Climate drives differences in the germination niche of a globally distributed invasive grass

外来入侵物种在入侵地经常面临很强的选择压力,这常常导致种内变异。在生活史事件发生的时间上,种群分化对气候梯度的响应被认为是促进许多入侵物种扩张的重要机制。对于产生种子的植物来说,种子萌发的时间决定了萌芽所经历的第一个环境条件,这对入侵植物的成功定植、种群建立和传播具有重要意义——尽管对于萌发在植物入侵成功中所起的作用仍然知之甚少。在本研究中,我们评估了入侵植物石茅(Sorghum halepense)在北美分布的10个种群的种子萌发在温度和降水梯度上的动态变化,以及这种变化是否与本地气候有关。种子被放置于一个较宽的温度范围(11-48˚C)以及两个水分梯度处理中。我们发现,石茅的种子可以在很宽的温度范围下萌发,但在不同的种群中,种子萌发的比例随温度和水分的不同而有较大的变化。有证据表明,当石茅的生长范围从温暖的气候扩展到寒冷的气候时,种子萌发温度的生态位也同时发生了向低温的转变。我们的研究结果表明,石茅种子的萌发已经适应了当地的气候,使其在整个生长范围内的萌发最大化,这可能是其入侵新环境的一个重要贡献因素。     

濒危植物永瓣藤叶片功能性状对环境因子的响应

植物叶片功能性状能够响应环境条件的变化,反应了植物对环境的适应策略。当前,针对藤本植物叶片功能性状地理格局及其环境驱动力的研究较少。以国家重点保护植物永瓣藤（Monimopetalum chinense）为研究对象,对其分布区内11个种群的15个叶片功能性状进行测量,并结合气候、土壤因子来解释叶性状变异。比较叶片性状在局域和区域尺度上的种内变异程度,利用多元逐步回归分析环境因子对叶性状的影响。结果表明,在局域尺度上,永瓣藤叶功能性状变异系数介于3.0%-22.5%,其中,叶面积变异程度最大,叶片碳含量变异最小。永瓣藤叶片形状随纬度上升而变得宽且圆。叶片磷含量相对较低,永瓣藤的生长可能受到了磷限制。土壤与气候因子是叶片性状的重要驱动因素,解释了25%-97%的叶片性状变异。在温度和水分充足的情况下,永瓣藤叶片趋向于的慢速生长的保守策略。总体来说,永瓣藤叶片功能性状通过一定的种内变异和性状组合,并与气候、土壤因子相互作用,适应当前的环境条件。     

毛茛叶报春组一存疑种花粉形态的多样性研究

对分布于浙江西北部的毛茛叶报春组(sect. Ranunculoides)一存疑种5个居群共50个植株的花粉形态进行了研究观察。结果表明该存疑种的花粉形态特征在种下具高度多样化,根据萌发孔类型、数量及组成的不同,其花粉可划分为多沟型、沟多孔少型、孔多沟少型、散孔型和环沟型5种类型;而且居群间花粉的大小及花粉类型的组成也存在较大的差异;此外,同一个植株或同一个花粉囊的花粉也可能具有多种类型的花粉。本文进一步证明了花粉形态特征在种内可能存在多样化的现象。花粉形态特征支持该存疑种为一个独立的新物种,它很可能是由具多沟型和散孔型花粉的亲本杂交进化而来。     

耐受偏二甲肼的芦苇变异株系的筛选

四氧化二氮/偏二甲肼(Unsymmetrical dimethyl-hybrazine, 简称UDMH)为常用的航天器双组元液体推进剂。偏二甲肼沸点低,具有“三致”毒性,可在使用过程中释放到环境中,对污染地的生物多样性和人类健康构成威胁,因此迫切需要清除环境中的偏二甲肼。该文采用细胞工程的技术手段,以芦苇幼苗的下胚轴为材料诱导愈伤组织,继而通过逐步提高筛选压力选育出可耐受偏二甲肼的变异细胞系,再诱导变异细胞系分化,为可治理含偏二甲肼的废水的人工湿地处理系统的构建提供理想的工程植物。结果表明:芦苇的愈伤组织在含有0.5 mg·L^-1 2,4-D的MS培养基上生长良好;偏二甲肼对该愈伤组织生长的半致死剂量为16.3 mmol·L^-1;在分别含有1.63、3.26和8.15 mmol·L^-1偏二甲肼的筛选培养基上进行3~6次继代培养后,可得到较稳定的抗性细胞系,培养23 d后的相对生长量分别为对照的90.4%、84.3%和43.4%,培养43 d后的相对生长量分别为对照的95.6%、91.7%和46.8%;但是只有前两类抗性细胞系可在含0.1 g·L^-1 KT、0.01 g·L^-1 NAA和相应浓度的偏二甲肼的MS培养基中诱导分化;将绿色再生苗转移到不含激素但含偏二甲肼的培养基上强化根的生长,再经过35 d左右的适应性驯化,70%以上的再生苗可成功地转移至温室中培养,为日后人工湿地系统的构建奠定了基础。     

基于GIS的基因表达图谱模型的建立与应用

本文在合理假设的基础上,根据2010年全国研究生数学建模竞赛A题提供的数据及相关信息,在GIS的支持下构建了基因表达图谱模型(简称GEPM),并对其进行空间分析,从而达到对肿瘤识别信息基因提取的目的。结果表明,在参与分析的1 991个基因中,有7个基因可以作为肿瘤识别的信息基因;通过GIS技术构建GEPM对于肿瘤的识别与诊断是可行的。因此,通过本文的研究为基因的识别和研究提供了新的方法。     

外源DNA导入糯玉米自交系D_0代变异植株过氧化物酶同工酶分析

采用改良浸种法分别将甘蔗总DNA与孟加拉超甜玉米自交系总DNA导入糯玉米自交系12-9-10,在D0代分别获得变异植株,采用聚丙烯酰胺垂直电泳法对该植株及供受体进行了过氧化物酶同工酶分析,其结果表明植株D0(糯×甘300)的过氧化物酶同工酶在迁移率Rf5=0.33和Rf6=0.40分别出现一条供体特有而受体没有的酶带,其酶带强弱与供体相同;在迁移率Rf8=0.61出现一条供受体都没有的弱带。植株D0(糯×孟甜300)-2在迁移率Rf6=0.59增加了一条供受体都没有的弱带。说明了外源DNA(或DNA片段)已转移到糯玉米自交系12-9-10中,并得到了表达。     

拉萨河谷上段江孜沙棘Hippophea gyantsensis(Rousi) Lian种群的海拔梯度性变异

江孜沙棘[Hippophea gyantsensis(Rousi)Lian]是青藏高原特有的一种广生态幅的小乔木,在拉萨河谷地区的海拔3500~4200m范围内均有分布。前人工作多集中在江孜沙棘果实的开发利用方面,对其基础生态学研究较少。本研究旨在探讨江孜沙棘沿海拔梯度的群落组成和表型变异的规律。为此,在拉萨河谷上段沿海拔梯度由东向西设置了4个样带:3850m、3950m、4050m和4200m,每个样带设置2至3个10m×10m的样方进行研究。首先,详细记录了每个样方内林下维管植物的物种组成、样方内的沙棘盖度、海拔、样方与河岸的实际距离,并用DCA[detrended correspondence analysis(去势对应分析)]排序方法对群落及其组成物种进行排序分析。随机抽取了每个样方内的20个江孜沙棘植株个体,测定其胸径、基径、株高和叶片长度,用回归分析法分析这些变量和海拔之间的关系。研究结果表明,江孜沙棘在拉萨河谷内的主要生境分为4种类型,即:河边砾石滩地、河阶草滩、河边草甸和河边林缘,样方排序结果主要受海拔的影响;同时,江孜沙棘植株的基径、胸径和高度都随着海拔的升高而显著减小,而叶片长度与海拔之间无显著相关。本文研究结果表明,对江孜沙棘而言,海拔所代表的综合环境因子对其分布和表型有显著的影响,而局部光照可能也是影响其表型特征的重要生态因子。     

糖尿病植物神经病变病人心率变异的非线性定量分析

目的：研究糖尿病人植物神经病变与心率变异的关系。对象：正常对照组和根据临床有无糖尿病神经病变（ＤＡＮ）分组的糖尿病病人,方法：应用２４小时动态心电图对正常和糖尿病人进行心率变异的线性,非线性散点图和非线性定量参数分析,结果：单纯糖尿病组ＳＤＮＮ,ＳＤＡＮＮ和ＰＮＮ５０低于正常组（Ｐ〈０．０５）;糖尿病＋ＤＡＮ组各项线性时域分析指标均低于正常和单纯糖尿病组（Ｐ〈０．０１－０．００１）,散点图分析结果     

矮化香蕉及其野生型GA3ox基因的结构特点和表达分析

香蕉的矮化突变是香蕉无性繁殖后代最常见的表型变异之一,但其变异的分子调控机理目前尚未研究清楚; 而内源赤霉素是影响植物株高的重要激素之一,GA3-氧化酶是赤霉素生物合成后期的关键酶。为探究GA3-氧化酶编码基因对香蕉矮化的分子调控机理,该研究以威廉斯B6矮化突变体及其野生型亲本为材料,通过RT-PCR技术克隆得到矮化香蕉及其野生型亲本GA3ox基因的全长cDNA序列,并对其推测的氨基酸序列进行比对分析,同时利用qRT-PCR技术对GA3ox基因在不同组织中的表达水平差异进行分析。结果表明:(1)矮化香蕉GA3ox-A和野生型香蕉GA3ox-G的ORF长度均为864 bp,均编码287个氨基酸,经序列比对分析发现两条氨基酸序列之间存在5个位点的差异,从而产生具有不同性质的蛋白质。(2)氨基酸序列同源性分析表明,矮化香蕉GA3ox的氨基酸序列与油棕、海枣、椰子的同源性最高。(3)qRT-PCR显示,GA3ox基因在矮化香蕉叶片和茎秆中的表达水平整体上低于野生型,其中GA3ox在野生型茎秆中的表达水平是矮化植株的2.2～32倍。综上推测,GA3ox基因可能对香蕉茎杆的矮化变异具有重要的调控作用。该研究结果为揭示香蕉矮化突变的分子机制与筛选优良矮化香蕉株系奠定了基础。     

油松天然次生林居群遗传多样性及与产地地理气候因子的关联分析

利用ISSR分子标记技术,分析了中国北部地区10个油松天然次生林居群的遗传多样性,以及与地理环境因子的相关性.研究结果表明:13条ISSR引物对250个个体扩增出137条谱带,平均多态位点百分率60.72％,不同居群的多态位点百分率差异明显;不同地理居群间的期望杂合度指数在0.2824-0.3702之间,平均为0.3210;Shannon多样性指数范围为0.1923-0.2490,平均为0.2165.居群间的遗传变异占居群总的遗传多样性的37.53％.经Mantel检验,居群间的地理距离和遗传距离间不存在显著相关性(r=0.069,p=0.360).聚类分析(UPGMA)表明,河南宝天曼(BTM)、承德大窝铺(DWP)、宁夏苏峪口(SYK)和甘肃冶力关(YLG)居群聚为一组,辽宁医巫闾山(YWL)、山西沁源灵空山(LKS)、陕西蔡家川林场(CJC)、山西和顺云龙公园(YLGY)和山西汶水三道川林场(SDC)居群为一组,山东蒙山(Ms)居群独立为一组.经分析发现,分布于我国地势二级、三级阶梯分界线区域的油松天然林( YWL、BTM、YLGY)遗传多样性水平高,位于分布区东西临界点居群(MS、YLG)遗传多样性水平低.经相关性分析,温度相关因子(年均温、1月均温、极端最低温)、海拔及年降雨量显著影响遗传多样性水平.油松天然居群分子变异存在一定的地理变异规律.