基于RNA-seq对南蛇藤MADS-box转录因子序列及表达分析

为了分析南蛇藤MADS-box转录因子对其雌花发育和果实形成的调控信息,本文基于南蛇藤的转录组数据,获得15个具有全长开放阅读框的MADS-box转录因子(Col MADS),并利用生物信息学方法对其性质和结构特性进行了分析。结果表明,基因comp37814_g1和comp41380_g2属于M-type家族,不含有K盒结构,其他均为MIKC家族;除了comp37713_g1之外,其余均属于不稳定的亲水性蛋白;二级结构均含有α-螺旋、扩展链结构、β-转角和无规则卷曲,其中α-螺旋所占比例最高;序列主要包含5种保守基序,基序1和基序2分别含50个氨基酸且属于该基因家族的保守基序,仅基序1含有MADS盒。系统进化分析结果显示南蛇藤Col MADS转录因子被分为10个进化支,分属于不同类型的亚家族及不同的组。另外,利用荧光定量PCR检测方法揭示了这些基因在南蛇藤盛花、落花和幼果不同发育时期的表达情况。结果表明,2个基因在盛花期相对表达值最高,9个基因在落花期相对表达值最高,在幼果形成过程中有4个基因显著上调表达。

南蛇藤假种皮形成过程中萜类合成基因的表达分析

为探究南蛇藤(Celastrus orbiculatus Thunb.)假种皮发育过程中萜类物质合成相关基因的表达差异,本文选取3个不同发育时期(盛花期、落花期和幼果期)的南蛇藤雌花为实验材料,构建3个c DNA文库,通过Illumina Hi SeqTM2000平台进行转录组测序,共获得87 600个unigene序列,平均长度为453 bp,N50/N90比值为4.64。通过3个不同发育阶段基因差异表达的比较及功能富集分析,鉴定出16个萜类合成相关基因,其中8个基因的编码蛋白参与调控7个萜类合成代谢位点。还确定了与萜类合成相关的7个转录因子家族的成员数量以及相对表达量最高的基因。

臭椿不同发育阶段叶片表面结构特征

利用光学显微镜和扫描电子显微镜技术,对臭椿(Ailanthus altissima(Mill.)Swingle)叶片从叶芽到成熟叶4个发育阶段(叶芽、幼叶、近成熟叶和成熟叶)的4种叶表面结构(表皮毛、气孔器、角质层、腺体)进行了详细地观察和比较。结果显示:叶片上、下表面具单细胞非腺毛和头状腺毛两种表皮毛,其密度在叶芽阶段最大,之后随着叶片的生长和展开表皮毛密度逐渐降低;气孔器主要分布于下表面,叶片近成熟时气孔器密度最大;角质层具有条纹状结构,其隆起程度在近成熟叶阶段达到最大;叶片基部两侧具锯齿状突起,每个突起上有一个腺体,腺体发育成熟后可分泌透明黏液。说明叶片表面各结构特征是臭椿对环境长期适应的结果。

山地物种海拔分布对气候变化响应的研究进展

过去1个世纪以来,全球气候变化显著并已成为全球生物多样性面临的重要威胁之一。如何利用有限的资源最有效地保护生物多样性已成为亟待解决的最重要科学问题之一。山地因其具有较高的生境异质性、气候多样性和较低的人类活动干扰,已成为最重要的生物多样性避难所,也具有较高的生态服务价值,在生物多样性保护中扮演着重要角色。但山地更容易受到气候变化的影响,山地地区较为剧烈的气候变化将对山地生态系统的稳定性及其多样性造成严重威胁。理解山地物种海拔分布对气候变化的响应和潜在机理,以及气候变化带来的物种海拔分布变化的负面效应,将为全球气候变化背景下的山地生物多样性保护提供参考依据。本文综述了全球山地地区的气候变化情况,总结了物种海拔迁移的研究进展,重点讨论了山地物种分布最适海拔、海拔上下限和海拔分布范围变化的研究进展及不足,比较了不同地区和不同类群物种海拔迁移的差异性,以及物种对气候变化响应的滞后性。从生物及非生物因素等多个角度概括了物种海拔迁移响应气候变化的潜在机理,评估并总结了气候变化引起的物种海拔分布所产生的负面效应,主要对物种向上迁移对高海拔地区物种多样性的影响、物种迁移带来的分布区改变导致的物种灭绝风险以及物种海拔分布变化导致的种间相互作用改变等方面进行全面探讨。最后,展望了未来在此领域研究中应注意的问题,提出了在未来气候变化下山地生物多样性保护需要采取的措施,强调应重点关注对气候变化较为敏感的类群及生物多样性区域,加强中国山地物种对气候变化响应的监测网络建设和研究力度,重点加强监测气候变化对动植物互作关系的影响。