陕西省国家重点保护野生植物资源及保护现状

依据2021版《国家重点保护野生植物名录》和《陕西省分布的国家重点保护野生植物名录》,对陕西省分布的国家重点保护野生植物资源和保护现状开展了调查研究。结果表明:(1)国家重点保护野生植物共38科67属104种(含种下等级),含石松类1科1属3种,占总数的2.88%;裸子植物2科6属6种2变种,占6.73%;被子植物35科60属85种1亚种10变种,占比高达90.38%。(2)保护植物约占全省维管植物科的18.18%、属的5.09%、种的2.00%,秦岭石蝴蝶、长柱玄参为陕西特有种。(3)新名录保留1999版国家重点保护植物26种,新增78种,含原陕西省地方重点保护植物24种,象鼻兰、曲茎石斛、紫斑牡丹等原无保护级别直接列入的共54种,占全省分布的国家重点保护植物总数的52%;濒危等级分析显示,极危(CR)占4.81%、濒危(EN)和易危(VU)各占24.04%。(4)国家级重点保护植物在陕西省呈现出南多北少的分布特征,镇坪县多达60种(占全省保护植物的57.69%),平利县和佛坪县各有47种。(5)全省各级自然保护区、湿地公园、森林公园等共有249个,在保护区内有分布的保护植物约70种,占总数的67.31%。建议开展新增物种,尤其是对原来无保护级别的54种的资源和分布进行调查与研究,更新自然保护区的保护植物信息且进行动态监测,加大陕西省黄土高原区域植物园建设,为就地保护和迁地保护等提供科学基础。

陕西省国家重点保护植物一分布新记录种——喜树(Camptotheca acuminata)

在对陕西省国家重点保护植物进行普查的过程中,发现1个国家二级重点保护植物(喜树)在陕西省的新分布,这是目前该物种分布报道的最北边界。对发现的新记录种的形态学特征、分布区域生境情况做了详细的描述;比较了我国特有的喜树属植物包括的两个物种和一个变种的形态学区分方式和各自的分布区域;明确了蓝果树科植物所包括的三个属(喜树属,蓝果树属和珙桐属)的区分方式以及在APG系统中三者系统地位的变迁情况。

耧斗菜属长果耧斗菜在陕西省的新分布

该文报道了耧斗菜属植物长果耧斗菜(Aquilegia yangii Y.Luo&L.Li)的新分布区——陕西省凤县通天河国家森林公园,将该种的分布区向东扩展到了陕西省的秦岭地区,丰富了陕西省新增植物分布记录,为秦岭地区的物种多样性研究提供了证据。

低温条件下中国野生拟南芥种群中CBF3与ROS浓度的相关性

活性氧(ROS)是植物光合作用和呼吸作用的副产物,环境胁迫可加速植物体内ROS的产生,造成植物细胞膜的过氧化,同时给光反应中心II带来光伤害。RFOs是植物体内的1类寡聚糖家族,其对环境胁迫的响应很可能与清除过剩的ROS相关。前期的研究显示,由于中国长江流域野生拟南芥(Arabidopsis thaliana)种群中CBF3基因的变异,种群的冰冻耐受性和体内RFOs含量的积累普遍低于Col生态型。研究表明,长江流域种群中ROS代谢通路在低温处理后的表达与Col生态型相比发生了明显的分化,并且植物体内ROS的浓度增高;而将Col生态型中能正常响应环境冷信号的CBF3基因转入长江流域种群后,转基因植株的冰冻耐受性得到显著提高,体内RFOs积累亦增加,而ROS浓度显著降低。这些结果说明,低温条件下CBF3很可能通过直接调控植物体内RFOs的生物积累来参与调控下游过剩ROS的清除过程。中国长江流域野生拟南芥种群低温条件下体内ROS浓度的升高,很可能是由于种群中CBF3基因发生了自然变异从而丧失了冷响应能力造成的。

DNA的桑格测序法简介

达尔文的生物进化理论标志着现代生物学研究的开端,而DNA双螺旋结构的发现则使现代生物学迅速迈入现代分子生物学的时代。遗传信息储存在DNA序列当中,解读DNA序列是解读生命密码的基础。英国科学家弗雷德里克·桑格,于1975年在DNA聚合反应的基础上,发明了'双脱氧链终止法'来测定DNA序列。该方法设计巧妙,操作简单,成本低、速度快,在生物学研究领域得到了广泛应用。

长江流域野生拟南芥种群QTL作图平台的建立

对模式植物的研究不仅能揭示众多具有普遍规律的生物现象,而且能为其它植物物种,特别是与人类生活紧密相关的经济植物提供具有借鉴与参考意义的研究方法。QTL遗传作图是寻找那些影响不同地域植物自然变异等位基因的传统且有效的工作方法。对不同分化时长和不同遗传背景的植物种群,有针对性地开发特异的分子标记,一直是QTL遗传作图工作的重要内容。该研究利用二代测序技术得到的全基因组重测序结果,根据其中鉴定到的结构变异(SV)多态性设计引物,开发了针对分化时间短、多态性位点少的中国长江流域野生拟南芥(Arabidopsis thaliana)种群的QTL作图分子标记平台,得到了有效适用的结果,该方法不仅在模式植物拟南芥中适用,而且也适用于其它植物。

美丽的翅膀如何产生——科学研究揭示蝴蝶翅膀纹路形成机制

拟态是指生物与另一种生物或者环境之间的相似性,两种生物之间的拟态是协同进化的一种特例。缪氏拟态最早在拉丁美洲釉蛱蝶属(Heliconius)中被发现,是指两种或者多种不同起源的、对于捕食者来说均有毒的蝴蝶相互模拟翅膀纹路,逃避捕食者的现象。最近,科学家通过对釉蛱蝶属两种有毒蝴蝶,艺神袖蝶(Heliconius erato)和诗神袖蝶(Heliconius melpomene)的研究揭示,在缪氏拟态最著名的案例'釉蛱蝶属蝴蝶'中,翅膀拟态条纹中的红色条纹和斑点是由optix基因在翅膀的对应位置高表达所引起的。

新时期高等师范院校植物学野外实践课程面临的问题及挑战

植物学野外实习是认识植物界的实践活动,具有鲜明的地域特色,通过标本的采集、物种的鉴定等环节,能够培养学生掌握野外工作的方法,了解植物与环境之间的关系。以陕西师范大学生物学专业的秦岭野外实践教学为例,探讨这一时间短、人数多、内容庞杂的课程在新时期教学改革与创新背景下面临的问题和挑战,并提出充分利用地域优势、引入数字化教学平台、突出实习的特色内容、分组实习等相应的对策。

中国野生拟南芥居群冷胁迫下的表达谱变异

利用Affymetrix的拟南芥全基因组ATH1芯片,以拟南芥Col生态型作为参照,分析了5个中国拟南芥野生居群在冷胁迫处理下转录水平的差异.在正常生长条件下,2.26%(513个基因,江西九江居群JXjjx)至6.52%(1482个基因,重庆铜梁居群CQtlx)的基因表达量超过对照Col生态型2倍以上.在冷胁迫下,12.84%(2920,陕西城固居群SXcgx)至19.46%(4426,新疆青河居群XJqhx)的基因表达水平相差两倍以上.总体来说,大部分上调基因可能对植物在低温下生存十分重要,如MAPKs,CBFs,COR基因以及提高冷耐受性小分子合成与积累的基因等.然而,每一个野生居群在冷胁迫下都有其特异诱导表达的基因.数据显示,一些冷胁迫响应基因在处于不同气候条件下的野生居群间发生了分化.CBF3是一个冷胁迫应答途径的关键转录因子,其基因在居群间存在显著的表达差异.序列分析表明,主要是在调控区的变化导致了表达模式的显著变化.进一步对不同居群间基因表达差异与冷耐受性的相关性研究,将为揭示中国野生拟南芥适应本地环境的分子机制提供证据。

十字花科植物ABI4序列演化与转录激活活性分析

转录因子ABI4参与植物激素ABA的绝大多数生物学功能,它不仅是ABA和GA在植物体内含量平衡的核心调控因子,同时还连接ABA与植物细胞内多个信号通路。利用拟南芥(Arabidopsisthaliana)ABI4序列在十字花科其它19种植物(除拟南芥外)中检索得到27个同源基因,通过序列多态性分析、系统发生重建、染色体共线性分析和转录激活活性比较,探讨了该基因在十字花科植物中的演化历史。结果表明,ABI4蛋白质序列和结构在十字花科植物中具有较高的保守性,暗示了其功能的重要性;单独的ABI4蛋白并不具备显著的转录激活活性,说明其生物学功能的具体分子机制可能相对复杂,需要进一步探讨。