枇杷气孔保卫细胞叶绿体数目与倍性相关性研究

以16个枇杷品种的二倍体和自然多倍体为试材,研究气孔保卫细胞叶绿体数目和气孔密度与倍性的相关性。结果表明:气孔密度与倍性相关性不显著;二倍体、三倍体和四倍体气孔叶绿体数平均值分别为14.22、17.98和17.46,多倍体气孔叶绿体数比二倍体有明显增多,差异均达极显著水平,而多倍体之间差异不显著;品种间叶绿体数有明显差异,但各品种叶绿体数分布有近似规律;以16为界来判定倍性,叶绿体数少于16的为二倍体,大于或等于16的为多倍体,对二倍体和多倍体判定的准确率分别达92.8%和94.2%。气孔保卫细胞叶绿体数对于多倍体枇杷细胞生物学特性研究具有重要的理论价值,可作为判定枇杷倍性的参考。

甜菜细胞质雄性不育系及保持系叶绿体DNA的RAPD分析

对细胞质雄性不育甜菜的不育系及其保持系的叶绿体DNA(ctDNA)进行了RAPD分析,结果表明:在所选的70个引物中,甜菜细胞质雄性不育系和保持系叶绿体DNA之间不存在差异性。与此同时,对叶绿体DNA的提取方法进行了改进,在不需密度梯度离心条件下即可获得高纯度的DNA;优化了甜菜叶绿体的RAPD的反应条件。

基于trnL-trnF序列的扁蓿豆和青藏扁蓿豆遗传多样性及其群体遗传结构分析

利用青藏高原及其毗邻地区的7个青藏扁蓿豆(Medicago archiducis-nicolai),以及来自上述地区和内蒙古的3个扁蓿豆(M.ruthenica)野生群体,根据叶绿体trnL-trnF基因间隔区序列,对其遗传多样性和群体遗传结构进行了分析。对161个个体的trnL-trnF序列的分析,共检测到11个核苷酸变异位点,定义了14种单倍型。对单倍型在不同群体中的分布分析显示,青藏扁蓿豆在青藏高原东南边缘地区可能存在避难所,同时在青藏高原边缘地区可能发生了青藏扁蓿豆向扁蓿豆群体的基因入侵。空间分子变异分析和基于K-2P遗传距离的群体聚类均支持将上述群体分为扁蓿豆和青藏扁蓿豆两组,组间的遗传分化程度很大。分子变异分析表明,群体内的遗传变异明显大于群体间的变异,但部分群体间存在较高水平的遗传分化;错配分布和中性检验表明,在采样范围内两种扁蓿豆都没有经历明显的近期种群扩张。研究认为,青藏高原复杂的地形结构、冰期时的气候波动以及扁蓿豆本身的进化历史可能是造成其现今遗传结构形成的主要原因。

用西瓜叶片气孔保卫细胞叶绿体数鉴定西瓜染色体倍性

为了寻求简便、快速的西瓜染色体倍性鉴定方法,以二倍体西瓜TS和0517及其同源四倍体为试材,通过观察叶片气孔保卫细胞叶绿体数来鉴定西瓜染色体倍性.结果表明,两倍性间的叶绿体数差异显著.二倍体叶绿体数在15个以下,四倍体叶绿体数大于等于15个;气孔叶绿体数随染色体倍性的增加而增加,用气孔保卫细胞叶绿体数预测植株倍性的准确率可达90.2%,因此,用万能荧光显微镜观察叶绿体数可以在苗期快速、准确地确定植株的染色体倍性.

觅菜与大豆叶绿素—蛋白复合物的研究

应用温和的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,从苋菜和大豆类囊体膜中分离出10种叶绿素—蛋白复合物。按迁移率由小到大的顺序,命名为CP1a,CP1b,CP1,LHCP^4,LHCP^5,LHCP^1,LHCP^2,CPa,LHCP^3和CPx。其中,CP1b,LHCP^4,LHCP^5和CPx属于新增加的复合物,而CPx还未见报道。经鉴定表明,CPx可能就是光系统I的捕光叶绿素—蛋白LHC-I。两种植物叶绿素蛋白复合物的类型相似,与大豆相比,苋菜有更多的叶绿素与光系统Ⅰ和光系统Ⅱ反应中心叶绿素蛋白复合物结合,存在于捕光叶绿素a/b—蛋白中的叶绿素相对较少。同时还发现,苋菜捕光叶绿素a/b—蛋白复合物的多肽组成比大豆更复杂。两种植物间相应各复合的光谱性质、P—700含量和氨基酸组成无明显差异。

西瓜叶表皮微形态特征与倍性相关性研究

通过显微镜观察3个西瓜品种的二倍体和同源四倍体的气孔保卫细胞叶绿体数目,同时测定气孔长度和计算气孔密度。结果表明:二倍体和四倍体的平均叶绿体数分别为9.9±0.19,18.1±0.50;符合染色体数目1∶2的比例,两倍性间的叶绿体数差异达极显著水平。初步提出以叶绿体数15为界来判定倍性,少于15的为二倍体,大于或等于15的为四倍体。气孔长度与倍性相关性不显著;不同倍性间气孔密度有显著差异。叶绿体数和气孔密度可作为西瓜染色倍性的鉴定依据。

紫花地丁与其他堇菜属植物叶绿体基因组比较及系统发育分析

紫花地丁(Viola philippica)为堇菜科(Violaceae)堇菜属(Viola L.)植物,也是一种传统中药材。本研究对紫花地丁叶绿体基因组进行测序,并完成其特征解析。通过结合近缘植物叶绿体基因组数据,分析紫花地丁叶绿体基因组的密码子偏好性、重复序列及系统发育。紫花地丁叶绿体基因组全长157 417 bp,总GC含量为36.25%,包括1个大单拷贝区(large single-copy, LSC),1个小单拷贝区(small single-copy, SSC)和2个反向重复序列(inverted repeats, IR),共注释得到111个功能基因,其中77个蛋白质编码基因,30个tRNA基因,4个rRNA基因;共检测到23个SSRs,以单核苷酸重复为主,多由A或T碱基重复组成;系统发育分析显示,紫花地丁与Viola seoulensis亲缘关系最近;所选紫花地丁在内的6个堇菜属植物叶绿体基因组在非编码区变异程度较高,核苷酸多态性分析(Pi)获得8个高变区热点,均处于LSC及SSC区域;叶绿体基因组边界分析显示6种堇菜属植物叶绿体基因组IR区基因排列顺序较为保守,扩张和收缩程度相差不大。本研究为后续紫花地丁及堇菜属植物遗传多样性、物种鉴定及相关中药资源开发提供了理论依据。