广东古兜山绣球茜(Dunnia sinensis Tutch.)的生物学特性研究

初步研究了广东古兜山自然保护区内绣球茜(Dunnia sinensis Tutch.)的生物学特征(茎、叶、花、果实、种子)和种子繁殖特性.结果表明:在不同的生长环境中,茎、叶、果实、种子的形态和生长状况有较大差异;绣球茜花色鲜艳,花序美观,单株花期长达3～8周,测量得花粉胚珠比为612.46±275.31,具有虫媒传粉的特性;种子繁殖发芽率为11.33%～38.66%,发芽势为10.66%～36.00%,不同环境所采的种子或经不同处理后种子发芽率和发芽势有明显差异.

广东特有的国家Ⅱ级重点保护植物绣球茜草的研究进展

绣球茜草(Dunnia sinensis Tutch.)自1905年被Tutcher命名以来,至今已有110多年的历史,其自然分布区仍局限于广东的8个县市,是中国东南大陆特有的茜草科单种属植物,为国家Ⅱ级重点保护野生植物。2019年4月野外调研,在模式标本产地台山市所辖的上川岛低海拔山地重新发现绣球茜草种群。通过对专著、文献和多个网络资源数据库(中国植物志和广东植物志、标本、图像库等)分析考证,及部分产地的野外实地考察,对其分类学地位、形态特征、产地与生境、标本记录、研究进展、保护价值、濒危因素及保护建议等进行了综述,以期为该保护物种的生存和发展提供参考。

广东南昆山国家Ⅱ级保护植物——绣球茜草的群落调查分析

绣球茜草(Dunnia sinensis Tutch.),中国特有种,国家II级保护植物,具白色变态叶状体,甚为美观,具有较高的观赏价值及园林开发潜力。通过对分布于广东南昆山的绣球茜草的野外群落、生存环境进行系统的野外调查,结果表明:绣球茜草主要分布在公路两侧向阳处,呈带状、片段化;群落内主要是草本植物,以蕨类和禾本科植物居多;成株抗逆性较强,但其种子萌发力很低,幼苗抗逆性差;可结合绣球茜草良好的药用和景观价值,在就地保护的基础上,将其开发成园林和药用植物,充分利用其价值,以达到保护与利用相结合的目的。

绣球茜的二型花柱及其传粉生物学初步研究

首次对绣球茜(Dunnia sinensis Tutch)的花药和柱头高度、花粉和柱头形态,以及人工辅助授粉的结实情况等进行了研究。结果表明:绣球茜在同一居群中同时具有长花柱(Pin型)和短花柱(Thrum)两种花型,长花柱植株的柱头和雄蕊高分别为9.61±0.36 mm和6.79±0.38 mm,短花柱则为6.11±0.56 mm和8.96±0.59 mm,表现出互补式雌雄异位的花部特征。通过人工辅助授粉,两种花型植株的自交和同型植株间异交都不结实,仅在型间异交方能正常结实,说明绣球茜中存在极强的自交不亲和和型内不亲和现象。在花粉与柱头形态方面:长柱型花的单花花粉量(38555.6±6258.4)显著地小于短柱型花(52145.45±8924.5)(t=4.009,P<0.01),长柱花和短柱型花的胚珠数分别为38.73±1.85和39.1±2.25(t=-4.13,P>0.01);长柱型花花粉粒的大小(极径21.27±0.70μm)显著地小于短柱花(21.92±0.79μm)类型(t=3.890,P<0.01),而柱头乳突大小长柱类型要大于短柱类型,表现出明显的二型性。研究结果表明绣球茜是一种典型的二型花柱植物。此外,对其传粉昆虫及昆虫访花行为的观察表明,蝶类(青凤蝶属Graphium)和蜂类(熊蜂Bombus sp.和木蜂Xylocopa magnifica Smith)为绣球茜的主要访花昆虫和传粉昆虫,它们能够在两种不同花型植株之间有效地传粉。

绣球茜花萼的差异表达基因分析及其颜色调控转录因子的筛选

绣球茜(Dunnia sinensis)是我国广东特有的、国家二级珍稀濒危植物,有明显脉纹的白色变态花萼裂片,具有良好的观赏价值,但目前尚未有其基因组信息。为研究绣球茜花萼发育的分子调控机制,挖掘相关的功能基因,对其萼片、果实、叶片及花瓣进行RNA-seq和差异基因表达分析,以期筛选萼片特异表达基因或信号途径。结果表明,与叶片相比,萼片差异表达的基因有3972个,主要富集于代谢途径、次生代谢生物合成、光合作用、苯丙类生物合成等途径。与花瓣相比,萼片差异表达的基因有9680个(上调3616个,下调6024个,FC>2),主要富集于植物激素、苯丙类生物合成、植物与病原互作、次生代谢生物合成等途径。与果实相比,萼片差异表达的基因有4655个(上调1827个,下调2828个,FC>2),富集的途径和参与调控途径近似于花瓣的转录组。聚类分析表明,参与萼片发育且特异高表达的转录因子主要有3类:ERFs、MYBs和WRKYs,其中MYB家族的DsTMYB3可能参与萼片的颜色调控。组织的高表达基因分析表明,UBI11启动子在各组织中广泛表达,而CSLG2启动子等特异在花萼高表达,这些基因的启动子将作为遗传工具驱动目的基因组成型表达或特异表达于花萼。通过分析绣球茜花萼和其他组织的差异表达基因,获得了可能参与萼片颜色调节的相关转录因子和启动子,这将为绣球茜的遗传转化和功能研究提供基础。