基于MaxEnt模型预测漆树在中国的潜在适生区研究

基于漆树的206条现代地理分布记录和9种环境因子变量数据,采用MaxEnt模型模拟了漆树在中国的适生分布区,并综合利用贡献率、刀切法检验和响应曲线对影响漆树分布的主导因子进行分析。结果表明：MaxEnt模型模拟预测精度较高,AUC值达0.941;年均降水量、海拔、年平均温度和温度变化方差为影响漆树地理分布的主导环境因子,目前漆树适生区主要集中在中国西南地区的秦巴山、横断山脉、云贵高原和四川盆地等。研究结果对中国漆树人工林的合理栽植和科学区划具有一定的参考价值。     

基于优化MaxEnt模型的天女木兰在中国适生区预测

采用MaxEnt模型、ENM Tools、R语言和地理信息系统（ArcGis）相结合的方法,预测天女木兰在我国的适生区域,确定影响天女木兰地理分布的主导环境因子。结果表明,预测的天女木兰高适生区主要分为2个主要区域:一个位于东北地区的吉林省南部与辽宁省中东部组成的带状适生分布区;另一个由华东和华中地区的安徽省南部、浙江省西部、江西省中东部与福建省北部等地区组成不均匀的团块适生分布区。天女木兰在我国的高、中和低适生区面积分别为21.96、52.41×10⁴ km²和155.627×10⁴ km²;年均温较差和最湿季度降水量环境变量在预测天女木兰在我国的地理分布中起着主导作用,为我国天女木兰迁地保护引种地的选择与科学保育提供依据。     

基于GARP的大薸潜在适生区预测

大薸(Pistia stratiotes L.)原产热带和亚热带的小溪或淡水湖中,是入侵风险较高的水生植物之一.利用现有的大薸分布点数据,基于GARP模型采用刀切法选取最优环境因子集合,对其在我国的潜在分布区进行预测,并使用ROC曲线对其预测结果进行精度检验.结果表明,坡度、年平均气温、最冷月气温、多年平均降水量等对其适生区分布影响显著.现有数据表明,预防生物入侵往往比入侵后控制更为经济有效.该研究的目的就是预测大薸的适生区,从而寻找更经济有效的方法阻止它的入侵.     

外来入侵植物南美蟛蜞菊在中国的适生区预测

通过物种分布模型预测入侵物种适生区,优先选择物种最可能扩散的地区,提早进行防控,是生物入侵管理的有效手段.南美蟛蜞菊是一种具有严重危害性的入侵植物,已在中国南方部分地区形成入侵.基于南美蟛蜞菊在美洲和中国海南的分布记录和19个生物气候变量,应用MaxEnt模型对其适生区进行建模,并通过计算AUC(受试者工作特征曲线下的面积)/AICc(小样本下校正的赤池信息标准)指数选择MaxEnt的最佳设置,用于预测南美蟛蜞菊在中国当前及未来气候变化情形下的适生区.结果表明,海南、广东、广西、云南、福建、台湾等地区是南美蟛蜞菊的适生区,且在未来气候情形下,其适生区范围向北扩张.为减小南美蟛蜞菊入侵可能导致的损失,需要根据南美蟛蜞菊当前分布情况,结合其适生区分布图,优先对现有分布区周边的适生区进行防控.     

相似穿孔线虫在中国的适生区预测

 【目的】相似穿孔线虫（Radopholus similis）是中国一类检疫对象，随着国际贸易日益加剧，该线虫传入中国的风险也日益加大，急需对其适生性进行分析。【方法】利用已广泛用于物种潜在分布预测的GARP与MAXENT两种生态位模型预测相似穿孔线虫在中国的适生区，并对预测结果进行了阈值依赖和非阈值依赖比较。【结果】两个模型均能较好地预测相似穿孔线虫的潜在地理分布；预测在中国适生区主要分布在南方各省，包括海南、广东、福建、云南、台湾等省区；经检验MAXENT预测结果较GARP好。【结论】相似穿孔线虫可随花卉苗木的国际运输传入中国，并可在中国南方沿海地区及花卉进出口大省云南省等地区发生；上述地区的进出口口岸应加强对相似穿孔线虫的检疫工作。     

火炬树在我国的适生区预测

采用生物地理信息系统软件(DIVA-GIS)对火炬树(Rhus typhina L.)适生区进行预测,以期为其合理管理和栽培利用提供科学依据.根据文献提供的火炬树的分布地点信息.建立数据库并导入DIVA-GIS,结合海拔图层和植被图层绘制火炬树的栽培分布情况.其海拔高度为200～3 000 m,分布区的植被类型为温带草原区、暖温带落叶阔叶林区;利用BIOCLIM、DOMAIN和ECOCROP模型对火炬树进行适生区预测.结果表明:火炬树最佳适生区为北京、天津、山东北部、河北局部、辽宁西南部、内蒙古局部、宁夏北部、甘肃东南部、陕西北部及山西局部地区.     

中国黄芪地理分布和未来适生区预测

【目的】建立物种分布模型,模拟预测黄芪(Astragali Radix)在我国未来分布格局,探讨影响其生长环境响因子阈值,为野外开采和人工种植提供参考,实现黄芪的可持续利用。【方法】利用野外调查收集和文献数据库收录的黄芪分布地的经纬度,基于影响黄芪生长的22个环境因子构建MaxEnt模型,利用ArcGIS对其潜在适宜生境区进行分析预测。【结果】(1)当前黄芪适宜生境区主要分布在内蒙古、黑龙江、甘肃和宁夏等降水量相对较少的山地地区,面积约为50.60万km~2,21世纪50年代至70年代,黄芪适生区面积逐渐减少,内蒙古东北部山区黄芪适生区分布最多,我国黄芪适生区总体向北移动;(2)影响黄芪地理分布的主导生态因子有:海拔、最湿月降水量、最干季平均温度、最热季平均温度、坡度、最湿季平均温度、最热季降水量和温度季节性变动系数;主导黄芪分布的前3个生态因子的阈值:海拔(ALSE)0~4 600 m,最湿月降水量(Bio13)10~480 mm,最干季平均温度(Bio9)0~28℃。【结论】未来,内蒙古、甘肃、宁夏地区为黄芪重要生产区,控制温度、湿度等因素可显著改善其生境条件。     

腐烂茎线虫在山西省的适生区预测

根据腐烂茎线虫已知分布区域及相关环境变量数据,采用MaxEnt和ArcGIS物种适生性分析软件,对当前和未来环境条件下腐烂茎线虫在山西省的适生区域进行预测.结果表明:当前气候条件下,腐烂茎线虫的适生区面积占山西总面积的89.2%,其中,高度、中度和低度适生区的面积分别占全省总面积的34.3%、32.1%和22.8%,高度适生区包括9个市82个县(市、区);在两种代表性浓度路径(RCP)2.6和8.5预测下,未来2050和2070年腐烂茎线虫总适生区的面积占比均有所增加,其中,在RCP2.6气候情景下,2050和2070年高度适生区面积占比分别增加11.4%和15.7%,而在RCP8.5气候情景下,分别增加46.6%和59.2%.MaxEnt模型的预测曲线下面积的均值为0.909,说明预测结果准确度较高.年均温、最冷季平均温、最暖季降雨量、温度季节性变化方差和最冷季降雨量是腐烂茎线虫在山西扩散的主要影响因子,相关部门应加强对其潜在适生区的监测.     

基于Maxent模型预测水曲柳的潜在适生区

水曲柳（Fraxinus mandshurica）是国家二级保护植物,是北方为数不多的珍贵硬阔树种,经济价值较高。使用R数据包ENMeval优化后的最大熵模型（Maxent）,预测潜在适生区变迁过程,探索制约其潜在适生区发生变化的环境因子,进而识别可能引起迁移的气候异常因子。结果表明,受试者工作特征曲线下面积（AUC值）为 0.952 4,说明Maxent模型有很好的预测能力;水曲柳的现代高等适生区位于黑龙江和吉林东部、陕西南部以及甘肃东南部;影响水曲柳适生区变化的环境因子主要有年降水量、最暖季度平均气温、等温性、降水量季节性变化、海拔和最干月降水量,降水因子可能是制约水曲柳适生区变化的关键因子;水曲柳各时期的适生区范围变化较大,黑龙江、吉林、陕西为较为稳定的适生区,可能是水曲柳过去和未来稳定的避难所,未来高等适生区面积相对现代均有增加,推测水曲柳可能更加适应未来的高温环境。     

椰子ISSR体系优化

该实验旨在获得最佳的椰子ISSR-PCR反应体系,以海南本地高种和马来亚高种为实验材料,采用单因素实验法将反应体系的5个主要因素设定5个梯度,根据每个因素量的变化对扩增结果产生的影响进行了研究;并利用梯度PCR仪得出引物807的最适退火温度为56.0 oC;最后确定最佳反应体系为:总体积20 pl,Taq聚合酶1.0 U、Mg2+浓度即10xTaq Buffer用量2.5 mmol/L、模板DNA用量50 ng、dNTPs 浓度0.2 mmol/L、引物浓度0.8 tanol/L.     

Construction and Characterization of a cDNA Library from the Pulp of Coconut (Cocos nucifera L.)

To investigate the gene expression profile of endosperm development,a cDNA library was constructed and characterized from the pulp of coconut at different developmental stages.The constructed cDNA library incorporated approximately 1 × 107 clones in total,and the size of the insertion fragments ranged from 800 to 2000 bp.Sequencing results of 100 randomly picked clones showed that the recombination rate was 96%.In subsequent sequence analysis,41 clones (41%)were homologous to known function proteins,and 23 clones showed high amino acid identity (more than 80%) with the corresponding genes of different plants.Semi-quantitative RT-PCR indicated that oleosin and globulin genes are pulpspecific expression,and have differential expression level in different developmental stage.Clone 29,recognized as homologous to KIAA1239 protein (Homo sapiens),was observed to occur nine times,indicating that this gene may be over-expressed during the endosperm development stage.However,the homologous protein was found only in mammals,and the detailed function is still unknown.Elucidation of the functional characterization of these genes will be carried out immediately.     

椰子胚的离体培养研究

以椰子成熟胚为外植体,得出其胚培养和植株再生的最适培养条件如下:①胚的启动培养最适培养基为Y3+6-BA0.5 mg·L-1+NAA0.5 mg·L-1+蔗糖60 g·L-1+活性炭2.5 g·L-1的液体培养基;②继代培养最适培养基为Y3+6-BA1.0 mg·L-1+NAA1.0 mg·L-1+蔗糖60 g·L-1+活性炭2.5 g·L-1+琼脂7.0 g·L-1;③最适生根培养基为Y3+IBA2.0 mg·L-1+NAA2.0 mg·L-1+6-BA1.0 mg·L-1+蔗糖45.0 g·L-1+活性炭2.5 g·L-1+琼脂7.0 g·L-1.试管苗经练苗移栽后,成活率达90 %以上.     

椰子SSR反应体系的建立和优化

为摸索适宜椰子的SSR反应体系,分析了PCR反应体系中的Mg2 浓度、引物浓度、dNTP浓度、TaqDNA聚合酶浓度、模板浓度以及退火温度对扩增结果的影响,建立了适合椰子的SSR反应体系。研究结果表明:在20μL反应体系中,Mg2 、引物和dNTP的最适浓度分别为2.5 mmol/L、0.3μmol/L、0.2 mmol/L;TaqDNA聚合酶的最佳使用量为1 U,模板DNA应加入50 ng,引物最佳退火温度比Tm值较小者低2~3℃。在参数优化的基础上,应用标记分析该反应体系对24个海南不同地区高种椰子样品进行SSR分析,不同样品间DNA谱带多态性丰富,本研究建立的分析体系将为今后椰子资源的SSR分析奠定良好的研究基础。     

我国几个主要椰子品种花粉生活力研究

采用蔗糖萌发、醋酸洋红染色、TTC染色、I2-KI染色、红墨水染色法,分别测定了6个椰子(Cocos nucifera L.)品种的花粉活力,并比较了各方法的优、缺点。试验结果表明:前4种方法的测定效果较好;在6个品种中,杂交种文椰78F1的花粉活力最高,海南高种的花粉活力较高。     

不同椰子叶片解剖结构的观察

对4个椰子品种的1年生幼苗叶片进行解剖观察和比较,并讨论抗寒、抗旱、抗虫性与叶片结构的关系,提出与抗性相关的叶片结构指标.比较了1年生实生苗与组培苗叶片的解剖结构,探讨了组培苗早期田间栽培中生长势较弱的原因.     

椰子保守microRNA 预测和特征分析

根据释放的椰子转录组序列和miRBase数据库中的microRNA（miRNA）序列信息,分析椰子中保守miRNA 及其相应靶基因的特征遥。根据miRBase数据库中植物miRNA序列,共预测了41个miRNA,分别属于22个miRNA家族。这些miRNA家族中13个家族在植物中非常保守,miRBase至少在19个物种中检测到,而miR902、miR2673和miR414这3个家族不保守,仅在1~2个物种中检测到。这些预测的miRNA的成熟序列长度大多为21个碱基（59.5%）,而前体序列的长度大多为50~100个碱基（61.9%）。分析miR396家族前体序列时发现,成熟miRNA和成熟miRNA*（成熟miRNA形成发卡结构互补的序列）序列很保守,但是中间的序列变异很大。此外,预测miRNA的靶基因发现保守的miRNA家族的靶基因为一些重要的转录因子家族,与植物的生长发育相关,而不太保守的miRNA家族的靶基因编码与表型控制相关的蛋白。     

椰子SSR-PCR反应体系的优化

为进一步开发利用椰子种质资源和开展分子标记辅助幼苗早期筛选及遗传育种工作,采用L_9(3⁴)正交试验设计,探索了椰子SSR-PCR的最佳反应体系。通过对模板DNA、Mg4)正交试验设计,探索了椰子SSR-PCR的最佳反应体系。通过对模板DNA、Mg⁽²⁺⁾、dNTPs、Taq酶、引物、退火温度的筛选优化,建立了椰子SSR-PCR最佳反应体系(10μL)为:模板DNA 60 ng、Mg(2+)、dNTPs、Taq酶、引物、退火温度的筛选优化,建立了椰子SSR-PCR最佳反应体系(10μL)为:模板DNA 60 ng、Mg⁽²⁺⁾2.5 mmol/L、dNTP 250μmol/L、Taq酶0.5μmol、引物0.5μmol/L、退火温度58℃,在该体系条件下,PCR扩增条带最为清晰,该反应体系的优化,为今后应用SSR标记技术为椰子群体结构分析、种质资源丰富度、基因定位和遗传育种等研究奠定工作基础。     

椰子SSR-PCR反应体系的优化

为进一步开发利用椰子种质资源和开展分子标记辅助幼苗早期筛选及遗传育种工作,采用L_9(3~4)正交试验设计,探索了椰子SSR-PCR的最佳反应体系。通过对模板DNA、Mg~(2+)、dNTPs、Taq酶、引物、退火温度的筛选优化,建立了椰子SSR-PCR最佳反应体系(10μL)为:模板DNA 60 ng、Mg~(2+)2.5 mmol/L、dNTP 250μmol/L、Taq酶0.5μmol、引物0.5μmol/L、退火温度58℃,在该体系条件下,PCR扩增条带最为清晰,该反应体系的优化,为今后应用SSR标记技术为椰子群体结构分析、种质资源丰富度、基因定位和遗传育种等研究奠定工作基础。     

椰子CBF基因的克隆研究

为了从分子水平上解析椰子抗寒的机理,以油棕的CBF基因序列设计引物,对椰子的基因组DNA进行PCR扩增,并对PCR产物进行回收、连接、转化以及测序,最后获得了1条DNA序列。这条序列与油棕的CBF基因的同源性高达99%,被证实为CBF基因。将克隆的椰子的CBF基因与禾本科作物的CBF基因进行聚类分析,结果显示:所克隆的CBF基因与HvCBF1、OsDREB1E、HvCBF11和TaCBF11具有较高的同源性。