买麻藤TM8基因在生殖器官发育过程中的功能研究

TM8基因属于一个古老的Ⅱ型MADS-box基因亚家族,TM8类基因在被子植物中主要参与雌花的发育,但在裸子植物中的功能尚不清楚。本文通过荧光原位杂交FISH(Fluorescence in situ hybridization)和转基因技术分析裸子植物买麻藤(Gnetum montanum Markgr.)3个TM8基因的功能。结果显示,3个基因均参与了雌性胚珠、不育胚珠和花药柄的发育,但其表达水平和功能在器官间有很大差异。将买麻藤TM8基因转入拟南芥(Arabidopsis thaliana(L.)Heynh.),发现其对短雄蕊的萌发和生长有显著影响,其中1个TM8基因的两个转录本呈不同的表达模式,且转基因拟南芥的花呈现不同表型的变化,表明它们在买麻藤生殖器官发育中可能出现了功能分化。

黑桫椤多器官全长转录组分析及类黄酮生物合成结构基因的挖掘

黑桫椤(Gymnosphaera podophylla Dalla Torre&Sarnth.)为著名的孑遗蕨类,具有很强的环境适应能力,然而其适应性机制尚不清楚。本研究采用PacBio和Illumina技术对黑桫椤的根、羽轴和羽片进行转录组测序,分别生成12879、14185和16084个全长unigenes。基因表达分析结果表明,与黑桫椤抗干旱、缺水胁迫和生物胁迫相关的基因表达水平较高。根、羽轴和羽片特异性上调基因均显著富集到KEGG代谢通路中的“苯丙烷生物合成途径”,根和羽轴的器官特异性上调基因还显著富集到“类黄酮生物合成途径”。共有192个全长unigenes被注释为类黄酮生物合成途径所涉及的13个酶结构基因,其中包括112个差异表达基因(DEGs),表明黑桫椤类黄酮生物合成途径较为保守,且存在器官特异性差异表达基因。本文对黑桫椤多器官全长转录组和类黄酮生物合成途径结构基因进行了综合分析,为进一步研究其对环境的适应性提供了丰富的遗传资源。

一流课程导向下的课程建设和探索——以“生化分离分析技术与原理”课程为例

一流课程建设的核心是完成高水平的育人能力和内涵式的育人机制建设,紧密围绕高阶性、创新性、挑战度的目标开展,全面培养学生学科思维融合、专业能力应用、科学项目实践的能力。为此,对标一流课程建设目标,对“生化分离分析技术与原理”课程进行了建设和探索,结合一流课程建设的背景,对课程特点及教学中存在的问题展开分析,创建新的课程体系、优化课程内容,依据课程特性,突出高阶性、创新性、挑战度,采用线上线下混合式及“走出去”和“请进来”的教学模式,构建多元化考核方式和创新性课堂评价体系,推动教学改革更上一层楼。

基于虚拟仿真建设的“生化分离分析技术与原理”课程教学改革探索

虚拟仿真技术(Virtual Reality)是基于信息化革命、对环境高度模拟、具有交互性、沉浸式和高效性的技术。“生化分离分析技术与原理”是生物技术专业的必修课,也是为后续实验课程开设的技术原理课程。随着虚拟仿真技术逐步被应用于教学中,建设该门课程的虚拟仿真教学平台,加深学生对于技术原理的理解刻不容缓。文章介绍了虚拟仿真技术的特点、课程的概况,初步阐述了建设虚拟仿真教学课程的具体过程。这些探索旨在为后期开发更多的虚拟仿真软件、培养更多的高质量生物技术人才奠定了坚实的基础。

桔梗科rps2基因簇断裂对进化速率的影响

保守的rps2基因簇(rps2-atpI-atpH-atpF-atpA)在桔梗科的叶绿体基因组中发生了断裂。为探究该基因簇断裂后,相关基因的进化速率是否发生变化,本研究选取50种桔梗科植物和2种睡菜科植物的叶绿体基因组序列进行系统发育关系的构建,对rps2基因簇相关基因的进化速率、选择压力以及适应性进化过程进行分析。结果显示,桔梗科中rps2基因簇发生断裂的物种均来自风铃草亚科,且在系统发育树上组成单系分支;与未断裂物种相比,断裂物种中相关基因的进化速率均值降低;基因间的非同义替换速率存在显著差异。适应性进化分析中,位点模型在atpI和rps2基因中检测到正选择位点。本研究结果表明基因簇断裂可能具有系统发育意义,基因簇断裂后进化速率会发生改变,不同基因也经历了不同的进化历程。

蕨类植物叶绿体基因ycf94的分子进化研究

ycf94基因是近年来在叶绿体基因组中新发现的一个基因,在蕨类植物中表现高度保守。该研究共选取94种蕨类植物,在系统发育背景下,对ycf94基因的结构特征、密码子偏好性、进化速率和适应性进化进行分析。结果表明,ycf94基因的密码子偏好性较弱,偏好使用以A/U结尾的密码子,且不同物种间的偏好性存在一定差异。密码子偏好性的形成主要受到突变压的影响,同时也存在其他因素的作用;基于凤尾蕨科和其他蕨类中ycf94基因的结构特征存在区别,对两者的分子替换速率进行了比较,表明颠换率、非同义替换率和ω值间存在显著差异;仅检测出1个正选择位点74A,强烈的负选择作用表明ycf94基因的结构和功能基本趋于稳定。这为蕨类系统发育分析提供了新依据,并提供了解析ycf94基因功能的线索。

基于cpDNA trnL-F序列数据分析海南陆均松种群的冰期后扩张

针对热带树种陆均松Dacrydium pierrei de Laubenfels分布在海南的12个天然种群进行取样,测定了叶绿体DNA(cpDNA)trnL-F非编码区序列。序列长度介于868—876 bp.显示出长度多态性。碱基组成A+T含量较高,百分比值为64.17%-64.95%。通过统计简约算法共鉴定出30个单倍型。根据种群间分化度FST(=0.00)、基因流Nm(介于1.92—2.50)、AMOVA(24.17%的遗传变异发生在种群间,P>0.05)以及邻接树中单倍型的分支式样,发现海南的陆均松种群尚未发生遗传分化。另一方面,依统计简约算法构建的单倍型网图具“星状”特征,而且邻接树中多数单倍型合并于树的顶端。这些基因谱系结果提示海南陆均松种群在近期历史上发生过种群扩张。Tajima的D检验和错配分析结果也支持这种推测。结合地质和古孢粉学证据,认为残存于“避难所”的陆均松种群在全新世时,伴随全球气候转暖,在海南岛内可能实行了扩张。

南方红豆杉芽愈伤组织的诱导和培养

目的 为研究南方红豆杉芽愈伤组织诱导条件、最适培养基组成成分和紫杉醇含量的积累。方法 以南方红豆杉芽为外植体 ,在 MS培养基上 ,试验不同种类、不同浓度的激素及其组合对其愈伤组织诱导的影响。结果 芽诱导的最适培养基是 MS添加 2 ,4 - D2 .0 mg/L 和 NAA0 .5 mg/L;对愈伤组织的增殖、驯化和紫杉醇含量的积累则以 B5添加 2 ,4 - D 0 .5 mg/L、NAA 1.0 m g/L和 KT 0 .5 mg/L为最佳。结论 本研究为植物组织细胞培养生产紫杉醇提供实验依据。

南方红豆杉不同部位紫杉醇含量的分析

采用高压液相法分析了南方红豆杉不同部位的抗癌活性成分紫杉醇 (taxol)的含量 ,并与东北红豆杉、云南红豆杉紫杉醇的含量相比较。结果表明 ,南方红豆杉果实、种子、枝条和叶均具有较高的开发利用价值 。

陆均松不同居群的RAPD分析

采用ＲＡＰＤ技术分析了海南吊罗山产陆均松９个个体的遗传多样性．１０个引物共检测了６９个位点，其中多态位点２３，占３３３０％．陆均松的个体间遗传距离平均值为０１０６１，与罗汉松相比，陆均松的遗传多样性丰富，推测过度砍伐是造成陆均松渐危的原因．

根据cpDNA trnL-F非编码区序列变异分析黑桫椤海南和广东种群的遗传结构与系统地理

以黑桫椤分布在海南和广东 9个种群为材料 ,通过 PCR产物直接测序和克隆后再测序的方法测定了叶绿体 DNA(cp DNA) trn L- F非编码区序列。序列长度介于 10 17bp至 10 2 1bp;碱基组成 A+T含量较高 ,百分比值为 6 0 .4 3%～ 6 2 .2 6 %。根据序列的核苷酸变异共鉴定出 15个单倍型。黑桫椤具高水平单倍型多样性 (h=0 .880 )和较高水平核苷酸多样性 (Dij=0 .0 0 342 ) ,其悠长的进化历史可能增加了遗传变异在谱系内的积累。单倍型最小生成网图和邻接树、种群间分化度 (FST=0 .12 6 4 5 )和基因流 (N m=3.4 9)、AMOVA分析 (地区间遗传变异占 11.91% ,p>0 .0 5 )以及 DNA歧义度结果一致显示 ,黑桫椤分布在海南和广东的种群彼此间不存在遗传分化。黑桫椤单倍型的系统发育地理式样具“星状”特征 ,提示种群在历史上曾经发生过扩张 。

深圳塘朗山桫椤孑遗种群的遗传分化研究

应用RAPD标记分析了深圳塘朗山桫椤孑遗种群全部57个个体的遗传变异和进化关系。50个引物共检测到171个位点,其中多态位点10个,多态位点比率5 85%。基于基因频率的Shannon多样性指数平均值为0 0165,Nei基因多样度指数平均值为0 0094,表明该种群的遗传多样性水平极低。对Jaccard相似性系数矩阵用UPGMA法进行聚类分析显示,57个个体可分为4个亚群。RAPD谱带表型的主成分分析(PCA)支持聚类分析结果。根据研究结果讨论了种群的管理和保护策略。

厚朴的任意引物PCR指纹图谱分析

目的 鉴别中药材厚朴、凹叶厚朴及其常见的伪品和混淆品。方法 采用任意引物 PCR (arbitrarilyprim ed PCR,AP- PCR)技术扩增植物基因组 DNA样品。结果 AP- PCR技术获得清晰可靠的 DNA指纹图谱 ,根据琼脂糖凝胶上显示的 DNA带型差异可迅捷地区分厚朴、凹叶厚朴及其伪品、混淆品。结论 为应用 AP- PCR技术在分子水平上鉴别中药材厚朴 ,保证引种的准确性奠定了基础。

影响南方红豆杉细胞生长及紫杉醇含量的因素

研究了影响南方红豆杉细胞生长及紫杉醇含量的稀土和氮源。结果表明 ,较低浓度(1× 10 -5mol L)的稀土元素对南方红豆杉细胞的生长及紫杉醇的合成有一定促进作用 ,较高浓度 (1× 10 -4 mol L)的稀土元素则起抑制作用。 3种稀土中以使用 10 -5mol L的镱效果最好。当NH+4 NO-3 质量浓度比例为 2 2 5以及总氮源浓度为 2 7mmol L时 。

部分裸子植物假种皮微形态特征及其分类学意义

应用扫描电镜对红豆杉科、三尖杉科和罗汉松科植物假种皮的微形态特征进行了研究，结果表明：可以把红豆杉科植物分为两类，即具规则型网状纹饰的红豆杉属和具无规则型网状纹饰的白豆杉属、穗花杉属和榧树属。在后三属中，穗花杉属的穗花杉和白豆杉属的纹饰特征更为相近，同属厚网脊亚型。而云南穗花杉和榧树属的特征相近，属薄网脊亚型。假种皮表面纹饰特征显示不宜将红豆杉（T．chinensis）再分为两个独立的种，认为设立红豆杉和变种南方红豆杉（T．chinensisvar.mairei）的处理方式更加合理。三尖杉科（属）蓖子三尖杉（C．oliveri）假种皮纹饰的网脊、网底分化程度、细胞大小、单位面积细胞数和本届的其它植物差异很大，为建立蓖子三尖杉组提供了进一步的佐证。假种皮的微形态特征还支持把宽叶粗榧（C.sinensisvar.latifolia）上升为种C．latifolia的观点。罗汉松科假种皮纹饰类型的观察结果表明罗汉松属和陆均松属是自然分类群。尽管罗汉松属竹相组假种皮纹饰的网脊变异范围相对较大，但是变异范围仍在属内，不支持将其独立为新科的观点。假种皮的表面纹饰特征还表明三尖杉科和红豆杉科之间的联系密切。

水龙骨科附生蕨类Rubisco大亚基的适应性进化:正向选择位点的鉴定

核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco,EC 4.1.1.39)在植物光合作用中起重要作用,既负责碳同化又引发光呼吸。催化固定CO2的活性位点位于Rubisco大亚基,由叶绿体rbcL基因编码。水龙骨科是现存蕨类中最为衍生的类群,多为附生植物。为验证蕨类植物在白垩纪适应被子植物兴起而发生分化的观点,本研究以水龙骨科附生蕨类为对象,利用位点间可变ω(非同义替换率dN和同义替换率dS的比值)模型对其rbcL基因的适应性进化进行分析。通过比较模型M1a/M2a和模型M7/M8,在氨基酸水平上,共鉴定出7个正向选择位点:133L,251M,262A,265V,282Y,326I和362I。其中位点262A,265V,282Y及326I对维持Rubisco功能的重要性也得到已发表实验数据的支持。这些结果一方面显示了基于ω比值检验DNA编码序列分子适应的有效性,另一方面也提示水龙骨类可借助rbcL等功能基因的适应性进化,应对白垩纪被子植物引发的陆地生态系统改变。

湖北八角莲属植物过氧化物酶同工酶分析

用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离湖北八角莲属（Ｄｙｓｏｓｍａ）４种植物的过氧化物酶同工酶，并采用薄层扫描和排序分析法，对其亲缘关系进行了比较分析。结果表明，六角莲（Ｄ．ｐｌｅｉａｎｔｈａ）与八角莲（Ｄ．ｖｅｒｓｉｐｅｌｌｉｓ）、小八角莲（Ｄ．ｄｉｆｆｏｒｍｉｓ）、乌云伞（Ｄ．ｌｉｃｈｕａｎｅｎｓｉｓ）的亲缘关系较远，小八角莲（Ｄ．ｄｉｆｆｏｒｍｉｓ）、八角莲（Ｄ．ｖｅｒｓｉｐｅｌｌｉｓ）与乌云伞（Ｄ．ｌｉｃｈｕａｎｅｎｓｉｓ）亲缘关系较近，同时还为乌云伞（Ｄ．ｌｉｃｈｕａｎｅｎｓｉｓ）作为一个独立种提供了佐证。

三尖杉叶精油化学成分的研究

三尖杉叶精油化学成分的研究苏应娟，王艇，张宏达（中国科学院武汉植物研究所武汉４３００７４）（中山大学生命科学学院广州５１０２７５）关键词三尖杉，精油，化学分类ＡＳＴＵＤＹＯＮＣＨＥＭＩＣＡＬＣＯＮＳＴＩＴＵＥＮＴＳＯＦＥＳＳＥＮＴＩＡＬＯＩＬＦＲＯＭ...

基于trnL-F序列数据利用贝叶斯法推测罗汉松科的系统发育

以黑松和Agathisaustralis为外类群,基于罗汉松科42种植物的叶绿体trnL＿F序列数据通过贝叶斯法对该科的系统发育进行了推测。结果显示:①Phyllocladus为单系分支,位于罗汉松科的基部,是罗汉松科所有其余成员的姊妹群;②Nageia嵌套在罗汉松科内,同罗汉松属、Afrocarpus及Retrophyllum的关系较为密切;③Dacrycarpus为单系群且处于姊妹分支Falcatifolium—陆均松属的基部;④Lagarostrobsfranklinii和Manoaocolensoi应置于同一属Lagarostrobs内;⑤支持成立Halocarpus和Lepidothamnus属;⑥赞同Microstrobos和Microcachrys两属亲缘密切的观点。