基于3个叶绿体基因的花叶藓科属间亲缘关系分析

花叶藓科(Calymperaceae)科内各属分类位置及亲缘关系一直存在争议,本研究通过对花叶藓科8属24种植物的3个叶绿体基因(trnL-F,rbcL,rps4)进行分子系统学分析,同时随机选取曲尾藓目(Di-cranales)、丛藓目(Pottiales)以及白发藓科(Leucobryaceae)内各2个种为外群;...     

独山泥炭藓沼泽湿地五种泥炭藓植物持水特性研究

泥炭藓植物是泥炭藓沼泽湿地生态系统中的主要成分,具有很强的持水能力,发挥着重要的生态功能。然而,沼泽湿地泥炭藓植物生态位重叠率高,很少有人关注其种间持水能力的差异。本研究选取独山泥炭藓沼泽湿地习见的五种泥炭藓植物,采用室内浸泡法,探究它们的持水特性。研究结果表明:泥炭藓单位面积持水量最大为364.64 t/hm2;卵叶泥炭藓吸水能力最强,能吸收自身质量26.61倍的水分;持水率大小依次为:卵叶泥炭藓(2 661%)多纹泥炭藓(2 611%)偏叶泥炭藓(2 216%)拟宽叶泥炭藓(1 984%)泥炭藓(1 698%);失水率大小表现为:偏叶泥炭藓(1 281%)拟宽叶泥炭藓(993%)卵叶泥炭藓(945%)多纹泥炭藓(762%)泥炭藓(541%);五种泥炭藓植物持水量及持水率在1 h内增长最快,之后逐渐减缓;五种泥炭藓植物中偏叶泥炭藓失水率增长最快,其余四种失水率以比较平稳的速度增加,它们的失水率均符合y=klnx+b关系式;吸水速率及失水速率与时间的关系为Y=kxb。本研究可为贵州独山县都柳江源湿地省级自然保护区泥炭藓植物多样性保护、泥炭藓水文功能研究及沼泽湿地生态环境恢复研究提供科学依据。     

毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)总蛋白质双向电泳体系的建立

为开展毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)的蛋白质组学研究,本研究对毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)总蛋白质提取方法和双向电泳参数进行了筛选和优化,以期建立适合毛尖紫萼藓蛋白质双向电泳的实验体系。分别采用Tris-酚抽提法和TCA-丙酮法对毛尖紫萼藓总蛋白质进行提取,比较分析了两种蛋白质提取方法的效果,并研究了IPG胶条的pH范围及蛋白质电泳上样量等因素对毛尖紫萼藓蛋白质双向电泳结果的影响。结果发现,在SDS-PAGE电泳结果中,与TCA-丙酮法相比,Tris-酚抽提法提取的蛋白质条带清晰,数目较多,完整性较好;在双向电泳结果中发现,与pH值为3~10的IPG胶条相比,使用pH值为4~7的IPG胶条的双向电泳图谱蛋白质点清晰且分布均匀,更适合毛尖紫萼藓的蛋白质组学分析;使用24 cm的pH值为4~7胶条,上样1200μg蛋白质时,电泳结果中可分辨的蛋白质点最多,且形状规则,水平和垂直拖尾情况较轻,图像清晰。本研究基于Tris-酚抽提法建立的毛尖紫萼藓蛋白质双向电泳体系获得的蛋白质样品质量好,电泳分辨率高,为毛尖紫萼藓进一步的蛋白质组学研究提供理论参考。     

4种苔藓植物水提液对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

用泛生丝瓜藓(Pohlia cruda)等4种苔藓植物配子体的水提液分别培养玉米种子,研究其对玉米种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明:泛生丝瓜藓、黄牛毛藓(Ditrichumpallidum)、长肋青藓(Brachythecium. populeum,)、紫萼藓(Grimiaaffins)水提液对玉米(Zea mays)种子萌发和幼苗生长均产生不同程度的影响,具体表现为:用紫萼藓、长肋青藓及黄牛毛藓等3种藓类水提液处理下的玉米种子发芽率均低于对照,而泛生丝瓜藓水提液处理组种子发芽率略高于对照组;不同处理条件下玉米种子生根情况(胚根数目)为:泛生丝瓜藓>对照>紫萼藓>黄牛毛藓>长肋青藓;玉米种子的发芽势表现为:泛生丝瓜藓>对照>紫萼藓>长肋青藓>黄牛毛藓;泛生丝瓜藓、黄牛毛藓、长肋青藓等对玉米幼苗的生长产生较为显著的影响,尤其是黄牛毛藓与长肋青藓,各项指标(芽长、芽鲜重、芽干重、根长、根数、根鲜重、根干重)与对照组间均表现出显著性差异(p<0.05).4种藓类配子体水浸提液对玉米种子萌发和幼苗生长所产生的促进或抑制作用,其原因可能是藓类植物配子体的主要次生代谢产物所致;而所表现出的化感效应和作用水平的差异,可能与4种藓类体内所含的活性物质或内源激素不同以及选取的水提液浓度有关.     

流式细胞术测定银叶真藓(Bryum argenteum Hedw.)基因组大小

银叶真藓(Bryum argenteum Hedw.)是藓类植物真藓科真藓属的模式种。世界广布种。该研究以银叶真藓为试材,采用流式细胞术,首先选用同属于藓类植物而且已公布基因组大小的小立碗藓(Physcomitrella patens)作为内参,估算得到银叶真藓基因组大小为568~589 Mb。鉴于参照的小立碗藓基因组大小为487 Mb是测序结果,可能在实际反映其基因组大小上有偏差,所以作者又选取了既有测序结果(125 Mb)又有流式细胞术估算基因组大小数据(157 Mb)的拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为内参,对银叶真藓基因组大小进行了再次估算。结果表明,银叶真藓的基因组大小为728.09±77.84 Mb,1CDNA含量约为0.75 pg。该研究所得数据有助于银叶真藓基因组测序的研究。     

7种苔藓植物水提液对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

研究了7种苔藓植物配子体水提液对玉米种子萌发和幼苗生长及生理特性的影响。结果显示:垂枝藓(Rhytidium rugosum)、粗枝拟垂枝藓(Rhytidiadelphus squarrosus)、牛舌藓扁枝亚种(Anomodon minor subsp)、东亚砂藓(Racomitrium japonicum)和蛇苔(Conocephalum conicum)明显促进了玉米主胚根和胚芽的生长。7种苔藓植物配子体水提液均表现出抑制玉米侧根数增加。幼苗生长过程中的脯氨酸含量,早期均明显低于对照,胚根POD活性高于对照,说明本试验中部分苔藓植物水提取液能够促进幼苗生长,有利于玉米幼苗培育和壮苗。     

基于rps4基因探讨中国丛藓科苔藓植物系统学研究

本研究采用PCR直接测序法,对中国丛藓科苔藓植物42个不同样品的rps4序列进行系统学研究。结果表明,rps4总长度为562 bp,其中包含201个变异位点,132个信息位点,碱基之间的转换与颠换比为1.77,平均G+C含量为27.5%,遗传距离值最小为0,最大的是小墙藓属与扭口藓属为0.3。基于贝叶斯法构建系统发育树,结果显示,贝叶斯树分为3个大支,分别为毛口藓亚科、扭口藓亚科及丛藓亚科,同时支持毛口藓亚科为一并系群,扭口藓亚科为一单系群,表明rps4基因比较适合于研究中国丛藓科植物的分子系统学。     

新疆柔叶真藓居群18S核糖体RNA基因序列分析

柔叶真藓(Bryum cellulare Hook.)是真藓属植物。目前对分布在新疆阿尔金山国家级自然保护区不同地理居群的柔叶真藓遗传多样性研究还未见报道。本研究以采自于该保护区四个不同地理居群的柔叶真藓为样品对其18S核糖体RNA基因(18S r DNA)序列进行分析。结果表明:样本测序拼接完成后的序列长度在1 712~1 761 bp之间,进行空位剪切及比对后长度为1 698 bp。整个序列中有三个碱基位置上的差异,其中变异位点有12个,A、T、C、G的平均含量比率分别为24%、27%、23%、26%。再通过从NCBI的Gen Bank进行同源性搜索得到的相似性序列均属于真藓属,增大了序列的可靠性。将与其序列结合检测遗传距离及构建系统进化树,进行同源性分析可知,这种差异由于18S核糖体RNA基因序列本身的特性,表明种群的遗传距离与地理环境和位置有一定的相关性,其中在环境的变化及变异的可能性对四个不同地理居群的柔叶真藓植物有影响。     

流式细胞术测定5种苔藓植物的基因组大小

作为藻类和维管植物之间的过渡类群,苔藓植物不仅占有重要的进化地位,它同时可作为园艺上的观赏植物。目前对很多苔藓植物的培养条件、基因组大小等信息非常缺乏,且已进行基因组测序的苔藓物种较少,这些都严重制约了苔藓植物系统学的研究和资源利用。本研究以基因组大小为942 Mb的野生番茄(Solanum pennellii)为内标,采用流式细胞术对5种苔藓植物的基因组大小进行测定,结果表明,拟短月藓(Brachymeniopsis gymnostoma)的基因组大小约为391.40 Mb,绒叶青藓(Brachythecium velutinum)的基因组大小约为386.96 Mb,尖叶梨蒴藓(Entosthodon wichurae)的基因组大小约为441.01 Mb,桧叶白发藓(Leucobryum juniperoideum)的基因组大小约为493.21Mb,明叶藓(Vesicularia montagnei)的基因组大小约为337.94Mb。本研究为苔藓植物的全基因组测序、分子生物学研究、亲缘进化研究以及园艺苔藓品种开发和育种等方面提供重要信息。     

狭叶泥炭藓组培快繁初探

狭叶泥炭藓属于泥炭藓科,一般生长在高山沼泽湿地环境中,属于这类环境中的特有群落,在此类生境生物演替中是不可替代的,其生态作用具有持水性强的特点。目前泥炭藓湿地群落遭到严重破坏,狭叶泥炭藓生长缓慢且生长周期长,通过组织培养技术可以扩大生产。为了能够快速培养出狭叶泥炭藓的无菌苗,本研究选取贵州省独山县甲定乡的狭叶泥炭藓作为试验材料,发现狭叶泥炭藓的最适消毒方法:用洗衣粉水浸泡5～10 min预处理,流水冲洗2 h左右;转入超净工作台用75%酒精浸泡狭叶泥炭藓外植体60 s,无菌水冲洗7～8次;接着用0.35%的次氯酸钠溶液浸泡55 s,无菌水冲洗6～7次,此组合未污染率最高达70%,成活率最高为82%。通过组织培养,筛选最适合狭叶泥炭藓生长的培养基,在Knop、Beneck、BG-11以及MS 4种培养基中Beneck培养基的发芽率最好、新生配子体的株高最高,最适合狭叶泥炭藓的生长;在Bneneck基本培养基下探究了pH值和IAA对狭叶泥炭藓生长的影响,发现Bneneck培养基pH值为5～6时最适狭叶泥炭藓生长,培养基添加10~(-4)mol/L的IAA对无菌苗的生长高度和新增分枝长度有明显的促进作用。本研究可为狭叶泥炭藓的进一步研究提供基础数据和资料。     

新疆银叶真藓居群nrDNA ITS序列的遗传分化

银叶真藓是世界广布种。对于分布在中国新疆维吾尔自治区不同地理居群的银叶真藓的遗传结构及遗传多样性的研究还未见报道。本研究以采集的新疆地区18个居群的银叶真藓共47株植物样品,采用改良的快速提取法提取随机单株植物总DNA,运用分子生物学技术分析银叶真藓居群的遗传多样性。研究结果表明:新疆不同地理居群银叶真藓nrDNA ITS序列可分为35种单倍型,存在537个变异位点;分子变异分析(AMOVA)显示有88.76%的遗传变异发生在居群间水平,居群内部的遗传变异为11.24%,银叶真藓居群间的遗传分化程度大于居群内的遗传分化。居群遗传变异的分化系数(Fst)为0.887 59,基因流值(Nm)为0.063 3,由于Nm值小于1,可以说明各居群间的基因流低。单倍型多态性水平(Hd)为0.982±0.010,核苷酸多态性水平(Pi)为0.170 87±0.028 67。     

基于ISSR对巴西网藓原变种(Syrrhopodon prolifer var.prolifer)遗传多样性的探讨

巴西网藓原变种(Syrrhopodon prolifer var.prolifer)是花叶藓科(Calymperaceae)网藓属(Syrrhopodon)植物,分布于中国的热带和亚热带地区。本研究利用简单序列重复区间(inter-simple sequence repeat,ISSR)分子标记对采集于海南省尖峰岭主峰、海南省尖峰岭雨林谷、海南省吊罗山基地、海南省吊罗山槟榔林、广东省鼎湖山西坑老鼎以及广东省鼎湖山庆云寺6个自然种群的38份标本的遗传多样性进行了评价,旨在为巴西网藓原变种的遗传多样性提供依据。结果显示:筛选出的5对引物共扩增出208条清晰的条带,其中147条为多态性条带,多态性位点百分率为70.67%,种群总的Nei's基因多样性指数为0.3007,Shannon's信息指数为0.4702,表明巴西网藓原变种的遗传多样性水平较高。6个种群的遗传分化系数为0.4185,种群间基因流为0.6948,表明58.15%的遗传变异在种群内,41.85%的遗传变异存在于种群间,说明其种群内的遗传分化相比种群间遗传分化较为明显。聚类分析显示,同一采集地点的标本有些并没有聚在一起,而地理位置较远的标本聚在一支,表明巴西网藓原变种种群间的遗传分化与地理距离关系很小。本研究为巴西网藓原变种的种群间遗传分化提供理论依据。     

砂藓(Racomitrium canescens)抗旱相关过氧化氢酶基因RcCAT的克隆与表达分析

在植物抵御和适应干旱胁迫的过程中,细胞中的氧化还原水平的调节十分重要,过氧化氢酶(catalase,CAT)是细胞氧化还原调控系统中的一个关键酶。砂藓(Racomitrium canescens)是一种具有强抗旱和旱后复水能力的藓类植物,其中能够响应干旱处理的基因和蛋白质可能与其抗旱特性功能相关。在本研究中,我们发现了一个在砂藓干旱处理转录组数据中呈上调表达的过氧化氢酶基因,将其命名为RcCAT,我们对这个基因的CDS序列进行了克隆和相关的生物信息学分析,并对砂藓复水和快速脱水过程中RcCAT具体的表达变化进行了检测。RcCAT的CDS全长1560 bp,编码含有519个氨基酸残基的多肽序列。对RcCAT蛋白质的氨基酸序列进行生物信息学预测,结果显示RcCAT相对分子质量为58.6 kD,理论等电点为6.52,不含有跨膜结构和信号肽,具有过氧化氢酶的保守结构域,与其它苔藓植物中的一些过氧化氢酶序列同源性较高,属于不稳定的亲水性蛋白质。在砂藓的复水和快速脱水过程中,RcCAT的表达水平均呈现快速大幅度的变化趋势,具有表达变化峰值,说明该基因具有能够快速响应干旱胁迫的可能性。本研究为从基因表达水平研究过氧化氢酶生物学功能提供理论依据,为进一步挖掘砂藓抗旱机制提供基础资源。     

多纹泥炭藓外植体消毒及其培养基筛选

如今泥炭藓植物的使用受到越来越多的重视,导致人工采摘严重,泥炭藓湿地严重破坏,本研究针对该问题进行泥炭藓植物的人工培养试验,以多纹泥炭藓外植体为实验材料,筛选出无菌苗存活率最高,染菌率最低的消毒方法:200 mg/L的青霉素浸泡2.5 h,75%酒精浸泡60 s,0.3%浓度下的次氯酸钠浸泡60 s,在该消毒方法下以Konp培养基为基本培养基,多纹泥炭藓存活率达100%,染菌率为33%;将无菌苗接入Beneck、MS、BG-11和Knop 4种培养基内进行组织培养,筛选出最适培养基-Beneck培养基;在不同培养基中加入10个不同浓度梯度的蔗糖,筛选出发芽率最多的培养基及其最适蔗糖浓度,即Beneck培养基,蔗糖浓度为2%。最适的消毒配方和培养基配方将会在短期时间内提供大量的多纹泥炭藓无菌苗,对解决添加栽植苗供应量不足的问题起到积极帮助。     

砂藓干旱胁迫相关转录因子基因RcTIFY1的克隆及表达分析

TIFY是植物特有的转录因子,可以调控植物分生组织的分裂,控制果实成熟度,也能提高植物抗旱性,并且减少机械损伤造成的伤害。本研究以砂藓(Racomitrium canescens)为材料,从砂藓干旱胁迫转录组数据库中筛选获得1个在干旱胁迫处理中具有显著差异表达的TIFY基因的m RNA序列,将该序列命名为RcTIFY1。我们对RcTIFY1基因全长CDS序列进行了克隆,并对RcTIFY1基因进行生物信息学分析,同时分析了砂藓在干旱和高温胁迫处理下RcTIFY1基因的表达变化。结果表明,该基因cDNA全长为1 326 bp,包含1 287 bp的开放阅读框,编码含有428个氨基酸残基的多肽片段。预测RcTIFY1基因编码的蛋白质有TIFY家族的保守结构域。预测RcTIFY蛋白质分子质量为46.14 kD,理论等电点为9.31,具有亲水性,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。本研究可为进一步探索RcTIFY1基因在苔藓植物中的抗逆机制提供数据基础。     

植物生长调节剂对多纹泥炭藓(Sphagnum multifibrosum)生长的影响

多纹泥炭藓为泥炭藓科多年生植物,是中国西南地区重要的保水植物之一,在园艺、花卉、苗木及药业等领域有着广泛的应用。自然生长条件下,多纹泥炭藓生长速度慢、周期长,生物量少,无法满足市场需求,而且对野生泥炭藓的大量采挖会造成生态的极大破坏。人工种植泥炭藓是解决这一难题的有效途径。该研究以不同生长阶段的泥炭藓为材料,探讨了在不同时期施加不同植物调节剂及浓度对泥炭藓生长的影响,根据发生分枝数目、分枝长度、生物量增长及坏死率等方面筛选出不同阶段最适的调节剂种类和浓度。结果表明在幼苗期最好选用10-4 mol/L的IAA,在成苗期则选择10-8mol/L的NAA效果最好。     

银叶真藓外植体组织培养消毒方法的筛选

为给银叶真藓全基因组序列测定提供无污染材料,本研究对银叶真藓外植体组织培养的消毒方法进行筛选。分别使用酒精、次氯酸钠溶液和青霉素溶液作为消毒剂,在不同浓度和不同时间下处理银叶真藓外植体,然后分别将处理后的材料接种在改良的Knop培养基上进行培养。一定时间后,通过形态观察银叶真藓的生长状况。实验结果表明,酒精和次氯酸钠溶液对银叶真藓的消毒效果欠佳,而青霉素溶液对银叶真藓的消毒效果较好,由此筛选出银叶真藓外植体组织培养的最佳消毒方法为:用浓度为300 mg/L青霉素溶液浸泡1.5 h。利用本研究筛选出的消毒方法可以获得形态观察上无杂菌污染的银叶真藓材料,为后续全基因组序列测定前银叶真藓DNA的获取提供物质基础。     

RAPD和SRAP标记技术在苔藓植物亲缘关系研究中的比较分析

利用RAPD和SRAP标记技术研究11种苔藓植物的亲缘关系,并进行比较分析。结果表明：RAPD扩增的多态性比率达100%,SRAP扩增的多态性比率达96.9%,两种标记结果均显示了很高的多态性比率。利用SPSS11.5软件对RAPD和SRAP扩增结果进行了聚类分析,两者均与形态学分类基本一致,但与形态学结果也有一定的差异,这种差异主要表现在科以上植物种类之间。同时,两种分子标记的聚类结果之间也存在一定的差异,主要是对大叶凤尾藓和小牛舌藓全缘亚种的划分。因此,RAPD和SRAP都有一定局限性,需要多种标记方法相互结合、相互印证,才能得出客观的结果。     

砂藓抗旱相关基因磷脂酶D的克隆和表达分析

磷脂酶D是广泛存在于植物中的一种磷脂酶,在细胞结构组成和生理功能的变化中具有非常重要的作用。在本研究中,以在砂藓(Racomitrium canescens)转录组数据库中获得的一条与抗旱相关的磷脂酶D基因为基础,采用RT-PCR技术克隆得到该基因的全长CDS序列,命名为Rc PLD。生物信息学分析结果表明,Rc PLD基因c DNA全长1 420 bp,含有894 bp的开放阅读框,能够编码长度为297个氨基酸的多肽链。Rc PLD蛋白质的生物信息学分析结果表明,Rc PLD相对分子质量为33.192 k D,理论等电点p I为6.60,不含有跨膜结构,存在信号肽,具有磷脂酶D的保守结构域,属于不稳定的疏水性蛋白质。实时荧光定量PCR分析表明,在砂藓的复水过程和脱水处理条件下Rc PLD基因均有差异表达,说明该基因可能参与砂藓中响应干旱胁迫的某些生理代谢途径。本研究可为苔藓植物中抗旱机制的研究提供理论基础。     

不同植物精油挥发物对鸡蛋保鲜效果的研究

采用4种植物精油（丁香精油、肉桂精油、牛至精油、香薷精油）及其复配后的7种混合植物精油挥发物对新鲜鸡蛋进行处理,将其在温度30℃、相对湿度70%的条件下存放20 d后,分析与评定鸡蛋的主要新鲜度指标。结果表明,与对照组相比,该几种植物精油挥发物均对鸡蛋有显著的保鲜效果,其中以牛至精油挥发物的保鲜效果最好,鸡蛋无霉变,浓蛋白稠、多,不流散,蛋黄近圆球型,系带完整、粗白,蛋黄指数和哈夫单位值最高,但植物精油处理会对鸡蛋的食用口感和风味产生一定影响。