毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera P. Beauv)PSII光化学效率对脱水和复水的响应

利用快速叶绿素荧光动力学技术研究了毛尖紫萼藓脱水和复水过程中叶绿素荧光变化,结果显示在脱水过程中毛尖紫萼藓PSII的最大光化学效率(Fv/Fm)、光合机构电子传递的量子产额(ETo/ABS)、捕获的激子将电子传递到电子传递链中超过QA的其它电子受体的概率(ETo/TRo)、单位叶面积的反应中心的数量(RC/CSo)以及PSⅡ受体库(Area)对叶片含水量的响应等均存在相对含水量阈值。在阈值范围内脱水,对以上荧光参数影响不大,低于阈值后,各荧光参数值迅速下降,直至PSII反应中心完全关闭以及光化学过程结束。再复水后,毛尖紫萼藓光合机构的最大捕光效率、实际光化学效率、PSII反应中心受体侧的电子传递链以及反应中心均能得到快速而有效的恢复。表明一定时间内脱水不会对毛尖紫萼藓的光合器官造成严重伤害,光合系统仍维持在可恢复状态。

毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)耐旱相关cDNA文库中4个候选基因的表达分析

采用实时荧光定量PCR方法,分析毛尖紫萼藓中4个干旱胁迫诱导基因在干旱及复水条件下的表达模式。结果表明,GpSuSy基因主要受干旱胁迫诱导表达,GpATP基因和GpPAK基因主要受复水诱导表达,GpCAT基因在干旱及复水条件下均有较高表达量,4个基因在毛尖紫萼藓耐受干旱及复水恢复过程中分别发挥作用。

新疆紫萼藓属(Grimmia Hedw.)植物4个新记录种

作者在研究新疆紫萼藓科植物时,发现了紫萼藓属(Grimmia Hedw.)植物4个新记录种,包括Grimmia capillata,紫萼藓(G.plagiopodia),贺兰山紫萼藓(G.crassiuscula)和卷叶紫萼藓(G.incurva),其中G.capillata为中国新分布。该研究对新记录种的形态特征、地理分布进行了详细描述,将其与属内相似种进行了比较分析。

毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)总蛋白质双向电泳体系的建立

为开展毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)的蛋白质组学研究,本研究对毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)总蛋白质提取方法和双向电泳参数进行了筛选和优化,以期建立适合毛尖紫萼藓蛋白质双向电泳的实验体系。分别采用Tris-酚抽提法和TCA-丙酮法对毛尖紫萼藓总蛋白质进行提取,比较分析了两种蛋白质提取方法的效果,并研究了IPG胶条的pH范围及蛋白质电泳上样量等因素对毛尖紫萼藓蛋白质双向电泳结果的影响。结果发现,在SDS-PAGE电泳结果中,与TCA-丙酮法相比,Tris-酚抽提法提取的蛋白质条带清晰,数目较多,完整性较好;在双向电泳结果中发现,与pH值为3~10的IPG胶条相比,使用pH值为4~7的IPG胶条的双向电泳图谱蛋白质点清晰且分布均匀,更适合毛尖紫萼藓的蛋白质组学分析;使用24 cm的pH值为4~7胶条,上样1200μg蛋白质时,电泳结果中可分辨的蛋白质点最多,且形状规则,水平和垂直拖尾情况较轻,图像清晰。本研究基于Tris-酚抽提法建立的毛尖紫萼藓蛋白质双向电泳体系获得的蛋白质样品质量好,电泳分辨率高,为毛尖紫萼藓进一步的蛋白质组学研究提供理论参考。

不同微生境毛尖紫萼藓形态结构性状差异性与协变特征

【目的】毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)是典型的石生耐旱藓类,广布于我国南北各省,其生长往往受到干旱和贫瘠生长环境的限制,是自然界的拓荒者之一。研究不同微生境中毛尖紫萼藓形态结构性状的差异性与协变特征,为开展藓类植物耐旱机理研究及深入揭示石生耐旱藓类在不同微环境的适应机制提供基础数据。【方法】以3种不同遮荫程度微生境(竹林开放式遮蔽岩石S_(1)、向阳裸岩E、薜荔完全遮蔽岩石S_(2))下的毛尖紫萼藓为研究对象,通过测定15个形态结构性状,即7个单株性状(中部叶片夹角、中部叶长度、中部毛尖长度、上部毛尖长度、植株高度、带毛尖的植株宽度、不带毛尖的植株宽度)和8个茎叶微结构性状(茎横截面长、茎横截面宽、茎中部细胞长、茎中部细胞宽、茎细胞密度、叶中肋宽、叶细胞长、叶细胞宽),计算各性状的变异系数,探究其形态结构性状在不同微生境间的差异性与协变特征。【结果】在单株性状中,株高、植株宽度、植株宽度(带毛尖)、叶片夹角和中部叶长最大值均出现在S_(1)生境,最小值多出现在E生境,而中部毛尖长为S_(2)>E>S_(1)。无论何种微生境,毛尖长度的变异性均较高。在茎叶微结构性状中,茎细胞长、叶细胞长及叶细胞宽均表现为S_(1)生境显著高于E生境,其他5个茎叶微结构性状在3个微生境间无显著差异(P>0.05)。叶细胞在S_(1)生境中最大,S_(2)生境中次之,E生境中最小。所有性状均属于中等以下程度变异,具有一定的可塑性。主成分分析表明,不同微生境下毛尖紫萼藓15个性状间的协变特征不完全一致,且呈现较明显的分异特征,其中S_(1)生境的毛尖紫萼藓综合生长性能相对较好。【结论】在3种不同微生境下,毛尖紫萼藓形态结构性状所反映的生长性能表现为:S_(1)>S_(2)>E。毛尖紫萼藓功能性状间具有一定的协变趋势,但出现了微生境间的差异化,这是对不同微环境长期响应和适应的结果。该研究结果可为进一步探讨藓类植物这类特殊植物类群对不同微生境的响应与适应提供理论依据。

毛尖紫萼藓抗旱相关基因Gp-LEA的克隆与表达分析

以毛尖紫萼藓干旱cDNA文库中获得的一段与LEA基因同源性较高的EST序列为基础,采用RACE技术分离该基因cDNA全长序列,命名为Gp-LEA。Gp-LEA基因的cDNA全长814bp,开放阅读框456bp,编码含151个氨基酸蛋白质。生物信息学分析结果显示,Gp-LEA蛋白为稳定蛋白,分子质量为16.612kD,理论等电点(pI)为5.06,含有LEA_2功能结构域,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。系统发生分析表明,Gp-LEA基因编码蛋白与花旗松LEA蛋白亲缘关系最近。荧光定量PCR分析显示,Gp-LEA基因在复水和快速干旱模式下均能表达。推测Gp-LEA基因在毛尖紫萼藓的复水和干旱过程中起着重要作用。

基于GIS和MaxEnt比较中国砂藓属与紫萼藓属植物地理分布

基于19个生物气候因子和紫萼藓属(Grimmia)172个、砂藓属(Racomitrium)181个国内分布记录,应用MaxEnt模型和ArcGis 9.3软件,定量预测了紫萼藓属与砂藓属植物在"属"水平上在我国各省区的生境适应性特点。预测结果表明,紫萼藓属植物在浙江(0.7099,综合生境适宜性指数,下同)、江苏(0.6212)、北京(0.5987)、天津(0.5648)、云南(0.5532)、辽宁(0.5515)、台湾(0.5422)、安徽(0.5398)和吉林(0.4945)有较高的气候适应性,而砂藓属植物在浙江(0.889)、上海(0.6564)、香港(0.5897)、台湾(0.5858)、贵州(0.5354)、湖北(0.5039)、云南(0.4885)、重庆(0.4871)、江苏(0.4793)和安徽(0.4552)具有较高的生境适宜性。对砂藓属与紫萼藓属的分布预测范围进行比较发现,砂藓属植物在香港、重庆、贵州、广东、广西、湖北、海南和台湾的生境适应性比紫萼藓属的总体上要高,而在江西、福建和湖南,两属的分布概率比较接近,其余省区则紫萼藓属植物的生境适宜性比砂藓的要高。紫萼藓属植物属于典型的温带性种类,其分布主要在高海拨的寒冷地段。

毛尖紫萼藓干旱胁迫cDNA文库的构建(英文)

干旱胁迫是影响植物生长发育的主要环境因素,严重影响农作物的产量。解决这个问题的有效途径是培育和利用优良的抗旱品种。应用比较功能基因组学方法筛选抗旱相关基因,并通过基因工程培育抗旱品种已成为植物遗传资源与品种改良研究的重要内容。毛尖紫萼藓（Grimmia pilifera）是典型旱生藓类,生长在向阳的裸岩上,具有很强的抗旱能力,是很好的抗旱基因资源。本研究采用SMART技术构建毛尖紫萼藓干旱cDNA文库,文库滴度为2.8×105pfu.mL^-1,重组率为91.7%,插入片段大小为5002 000 bp,平均为800 bp。通过测序我们获得了1 045条ESTs,其中高质量的996条,通过拼接获得875个Un igenes,为进一步筛选抗旱相关基因奠定了基础。

四种藓类植物叶片解剖结构观察

使用石蜡切片法对四川壤塘的 4种藓类植物叶片的结构进行解剖学观察和比较分析 ,结果表明扭口红叶藓Bryoerythrophylluminaequalifolium (Tayl.)Zand .、台湾拟金发藓Polytrichas trumformosum (Hedw .)G .Sm .和梨蒴珠藓BartramiapomiformisHedw .的中肋由多层细胞构成 ,并有明显的细胞分化 ,而长蒴紫萼藓GrimmiamacrothecaMitt.的中肋结构较简单 ,无明显的细胞分化。 4种藓类植物的叶片细胞都只有 1层 ,但台湾拟金发藓的叶片上有栉片 ,扭口红叶藓叶片细胞表面有细疣 ,长蒴紫萼藓的叶片细胞壁明显加厚。此外 ,4种植物的叶片厚度和中肋厚度 。

毛尖紫萼藓GpAPX的克隆和信息学分析及其在植株干旱与复水下的表达分析

以毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)为试材,采用RACE技术克隆获得1个抗坏血酸过氧化物酶基因(APX)的cDNA序列,命名为GpAPX(GenBank登录号:GU989311)。该基因全长1 115 bp,编码区为771 bp,编码256个氨基酸,5'非翻译区为116 bp,3'非翻译区为228 bp。序列分析表明:该基因属于过氧化物酶基因家族,与其他植物抗坏血酸过氧化物酶的同源性为70.2%～89.7%。实时定量PCR检测结果显示,GpAPX在干旱及复水条件下均能表达,表明GpAPX蛋白可能与抗旱性相关,在毛尖紫萼藓响应干旱胁迫过程中发挥作用。

毛尖紫萼藓总RNA的提取方法研究

介绍一种提取苔藓植物毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera P.Beauv)总RNA的方法。以新鲜的紫萼藓为材料,采用改良的SDS的方法,以氯化锂为沉淀试剂,成功地提取了该植物的总RNA。并与其他方法作了对比,结果发现该方法获得的RNA条带清晰、完整性好、纯度高、DNA污染小。可满足反转录及RT-PCR等实验要求。

毛尖紫萼藓超氧化物歧化酶基因GpSOD的克隆及表达分析

超氧化物歧化酶（SOD）在植物中普遍存在,具有清除自由基、维持活性氧代谢平衡的功能,在植物抗逆中发挥着重要的作用。本研究以耐旱能力极强的毛尖紫萼藓（Grimmia pilifera）为试材,采用RACE技术克隆获得1个超氧化物歧化酶基因SOD的cDNA序列,命名为GpSOD（GenBank登录号：GU989312）。该基因全长726 bp,编码区为465 bp,编码154个氨基酸。序列分析表明：该基因编码蛋白是非分泌性疏水蛋白,具有2个铜锌超氧化物歧化酶位点,属于Sod Cu基因家族,与其他植物超氧化物歧化酶的同源性为68.8%-86.8%。实时定量PCR检测结果显示,虽然GpSOD在干旱及复水条件下均有表达,但GpSOD受干旱诱导表达明显,且复水处理抑制其表达,表明GpSOD蛋白与毛尖紫萼藓响应干旱胁迫的过程密切相关,该结果为进一步寻找高效抗氧化胁迫基因提供前提条件。

中国内蒙古缨齿藓属(紫萼藓科)1新变种——缨齿藓菱形变种(英文)

报道了内蒙古清水河黄土丘陵地区发现的紫萼藓科1新变种——缨齿藓菱形变种[Jaffueliobryum wrightii （Sull.） Thér.var.rhombicum X.L.Bai ＆ Sarula],该变种与干旱山地岩面生境中的原变种缨齿藓[Jaffueliobryum wrightii （Sull.） Thér.]相似,生境的变化导致其形态发生变化,主要表现在上部细胞菱形和细胞壁背部强烈加厚,未分化的叶上部边缘细胞、中肋横切面细胞不分化,叶片长0.7～0.8 mm,毛尖长0.8～1.3 mm.文中对缨齿藓及其新变种的形态学特征,分布和生境进行了描述,并提供了显微照片,另外,列出了缨齿藓属5个种的检索表.

干旱胁迫对三种藓类植物生理特性的影响

以东亚砂藓、毛尖紫萼藓和山墙藓3种藓类植物为试材,选取不同的时间梯度,对其进行3个月的硅胶干燥处理,研究了干旱胁迫对3种藓类植物相对水分含量(RWC)、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、游离脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白质(SP)含量、可溶性糖(SS)含量等6项生理指标的影响。结果表明:经硅胶干旱胁迫处理的3种藓类,随着相对水分含量的逐渐降低,3种藓类植物体内的丙二醛含量均呈现先降低后升高再下降再升高的趋势;山墙藓POD活性较另外2种藓类低,且变化不明显,而东亚砂藓和毛尖紫萼藓在不同时期POD活性有较大变化;3种藓类的渗透调节物中,游离脯氨酸含量变化与可溶性糖含量变化呈反相关,可溶性蛋白质含量变化与POD活性呈正相关;6种生理指标的变化从一定程度上反映出3种藓类具有不同于其它植物的特殊抗旱生理机制。

自然干燥紫萼藓总RNA提取方法

介绍一种适合富含酚类、萜类等次生物质的干燥紫萼藓的总RNA的提取方法—SDS/酸酚法。采用SDS做为去污剂,用水饱和酚、氯仿和异戊醇进行抽提以去除蛋白、酚类等次生物质,醋酸钾和无水乙醇去除多糖等物质,最后LiC l沉淀获得总RNA。该方法不但获得了完整性好和纯度高的RNA,而且操作简单,成本也较低,对其他富含酚类、萜类等次生物质的干燥植物组织的总RNA的提取具有借鉴意义。

低温胁迫下紫萼藓科植物保护酶活性的变化

低温胁迫试验结果表明,东亚砂藓与毛尖紫萼藓的过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)对低温的适应机制不同,东亚砂藓的POD活性比毛尖紫萼藓的变化幅度大,而毛尖紫萼藓的SOD活性比东亚砂藓的变化幅度大。而且均表现为处理前期活性变化幅度较大,低温胁迫处理的酶活性要高于对照;后期则趋于平稳,与对照差异较小。

编码真核启动因子4E的毛尖紫萼藓基因GH425电子克隆及验证分析

GH425基因(genebank EST#:GPE204)来自毛尖紫萼藓干旱胁迫cDNA文库。本实验在小立碗藓核酸数据库中,以GH425基因为基因探针进行电子克隆,最终得到全长序列GH425NO.1。经ORFfinder分析,以最长ORF设计引物,对毛尖紫萼藓进行RT-PCR验证,得到了与之对应的条带,证明了毛尖紫萼藓中含有电子克隆的片段,即电子克隆结果正确。经Blastx分析,确定该序列编码真核启动因子4E。

毛尖紫萼藓类泛素蛋白基因的克隆与表达分析

为研究类泛素蛋白基因在苔藓植物中的生物学功能,从毛尖紫萼藓干旱c DNA文库中获得了类泛素蛋白基因c DNA全长序列,命名为Gp-UBL5。该基因c DNA全长471 bp,包含1个222 bp的完整开放阅读框,编码73个氨基酸组成的蛋白。生物信息学分析表明,Gp-UBL5基因编码蛋白分子质量为8.525 k Da,等电点为7.84,为稳定型蛋白。进化分析显示,该编码蛋白与二穗短柄草、大麦等类泛素蛋白具有较高一致性,达96%-99%。实时荧光定量PCR结果表明,Gp-UBL5基因在复水和快速干旱的各个时期均有表达,推测该基因可能在毛尖紫萼藓的抗旱机制中发挥作用。

两种紫萼藓科植物的POD和SOD同工酶分析

POD和SOD同工酶分析结果表明:分布于五大连池的毛尖紫萼藓和东亚砂藓中,东亚砂藓遗传多样性较贫乏,毛尖紫萼藓之间具有显著的遗传差异,东亚砂藓与毛尖紫萼藓属间遗传差异显著。

应用GIS预测砂藓属与紫萼藓属在中国的分布范围

紫萼藓科(Grimmiaceae)是典型的多年生旱生藓类,我国有紫萼藓属(Grimmia)22种、砂藓属(Racomitri-um)23种。本文利用我国紫萼藓属172个、砂藓属180个地理分布记录,以及对应分析区的年均降雨量和年均温度数据,建立了这两个气候因子影响砂藓属和紫萼藓属种数分布的数学模型。发现砂藓属种数分布(Y)与年均降雨量(X1)符合Y=0.070 38+0.000 097 6X1-0.000 000 017X21(R=0.191 6,P<0.05),与年均温度(X2)符合Y=0.119 948+0.011 4X2-0.000 6X22+0.000 006X32(R=0.160 4,P<0.1);紫萼藓种数分布(Y)与年均降雨量(X1)符合Y=2.670 1X1-0.439 6(R=0.301 6,n=171,P<0.01),与年均温度(X2)符合Y=0.216 4-0.007 4X2(R=0.333 8,n=171,P<0.001)。在此基础上,应用地理信息系统(ArcGIS 9.3),直观地展示了砂藓属与紫萼藓属植物在我国潜在的地理分布范围,发现砂藓属在我国浙江、台湾、贵州、湖北、云南、重庆、江苏等地具有较高的分布概率,表现出热带性的分布特点;紫萼藓属在我国浙江、台湾、云南、江苏、辽宁等地分布较高,表现出温带性的分布特点。