基于cpDNA rps16序列分析兰考泡桐与白花泡桐和毛泡桐的遗传关系

【目的】通过测序法分析兰考泡桐与白花泡桐和毛泡桐在叶绿体rps16序列上的遗传差异,旨在分析三者之间在叶绿体基因上的变化特点和规律,探讨其种间的遗传关系。【方法】选取兰考泡桐、白花泡桐和毛泡桐各15个样本,对其提取的DNA用PCR扩增获得特异片段,并将其纯化与测序。利用软件Clustal X 2.0对所得序列进行排序;运行MEGA 4软件,进行多序列比对,分析其序列特征,并计算出K2P遗传距离。【结果】(1)对获得的rps16序列进行测定分析,得兰考泡桐序列长度分别为932 933 bp;白花泡桐序列长度为932 bp;毛泡桐序列长度分别为916918 bp。对所得rps16序列进行排序后的长度为938 bp,平均GC含量为34.31%。3个种所代表的个体之间共有10个变异位点,占整个序列长度的1.07%。其中有9个变异位点属于碱基插入或缺失类型,占变异位点总数的90%,占整个序列长度的0.96%。有1个变异位点属于碱基替换类型,占整个变异位点总数的10%,占整个序列长度的0.11%。(2)整个rps16片段的序列共有10个变异位点,其中兰考泡桐与白花泡桐在总的变异位点上,具有一致的碱基位点9个,占总变异的90%。而兰考泡桐与毛泡桐相比,没有相同的碱基。【结论】根据三种泡桐的rps16序列的序列特征和变异位点的分析,表明在叶绿体遗传方面,兰考泡桐具有与白花泡桐更多相似的遗传物质,其亲缘关系较近。综上所述,推测兰考泡桐与白花泡桐可能来自同一母系遗传。     

两种兰科植物CaM及CML基因家族全基因组分析

[目的]探讨Ca M和CML基因家族在兰科植物不同组织和与菌根真菌建立共生关系过程中的潜在功能。[方法]依据已发表的拟南芥Ca M和CML基因家族蛋白序列,利用生物信息学方法对小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛全基因组进行搜索,通过多种生物软件或在线工具对Ca M和CML基因家族蛋白序列进行筛选及确定、蛋白结构分析、系统进化分析及结构域预测;利用转录组数据绘制heatmap图,对小兰屿蝴蝶兰不同组织(花、叶、茎、根)及石斛种子与美胞胶膜菌共生条件下Ca M和CML基因家族的表达情况进行分析。[结果]在小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛全基因组中均预测到4个Ca M蛋白和54个CML蛋白;小兰屿蝴蝶兰Ca M及CML家族基因中39个基因没有内含子,19个基因具有内含子;铁皮石斛Ca M及CML基因家族中有41个基因没有内含子,17个基因具有内含子;系统进化分析将小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛Ca M和CML蛋白家族各分为10个亚家族;小兰屿蝴蝶兰中9个基因在叶中的表达相对于花、茎、根为上调表达,2个基因在叶中的表达相对于花、茎、根却为下调表达; 3个基因在花中的表达相对于叶、茎、根为上调表达; 3个基因在花和叶中的表达相对于茎和根为上调表达;铁皮石斛中4个基因在与美胞胶膜菌共生萌发文库中的表达相对于非共生文库为上调表达; 4个基因在共生萌发文库中的表达相对于非共生文库为下调表达。[结论]Ca M及CML家族基因在兰科植物不同组织具有重要作用,且参与铁皮石斛种子与美孢胶膜菌共生萌发的生物学调控过程。     

寄主树木、寄主和环境因子对松褐天牛深沟茧蜂寄生率的影响研究

[目的]松材线虫病是我国对森林危害和威胁最严重的病害,控制其传播媒介昆虫松褐天牛是防治松材线虫病的主要手段。作者发现的松褐天牛深沟茧蜂(Iphiaulax monochamusi Yang)是寄生松褐天牛中老龄幼虫的重要天敌。为明确松褐天牛深沟茧蜂的寄生率与寄主树木、寄主和环境因子的关系,开展了本研究。[方法]通过解剖46株松褐天牛危害致死的马尾松,调查了松褐天牛深沟茧蜂寄生率与马尾松、松褐天牛和环境因子之间的关系。[结果]调查研究表明:寄主树木的高度、胸径和树龄对松褐天牛深沟茧蜂寄生率没有显著影响,松褐天牛的数量对松褐天牛深沟茧蜂寄生率亦没有显著影响,而松褐天牛幼虫龄期和松褐天牛幼虫在树干上的位置显著影响松褐天牛深沟茧蜂寄生率。松褐天牛深沟茧蜂寄生率与松褐天牛龄期呈显著正相关,其偏好寄生3~5龄幼虫;就天牛在其危害寄主树木上的位置而言,松褐天牛深沟茧蜂偏好寄生马尾松主干上部和在韧皮部危害的松褐天牛幼虫,其对位于马尾松树干上部的寄主幼虫寄生率最高,达27.38%,对在韧皮部生活、危害的寄主幼虫寄生率为20.18%,显著高于位于木质部生活的寄主幼虫寄生率(5.46%)。逐步回归分析表明:影响松褐天牛深沟茧蜂寄生率的关键环境因子是寄主树木的坡位和其它天敌寄生率,其中,坡位与松褐天牛深沟茧蜂呈显著正相关,其它天敌寄生率与松褐天牛深沟茧蜂寄生率呈显著负相关。[结论]以上研究初步明确了松褐天牛深沟茧蜂的寄生率与寄主树木、寄主害虫和天敌之间的关系,为今后利用该重要天敌控制松褐天牛打下了基础。     

基于树高和树冠因子的立木材积模型研究

[目的]由于激光雷达技术已经能准确测定立木树高及相关树冠因子,应用该技术建立基于树高和树冠因子的立木材积模型,为激光技术在森林蓄积估计中提供技术支撑.[方法]利用云杉、冷杉、栎树、桦树4个树种组的3 010株实测样木数据,分析了立木材积与胸径、树高、树冠因子之间的相关关系;并通过对数回归方法构建了基于树高和树冠因子的立木材积模型,用确定系数R²和平均预估误差MPE等6项指标对模型进行评价.[结果]表明,立木材积与单一因子之间的相关,以胸径最为紧密,其次是树高,再次是冠长和冠幅.基于树高和树冠因子的立木材积模型中,以树高和冠幅作为解释变量的二元模型效果较好,再增加冠长因子的三元模型改进不大.云杉、冷杉、栎树、桦树4个树种组基于树高冠幅的立木材积模型,其R²分别为0.81、0.80、0.76和0.77,MPE分别为4.7%、5.3%、5.4%和5.3%,模型预估精度均能达到95%左右.[结论]本文对材积与林木因子之间相关关系的定量分析,建立了云杉、冷杉、栎树、桦树4个树种的立木材积模型,模型预估精度高.为激光雷达技术定量估测森林参数提供了依据.     

木麻黄青枯病菌的分离及强致病菌株的筛选

[目的]筛选出强致病菌株用于木麻黄抗病育种研究工作。[方法]在广东沿海木麻黄青枯病发病区采集病根,开展病原菌两种不同分离方法的比较研究,对分离出的31个病株进行16s rRNA测序鉴定及致病性测定。[结果]采用稀释分离法及根系溢出法在TTC培养基上共分离出了31个病原菌株,根系溢出法操作简便,杂菌含量低,分离率在60%左右,可作为常规稀释分离法的补充。31个菌株进行分子鉴定,只有22个菌株扩增出了特异性条带,经测序比对确定这22个菌株为青枯菌。青枯菌株致病性测定结果显示菌株致病性在无性系间、菌株间及菌株与无性系间的交互作用均具有极显著差异(P0.01),不同接种方法间菌株致病性相关系数值较小,介于0.496 6~0.731 0之间,即室内水培接种与小苗盆栽接种不存在密切的直线相关关系。[结论]综合选择在不同无性系及不同接种方法中均具有较强致病性的GL-2、H、M、TC-1、F、Q菌株作为下一步木麻黄种质资源抗性鉴定及抗病育种研究试验菌株。     

崖柏属植物的核型分析

[目的]为了从细胞学角度探讨崖柏属植物分类与进化问题,[方法]采用根尖压片法对崖柏属5种植物进行核型研究。[结果]表明:崖柏和日本香柏的核型公式为2n=2x=22=18m(2SAT)+4sm,朝鲜崖柏、北美乔柏和北美香柏的核型公式为2n=2x=22=20m(2SAT)+2sm,5种植物的核型均属于1A类型。[结论]该属在柏科中可能处于比较进步的进化地位;通过进化趋势图分析发现,崖柏在该属中分化最晚,而朝鲜崖柏则较原始。     

Comparison of terpenes in extracts from the resin and the bark of the resinous stem canker of Chamaecyparis obtusa and Thujopsis dolabrata var. hondae

A monoterpene and 15 diterpenes were isolated from the ethyl acetate extracts of the bark-glued resin from the resinous stem canker ofThujopsis dolabrata var.hondae Makino. A monoterpene (nezukone20) and 4 diterpenes (acetyl torulosol5, acetyl isocupressic acid8, acetyl abietinol11, and 7-methoxytotarol18) were characteristic constituents of the ethyl acetate extracts but were absent in then-hexane extracts from the resinous stem canker ofT. dolabrata var.hondae. These terpenes were first isolated fromT. dolabrata var.hondae andT. dolabrata. The available literature suggests that diterpene18 is a new compound. The resinous stem canker ofChamaecyparis obtusa Endlicher contained larger amounts of manool1,trans-communic acid6, and ferruginol12 and smaller amounts of isocupressic acid7 and abietinol10 than the resinous stem canker ofT. dolabrata var.hondae. The concentration of18 was less than 2% in the extracts, and the resinous stem canker ofC. obtusa lacked this compound. The resinous stem cankers ofC. obtusa andT. dolabrata var.hondae provided extracts 15.6 and 4.96 times, respectively, heavier than the healthy ones. Large differences in the ratios and compositions of terpenes were also observed between the resinous stem canker and the healthy trees. Terpenes isolated from the extracts contained many kinds of diterpene, especially the labdane-type diterpenes, in these diseased trees. These results suggest that the presence of labdane-type diterpenes is closely associated with the resinous stem canker or the causal fungi of this disease.Part of this report was presented at the 50th annual meeting of the Japan Wood Research Society, Kyoto, April 2000     

松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)耐久型幼虫(LIV)携带的香茅醇假单胞杆菌(Pseudomonas citronellolis)分离与鉴定

[目的]目前有关松材线虫与伴生细菌的关系及伴生细菌的病原作用是松树枯萎病研究的重点。为了揭示松材线虫与伴生细菌之间存在的密切关系,作者对松材线虫L_IV幼虫携带的细菌进行了分离鉴定。[方法]根据培养性状和16S rDNA序列同源性以及系统发育学等方面进行分析鉴定。[结果]确定L_IV幼虫携带的是香茅醇假单胞杆菌（Pseudomonas citronellolis）,携带率为100%;每条L_IV幼虫携带量在1.4×10⁵~4.5×10⁵。L_IV幼虫生活在松褐天牛体内,是引起松材线虫病侵染流行的唯一虫态;新发现的香茅醇假单胞杆菌能分解纤维素及降解或合成萜烯和酚类化合物。[结论]L_IV幼虫携带香茅醇假单胞杆菌的发现,揭示了松树、松褐天牛、松材线虫、细菌同为一体的紧密关系,并为揭示松树枯萎病机制提供了一种新病原和重要的研究思路。     

兰花致病真菌拮抗细菌的筛选与鉴定

[目的]为获得高效拮抗3种兰花病原真菌胶孢炭疽菌、尖孢镰孢菌和腐皮镰孢菌的菌株。[方法]使用平板对峙法筛选拮抗菌株,结合形态特征观察、生理生化试验和16S rRNA基因序列分析的方法对目的菌株进行鉴定。[结果]筛选获得5株同时拮抗三种病原菌的菌株,其中菌株GT312拮抗效果明显。16S rRNA基因序列分析显示,该菌株与Bacillus amyloliquefaciens(模式菌株FZB42T)相似性最高,为99.93%。菌株形态特征观察、生理生化试验结果与B.amyloliquefaciens描述一致。[结论]菌株GT312可同时拮抗3种兰花病原真菌,鉴定为解淀粉芽孢杆菌,为兰花病害的生物防治提供了菌株资源。     

Isolation of phenylisoserine methyl ester from the leaves of Taxus cuspidata var. nana

From methanolic extracts of leaves of kyaraboku, Taxus cuspidata var. nana, phenylisoserine methyl ester (3) was isolated along with taxinine (1), taxol (2), sciadopitysin (4), ginkgetin (5), isorhamnetin (6), and quercetin (7). This is the first time that phenylisoserine methyl ester has been isolated from T. cuspidata var. nana. Compound 3 was also isolated from the ethanolic extracts of leaves of T. cuspidata var. nana. Furthermore, compound 3 was identified in methanolic extracts from the bark of this tree.     

11条白桦BpSPL家族基因的生物信息学和表达分析

[目的]研究白桦中SPL转录因子的基因序列特征及其在不同时期不同组织中的表达规律。[方法]依据白桦45个转录组测序结果,共获得12条全长SPL基因,依次命名为白桦BpSPL1-BpSPL12,对其中11条BpSPL进行了生物信息学及基因表达特征分析。[结果]生物信息学分析发现,11条BpSPL均含有1个高度保守的SBP结构域,且基因长度差异较大,含有2 10个不等数目的外显子,系统进化分析发现11条白桦SPL分属于六大类SPL蛋白;qRT-PCR分析结果显示,白桦BpSPL基因在不同时期的叶、顶芽、茎、雄花序中表达变化显著,多数SPL基因在顶芽中7月5日和8月20日至9月20日时期表达较高,除BpSPL1基因外在雄花序从6月份到9月份的生长阶段中,SPL的表达水平呈现逐渐升高的总体趋势。[结论]BpSPL基因可能参与到了白桦顶芽和雄花序的生长发育过程。     

neo-Clerodane diterpenes from Ajuga ciliata Bunge and their neuroprotective activities

Three new (1–3) and three known (4–6) neo-clerodane diterpenes have been isolated from the whole plants of Ajuga ciliata Bunge. The structures of the new compounds were elucidated as (12S)-1β,6α,19-triacetoxy-18-chloro-4α,12-dihydroxy-neo-clerod-13-en-15,16-olide (1), (12S,2′S)-12,19-diacetoxy-18-chloro-4α,6α-dihydroxy-1β-(2-methylbutanoyloxy)-neo-clerod-13-en-15,16-olide (2), and (12S)-6α,18,19-triacetoxy-4α,12-dihydroxy-1β-tigloyloxy-neo-clerod-13-en-15,16-olide (3), on the basis of spectroscopic data analysis. All the diterpenes were evaluated for the neuroprotective effects against MPP⁺-induced neuronal cell death in dopaminergic neuroblastoma SH-SY5Y cells and compounds 2–5 exhibited moderate neuroprotective effects.     

松材线虫Bxpel2基因的克隆及RNA干扰载体构建

[目的]为了构建松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)果胶酶Bxpel2基因干扰载体.[方法]通过Trizol 法提取松材线虫总RNA,反转录合成cDNA,设计带T₇启动子的果胶酶Bxpel2基因引物,以cDNA为模板扩增出果胶酶Bxpel2基因片段,连接到RNA干扰载体,再以干扰载体为模板,PCR扩增出目的片段后进行测序鉴定,合成果胶酶Bxpel2基因双链RNA(dsRNA),采用RT-PCR检测松材线虫Bxpel2基因干扰后的表达情况.[结果]表明:1)提取的松材线虫总RNA完整性好,无降解;2)成功克隆出松材线虫果胶酶Bxpel2基因片段(790 bp)并将其连接至pMD19-T载体;3)以RNA干扰载体为模板合成dsRNA,浓度分别为1.313 mg·mL^-1和1.152 mg·mL^-1;4)RT-PCR结果显示,松材线虫经过dsRNA干扰后,Bxpel2基因表达基本受到抑制.[结论]成功构建松材线虫果胶酶Bxpel2基因干扰载体,为进一步研究Bxpel2基因在松材线虫致病过程中的作用和功能奠定了良好的基础.     

巨桉EXP基因家族的生物信息学分析

[目的]本研究有助于了解EXP基因家族的基本特征,为深入研究其功能搭建平台。[方法]本研究对从巨桉(Eucalyptus grandis Hill)中筛选出35个EXP基因家族成员(Egr EXP1 Egr EXP35),利用生物信息学方法对其基因特征与表达模式进行综合分析。[结果]巨桉EXP基因分布在8条染色体之上,EXP蛋白均定位在细胞质膜上发挥作用,大多数的家族成员具有信号肽。巨桉EXP编码的蛋白质由α-螺旋、延伸链、无规卷曲、β-转角组成。进化分析结果表明,巨桉EXP蛋白与毛果杨(Populus trichocarpa) EXP蛋白的进化关系接近。35个巨桉EXP基因在巨桉未成熟木质部、成熟叶片、韧皮部、茎尖、木质部以及幼叶组织中表达模式存在显著差异。[结论]EXP基因家族各成员的表达模式不同,Egr EXP17、Egr EXP18可能在巨桉木材形成过程中起重要作用。     

松材线虫侵染下马尾松针叶miRNA和mRNA的关联表达

[目的]微小RNA(microRNA,miRNA)具有靶向沉默信使RNA(mRNA)表达的功能,是基因表达的负调控因子;研究并明确马尾松在遭受松材线虫侵染下是否存类似的调控模式,对于未来探析寄主植物对病原侵染胁迫下的应激机制及获得调控马尾松抗松材线虫病的miRNA及其靶标mRNA都具有重要意义。[方法]以前期高通量测序获得的松材线虫侵染1、2、3 d的马尾松针叶mRNA和miRNA表达谱为研究对象,采用STEM软件分别分析mRNA和miRNA的表达变化模式,并运用斯皮尔曼等级相关法研究松材线虫侵染下的马尾松针叶中miRNA与mRNA的表达关联情况。[结果]松材线虫侵染下的马尾松针叶中的miRNA呈2种显著的表达变化模式,mRNA呈8种显著的表达变化模式,且15个miRNA与其12个靶标mRNA的表达变化模式相反,符合miRNA对靶标mRNA的负调控特点,这些靶标mRNA编码具有识别病原作用的ACRE、CC-NBS-LRR基因等。[结论]松材线虫侵染下的马尾松针叶中miRNA及mRNA均呈多种表达变化模式,且部分miRNA与靶标mRNA的表达变化模式相反,推测其中部分miRNA可能是病原识别基因的负调控因子。     

鼠茅草间作对油茶林地土壤养分及酶活性的影响

[目的]探索油茶林间作鼠茅草对土壤质量的影响,为油茶林地的科学经营提供参考。[方法]采用随机定点取样法,测定分析鼠茅草腐解过程中油茶林地0~20 cm耕作层土壤含水量、养分含量及酶活性指标的动态变化。[结果]鼠茅草间作对油茶林地0~20 cm耕作层土壤含水量、养分含量及酶活性影响显著。与对照相比,7—10月鼠茅草间作的土壤含水量平均增幅达39.62%;鼠茅草间作不仅显著提高了油茶林地0~20 cm耕作层土壤有机质、全氮、全磷及全钾含量,而且也提高了土壤中的水解性氮、有效磷与速效钾的含量,其中,有效磷增幅最显著,在8月下旬为对照组的9倍;鼠茅草间作对油茶林地土壤脲酶、酸性磷酸酶与过氧化氢酶的活性影响显著,对蔗糖酶活性影响不显著。[结论]鼠茅草间作经营一定程度上提高了油茶林地土壤肥力水平,对油茶林地土壤改良和可持续生产具有积极的作用。     

胡杨基因组片段转化拟南芥表型研究

[目的]本研究旨在探索与挖掘胡杨基因组大片段的潜在功能,发掘具有潜在育种价值的胡杨基因簇。[方法]利用已构建的胡杨基因组BIBAC文库,采用花序浸染法,将胡杨基因组大片段78A2D10导入模式植物拟南芥基因组中。采用抗性筛选、分子检测及表型观察等方法鉴定、分析转化型植株。[结果]共获得15株特异表型的转化植株。与野生型相比,转化型植株主侧茎生长受到抑制,莲座叶面积增大近3倍,叶片数量增多,叶边缘皱缩,抽薹推迟约13周,株高增加近32.0 cm,侧茎发育成次生莲座,植株寿命延长约7周。[结论]胡杨基因组片段78A2D10可延长植株营养生长期及植株寿命,据此推测该基因片段可能与营养生长有关。     

花吊丝竹居群遗传多样性的ISSR分析

[目的]研究花吊丝竹居群遗传多样性和遗传结构,为种质资源有效利用和良种选育提供理论指导。[方法]利用12条ISSR引物对48份种质(共3个居群)花吊丝竹居群进行遗传多样性和遗传距离分析。[结果]共检测到124个位点,其中,多态性位点为102个,种质和居群水平上的多态位点百分比(PPB)分别为82. 26%和50. 27%,Ne’基因多样性指数(He)分别为0. 220 4和0. 206 6,Shannon’s信息指数(I)分别为0. 349 4和0. 300 5,表明花吊丝竹居群间存在中等水平的遗传变异。根据Nei’s遗传多样性计算出不同居群间分化水平(Gst)=0. 163 3,表明16. 33%的遗传变异存在于居群间,居群内的遗传变异为83. 67%。居群间的基因流Nm为2. 562 1,表明花吊丝竹居群间存在较大基因流,很大程度减少居群间遗传差异。基于遗传距离的UPGMA聚类结果表明,48份种质可分为3组,3个居群可分为2组,居群间地理距离与亲缘关系无显著相关性。[结论]虽然花吊丝竹主要靠营养生殖来繁衍后代,其居群遗传多样性较丰富,且居群内遗传多样性大于居群间。此外,福建居群遗传多样性明显高于广西和广东地区居群。     

Study on the biological characteristics ofHomalotglus flaminus

Homalotglus flaminus (Daiman) is an important natural enemy of theChilocorus kuwanae. Its biological characteristic, life history, the action style on hosts were studied at Hongqi Forest Farm, Daqing City, Heilongjiang Province from June 1998 to October 2000, in order to controlH. flaminus and raise the control ability ofChilocorus kuwanae toQuadraspidictus gigas pest. The observed results indicated thatH. flaminus has two generation one year in study area, the pupating span is 12.7 d, life span of females and males is 17.6 d and 10.8 d respectively, egg span is 10 d, and the sex ratio of females to males is 1∶3 Foundation item: This paper was supported by Natural Science and Foundation of Heilongjiang Province. Biography: Mpa Ling (1963), female, Ph. Doctor, associate professor in Northeast Forestry University, Harbin 150040, P. R. China Responsible editor: Song Funan     

Antifungal activities of compounds isolated from the leaves of Taxus cuspidata var. nana against plant pathogenic fungi

Antifungal activities of seven compounds, taxinine (1), paclitaxel (2), phenylisoserine methyl ester (3), sciadopitysin (4), ginkgetin (5), isorhamnetin (6), and quercetin (7), isolated from the leaves of kyaraboku, Taxus cuspidata var. nana, against five plant pathogenic fungi, Gibberella fujikuroi, Cladosporium cucumeninum, Fusarium oxysporum, Colletotrichum fragariae, and Corynespora cassiicola, were investigated for utilization of extractives from trees of the genus Taxus. Also, the amounts of compounds 2 and 3 on the leaf surface was measured in relation to the antifungal activities of compounds. Taxinine (1) showed antifungal activity against G. fujikuroi, C. cucumeninum, F. oxysporum, and C. cassiicola. The minimum inhibitory concentration of taxinine for the four fungi was 0.4mol. In addition, from the results of antifungal tests, it may be concluded that paclitaxel on the leaves and stem of T. cuspidata var. nana does not play an important role as an antifungicide in the resistance of trees to plant pathogenic fungal attack.