观赏植物多倍体诱导研究进展

文章对园艺植物多倍体的特点及其应用进行了简介,列出了近三十年成功诱导多倍体的主要观赏植物种类,对观赏植物多倍体诱导中诱变材料和诱变剂种类的选择,主要诱导方法中的化学诱变结合组织培养法、胚乳培养法、原生质体融合法、2n配子法等,主要鉴定方法中的染色体计数法、形态性状和生长发育观察法、生理指标测定法、细胞水平和分子水平分析法等进行了综述和分析,并对多倍体诱导中存在的嵌合体筛选、多倍体低稔性等主要问题进行了讨论,以期为今后观赏植物多倍体育种提供参考。     

Recently formed polyploid plants diversify at lower rates

Polyploidy, the doubling of genomic content, is a widespread feature, especially among plants, yet its macroevolutionary impacts are contentious. Traditionally, polyploidy has been considered an evolutionary dead end, whereas recent genomic studies suggest that polyploidy has been a key driver of macroevolutionary success. We examined the consequences of polyploidy on the time scale of genera across a diverse set of vascular plants, encompassing hundreds of inferred polyploidization events. Likelihood-based analyses indicate that polyploids generally exhibit lower speciation rates and higher extinction rates than diploids, providing the first quantitative corroboration of the dead-end hypothesis. The increased speciation rates of diploids can, in part, be ascribed to their capacity to speciate via polyploidy. Only particularly fit lineages of polyploids may persist to enjoy longer-term evolutionary success.     

Genome plasticity a key factor in the success of polyploid wheat under domestication

Wheat was domesticated about 10,000 years ago and has since spread worldwide to become one of the major crops. Its adaptability to diverse environments and end uses is surprising given the diversity bottlenecks expected from recent domestication and polyploid speciation events. Wheat compensates for these bottlenecks by capturing part of the genetic diversity of its progenitors and by generating new diversity at a relatively fast pace. Frequent gene deletions and disruptions generated by a fast replacement rate of repetitive sequences are buffered by the polyploid nature of wheat, resulting in subtle dosage effects on which selection can operate.     

秋水仙素诱导细叶百合多倍体研究

为获得具有优良观赏性状和农艺性状的细叶百合四倍体植株,并为百合的新品种选育提供性状优良的杂交亲本,以细叶百合种子(2n=2x=24)为试验材料,通过秋水仙素浸泡种子的方法,研究了不同秋水仙素浓度和处理时间对细叶百合染色体加倍的诱导效果.结果表明:以0.1％秋水仙素处理24 h诱导效果最佳,变异率最高,达30％.经根尖染色体鉴定,四倍体植株染色体数目为2n=4x=48.四倍体植株气孔密度减少,气孔增大;前期生长势缓慢,叶片短缩增宽,叶色加深;后期生长健壮,叶片增大明显.通过对经秋水仙素诱导获得的变异植株形态、气孔的观察测定以及染色体倍性鉴定,成功获得了细叶百合的多倍体植株.     

多倍体植物中单核苷酸多态性(SNPs)的开发

单核苷酸多态性(SNP)是指在基因组水平上由单核苷酸的变异所引起的一种DNA序列多态性.在人、拟南芥、水稻等二倍体生物中,已经开发出大量的SNP标记并被用于群体结构分析、关联作图等研究,而在棉花、油菜、小麦等多倍体植物中,SNP的开发与应用却进展迟缓.为促进多倍体植物中SNP的开发,本文对多倍体植物中SNP标记开发所遇到的难题进行了阐述,并对多倍体中SNP标记开发方法进行了梳理,包括位点特异性引物的PCR片段直接测序,利用多倍体的近缘二倍体区分SNPs和部分同源序列间的差异(homoeologous sequence variants,HSVs),利用2代测序技术大规模发掘SNPs,基于公共数据库的序列通过生物信息学分析获取候选SNPs,通过遗传(分离)模式的研究验证SNPs等.利用上述方法可实现多倍体植物中SNP标记的大规模开发.     

北京湿地珍稀植物与指示植物分布及多样性特征分析

采用样带与样方相结合的方法,调查北京市24处湿地维管束植物的物种分布及数量。参考濒危物种名录及实地调查结果,确定湿地濒危植物和环境指示植物,以物种丰富度和重要值为基础,分析其分布、多样性及群落结构特征。确定濒危植物20种,根据分布和多样性特征对野大豆、宽叶荨麻、青蒿、芹叶铁线莲和槐叶萍的濒危等级提出调整建议;确定湿地环境指示植物14种,建议将泽泻、千屈菜、篦齿眼子菜和黑三棱等列入珍稀植物名录中。     

延边大学校园植物多样性调查

为分析延边大学绿化状况,合理建设生态校园,对实地物种分布进行调研和分析。结果表明,延边大学校园植物有44科82属91种6变种1变型5栽培型,共103种植物,其中有37种野生植物,人工栽培的绿化植物为66种。绿化植物中有乔木31种,灌木17种,草本植物18种。按利用价值分析,观赏植物81种,药用植物57种,食用植物19种,木材植物11种,饲料植物3种,榨油植物1种,染料植物3种。结果显示校区内以植物多样性为基础的校园生态系统良好,但是植物景观层次单一,应建立校园植物资源图片数据管理库,展示延边大学校园植物资源的文化内涵。     

杭州西溪湿地现有维管植物区系多样性研究

西溪湿地有维管植物254种,隶属于204属91科。其中蕨类植物8科9属9种;裸子植物4科6属7种;双子叶植物67科146属184种;单子叶植物12科43属54种。在西溪湿地维管束植物属的分布区类型中,热带性质的属有91属,占总属数的47.5%,处于主导地位,反映出西溪湿地维管束植物的分布与本地所处的气候带相适应。世界分布有35属,占总属数的17.2%。也是湿地植被的主要组成成分或关键属,特有属匮乏。     

基于最大熵模型的不同尺度物种分布概率优化热点分析: 以红色木莲为例

探究东亚特有属——天女花属(Oyama)的分布格局及其变迁。

基于温度、降雨、土壤和紫外线辐射共58个环境变量,结合分布点数据,在MaxEnt中分别基于属和种水平对天女花属的生态位进行模拟,并推测其过去(末次冰盛期和全新世中期)及未来(2050年和2070年) 4个时期的潜在分布区。

自过去到未来,天女花属植物有向高纬度和高海拔迁移的趋势,但末次冰盛期到当前时期的分布区面积均减少,当前时期到未来的面积变化有增加也有减少。在不同时期,基于种水平的模拟在环境异质性高的西南地区更精确且适生区面积更大,而在东北地区不存在显著差异。基于不同水平模拟的不同时期分布区变化有不同的趋势。

在未来对东亚特有属分布格局变迁模拟的研究中,需要注意不同水平模拟产生的差异并选择适合的方法。

     

长沙市水生植物多样性及其应用研究

通过对长沙市各水域及湿地水生植物的调查,初步统计出长沙市水生植物有66种,分属35科54属。其中包括挺水植物40种,漂浮植物6种,浮叶植物9种,沉水植物11种。水生植物是城市水域及湿地生态功能的重要组成部分,对水生植物多样性进行统计分析,并以此为基础对水生植物的生活习性、功能等进行分析,为当地水生植物引种和应用提供一定的理论依据。     

Genomic diversity of human T-lymphotropic virus type III (HTLV-III)

The DNA genomes of human T-lymphotropic virus type III (HTLV-III) isolated from 18 individuals with AIDS or who were at risk for AIDS were evaluated for evidence of variation. Although all of the 18 viral DNA's hybridized throughout their entire genomes to a full-length cloned probe of the original HTLV-III isolate, each of the 18 isolates showed a different restriction enzyme pattern. The number of restriction site differences between isolates ranged from only 1 site in 23 to at least 16 sites in 31. No particular viral genotype was associated with a particular disease state and 2 of the 18 patients had evidence of concurrent infection by more than one viral genotype. Propagation of three different viral isolates in vitro for up to 9 months did not lead to detectable changes in their restriction patterns. These findings indicate that different isolates of HTLV-III comprise a spectrum of highly related but distinguishable viruses and have important implications regarding the pathogenicity of HTLV-III and attempts to develop effective diagnostic, therapeutic, and preventive measures for this virus.     

红碱淖国家级自然保护区种子植物多样性及区系地理分析

【目的】调查红碱淖国家级自然保护区种子植物资源,并进行区系地理分析,以探明保护区植物的分布规律,为保护区生物多样性保护提供依据。【方法】利用植物生活型和区系地理学原理,采用野外样线样方调查法,选取8条样线35个样点,对保护区的种子植物资源进行调查,结合查阅资料,对保护区种子植物生活型和植物区系特征进行分析研究。【结果】红碱淖自然保护区有野生种子植物242种,隶属于63科167属,其中裸子植物3科6属7种,被子植物60科161属235种。生活型和区系地理分析结果表明,保护区内植物可分为乔木、灌木、亚灌木、多年生草本、一年生和两年生草本等5种生活型。科的分布区类型有4种分布型和2变型,属的分布区类型有13种,其中有104属为温带分布型,占总属数的62.28%,植物区系具有明显的温带性质。保护区水生、湿生及植物种类多样,且发育良好。耐盐、耐旱植物种类较多。【结论】红碱淖自然保护区种子植物生物多样性较低,生态平衡脆弱,亟待加强保护。     

黑龙江省种子植物多样性研究

为了有效保护和持续利用生物资源,通过野外调查及资料统计分析,明确黑龙江省种子植物多样性。结果表明,黑龙江省有野生种子植物111科565属1663种,其中中国特有属2属,中国特有种42种,国家珍稀濒危保护植物16种。黑龙江省植物资源丰富,可分为药用、观赏、饲料、食用等12类;按Raunkiaer生活型分类,地面芽植物741种,占总种数的44.56%,其次为隐芽植物;按《中国植被》生活型分类,多年生草本1035种,占总种数的62.24%,一年生草本294种;在水分生态类型中,中生植物1128种,占总种数的67.83%,湿生植物293种,占总种数的17.62%。同时对黑龙江省生物多样性的保护与持续发展对策也进行了探讨。     

郑州市园林地被植物物种多样性研究

对郑州市园林地被植物的物种多样性进行统计和分析,并对其园林应用进行总结。结果表明,郑州市园林地被植物有76科、215属、347种、2个亚种、31个变种、6个变型及44个品种,包括灌木157种、藤本28种和草本245种,其中《郑州植物志》未记录的有43科、94属、86种、1个亚种、19个变种、4个变型及35个品种。研究发现,组成郑州市园林地被植物的优势科为菊科、蔷薇科、禾本科、柏科、百合科、唇形科和木犀科等,优势属为蔷薇属、圆柏属、绣线菊属、卫矛属、景天属和女贞属等。郑州市丰富的地被植物种类,为本市及周边地区的园林绿化提供良好的示范和借鉴作用。     

白龙江中上游林区种子植物物种多样性与区系特征

在收集已有文献资料和补点调查的基础上,对白龙江中上游林区天然分布的种子植物进行了物种多样性和区系统计分析.结果表明:本区天然分布的种子植物共计有1 528种,1亚种,80变种,6变型,归属于115科,519属,其中木本植物565种;该区种子植物区系由多种地理成分组成,以温带成分占据绝对优势,温带分布属占75.1%,温带分布种占72.9%,表现出明显的区系过渡性;本区应划归中国-喜马拉雅森林植物亚区、横断山脉地区.     

桑树多倍体育种的回顾与展望

本文简述了国内外桑多倍体育种的历史与现状,以及多倍体特别是三、四倍体的特征特性和经济价值。我国迄今发现有天然三倍体６４份,四倍体１３份,六倍体６６份,八倍体２份和二十二倍体１份,是桑多倍体资源最丰富的国家。近年我国桑多倍体育种研究,在无性及实生上倍体诱导技术,三倍体培育及多倍体为亲本的杂优组合选配技术等方面进展很快,已培育出一批表现较好的人工三倍体及以多倍体为亲本的杂优组合。还提出了多倍体育种今后     

缅甸橡胶林下植物物种的多样性分析

为了更好地了解缅甸橡胶林林下植物多样性的基本特征,调查了缅甸的47个100 m2橡胶林样方的植物并进行相关数据分析.通过物种丰富度指数(S)、Shannon-Wiener指数(H)、重要值(IV)、Simpson指数(D)和Sorensen系数(Cs)等方法,分析了橡胶林下植物物种组成以及物种多样性.结果表明:1)缅甸...     

结球甘蓝同源多倍体的诱导及鉴定

以结球甘蓝自交系‘0501’为材料进行了多倍体的诱导和鉴定研究。结果表明:用蘸0.1%秋水仙素药液的脱脂棉小球处理籽苗生长点24~72h均可有效地诱导细胞染色体加倍,其中24h的诱变效果最好,四倍体株率为77.78%;四倍体植株长势良好,花蕾、花冠、花粉粒、保卫细胞、叶片、等器官和细胞都明显比二倍体植株的大;叶绿体数随倍性提高(2x、4x、8x)而提高;气孔密度、叶片长宽比和花瓣长宽比随倍性增加而减小;四倍体植株的减数分裂行为较二倍体的复杂,终变期和中期Ⅰ可见四价体、三价体、二价体和单价体等联会形式;后期Ⅰ,同源染色体大多呈2/2分离,偶见落后染色体,分到两极的染色体数主要为18/18和17/19,各占68.57%和24.29%;四倍体植株的花粉量充足,花粉生活力达87.27%;四倍体植株的DNA相对含量是其二倍体的2倍,Vc、粗蛋白及含糖量较其二倍体均有所提高。     

多花木兰人工生态恢复群落多样性研究

为了解常吉高速公路边坡多花木兰人工生态恢复植物群落的物种多样性,设置30个样方进行实地调查,计算物种出现频率,对植物多度进行分级,并运用Shannor-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数进行分析.结果表明,群落中出现17种植物,隶属于9科17属;出现频率居于前4位的是多花木兰、葫芦藓、白茅、刺槐,其频率分别为1.0、0.9、0.8、0.67;植物多度等级最高的为白茅、葫芦藓,其次为多花木兰、刺槐;草本层多样性指数最大,灌木层次之,乔木层最小,乔灌草各层物种多样性指数分别为0.23、0.66、1.4,均匀度指数分别为0.08、0.23、0.50;样地原配植的植物除几个优势种外,大多已死亡,被当地的野草植物所取代,表明原配植物不能适应高速公路边坡环境.因此,为更好地实现边坡植物生态恢复,应考虑适地适树原则,选择适应当地环境的乡土植物种植.     

甘肃省太子山次生林区维管植物多样性调查研究

太子山林区处于青藏高原与黄土高原的过渡地带,由于特殊的地理位置,蕴育了较为丰富的植物资源。通过实地调查和区系统计分析表明:1)该区分布有维管植物 89 科 306 属 847 种 12 变种 2 变型;其中蕨类植物 9 科16 属 29 种,占总种数的 3.42 %;种子植物 80 科 290 属 818 种,占总种数的 96.56 %;2)温带分布属占本区属数的75.1 %,占本区总种数的 81.4 %,热带分布属占本区总属数的 8.53 %,表现出明显的温带性质和一定的区系过渡性;3)高位芽植物和地面芽植物占本区总种数的 87.9 %,具有绝对优势;4)植物区系组成与马衔山林区相似性最高,其次是莲花山、洮河流域,较远是孟达保护区;5.本区应划归横断山脉植物地区、川西北甘西南青东南小区,并作为横断山脉植物地区与华北植物地区、黄土高原亚地区的分区界线。