崖壁植物太行菊与长裂太行菊全基因组大小及特征分析

太行菊(Opisthopappus taihangensis)、长裂太行菊(O.longilobus),为太行山特有多年生崖壁草本植物,菊科(Compositae)重要野生资源,具有较高的经济与生态价值。为确定适合两物种的全基因组测序策略,该研究利用流式细胞法和高通量测序技术,分析两物种基因组大小、杂合率、重复序列及GC含量等信息。结果表明:(1)流式细胞法估算太行菊基因组大小约为2.1 Gb,长裂太行菊基因组大小约为2.4 Gb。(2)高通量测序修正后太行菊基因组大小为3.13 Gb,重复序列比例为84.35%,杂合度为0.99%,GC含量为36.56%;长裂太行菊基因组为3.18 Gb,重复序列比例为83.83%,杂合度为1.17%,GC含量为36.62%。(3)初步组装后GC含量分布及平均深度存在异常,出现分层现象,可能是两物种基因组杂合率较高所致。综上结果表明,太行菊、长裂太行菊均属于高重复、高杂合、大基因组的复杂基因组,建议使用Illumina+PacBio测序组装策略,进行全基因组测序分析。

濒危植物长裂太行菊及其土壤中主要金属元素的分布特征

本文以濒危植物长裂太行菊为研究对象,测定了11个样地土壤及植株中12种金属元素的含量,并分析植株与土壤中对应金属元素含量之间的关系.研究结果表明:1)长裂太行菊分布区土壤pH值变化幅度小,处于中性或弱碱性范围.不同样地土壤及植株中各金属元素含量变化范围较宽,变异系数较高,表明长裂太行菊分布区土壤金属元素分布具有异质性特点,而长裂太行菊植株对此表现出一定的生态适应与调节能力;2)长裂太行菊土壤中,必需金属元素含量高低排序为Ca>Fe>K>Mn>Zn>Cu,非必需金属元素含量高低排序为Ti>Zr>Sr>Rb>V>Cr.其中,土壤K、Fe、Ti元素与其他大部分金属元素呈显著相关性;3)长裂太行菊植株体内,必需元素含量高低的排序为Ca>K>Fe>Mn>Zn>Cu,非必需元素含量高低排序为Ti>Sr>Zr>Rb>Cr>V.其中植株Ca、Fe、Ti元素与其他大部分元素之间呈显著相关性;4)生物吸收系数以K元素最高,其次为Zn、Cu、Ca、Sr、Cr、Mn、Rb元素,而Fe、Ti、Zr、V元素最低.总体而言,长裂太行菊土壤与植物中K、Ca、Zn、Ti、Rb元素之间关系密切而复杂,在濒危植物太行菊就地保护及迁地保育研究中值得进一步关注.

长裂太行菊总黄酮提取条件与干燥方法优化

为优化长裂太行菊总黄酮提取条件与干燥方法,以长裂太行菊花为试材,采用亚硝酸钠-氯化铝比色法,测定不同干燥方法的总黄酮含量。结果表明:以体积分数为70%乙醇为提取液、料液比为10:1(mg/mL)、在50℃水浴条件下、1.0h提取2次的方法,为长裂太行菊总黄酮提取的最佳条件。在此条件下,阴干处理的花总黄酮含量显著高于其他烘干处理。

濒危植物太行菊与长裂太行菊的ITS序列分析

对太行菊属(Opisthopappus)的太行菊(O.taihangensis)和长裂太行菊(O.longilobus)13个种群的核糖体DNA ITS进行测序,分析不同种、不同种群间的ITS序列差异。结果表明:排序后的ITS序列总长度为682 bp,含有15个简约信息位点;根据ITS序列差异共确定出18种单倍型,太行菊和长裂太行菊种群均表现出高的单倍型多样性和核苷酸多样性;两个种均有独有的单倍型,又有共有单倍型;聚类分析表明18种单倍型形成明显两支,Hn1和Hn8分别位于两支的中心为祖先单倍型。ITS序列将太行菊和长裂太行菊13个种群聚类成一个单源支系,但长裂太行菊中两个种群(林虑山LLS和石板岩SBY)与太行菊种群聚为一支,显示出两种之间存在着基因交流或杂交。在进化过程中,长裂太行菊可能经历了长距离侵殖,太行菊在太行山隆升之前经历了种群的扩张,随着太行山的隆升逐渐形成现今的分布格局。

保护植物太行菊属在中国的潜在适生区预测

为分析太行菊属(Opisthopappus)植物在中国的地理分布及影响因素,利用最大熵模型(MaxEnt)和ArcGIS软件预测太行菊属植物在中国的潜在适宜分布区。结果显示,太行菊属植物主要分布在河南、河北及山西三省交界处,适生区分布范围为31.5°—40.5°N、112.5°—120.3°E,适生区总面积为21.86万km2,运用刀切法(Jackknife)计算各环境变量对太行菊属植物分布的影响,最冷季度平均温度、年降水量、昼夜温差与年温差比值、温度季节性变化标准差、最冷月分最低温度和最干季节平均温度6个环境变量是影响太行菊属植物分布的主要因素。MaxEnt模型AUC值为0.994,表明模型预测结果极好。未来气候情景变化下,太行菊属植物的潜在适生区面积将逐渐减少,建议相关部门给予高度重视,并积极采取有效的保护措施。