极小种群植物天目铁木的濒危机制

我国的极小种群植物多数为我国特有物种,对物种多样性的维持具有重要意义。天目铁木作为浙江省特有的极小种群野生植物,野生植株仅存5株,分布地域狭窄,其濒危机制的揭示是种群得以保护和恢复的重要基础。本文从气候变化、人为干扰和病虫危害等外部因素,以及天目铁木自身的光合能力、生长节律、种子活力和遗传多样性等内部因素2个角度综述了天目铁木濒危机制的研究进展:1)外部因素:第四纪冰期以来的气候变化,导致天目铁木有效种群数量急剧减少;人为干扰导致天目铁木生存压力增大,种群规模进一步减小;病虫害对其幼苗的存活也存在一定影响。2)内部因素:天目铁木较窄的光适应范围和较低的光合速率使其在群落光照资源竞争中处于劣势,环境适应能力较弱;雌雄花授粉时间短,花粉萌发率低、寿命较短等生长节律特点导致其种子产量低、品质差;种子结构特点及内源营养物质、植物激素的限制造成其种子萌发条件苛刻,萌发率低,自然更新幼苗数量十分有限;极小的种群规模、低水平的遗传多样性引发天目铁木近交严重,子代个体杂合度降低,遗传力、生殖力、生活力、适应力减弱。综上,人为干扰和气候变化应是天目铁木种群规模急剧减小的直接原因;极小的种群规模导致其近亲交配更为频繁,遗传多样性降低,进而导致其生殖生长发育存在潜在的缺陷;加之天目铁木所处群落中其他种群的资源竞争,幼苗自然更新存在很大困难,种群规模难以恢复。然而,针对天目铁木这样遗传多样性低的极小种群植物,早期保护工作多集中于濒危因素的去除或控制,对其特有的遗传学问题则缺乏考虑。因此,为有效保护天目铁木,应当科学设计人工杂交策略、结合无性繁殖技术,增加野生个体繁殖力,在有限基因库中尽可能维持其遗传多样性,结合就地保护、迁地保护、野外回归等多种手段,最终使这一物种得以保护和恢复。     

黄瓜生长素受体同源基因CsAFB和CsTIR在拟南芥中的转化与功能表达

植物生长素受体是生长素信号通路中的重要因子.基于前期克隆得到了黄瓜(Cucumis sativus)生长素受体同源基因生长素信号F-box蛋白基因(auxin signaling F box protein,CsAFB)和转运抑制响应基因(transport inhibitor response,CsTIR),为进一步证实和研究这2个基因的功能,本研究利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)Col-0野生型和生长素受体编码基因功能缺陷突变体tirl-1为材料,导入黄瓜生长素受体同源基因,获取纯合转基因系.检测发现,拟南芥突变体tirl-1转入CsAFB/TIR基因后根系发育、外源生长素敏感性和细胞伸长反应均恢复至野生型水平.检测发现,野生型拟南芥中过量表达黄瓜CsAFB/TIR,尤其是Cs TIR基因,植株主根伸长明显受抑,侧根数量剧增,子叶下卷,叶柄上翘,真叶叶缘向离轴面弯曲,顶端优势明显.本研究表明,CsAFB/TIR基因功能类似拟南芥TIR1基因,为黄瓜生长素受体同源基因;过量表达该类基因通过增加生长素受体数量、扩大生长素信号的方式参与调控植物生长发育;为进一步在黄瓜中研究生长素受体功能及作用机理提供理论依据.     

转百脉根BIO ORGANS(BIO)和突变基因(bio)烟草植株的生长及表型分析

BIO ORGANS(BIO)是百脉根中调控花器官形态和器官大小的基因,为深入研究其基因功能,利用根癌农杆菌介导法把BIO及其突变的截断基因bio定向导入烟草(Nicotiana tobacum)中,共获得18株转BIO基因烟草植株以及21株转bio烟草植株.转BIO及转bio植株表型具有一定的相似性:与野生型相比,转基因植株的生长周期显著缩短;接近一半的叶片出现缺刻或呈现一个叶片向两个叶片分裂的趋势;花冠颜色变浅,花器官大小、数目、形态等都表现出了一定的变化.不同的是,与野生型相比,转BIO植株明显矮化,器官变小;而转bio植株株高变高,器官变大.通过表型分析显示,BIO基因参与了植株形态建成的多个方面,包括植株的高度、叶片以及花器官的形态等,同时推测bio基因缺失的一段序列可能对调控器官大小起着重要的作用.对BIO及bio测序后进行序列比对,结果显示其基因序列及蛋白序列与豆科植物大豆(Glycine max)、蒺藜苜蓿(Nledicago truncatula)中的部分序列相似性均达到90％以上.该研究为下一步探索BIO基因的调控机理以及与其他基因的互作关系提供了实验依据.     

喜树碱和10-羟基喜树碱提取方法的比较与优化

以乙醇为溶剂,比较了浸提法、超声波法、微波法和匀浆提取法从喜树(Camptotheca acuminata Decaisne)幼叶中提取喜树碱和10-羟基喜树碱的效果,并通过正交试验设计对提取温度、提取时间以及匀浆时间对提取效率的影响进行了分析。利用反向-高效液相荧光法检测喜树碱和10-羟基喜树碱的浓度。结果显示提取10-羟基喜树碱的最优条件为匀浆12 min、60℃浸提30 min、超声处理30 min;提取喜树碱的最优方案为匀浆12 min、60℃浸提30 min、超声处理15 min。多种提取工艺混合使用能显著提高喜树碱和10-羟基喜树碱的产率。     

植物AGAMOUS基因调控机制研究进展

花发育调控基因的上下游基因及其功能是植物发育遗传学的研究热点之一。AG（AGAMOUS）基因是调控植物花器官发育的一个重要基因。目前公认AG至少具有4个功能：抑制A功能基因;终止花分生组织;指定雄蕊和心皮属性;调控胚珠的发育。在3亿年的进化过程中,虽然部分植物AG同源基因出现了复制,但是功能相对保守,没有发生较大的变化,明确其作用的分子机制及上下游基因,对于农艺、园艺和基因控制技术具有重要的价值。     

黄瓜子叶培养物花芽分化初期的生理变化

以黄瓜子叶离体培养物直接分化花芽为实验系统,研究了其在花芽分化初期的生理变化。结果表明,矿质元素含量变化比较复杂,培养２ｄ时Ｃｕ、Ｆｅ水平剧升,４ｄ时Ｚｎ水平剧升,６ｄ时Ｃａ水平剧降;过氧化物酶（ＰＯＤ）活性总体呈上升趋势,可深性蛋白和核酸含量则呈下降趋势;内源多胺中腐胺（Ｐｕｔ）在培养２ｄ时达峰值、精胺（Ｓｐｄ）、亚精胺（Ｓｐｄ）财在培养４ｄ时达峰值;内源激素中生长素（ＩＡＡ）和脱落酸（ＡＢＡ）     

莫干山风景区生态经济系统能值分析及可持续性评价

应用能值分析理论和方法,选择和创建能值指标评价体系,从自然和经济生态观角度对浙江莫干山风景区生态系统进行研究。通过一系列能值指标,定量分析了系统的基本生态流。结果表明,莫干山风景区2008年能值应用总量为9.90 × 1018 J,输入能值9.14 × 1018 J,输出能值7.58 × 1017 J,经济收入和反馈分别为6.15 × 1018 J和3.75 × 1018 J,净经济效益率为53.22%,生态产出率29.27,环境负载率为12.01,可持续发展能力能值指标为0.84。研究证明,莫干山风景区开发历史较长,基础能值积累较多,长期保持适度的经济反馈,改善了生态环境,提高了经济效益,可持续发展能力较强,但环境负载率较高,旅游业对系统压力逐年加大。因此,今后要从扩大莫干山风景区地域范围,适度控制游客人数,创新旅游模式,实现多种能流有序流动入手,实现系统持续健康和谐发展。图1表2参16     

矮牵牛转基因体系的建立及转BIO和bio基因研究初报

BIO ORGANS(BIO)是百脉根中调控器官形态及大小的基因。首先改良了矮牵牛愈伤诱导和再生体系,并进一步利用根癌农杆菌介导法定向将BIO及其突变基因bio导入矮牵牛中进行功能研究。结果证实含0.1mg/L6-BA的MS培养基有利于矮牵牛组培苗的增殖,添加了1.0mg/L 6-BA和0.1mg/L NAA的MS培养基有利于愈伤以及不定芽的诱导。对转基因植株目的基因的PCR检测结果显示,BIO及其突变基因bio被成功转入了矮牵牛中。表型观察结果显示:转BIO及其突变基因bio的植株叶片边缘均呈现不规则形态,部分叶片缺刻,出现由一个叶片向两个叶片分裂的趋势。其中转BIO基因植株部分叶片面积减小,叶片变窄或几乎只剩主叶脉。该研究证实BIO基因对保持叶片器官形态起到关键的作用,从而为进一步探索BIO基因的调控机制提供了实验依据。     

pH预培养对黄瓜子叶花芽分化和内源多胺及激素的影响

以黄瓜子叶离体培养直接分化花芽为实验系统,研究了ｐＨ７．０培养基预培养对子叶花芽分化及其某些生理性状的影响。实验发现,子叶经预培养１￣２ｄ,花芽分化率显著提高（达７０％以上）,而对照只有２５％,分析表明,预培养使子叶柄中Ｐｕｔ在第３天剧升,Ｓｐｄ,Ｓｐｍ则在第５天时达峰值;使子叶柄中ＩＡＡ在培养５ｄ后急剧下降,ＺＴ,ＡＢＡ则在３ｄ后持续上升。由于黄瓜子叶离体培养后花原基的形成是在５ｄ左右,可见,预     

百脉根花对称性基因LjCYC3转化烟草的研究

根据百脉根花对称性基因LjCYC3构建反义表达载体,经农杆菌介导正、反义LjCYC3基因转化烟草,以获得花型改变的转基因烟草植株,并根据表型选取正、反义各3株转基因植株和1株野生型植株进行Q-PCR分析,观察外源基因在远源植物中的作用和影响.PCR分析结果表明:转基因植株中正义基因和反义基因的转化率分别为62.5%和71%.表型观察显示:30%的正义转基因植株主要表现为花瓣和雄蕊数目减少;而40%的反义转基因植株表现为2朵花有一定程度的融合,花冠萼片有褪色现象,雄蕊端头有花瓣状结构,雌蕊2枚且与雄蕊有合生现象.Q-PCR分析结果表明:在正义转基因再生植株中,外源基因均高效表达,随着表达量的增加,花型变化更加明显;而在反义转基因再生植株中,外源基因也有表达,随着表达量的降低,花型变化更加明显;与正义基因表达量相比,反义基因表达量要小约150倍.本研究结果为下阶段用该基因转化花卉植物以改变花型、改良花卉品种打下了实验基础.