞原生质体的瞬时转化体系,为进一步开展雷公藤功能基因及合成生物学研究奠定了基础。     

珍稀濒危物种堇叶紫金牛高效快繁体系的建立

筛选堇叶紫金牛(Ardisia violacea)野生优株,以其当年新发带休眠腋芽茎段为外植体,通过启动培养、丛生芽诱导增殖、壮苗培养、生根培养和炼苗移栽等过程建立其组培快繁技术体系。研究结果表明,最佳启动培养基为MS+0.80 mg·L~(–1)KT+0.10 mg·L~(–1) NAA+0.10 mg·L~(–1) IBA,腋芽萌发率达92.60%;最佳丛生芽诱导增殖培养基为MS1+0.50 mg·L~(–1) TDZ+0.10mg·L~(–1) NAA,平均增殖系数达8.60;最佳壮苗培养基为MS+1.00 mg·L~(–1) KT+0.50 mg·L~(–1) NAA;最佳生根培养基为1/2MS+2.00 mg·L~(–1) IBA+1.00 mg·L~(–1) NAA+1.00 mg·L~(–1) AC,平均生根率达98.70%;采用松鳞和泥炭(2:1,v/v)作为炼苗基质,炼苗成活率可达85.30%。实验成功建立了堇叶紫金牛高效组培快繁技术体系,经验证该体系能够满足规模化生产的需求。     

淡水硅藻的大量培养

淡水硅藻是水生动物的营养丰富的食料。经过一年的筛选培养,我们获得了四种适于大量培养的种类,即:泉生偏缝硅藻（Nitzschia fonticola Grun.）,椿状偏缝硅藻（Nitzschia palea Smith.）,双尖菱板硅藻（Hantzschia amphioxys Grun.）和梅尼小环硅藻（Cyclotella meneghini-ana Kütz.）。我们选择泉生偏缝硅藻进行较为系统的培养试验,对其营养成分进行了分析,并对其所含的15种氨基酸进行了定量。同时配制了两个新的适于硅藻生长繁殖的培养基“水生硅1”和“水生硅2”。泉生偏缝硅藻最适生长温度为20—30℃,光强为2,000—5,000米烛光。观察了泉生偏缝硅藻在中型培养和大量培养中氮、磷、硅的吸收消耗规律,发现在培养条件下,硅是主要限制因子。在中型培养中,连续培养15天,适时补充营养元素,硅藻细胞数可高达23×106个/毫升,产量为2.7克干藻/升。在30升大量培养中获得每两天收获一次,每次收获1/6（相当于硅藻干重7克）的连续生产性培养的结果。根据实验结果推算,若两天半收获一次,每次收获1/6,可获得持续稳定高产。