丁香叶片叶绿素S_(P,A,D)值颜色与空间分布特征

以丁香(Syringa Linn.)为研究对象,在选定合适丁香植株叶片后,采集和测定叶片不同部位叶绿素S_(P,A,D)值,利用Photoshop软件和MAPGIS软件,分析了叶片S_(P,A,D)值的颜色特征和空间分布特征。研究发现:生长期叶片的S_(P,A,D)值与颜色参数R(红)、G(绿)、V(明度)均呈极显著负相关,而与参数H(色调)呈极显著正相关;生长期同一叶片不同部位的叶绿素S_(P,A,D)值存在明显差异,且阴面叶片S_(P,A,D)值的空间分布与阳面叶片不同;落叶期丁香叶片叶绿素S_(P,A,D)值出现明显的下降,其中叶尖部位下降较为明显。

不同绿化树种叶片叶绿素SPAD值对比研究

在一定条件下,植物叶片叶绿素含量的多少在一定程度上反应了植物的光合生理状态。为更好的研究植物对环境的适应性,并提供一定的基础数据和科学依据,以内蒙古农业大学东区校园内5种常见的绿化树种为研究对象,利用SPAD-502叶绿素计测量其叶片的SPAD值,研究其短期内的时间动态,并进行对比分析。结果表明:不同植物间叶片的SPAD值存在一定差异,同一植物叶片的SPAD值在一天内也呈现一定的波动。SPAD值可以反映植物叶绿素含量的相对大小,差异产生可能与光照强度、植物品种、发育时期、测定叶位、温度等因素有关。

基于cpDNA非编码序列的北沙柳遗传多样性分析

为揭示北沙柳(Salix psammophila)的遗传多样性、遗传结构及分化特征,利用叶绿体非编码区序列(trnL-trnF和trnD-trnT)对分布于毛乌素沙地和库布齐沙漠的16个北沙柳居群(339个个体)进行了遗传研究,为北沙柳种子资源库遗传管理、遗传改良、遗传育种及品种选育提供理论依据。结果表明:(1)经trnL-trnF和trnD-trnT片段联合比对获得了1811 bp序列,共有12个核苷酸变异位点(8个简约信息位点,4个变异位点),得到16个单倍型。(2)单倍型多样性指数(Hd)为0.737,核苷酸多样性指数(π)为0.00107;且单倍型H3的分布在所有居群中位于单倍型网络图中心,其余单倍型随机分布于各个居群。(3)AMOVA分析表明,北沙柳cpDNA的变异主要来源于居群内(91.16%),居群间遗传分化程度中等(FST=0.08837),各居群间的基因交流非常频繁(Nm=2.58);遗传分化系数NST(0.085)显著大于GST(0.056,0.01<P<0.05),表明北沙柳居群具有明显的分子谱系地理结构。(4)中性检验及失配分析表明,北沙柳居群分布范围没有发生明显扩张的痕迹。

臭柏叶绿体基因组结构与系统进化分析

以臭柏为研究材料,利用高通量测序技术对臭柏的叶绿体基因组进行测序,分析了臭柏叶绿体基因组结构特征及系统进化关系。结果表明:(1)臭柏叶绿体基因组由大单拷贝区、小单拷贝区和2个反向重复区构成,但反向重复区只有261bp;基因组全长157 739bp,包含119个基因,即82个蛋白编码基因、4个rRNA基因和33个tRNA基因,其中trnI-CAU和trnQ-UUG基因有2个拷贝,其他基因均为单拷贝,且多拷贝基因中仅trnQ-UUG位于反向重复区。(2)生物信息学分析表明,臭柏叶绿体基因组共有42 579个密码子,其中编码亮氨酸Leu的数量最多,相对同义密码子使用度最高的为AGA/UUA;在臭柏叶绿体基因组中共预测到47个SSR位点,单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸数目分别为38、1和3个;臭柏与其他刺柏属植物相比较,其基因组大小、基因组成及GC含量相近。(3)采用RAxML软件最大似然法对杨柳科、松科、蔷薇科和柏科等共31种植物构建的系统进化树表明,臭柏与刺柏属内Juniperus bermudiana亲缘关系相对较近,整个刺柏属植物分支为单系类群。该研究丰富了臭柏的遗传信息,为臭柏种质资源评价和保育、分子育种、SSR分子标记的开发、遗传多样性和群体谱系地理研究等奠定了理论基础,同时也为构建柏科植物的系统进化提供了支持。

臭柏天然居群遗传多样性及演变历史分析

为了合理有效地保育天然臭柏(Juniperus sabina L.)种质资源,追溯和阐释其分布格局的历史成因,本文对我国内蒙古自治区、陕西省、甘肃省和青海省共10个天然臭柏居群388个个体的核糖体内转录间隔区(ITS)序列片段进行测序分析。结果显示:臭柏ITS序列总长度为1089 bp,共含有25个变异位点,定义32个单倍型,其中H4和H6单倍型为共有单倍型;分子变异分析(AMOVA)显示,臭柏居群变异主要来源于居群内,遗传变异为95.04%,而居群间遗传变异仅4.96%,居群间差异水平极显著(F ST=0.0496,P<0.001);Network单倍型网络分析表明,H4和H6为古老单倍型,其他单倍型是由他们衍生而来;遗传分化系数N ST(0.072)<G ST(0.105),表明臭柏居群不存在明显的谱系地理结构,且历史上未经历过明显的扩张过程;单倍型最大简约树将32个单倍型聚为两大支;Mantel检验结果表明,臭柏居群间的遗传距离与地理距离无显著相关性(R^2=0.0649,P>0.05)。推测臭柏起源于第三纪中新世(Miocene)中期约12.38 Mya,在第四纪冰期可能存在多个小型避难所。沙埋产生不定根的扩繁能力和较好的有性更新环境可能是沙地居群遗传多样性高于山地居群的决定性因素。

基于最大熵模型(MaxEnt)预测北沙柳潜在地理分布

为确定北沙柳在我国的适生情况,本研究将北沙柳地理分布信息与6个气候因子基于最大熵模型(MaxEnt)对其潜在分布进行模拟预测。AUC值大于0.9,表明预测结果良好;影响北沙柳分布主导环境因子有年平均温度、温度季节变化、海拔、最湿月降水量、昼夜温差与年温差比值、最干月降水量、昼夜温差月均值;计算出北沙柳在我国的存在概率,DIVA-GIS自动划分为4个等级,分别为不适应生境(p<0.07)、低度适应生境(0.07≤p<0.24)、中度适应生境(0.24≤p<0.49)、高度适应生境(0.49≤p<0.95);当前时期到未来(2050年)时期4个情景(RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0、RCP 8.5)下的适生区面积均有所增加。模型预测结果显示,北沙柳适生区主要集中在鄂尔多斯市和榆林市交汇处、中卫市与阿拉善左旗交汇处。结合北沙柳的实际地理分布信息与基于MaxEnt模型预测的当前时期的潜在分布基本吻合,表明MaxEnt模型对北沙柳的潜在生境概率预测可靠,得出的结果对北沙柳的推广与引种具有一定参考价值。