ITS 假基因对栎属系统学研究的影响及其对分子系统学研究的启示*

核糖体rDNA ITS 是被子植物系统发育研究中应用最广泛的分子标记之一。以前人们认为同一物种
中的ITS 序列因致同进化而使不同拷贝高度一致, 在分子系统学研究中常以ITS1- 518S- ITS2 序列作为构建
系统进化树的基础。近年来, 在对一些被子植物的研究中发现这段序列在同一物种中具有多态性, 有些拷
贝中的518S 区不具编码功能, 人们把含有不具编码功能518S 区的ITS1-51 8S- ITS2 序列定义为ITS 假基因序
列, 它对同源基因致同进化的假设形成了新的挑战。在诸多应用ITS 序列重建系统进化关系的研究中, 栎
属系统学研究因ITS 假基因的发现而倍受关注。本文以栎属为例回顾了ITS 假基因的发现过程, 分析了其
对该属系统学研究的影响, 为分子生物学在植物系统进化研究中的应用提供一些新的参考。     

多胺对离体黄瓜子叶花芽构建的影响*

研究了外源多胺对离体黄瓜( Cucumis sativus L. ) 子叶内在多胺含量和花芽构建的影响。在MS 培养
基中添加5@ 10- 2 mmol#L- 1 亚精胺( Spd) 、精胺( Spm) 能明显提高子叶内Spd 含量和SpdPPut 值, 子叶成
花率也明显高于对照组, 而添加5 @ 10- 2 mmol#L- 1 Put、5 mmol#L- 1 环己胺硫酸盐( CHAS) 培养的结果则相
反。表明子叶内Spd 含量和SpdPPut 与成花率呈正相关关系。在添加5 mmol#L- 1 D- 精氨酸( D-Arg) 处理后,
子叶内SpdPPut 高于Spd 处理, 但子叶成花率低于对照组, 表明Put、Spd 含量也影响离体子叶花芽的构建。
在实验中添加CHAS 处理后子叶内Spm 含量高出对照组10 倍, 子叶成花率却为0, 其它各处理与对照组的内
源Spm 变化基本一致, 成花率却差别明显, 表明子叶内Spm 含量与黄瓜子叶花芽构建之间无明显相关性。     

中国秋海棠属 (秋海棠科) 植物的DNA条形码评价

秋海棠属植物种类繁多,形态变异多样,导致种类的系统放置混乱,近缘种类鉴定困难。利用DNA条形码实现物种快速准确的鉴定技术具有不受形态特征约束的优势,为秋海棠属植物的分类鉴定提供了新的方法。本研究选择4个DNA条形码候选片段（rbcL,matK,trnH psbA,ITS）对中国秋海棠属26种136个个体进行了分析。结果显示：叶绿体基因rbcL,matK和trnH psbA种内和种间变异小,对秋海棠属植物的鉴别能力有限;ITS/ITS2种内和种间变异大,在本研究中物种正确鉴定率达到100%/96%,可考虑作为秋海棠属DNA条形码鉴定的候选片段。研究结果支持中国植物条形码研究组建议将核基因ITS/ITS2纳入种子植物DNA条形码核心片段中的观点。     

山小橘属 (芸香科) 花粉形态及其系统学意义

利用扫描电镜（SEM）对芸香科山小橘属（Glycosmis）12个分类群16个样品的花粉形态特征（包括花粉大小、萌发孔及外壁纹饰等）进行了观察研究,其中光叶山小橘（G.craibii var. glabra）、长果山小橘（G.erythrocarpa）、锈毛山小橘（G.esquirolii）、长叶山小橘（G.longifolia）、亮叶山小橘（G.lucida）、海南山小橘（G.montana）、少花山小橘（G.oligantha）、小花山小橘（G.parviflora）和华山小橘（G.pseudoracemos）等9个分类群的花粉形态为首次报道。结果表明,国产山小橘属植物的花粉均为单粒花粉,近球形或长球形,花粉大小范围为(15.90~23.92)×(14.56~22.00)μm,极面观为圆形、三裂圆形或近三角形,极轴与赤道轴比值（P/E）范围为1.03~1.31,均为3孔沟;根据花粉外壁纹饰可以将国产种类划分为条网状、复条网状、条纹-穿孔纹饰以及孔穴状纹饰等四种类型,其中小花山小橘不同来源花粉的外壁纹饰差异较大,至少存在5种类型：(1) 极面穴状,赤面条网状或穿孔,(2) 极面穴状,赤面均匀分布圆形穿孔,(3) 具复条网状,(4) 条网状兼具不规则小穿孔,(5) 条网状兼近圆形穿孔纹饰。研究发现山小橘属植物的花粉形态特征具有较高的多样性,为该属植物的分类及系统学研究提供了可用的孢粉学资料。     

《中国植物志》(英文版)竹亚科青篱竹属和新小竹属的修订

基于最近的分子系统学研究、近期发表的新类群以及国际植物命名法规的相关条款,对《中国植物志》 （英文版）竹亚科的两个属进行了修订。中国是否有青篱竹属 (Arundinaria)的分布一直是个争论不休的问题。分子系统学不支持广义青篱竹属,因此原置于青篱竹属下的4个种应恢复到巴山木竹属 (Bashania) 中。包括近期发表的新类群在内,巴山木竹属在中国共有10种。西藏新小竹 (Neomicrocalamus microphyllus)是一个没有合格发表的裸名,其正确名称应为新小竹 (N.prainii),而云南新小竹（N.yunnanensis）则可能是梨籐竹属的成员。     

植物物种的快速鉴定与iFlora: DNA条形码在马先蒿属中的应用

DNA条形码技术就是利用一段较短的标准DNA序列对物种进行快速鉴定。与基于植物外部形态特征的传统分类鉴定方法相比, DNA条形码具有高效、准确,且易于实现自动化和标准化的特点。马先蒿属（Pedicularis L.）植物具对生（轮生）叶的种类70%以上分布在中国,近缘种间形态上非常相似,鉴定较为困难。研究选取马先蒿属具对生（轮生）叶类群43种164份样品,利用叶绿体基因（rbcL、matK、trnH psbA）和核基因（ITS）条形码片段,采用建树法和距离法检验4个条形码对这些物种的鉴定效果。结果表明,ITS片段用于建树法和距离法的鉴别率分别为81.40%和89.57%,其鉴别率高于3个叶绿体基因片段和任一基因片段的组合条码。另外,利用ITS成功解决了一些疑难种的分类问题。DNA条形码在马先蒿属研究中的实用性为新一代植物志（iFlora）实现物种的快速和准确鉴定提供了有力支持,并能为分类学、生态学、进化生物学、居群遗传学和保护遗传学等分支学科的研究提供重要信息。     

都支杜鹃遗传多样性的ISSR分析

通过ISSR分子标记对都支杜鹃(Rhododendron shanii)5个居群114个个体的遗传多样性进行了分析。8个引物共检测到69个位点,其中多态位点36个,多态位点百分率 （P） 为52.17%;物种水平的Shannon多样性指数（I）为0.2536,Nei指数（H）为0.1659;居群水平的P、I和H分别平均为32.46%、0.1955和0.1344;Nei’s基因分化系数GST=0.1845,基因流Nm=2.2104;遗传结构的AMOVA分析显示,总的遗传变异中88.3%存在于居群内,11.7%存在于居群间;PCA分析和Splite Tree构建的NJ树均显示居群间分化小;遗传距离与地理距离显著相关。较强的基因流、多年生木本及异交与分布区狭窄等可能是导致都支杜鹃遗传多样性较低的主要原因。目前该种的保护应以就地保护为主,尤其要注意对大居群的保护。     

植物适应长期缺钾——积累叶片膜脂、维持根膜脂组成不变

环境对植物的胁迫可能是短期快速的、也可能是长期而缓慢的,而植物应对这两种胁迫的策略可能不同。膜脂组成变化是植物响应环境胁迫的主要手段之一,其响应长期胁迫和短期胁迫的样式也可能不同。植物膜脂组成对短期缺钾胁迫的响应已经有报道,但是对长期缺钾的响应如何尚且未知。我们设置了4种（51,051,0051和0mmol·L-1）不同的钾浓度,比较了拟南芥（Arabidopsis thaliana）及其生长于贫钾生境中的近缘种须弥芥（Crucihimalaya himalaica）长期缺钾后（18天）的生理和生化变化,发现须弥芥具有耐受贫钾的能力。我们进一步运用脂类组学的方法检测比较了拟南芥和须弥芥在长期缺钾胁迫下脂类组成的变化,发现：(1) 两种植物叶片中总脂以及几乎所有脂类的含量明显上升;(2) 两种植物都是地上部分膜脂的变化幅度大于根部膜脂的变化幅度;(3) 地上部分膜脂变化幅度,须弥芥的大于拟南芥的;地下部分的膜脂变化幅度,须弥芥的小于拟南芥的;(4) 拟南芥叶片和根中PA的含量显著上升,与PA相对应的是PE含量的显著下降,由此我们推测拟南芥中PA的积累主要来自于PE的水解。上述结果提示,在细胞水平上,植物主要通过积累叶片膜脂和维持根部膜脂组成基本不变来适应长期缺钾。     

基于比较核型分析方法追溯百合族 (百合科) 二型性核型的起源

百合族具有非常一致的二型性核型,由4条长染色体以及20条短染色体组成。目前有两个假说解释其二型性核型的来源,着丝粒横裂和多倍化。但是,具体是哪一种机制起主要作用仍然不清楚。根据文献以及自己的实验结果,我们整理并重新分析了百合亚科和美德兰亚科所有属的核型资料。比较核型分析结果表明,来自单条染色体的特征、染色体臂数、核型不对称性以及染色体的相对长度诸方面的证据都支持着丝粒横列是百合族核型进化的主要机制,但不能排除其它的机制也在起着作用,如臂间倒位和易位。臂间倒位和易位可能在郁金香族的核型进化中起着主要的作用。另外,本研究还报道了三个种的核型,粗茎贝母 (Fritillaria crassicaulis)、准格尔郁金香 (Tulipa suaveolens) 和尖果洼瓣花 (Gagea oxycarpa)。     

基于ITS和matK序列的獐牙菜亚族 (龙胆科龙胆族)分子系统学

为探讨獐牙菜亚族（subtribe Swertiinae）各属之间和一些属内的系统关系,本研究选取了该亚族14属68种1变种,采用最大简约法（maximum parsimony）和贝叶斯法（Bayesian inference）对样品核基因ITS和叶绿体基因matK的两个片段进行独立和联合分析。结果显示：Bartonia位于亚族的最基部;喉毛花属（Comastoma）、肋柱花属（Lomatogonium）和假龙胆属（Gentianella）都非单系,处于同一个较为进化的分支中;獐牙菜属折皱组（Swertia sect. Rugosa）和獐牙菜组（S. sect. Swertia）亲缘关系最近,宽丝组（S. sect. Platynema）和藏獐牙菜组（S. sect. Kingdon Wardia）亲缘关系最近;口药花属（Jaeschkea）与獐牙菜属多枝组（S. sect. Ophelia）的大籽獐牙菜（Smacrosperma）亲缘关系最近。同时讨论了獐牙菜亚族形态分类与分子数据不一致的原因。