极小种群野生植物波叶杜鹃的花部特征和繁育系统研究

[目的]研究极小种群野生植物波叶杜鹃(Rhododendron hemsleyanum)的花部特征和繁育系统,为其作为乡土园林树种推广提供遗传育种理论基础。[方法]对四川峨眉山波叶杜鹃野生居群资源现状进行深入调查,研究其花部形态、花粉—胚珠比、杂交指数和昆虫访花行为等,并结合人工控制授粉试验对其繁育系统展开研究。[结果]5月中旬为波叶杜鹃的盛花期;其杂交指数为5,花粉—胚珠比为640.93±65.52;自然对照结实率为56.67%,异株异花传粉结实率为86.67%;主要访花者是中华蜜蜂(Apis cerana)和排蜂(A.dorsata)。[结论]波叶杜鹃的最佳授粉时期为盛花期(开花第3~6天),其繁育系统是倾向于异交的混合交配系统,自然条件下有效传粉者为中华蜜蜂和排蜂。

基于SNP分子标记的波叶杜鹃遗传特征分析

利用ddRAD-seq测序技术研究波叶杜鹃居群的遗传多样性与遗传结构,探讨种群演化历史,为其种质资源的保护利用和回归引种提供科学依据.研究结果表明,波叶杜鹃在居群水平上具有丰富的遗传多样性(H_(e)=0.2267±0.002;π=0.2410±0.0032),居群间的遗传分化处于中等水平(F_(ST)=0.0626).AMOVA分析表明,总遗传变异中有98.42%的变异来自居群内,居群间的变异仅占1.58%.观测杂合度和期望杂合度分别为0.1636±0.002和0.2267±0.002,居群内近交系数(F_(IS))为0.2220±0.0222,所有居群均表现出杂合子缺失.聚类分析表明,6个居群可归类为2个类群,大多数个体(98.8%)谱系清晰.在近期的进化过程中,波叶杜鹃的有效种群大小(Ne)在持续下降,直到约1000年前.波叶杜鹃在物种和居群水平上,具有丰富的遗传多样性,进一步选择和育种利用的潜力较好.遗传分化水平中等,遗传变异主要来源于居群内.由于近期冰期气候环境的变化,再加上人为活动(发展旅游、基础设施建设等)导致波叶杜鹃的生存环境逐步恶化,使得该物种面临极高的灭绝风险.从对该濒危植物保护的角度考虑,应尽快建立自然保护小区予以有效保护.同时加强人工繁育技术研究,在扩大种群规模的同时维持其遗传多样性,这对波叶杜鹃的种群恢复和开发利用都有重要的意义.

黑果枸杞愈伤组织培养体系的建立

研究不同外植体、激素种类及其配比对黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)愈伤组织诱导和增殖的影响,建立优良的愈伤组织培养体系.结果表明,适合黑果枸杞愈伤组织诱导的最佳外植体是下胚轴,愈伤组织诱导适宜的培养基为MS+0.4mg·L^(-1)NAA+0.5mg·L^(-1)6-BA,诱导率达100%;增殖的适宜培养基是MS+0.4mg·L^(-1)6-BA+1.0mg·L^(-1)NAA+0.5mg·L^(-1)IAA,在此培养基上愈伤组织可连续增殖,在20d内增殖系数可达到3.22,且愈伤组织生长状态良好,质地松散,适合建立稳定高效的愈伤组织培养体系.

地涌金莲MlCYP734A6基因的克隆与表达分析

[目的]为揭示CYP734A6基因在地涌金莲生长发育过程中的调控作用提供分子数据。[方法]从地涌金莲转录组数据库中筛选到1个注释为CYP734A6的差异基因片段,通过3′和5′RACE技术克隆得到该基因的全长序列,命名为MlCYP734A6(登录号为MW013148)。利用生物信息学技术对MlCYP734A6进行序列比对、分子特征分析、系统进化分析等。应用实时荧光定量PCR方法比较分析该基因在不同地涌金莲类型及不同组织部位中的表达量。利用高效液相色谱-质谱联用技术测定地涌金莲不同组织器官中油菜素内酯的含量。[结果]克隆得到1条包含c DNA全长为1 584 bp的MLCYP734A6基因序列,其编码527个氨基酸,相对分子量为60 038.84 Da,等电点为9.44。所编码的氨基酸序列通过序列比对及系统进化分析,结果显示:与小果野蕉亚种的同源序列相似度最高,亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果显示:MlCYP734A6基因在地涌金莲的所有组织中均有表达,且表达量最低的部位是叶片,表达量最高的2个组织部位是花序轴和根尖。地涌金莲的各个组织器官中都能检测到油菜素内酯,且与MlCYP734A6的表达水平无显著相关性,矮杆类型的株形可能是由于过量内源油菜素内酯所致。[结论]从地涌金莲中成功克隆了油菜素内酯的失活基因MlCYP734A6,推测由于该基因参与了地涌金莲中油菜素内酯的代谢过程,从而调控了活性油菜素内酯的含量。本研究结果可为进一步分析CYP734As对地涌金莲及其他植物的生长发育的调控机理提供理论支持。