极小种群野生植物狭叶坡垒种群结构与动态特征

【目的】研究极小种群野生植物狭叶坡垒[Hopea chinensis(Merr.) Hand.-Mazz.]的种群结构特征和数量动态特征,探讨种群发展潜力和濒危原因,为狭叶坡垒种质资源的保护和恢复提供参考依据。【方法】采用样地调查法对广西十万大山区域8个狭叶坡垒自然集中分布区进行调查,以空间代替时间分析狭叶坡垒种群结构特征,绘制种群静态生命表和存活曲线,分析种群动态指数及种群生存函数,对种群未来发展趋势进行预测。【结果】狭叶坡垒野生种群龄级结构呈倒J型,幼龄个体数占比较高,表现为增长型结构,种群个体幼龄期淘汰率较高;种群动态指数、随机干扰敏感指标和随机干扰风险概率分别为52.61%、4.38%和8.33%,对外界干扰敏感,环境对个体有较强的选择作用。狭叶坡垒野生种群存活曲线为DeeveyⅡ型的B1亚型,狭叶坡垒种群生存率在Ⅰ~Ⅵ龄级期间随龄级增加而减小,累积死亡率随龄级增加而增加,危险率在Ⅵ龄级达最高值,狭叶坡垒种群在Ⅵ龄级之后进入生理衰退期。时间序列分析表明,除Ⅻ龄级的个体数经过4个龄级时间后保持不变,经过4、6、8、10个龄级时间后,狭叶坡垒各龄级的个体数均呈增加趋势,其中Ⅳ~Ⅷ龄级逐渐成为种群的主体,狭叶坡垒种群总体呈增长状态。【结论】狭叶坡垒野生种群为增长型,种群处于波动变化状态中,对外界干扰敏感。幼苗数量充足,在生境不被破坏的前提下,具有较好的恢复潜力。但幼苗向幼树、幼树向小树转换过程中存在增补限制,制约狭叶坡垒种群发展。

基于种实性状的杉木第3代无性系种子园亲本评价

林木种子园是重要的林木良种基地,其主要任务是生产遗传品质和播种品质优良的种子并保证稳产高产。本研究以湖南省会同县第3代杉木无性系种子园中的29个无性系为研究对象,调查分析无性系球果纵径、横径、体积、产量及种子千粒重、发芽率、涩粒率、霉变率、发芽起始时间、发芽持续时间等10个指标,采用方差分析和主成分分析方法综合评价无性系的结实能力。研究结果表明,10个性状指标在29个无性系之间的差异极显著(P<0.01)。其中,球果产量变异最大,变异系数为103.53%;种子霉变率(75.40%)次之;再次为种子发芽率(38.21%)。不同无性系间,球果的纵径、横径、体积之间呈极显著正相关;种子发芽率与种子涩粒率呈极显著负相关、与种子霉变率之间存在显著负相关;球果的产量与球果的纵径、横径、体积等性状相关性不显著;种子的发芽起始时间与发芽持续时间呈显著负相关。基于球果、种子性状主成分分析的结果,筛选出综合性状排名前9位的6、27、22、23、28、26、5、14、9号无性系,可为第3代杉木无性系种子园去劣留优提供依据。

青冈栎原花青素合成基因的鉴定与分析

【目的】对青冈栎原花青素(缩合单宁)合成基因进行鉴定及生物信息学分析,可为青冈栎果实资源开发利用和品种改良奠定分子基础。【方法】基于已公布的青冈栎全基因组测序数据,利用生物信息学方法对原花青素合成基因进行鉴定,并分析其蛋白质序列、染色体定位、种间共线性、基因结构及系统发育关系。【结果】青冈栎中11种原花青素合成基因有42个家族成员,分布在11条染色体上;蛋白质理化性质在具有多拷贝数的QgPAL、QgC4H、Qg4CL、QgF3′H基因家族成员间存在差异;Qg4CL8、Qg4CL14、Qg4CL17、QgF3’H2、QgC4H4蛋白具有2~3个跨膜区域,表明这些蛋白可能在细胞内外信号转导中发挥重要作用;基因家族成员在栎属中进化比较保守,通过栎属古老的全基因组复制及串联重复和片段重复扩张;QgPAL2~QgPAL6和Qg4CL15基因分别与拟南芥中参与原花青素合成的AtPAL1~2和At4CL3聚为同一分支,可能在原花青素生物合成中发挥重要作用;Qg4CL基因家族在系统发育树中进化出新的分支,其家族成员表现出基因结构的多样性,并在4CL基因的高度保守基序中发生氨基酸位点的突变,推测这些基因可能因进化出新功能而被保留下来。【结论】青冈栎原花青素合成基因通过多种复制方式进行扩张,复制基因在栎属中相对保守,在青冈栎中表现出理化性质、蛋白结构和进化模式的多样化。采用生物信息学方法分析了原花青素合成基因的特征和进化模式,这为深入解析栎属植物单宁合成机制奠定了分子基础。

银杏愈伤组织超低温保存的研究

本文对银杏子叶愈伤组织进行了超低温保存研究。结果表明 ,冰冻保护剂、冷冻速度对解冻后材料相对存活率影响较大 ,冻前预培养和预冻至某一温度停留一段时间也较为重要。在含高浓度山梨醇或甘露醇的培养基上预培养 2d的愈伤组织 ,用 10 %二甲基亚砜 +0 .5mol·L- 1 山梨醇作为冰冻保护剂 ,以 1℃·min- 1 速度降温 ,在 - 15℃、- 35℃分别停留 10min和 30min后 ,投入液氮中保存 1d ,细胞相对存活率可达 6 0 %以上。再培养时 ,细胞能恢复生长。

濒危植物观光木遗传多样性及遗传结构分析

采用筛选的8条ISSR引物对濒危植物观光木13个野生种群的遗传多样性及遗传结构进行分析,结果显示:物种和种群水平上多态性位点百分率分别为79.67%和46.84%,Shannon表型多样性指数分别为0.3880和0.2192,与木兰科其他近缘植物相比,遗传多样性水平较高;分子方差分析表明,观光木野生种群间遗传分化系数为0.3752,种群间存在显著的遗传距离;STRUCTURE分析和UPGMA聚类表明,参试的13个野生种群可分为3大类群;相关性分析表明,种群间遗传距离与其地理距离呈显著正相关。南昆山、笔架山、弄相山种群的遗传多样性最丰富,建议优先加以保护。

濒危植物南方红豆杉大孢子发生和雌配子体发育

南方红豆杉（Taxus chinensis var.mairei）为第三纪孑遗树种,也是我国Ⅰ级保护植物。本文通过对其大孢子发生及雌配子发育过程进行细胞学观察发现,南方红豆杉胚珠多为直立单生,偶见1个苞片内着生2个胚珠;大孢子母细胞减数分裂形成4个大孢子,其中3个退化,仅位于合点端的大孢子发育为功能性大孢子;功能性大孢子经过有丝分裂形成256个游离核;颈卵器单生,2~6个;从传粉到受精约2个月;有16个原胚自由核,原胚为标准型;简单多胚和裂生多胚并存,胚发育不同步。因南方红豆杉胚珠直立单生、游离核数目、传粉到受精间隔期、原胚游离核数目等特征与松科差异较大,而与广义柏科具有许多相似之处,故我们支持将红豆杉科置于广义柏科之下的观点。此外,本研究结果还表明,南方红豆杉大孢子发生与雌配子体发育正常,不是致其濒危的主要原因。

湘鄂西地区珙桐天然群体遗传结构的研究

以珙桐叶为材料,对湘西和鄂西两天然珙桐群体的60个样品进行RAPD分析.结果表明,9个随机多态引物,获得24个多态标记位点,平均每个引物产生2.67个多态位点;湘西和鄂西两群体之间的遗传多样性差异不明显,Shannon指数分别为0.427 4和0.448 1;种内平均遗传多样性为0.326 9,群体内平均遗传多样性为0.297 6,群体间的遗传多样性为0.029 3,基因分化系数为0.089 6,基因流为5.079 2.两个天然珙桐群体的遗传相似性非常高,达到0.923 3,遗传距离为0.079 8;湘西群体的多态百分位率略高于鄂西.这表明,湘西和鄂西两群体间存在着非常频繁的基因流.

极度濒危植物水松大孢子发生、雌配子体发育及胚形成

【目的】通过对水松生殖发育解剖结构的研究，探讨水松属分类地位，分析水松种子严重败育的原因，进一步为水松繁殖和保护提供丰富、完善的胚胎学研究资料。【方法】2011年9月至2013年9月，采用石蜡切片技术对水松大孢子发生、雌配子体发育和胚形成过程进行系统地显微观察，详细观测水松雌球果发育过程中外部形态变化。【结果】9—11月为水松雌球果芽分化期，12月至翌年5月为大孢子发生和雌配子体发育期，6月为受精期，6月下旬至7月为原胚发育期，8月为早期胚发育期，9月为后期胚发育期。大孢子母细胞减数分裂形成直线型四分体，其中3个大孢子逐渐退化，仅靠近合点端的大孢子发育成为功能大孢子；复合颈卵器由6～17个颈卵器构成，外层有双核套层细胞。套层细胞具有明显的极性分布；复合颈卵器大多数着生于雌配子体顶端，少数侧生；中央细胞不形成卵核和腹沟细胞，直接发育为成熟的卵细胞；精细胞进入颈卵器时，不损伤颈细胞；受精作用主要发生在颈卵器中部，偶尔发生在颈卵器两端。精核与卵核融合过程中，精核的核仁发生解聚和复聚；合子转移到合点端后，进行有丝分裂形成原胚自由核；受精作用属于有丝分裂前配子融合类型。原胚发育属松杉类标准型，为简单多胚类型；原胚发育形成原胚柄，但不形成初生胚柄。受精作用过程中，存在严重授粉不足现象。【结论】基于雌配子游离核、颈卵器和颈细胞数目，颈卵器类型和着生位置，中央细胞及原胚发育等特征综合分析表明，水松属与台湾杉属、水杉属、柳杉属、落羽杉属亲缘关系密切，与杉木属亲缘关系较近。授粉不足可能是水松大量瘪粒种子形成的主要原因。

银杏愈伤组织诱导与继代培养的研究

以银杏种子子叶、幼叶片、茎段为外植体，对银杏进行愈伤组织诱导及继代培育．结果表明：不同外植体的愈伤组织的诱导能力有差异，其诱导率高低顺序依次是子叶、叶片、茎段；愈伤组织质地、颜色、生长速度与基本培养基、外源激素及培养条件有很大关系，基本培养基以高含量无机盐的Ｍ Ｓ培养基为最好；最佳诱导培养基不适合继代保存，褐变极为严重；在培养基中附加抗氧化剂并调整激素种类，可以消除褐变现象。

利用SMART技术构建珙桐叶片全长cDNA文库

以珙桐叶片为研究材料，用Rneasy Plant Mini Kit提取珙桐叶片组织总RNA，反转录成单链cDNA，长距离PCR方法合成双链cDNA；PCR产物经蛋白酶K消化、SfiI酶切后，采用CHROMA SPIN-400柱分级分离，回收0．5kb以上的cDNA组分，以λTriplEx2载体连接并进行体外包装，构建了珙桐叶全长cDNA文库．结果表明：以XL1-Blue、BM25．8为受体菌测定的原始文库滴度为8．3×10^6pfu／mL，扩增后文库总滴度为4．16×10^8pfu／mL，重组率为97．3％；对随机挑取的噬菌斑进行PCR鉴定，表明插入片段大多分布在0．5～2．0kb之间，文库质最较高．这为进一步开展珙桐EST测序分析、目的基因克隆及功能基因组学研究奠定了基础．

银杏种质离体保存的研究 Ⅱ.银杏胚超低温保存

为了开辟银杏种质保存新途径 ,以中南林学院经济林研究室选育的湖南梅核 号变异类型为材料 ,对银杏种胚超低温保存进行了研究 .结果表明 :银杏胚对脱水不太敏感 ,但胚含水量 (胚中水的质量与胚干物质质量的百分比 )低于 12 %时 ,试管苗生长发育异常 ;简单无菌风干燥脱水后的胚 ,液氮保存后恢复生长时 ,仅观察到子叶有限伸长、胚根生长、胚轴处产生大量白色的愈伤组织 ;无菌风干燥后的胚再经高浓度冰冻保护剂处理 ,超低温保存后再接种于培养基上 。

ARF基因导入烟草的遗传转化研究

以烟草无菌苗叶片为外植体，利用叶盘法，将含生长素应答基因（auxin response factor，ARF）的根癌农杆菌LBA4404携带双元质粒载体（pBin438）介导进行遗传转化．结果表明：诱导烟草叶片不定芽的最佳分化培养基为MS＋0．8mg·L^-16-BA＋0．05mg·L^-1NAA，生根培养基为1／2MS＋0．02mg·L^-1IBA＋0．02mg·L^-1NAA，分化率、生根率分别为96．9％、96．7％；将预培养3d的外植体与农杆菌菌液浸染3～5min后，共培养2～3d，然后转化到含Km75mg·L^-1的选择培养基上进行分化筛选，再转入Km为75mg·L^-1、100mg·L^-1的培养基上进行生根筛选，生根率为66．1％；与对照相比，转基因烟草在形态上发生了明显的改变，叶片颜色变深绿，叶片增厚，主叶脉变粗壮等．PCR扩增，获得40株阳性转基因苗，证明ARF基因已导入烟草中．

银杏种质离体保存的研究

银杏胚对培养基养分浓度水平要求不严，但活性炭和生长素在胚根正常萌发过程中具有重要作用，种子贮存方式及培养容器对银杏胚培养也有一定影响；低温、高渗化合物处理能有效抑制胚试管苗生长，延长保存期限，培养基干涸是胚培养物失活的主要原因，保存后的试管苗没有发生遗传变异。

LTP4基因超表达载体的构建及其遗传转化

将脂质转移蛋白(LTP4)基因插入植物表达载体pBI121—35S,构建超表达载体pBI121—35S∶∶LTP4,通过农杆菌介导法将其转入拟南芥Arabidopsis thalianaColumbia生态型品种中,获得了卡那霉素筛选的抗性植株。PCR扩增验证及RT—PCR分析表明,该基因获得超表达。

银杏种质离体保存的研究Ⅰ.银杏花粉贮存

花粉贮存在植物育种方面具有重要意义 .将干燥成不同含水量的银杏花粉在不同温度下贮存 ,取出后观察其萌发率 .结果表明 ,贮存温度、花粉含水量是决定银杏花粉贮存成败的关键因子 ,低温预处理能增加银杏花粉抗冻能力 ,解冻温度及方式对冰存后花粉存活力没有明显影响 ,超低温保存后花粉发芽率基本不随贮存时间而改变 .

我国林业科学技术推广体系创新之探讨

科学技术是第一生产力,科学技术推广是把科学技术这一潜在生产力转化为现实生产力的纽带和桥梁。本文分析了我国当前林业科学技术成果转化不畅的原因,从对林业科学技术成果推广的认识、林业科技成果推广网络体系创新方面进行了探讨;根据林业生产特点,提出林业科学技术要因地制宜,按地域类型进行推广。

丹红杨愈伤组织诱导与器官再生的影响因子分析

采用正交设计,首次建立了丹红杨离体培养技术体系.结果表明：丹红杨叶片最佳胚性愈伤组织诱导培养基为MS＋2,4-D0.20 mg/L＋6-BA1.00 mg/L,诱导率为57.50%;叶柄、无芽茎段最佳胚性愈伤组织培养基诱导为MS＋6-BA0.30-0.80 mg/L＋ZT0.30-0.80 mg/L＋NAA0.02-0.05 mg/L,诱导率为82.26%;根最佳胚性愈伤组织诱导培养基为MS＋6-BA1.00 mg/L＋KT0.50-1.00 mg/L＋NAA0.50-1.00 mg/L.胚性愈伤组织增殖最佳培养基为MS＋BR0.10 mg/L＋NAA 0.10 mg/L.胚性愈伤组织分化不定芽最佳培养基为WPM＋6-BA0.20 mg/L＋TDZ0.001-0.003 mg/L＋KT0.50 mg/L＋NAA0.05-0.10 mg/L.

植物种质资源离体保存研究进展

植物种质资源是物种进化、遗传学研究及植物育种的物质基础 ,也是人类生存与持续发展的基本依存条件 .为此 ,国内外学者对植物种质保存的原理与技术进行了全面研究 .在简要概述常规种质保存的基础上 ,着重阐述了离体保存原理 ,全面综述了该项技术在植物种质保存中的主要方法、程序及保存效果评价等的最新研究进展 .

种内谱系地理学及在植物遗传多样性保护中的应用

谱系地理学是一门研究近缘物种间或种内水平的谱系地理分布原理和过程的新兴交叉学科。介绍了谱系地理学基本理论,讨论了用于植物种内谱系地理学研究的常用叶绿体非编码序列标记,包括rpl16、trnK内含子,trnT-trnF、atpB-rbcL、psbA-trnH间隔序列,综述了种内谱系地理学在珍稀植物遗传多样性保护中应用现状,展望植物谱系地理学研究及其应用前景。