芸薹属及其他异源多倍体植物的基因表达特征研究进展

远缘杂交及异源多倍化导致许多重要作物的起源与进化，而芸薹属栽培异源四倍种是研究作物异源多倍化的模式系统之一。异源多倍体是如何调控及协调来自不同二倍体祖先的不同基因组的遗传行为及基因表达，是过去二十年间的研究热点和重要的生物学问题。利用不断发展的分子生物学技术，一方面揭示出芸薹属及其他多倍体物种基因组表现出动态性质，即在形成初期及长期进化过程中持续发生遗传及表观遗传的变化；另一方面发现异源多倍化过程中伴随着大量的基因表达模式改变，包括非加性表达、超亲表达、表达水平显性、部分同源偏向表达、基因剂量平衡效应等现象。上述基因组结构、表观遗传改变以及基因表达模式的调控，使新产生的多倍体得以成功进化为新物种。     

大豆Abhydrolase_3基因家族进化分析

异黄酮是大豆的重要次生代谢物,参与植物与微生物互作。2-羟基异黄酮脱水酶(hydroxyisoflavanone dehydratase,HID)催化2-羟基异黄酮形成稳定的异黄酮。HID属于Abhydrolase_3基因家族,该基因家族具有多种功能,但该基因家族在大豆中的进化模式尚待研究。为了研究Abhydrolase_3基因家族在大豆中的进化模式,本文在大豆基因组中鉴定了62个Abhydrolase_3基因,串联和片段复制是该基因家族主要扩增方式。根据系统进化关系,将大豆Abhydrolase_3基因家族划分为8个亚家族,其中HID所在的亚家族I基因数量最多,并发生多次基因扩增事件。对大豆Abhydrolase_3基因家族结构分析表明,不同亚家族具有不同的基序。多态性分析表明,亚家族Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ具有较高的核苷酸差异,并受到放松的自然选择。基因表达分析表明,除了亚家族II和IV外,其它亚家族的基因在大豆不同组织中有较高表达;亚家族Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ基因受病原菌诱导表达。结果说明HID所在的亚家族I存在基因扩增和功能分化,与病原菌互作相关的基因具有较高的遗传多样性并受病原菌诱导表达。     

山西省近二十年审定小麦品种的农艺和品质性状变化

为研究近20年来山西省审定小麦品种的农艺性状和品质性状的演变情况，以1997－2018年山西省审定的175个小麦品种为研究对象，总结分析其农艺性状和品质指标的演化规律。结果表明，山西省近20年来审定品种产量水平呈显著上升趋势；株高呈下降趋势，但中部冬麦区水地审定品种株高过高，有倒伏风险；产量三因素中，穗粒数稳步提升，南部中熟冬麦区品种的穗粒数均高于中部晚熟冬麦区品种，千粒重变化不明显，但“十三五”时期审定的旱地品种千粒重下降明显，单位面积穗数呈显著上升趋势。山西省近年来审定品种品质性状没有显著变化，籽粒蛋白含量、湿面筋含量、沉降值和稳定时间均没有显著提高。山西省今后一段时间的育种目标仍然是品质与产量的协同提高，水地品种应在保证穗数和粒重的基础上加强穗粒数的选择，旱地品种应注重穗粒数和粒重的选择。     

The Asian Wapiti (Cervus elaphus)

The authors visited some deer farms in Northeastern China in 1991 and 1993. The seven subspecies of Asian Wapiti (Cervus elaphus) were detected by observing the animal’s appearance and analyzing the video information. The status of taxonomy research in China was also discussed.     

豆科木本植物根部特征与结瘤的关系

选取了11种豆科木本植物，比较了它们的根部外部形态和解剖结构特点，分析这些特点与结瘤的关系。结果表明，结瘤豆科植物的根系松软，颜色较浅，为白色或土黄色；不能结瘤的植物根系坚硬，颜色较深，为黑色或深褐色。石蜡切片观察，结瘤豆科植物和非结瘤豆科植物在根的表皮部分存在着明显差异，而在皮层和中柱部分差异不明显。非结瘤豆科植物的表皮细胞排列致密且整齐；而结瘤豆科植物表皮细胞较薄，切片时容易收缩破损。非结瘤豆科植物的根表皮细胞外切向壁的厚度比结瘤豆科植物的要厚，颜色也较深。豆科植物的表皮细胞外切向壁厚度似乎能够反映豆科植物从不结瘤到结瘤的进化过程。     

The Evolution Characteristics of Spatial Layout of Ancient Chinese Capitals: A Case Study of Sui,Tang and Northern Song Dynasties With Important Changes in the Historical Development of Feudal Society

Imperial city and outer city are the most important differentiation of the spatial structure of ancient Chinese capitals.The relationship between city and Guo changed from the original spatial structure mode of "respecting the west" and "sitting in the west and facing the east" to the spatial structure mode of "sitting in the north and facing the south" and the three outer cities in the east,south and west surrounding the imperial city after the Wei,Jin,Southern and Northern Dynasties,and gradually changed from the original "multi palace" system to the "single palace" system.Finally,a "heavy city" capital spatial structure with the outer city around the imperial city and the imperial city around the palace city,and the central axis of the chessboard format was formed.During the Tang and Song Dynasties,it was a period of great change in the history of feudal society in China.Through the investigation of the evolution characteristics of the spatial form of capital cities in the Tang and Song Dynasties,the track of the transformation of social ideology,political system,economic structure and many other fields in the Tang and Song Dynasties was made clear.     

苹果Hsf家族成员的序列特征、表达与进化分析

为全面了解苹果基因组中热激转录因子(Hsf)的序列特征及进化,采用生物信息学手段,在苹果全基因组水平上鉴定出50个MdHsf基因,并对其系统发育关系、序列特征、表达情况以及选择压力进行详细分析。系统发育与序列分析显示:与拟南芥和水稻相似,50个MdHsf基因可分为A、B、C 3个亚族;2个或多个MdHsf基因位于同一个末端进化支,说明该基因家族在苹果中发生了物种特异性扩增;尽管MdHsf基因的内含子数目和长度变异较大,但其蛋白的保守基序和功能结构域具有较高的保守性,这可能与功能约束有关。基于EST数目,可推知:除了MdHsfA2a和MdHsfA3a/b/c等14个基因没有相应的EST外,其余72%的基因都有转录活性。选择压力检测和结构建模分析显示:在36个MdHsf蛋白的选择压力检测中,位点模型未鉴定到正选择位点的存在;而在显著水平下(P0.05),分支-位点模型在d和e进化分支上,共检测到5个正选择位点,它们是28R、30L、35D、51M、67V,其中28R和30L位于Hsf结构域中,35D、51M和67V位于Hsf结构域之外,这说明除了MdHsfA4d/e和MdHsf C1a/b发生快速进化外,其他成员受控于纯净选择,具有高度保守性。综合以上研究结果,苹果基因组中存在多种热激转录因子,其蛋白的保守基序和功能结构域具有较高保守性,大多具有转录活性,在进化上该家族受纯净选择主导。     

戴云山自然保护区种子植物传粉模式研究

以戴云山国家级自然保护区种子植物名录为研究对象,基于APWeb和文献资料统计种子植物科的传粉模式,研究了戴云山保护区种子植物的主要传粉模式及其传粉模式的祖先状态。结果表明:戴云山保护区种子植物中动物参与传粉有144科,占总科数87.27%;完全利用非生物模式传粉占总科数12.12%;单一传粉模式以动物传粉的科数最多(124科),其次为风媒传粉(14科),水媒传粉最少(4科)。混合传粉模式中,动物和风媒传粉的科数最多。动物传粉模式在戴云山保护区种子植物传粉中占据重要地位。戴云山保护区种子植物科中共有9个原始类群,单一动物传粉8科,动物和风媒混合传粉有1科,表明动物传粉在植物原始类群进化中占据主要地位,可能是现存戴云山被子植物传粉模式中的祖先状态。研究结果旨在为戴云山种子植物发育与演变提供理论依据。     

冰草高分子量麦谷蛋白亚基基因的分离及结构特征分析

通过SDS-PAGE分析，在二倍体、四倍体和六倍体冰草[Agropyron cristatum (L.) Gaertn.]中都检测到2个表达的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS），但不同倍性的材料之间，以及相同倍性材料的不同种子之间的HMW-GS组成均有所不同。利用PCR技术对冰草的HMW-GS基因进行克隆，结果从二倍体、四倍体和六倍体冰草中分别克隆了3个、1个和3个y型HMW-GS基因的全长编码区序列。序列分析表明，只有来自六倍体冰草中的Bsy2基因具有完整的开放阅读框，编码1个有487氨基酸残基、分子量约为53 kD的HMW-GS，大小相当于SDS-PAGE图谱中的大亚基。而其余6个基因均在中间重复区发生了无义突变。本文对冰草HMW-GS基因的结构特点和进化关系进行了分析。     

硝酸还原酶活力与作物耐肥性的研究 Ⅲ.北方粳稻品种演变过程中硝酸还原酶活力与品种性状之间的关系

对北方粳稻栽培品种演变过程中品种性状和硝酸还原酶活力变化的研究表明:1)品种性状在演变过程中有了明显的变化,即从大穗高秆向多穗矮秆的方向变化;2)品种抗倒耐肥性变化的总趋势是由弱到强,其硝酸还原酶活力从高到低的变化。这就是说过去老品种大穗高秆,不抗倒不耐肥,硝酸还原酶活力高,而目前推广品种多穗矮秆,抗倒耐肥,硝