叶绿体基因组进化的速率和方式

叶绿体是植物细胞重要的细胞器,叶绿体基因组被广泛用于系统进化的研究。对叶绿体基因组进化的速度和方式进行了介绍,并对造成其特异的点突变的原因进行了一定的分析。     

病原微生物致病岛的研究

致病岛是病原微生物通过基因水平转移获得的外源DNA,它是在研究致病性肠道菌的基因组结构和致病性的基础上发展起来的,并在其他革兰氏阴性和阳性致病菌中得到证实。本就各类病原菌致病岛的研究近况作一综述,同时介绍了致病岛的特征,讨论了致病岛在微生物进化中的意义及与tRNA基因的关系。     

茶树CsMYB123转录因子的克隆及表达特性研究

该实验以茶树品种‘紫娟’为试验材料,利用RT-PCR方法,从茶树cDNA中克隆得到一个R2R3-MYB型基因(CsMYB123)。生物信息学分析显示,CsMYB123基因的开放阅读框为915bp,编码304个氨基酸,蛋白分子量约34.07kD,理论等电点为8.69,含有2个保守的MYB结构域,编码1个R2R3-MYB蛋白;CsMYB123蛋白与拟南芥(Arabidopsis thaliana)MYB转录因子家族第五亚组的AtMYB123亲缘关系最近;CsMYB123属于亲水性蛋白,无N端信号肽,可能定位于细胞核上。荧光定量PCR分析表明,CsMYB123基因在茶树各组织的表达量大小依次为:一芽一叶第二叶第三叶第四叶老茎嫩茎,且在一芽一叶中的表达量是嫩茎的15.68倍;但CsMYB123的表达受IAA、ABA、ETH和GA3的抑制。花青素含量检测显示,茶树‘紫娟’各组织中花青素的含量高低依次为:第二叶一芽一叶第三叶第四叶嫩茎老茎,且第二叶和一芽一叶的含量分别为老茎的15倍和11倍。研究发现,CsMYB123基因在茶树‘紫娟’的新稍中高水平表达,且其表达模式与不同组织中的花青素含量呈较好的正相关关系,推测CsMYB123基因与茶树花青素合成的调控相关。     

尘螨变应原Der f 1核酸序列测定及其分子进化分析

目的：对尘螨主要变应原Der f 1进行核酸序列测定,探讨其系统进化信息。方法：根据Genbank公布的Der f 1基因序列设计引物,巢式PCR扩增Der f 1的cDNA,纯化、回收、克隆至pMD19-T simple后进行序列测定,序列比对后用Clustal W1.83构建分子进化树。结果：成功扩增出Der f 1的cDNA片段,测序表明该基因含ORF1个,长度966bp,与参考序列同源性达99．9％。该变应原具半胱氨酸蛋白酶活性,与果蝇进化关系最远,与梅氏嗜霉螨进化关系最近。结论：成功获得了尘螨变应原Der f 1基因片段．根据其编码的氨基酸序列构建出的系统进化树与形态学分类不一致。     

鸟类基因组核苷酸频数的进化模型

鸟类是四足类动物中最丰富的一类脊椎动物,本研究以12种鸟类的全基因组核苷酸序列数据为研究对象,建立核苷酸频数进化方程,研究了鸟类基因组核苷酸频数的进化机制和规律。通过拟合基因组数据确定了方程中的进化惯性参数、耗散参数和环境参数,估算出进化速率,得到了基因组长度随时间的演化曲线,解出了基因组在短时间内快速增加,信息快速积累,然后进入进化停滞阶段,核苷酸频数不再明显变化。本研究的方法为定量研究鸟类和一般物种的进化提供了新的思路。     

荞麦属种质资源发芽种子过氧化物酶同工酶研究

用聚丙烯酰胺凝胶电泳对荞麦属9个种(含大粒组8个和小粒组1个)32个收集系栽培及野生荞麦种子的过氧化物酶同工酶进行了研究。结果表明:过氧化物酶同工酶酶带23条,不同物种的酶带数4到8条。其中,甜荞有7条带,而苦荞为4条。酶带分析及聚类分析表明:大粒组荞麦种的谱带与F.gracilipes等小粒组荞麦种间差异极大,甜荞和苦荞酶带分别与F.megaspartanium和F.pilus相似,并分别与F.megas-partanium和F.pilus聚类最近,支持F.megaspartanium和F.pilus可能分别是甜荞和苦荞祖先种的假说。     

中国退耕还林还草对生态系统服务权衡与协同的影响

基于生态系统服务之间相关关系的时空动态变化,实现区域可持续发展与生态系统利益最大化,是兼顾生态保护、粮食安全、改善民生等多目标的重要途径。通过分析退耕还林还草工程县域粮食供给与地块水源涵养、土壤保持、防风固沙功能变化,评估退耕还林还草工程对生态系统关键服务之间权衡与协同关系的影响。结果表明：（1）2000-2015年,约76%工程县域的粮食供给增加,约46%和49%工程县域退耕还林还草地块的土壤保持与水源涵养功能呈提升态势,而风蚀区仅约2%工程县域的地块防风固沙功能明显提升。（2）1897个工程县域中,约24%县域粮食供给与地块水源涵养、约18%县域粮食供给与地块土壤保持之间呈显著地空间协同关系,风蚀区约38%县域粮食供给与地块防风固沙之间呈显著地空间权衡关系。（3）31%工程县域表现为多重生态系统服务供给区,其中双重服务供给县域占43%,三重服务供给县域占53%,四重服务供给县域占4%。（4）近16年,不同区域退耕还林还草工程导致粮食供给与调节服务之间呈现权衡与协同相互转换、权衡或协同程度变化等差异的空间相关关系,反映了多重生态系统服务联合权衡与协同在未来工程生态效应评估中的重要性。     

垂直绿化生态效益研究综述

全球气候变化和城市化背景下城市生态环境问题越发凸显,面对日趋紧张的土地资源现状,垂直绿化建设成为重要的城市绿地补充手段,对改善城市环境具有重要意义。垂直绿化具有多种生态效益,且其效益发挥受到多因素共同影响。如何统筹协调生态效益和影响因素之间的复杂关系,以使其综合生态效益最大化,是当前垂直绿化建设亟待解决的科学问题之一。基于文献综述法归纳了不同生态效益的机制及其关键影响因素,并对多效益和多影响因素进行了综合分析。结果表明,垂直绿化具有缓解城市热岛、建筑节能减排、固碳、净化空气、降噪、截留雨水和支持生物多样性等七种主要生态效益,并受到植被特征、设施结构特征、气象条件、空间格局等多方面因素的共同影响。基于对效益和影响因素的综合分析,进一步提出了两点规划思路：首先,关注环境需求和效益供给的耦合关系能够更加科学合理地指导区域垂直绿化建设布局。其次,关注生态效益间的关系,以区域关键生态环境问题为导向进行效益权衡并结合考虑其影响因素的重要性程度能为规划设计提供有效建议。     

枸杞SWEET基因家族的鉴定与糖含量关系分析

【目的】糖外排转运蛋白（sugars will eventually be exported transporters, SWEETs）在植物生长发育过程中发挥重要作用,为解析SWEETs基因在枸杞（Lycium barbarum L.）果实发育过程中对糖积累作用,进一步为揭示SWEET基因在枸杞果实发育过程中作用提供参考。【方法】研究基于枸杞基因组数据,采用生物信息学方法对枸杞SWEET基因（LbaSWEET）进行全基因组鉴定,并利用已发表的转录数据分析了LbaSWEETs在果实发育时期的基因表达情况。【结果】结果表明,枸杞SWEET基因家族共有37个成员,随机分布于10条染色体上,分别编码152~621个氨基酸,蛋白质分子量为16.87~69.97 kD,等电点为4.96~9.86。亚细胞定位预测位于叶绿体或质膜,大多数含有7个跨膜螺旋。系统进化分析发现,37个LbaSWEET蛋白可分为4个亚群,每个亚群的基因结构和保守基序组成相似。启动子元件分析发现,LbaSWEET基因启动子富含大量激素响应、逆境胁迫和生长发育响应元件。转录组数据和qRT-PCR分析表明,LbaSWEET9和LbaSWEET29基因表达量随着果实成熟呈现显著增加。相关性分析结果表明,LbaSWEET9和LbaSWEET29基因表达量与果糖含量呈显著正相关。【结论】研究推测LbaSWEET9和LbaSWEET29基因是果糖积累的关键基因。     

毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子特征和系统发育比较

为研究和比较毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子使用模式和系统进化关系,以完成测序的毛茛科33种植物、芍药科7种植物叶绿体基因组为材料,采用分析软件CodonW在线软件CUSP和R软件对叶绿体基因进行密码子特征分析。用MAFFT软件,MEGA软件进行系统发育分析。研究结果表明芍药科植物叶绿体基因组和毛茛科植物（耧斗菜属除外）叶绿体基因组高频密码子一致性高,具有29个高频密码子,基本偏向与于A/U结尾,但最优密码子存在差异。毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子偏好性的形成因素主要受自然选择的影响,且芍药科叶绿体基因组密码子偏好性受自然选择的影响大于毛茛科。基于叶绿体基因组全序列和基于叶绿体基因组CDS序列的系统进化关系表明,芍药科基于叶绿体基因组全序列和基于叶绿体基因组CDS序列的系统进化关系虽然部分不同,但都可以被划分为芍药组和牡丹组。毛茛科基于叶绿体基因组的系统进化关系不符合中国植物志分类关系,但支持把毛茛科划分为4亚科14族。系统进化分析结果也支持芍药科独立于毛茛科和毛茛目,被划分到虎耳草目,同时证明了叶绿体基因组作为超级DNA条形码的可行性。