北京市绿地土壤多环芳烃分布及健康风险评价

以北京城区的公园绿地、居住区绿地64个表层土壤(0~5cm)为研究对象,研究了土壤多环芳烃(PAHs)的含量水平、空间分布以及终生致癌风险.结果表明:两类绿地中15种PAHs的含量无明显差异,公园绿地Σ15PAHs含量范围为1069~19002μg/kg,中值为4377μg/kg;居住区绿地Σ15PAHs含量范围为947~16882μg/kg,中值为4708μg/kg.且二环的萘、四环的芘以及五环的苯并(a)芘所占比例较大.污染较严重的区域主要分布在中心城区和城区西南.对成人和儿童终生致癌风险评价表明,目前正常暴露水平下绿地中PAHs对在其中活动的人群风险较低,但个别样点污染较重,其潜在的健康风险不容忽视.

基于AHP的北京地区景天属植物园林应用综合评价

采用AHP层次分析法对在北京地区调查收集到的30种（品种）景天属植物进行园林应用综合评价。选取花、叶、其他观赏价值以及园林应用潜力等为评价指标,确定了景天属植物评价的4级18个指标,建立其综合评价模型。结果表明,将30种（品种）景天属植物共分为4个等级,其中Ⅰ级（分值≥4.0）3种（‘奇观’景天、花叶佛甲草、‘秋之喜悦’景天）、Ⅱ级（分值3.5-4.0）11种、Ⅲ级（分值3.0-3.5）12种、Ⅳ级（分值≤3.0）4种。并参考综合评价及各层次评价结果,结合景天的观赏特性、景观营造目的以及苗圃的产量供应,推荐了不同园林绿地形式中较适宜的景天种类。

基于花青素苷合成和呈色机理的观赏植物花色改良分子育种

花色是观赏植物最重要的品质性状之一,是植物自然进化过程中最具适应意义的表型性状,也是表观遗传学研究的重要内容。花青素苷是使花朵呈色的重要色素之一,被子植物中约有80%的科的花朵颜色由花青素苷决定;迄今从自然界分离和鉴定出的花青素苷多达600种,主要由6种花青素苷元衍生而来。花青素苷合成途径是迄今为止研究得最为清楚的植物次生代谢途径之一,它的合成首先取决于类黄酮代谢途径的生成,花青素苷种类的多样性则源于其不同分支途径的形成,在花青素苷元基本骨架上不同位置取代基的差异形成了多种多样的花青素苷。在花青素苷生物合成过程中,分支点酶的竞争机制和关键酶的底物特异性使花青素苷的种类及相应的花色表型具有种属特异性。花青素苷合成后需要转运到液泡中被包裹成色素体,植物细胞中的液泡积累和贮存色素体的能力是影响花青素苷呈色的重要因素,因此,花青素苷在花瓣中的最终呈色还受液泡p H、助色素含量以及金属离子的络合作用等多种细胞内因素的影响。目前,已经在多种植物中获得了与花青素苷合成及呈色相关的结构基因和调节基因,并解析了其功能,成功获得了一些转基因花卉,但是这些基因调控表达的机制,包括转录水平和转录后水平的调控、DNA序列本身的差异和DNA甲基化修饰的调控机制等仍不清楚,转基因植株花色改良的程度也很有限,对于如何将这些机制应用于花色改良的转基因育种也是一个前沿的课题。花青素苷对园艺作物器官呈色机制的解析有助于对花朵呈色机制的理解,观赏植物中花色形成机理的研究对于园艺作物器官呈色机制的解析同样具有重要的参考价值。因此,本文以观赏植物为例,从花青素苷合成分支途径形成的机理、花青素苷生物合成途径的遗传调控机理以及影响花青素苷呈色的主要因素及其遗传调控机理3个方面,对影响植物花朵呈色的机制进行了综述,并对近年来基于花青素苷代谢和呈色机理的花色改良分子设计育种,尤其是国际上广泛关注的蓝色花育种进行了梳理和总结,以期为定向培育具有新奇花色的观赏植物新品种提供参考。

抗寒梅花品种资源及其在北京地区梅专类园中的应用

通过对北京地区梅花专类园的实地调查,总结适宜北方露地栽培抗寒梅花品种群9个,其中杏梅品种群与樱李梅品种群抗寒性最强;绘制北京植物园梅园与鹫峰梅园总平面图,分析春夏梅园景观;提出今后北京地区建设梅花专类园建设建议:1)选址需要适当小气候保护,地势高爽,通风向阳;2)选择适合的抗寒梅花品种;3)注重与梅搭配的背景植物,选择观花果的灌木,增加藤本与草本,丰富景观层次;4)适当与山石、水体、道路、建筑等园林要素搭配,深化梅景观内涵。

北京11种宿根地被植物对镍的耐性和富集转运特征

为研究北京常用宿根地被植物对Ni胁迫的耐受和富集能力,对绢毛匍匐委陵菜、匍匐委陵菜、青绿苔草、涝峪苔草、荆芥、射干、马蔺、麦冬、大花萱草、‘金娃娃’萱草、玉簪11种宿根地被植物展开为期3个月的不同浓度含Ni土壤栽培试验,4种处理CK、T1、T2、T3土壤重金属Ni含量分别为:26.99、539.78、1 028.83、1 545.58 mg·kg^(-1)。结果表明,本试验条件下未出现Ni超富集植物,但几乎所有处理组植物Ni转运系数均>1,具备较强的Ni转运能力。耐性方面:青绿苔草、大花萱草、麦冬、射干和马蔺Ni耐性较强,匍匐委陵菜、玉簪、‘金娃娃’萱草和涝峪苔草Ni耐性较弱。富集方面:匍匐委陵菜和青绿苔草在T1和T2浓度下具有较强Ni富集能力;马蔺和麦冬在Ni浓度达到T3时表现出相对较强的Ni富集能力。而绢毛匍匐委陵菜和荆芥在本试验条件下对Ni胁迫不具有耐性和富集性。青绿苔草、马蔺和麦冬兼具较强耐性和富集性,可作为净化北京园林绿地Ni污染的理想地被植物。

北京重要梅花景区梅品种及数量的初步调查

为了指导梅花在北京地区的园林应用,对鹫峰国家森林公园、北京植物园、北京林业大学校园、钓鱼台国宾馆梅园、中山公园、明城墙遗址公园和龙潭西湖公园7个北京重要梅花景区进行了梅品种及数量的初步调查,记录了梅花在其栽培地点的越冬防护措施,并对梅花的越冬防护提出了一些建议。

北京地区梅花果实主要成分及活性研究

为探究不同品种梅花果实主要成分及活性差异,采用常规理化法、滤纸片法、DPPH法、ABTS法、FRAP法、铁还原能力及亚硝酸盐清除法测定了北京地区13个品种梅花果实的营养成分、抑菌及抗氧化活性,并进行了相关性分析及抗氧化活性综合评价。结果表明,不同品种梅花果实营养成分存在显著差异,其可食率、水分及可溶性固形物范围分别为83.65~94.13%、85.03%~91.98%、4.95%~12.50%;含酸量(3.80%~7.53%)远高于含糖量(1.01%~3.90%);‘飞燕宫粉’的总酚含量最高,为152.08 mg/100g,‘香雪宫粉’的总黄酮含量最高,为283.72 mg/100 g。‘粉红朱砂’对枯草芽孢杆菌的抑制作用最强,为14.17 mm;‘飞燕宫粉’对金黄色葡萄球菌和副溶血性弧菌的抑制作用均达到最强,分别为17.67 mm、19.67 mm。‘矫枝’的DPPH·清除能力(27.40 mgTrolox/100g)、ABTS+·清除能力(155.75 mg Trolox/100 g)、亚硝酸盐清除能力(93.02 mg Trolox/100 g)及FRAP值(328.25 mg Trolox/100 g)均达到最高,‘香雪宫粉’的铁还原能力(444.92 mg Trolox/100 g)表现最强;从抗氧化活性综合(antioxidant potency composite,APC)指数法来看,‘矫枝’(96.10%)、‘香雪宫粉’(85.48%)、‘双碧垂枝’(82.18%)的抗氧化活性显著强于其他品种。研究结果为梅花果实的开发利用提供了科学依据。

不同株龄鲁菏红细根内生微生物群落变化特征

通过比较和分析不同株龄牡丹品种鲁菏红细根内生微生物群落结构、功能特征和网络关系,为探究株龄对牡丹内生微生物的影响和丰富牡丹内生微生物资源提供理论支持。本研究以株龄5(ART1)、12(ART2)、20(ART3)和30年(ART4)的鲁菏红细根(≤2 mm)为样品,基于16S rDNA和ITS高通量测序技术开展相关生物信息学分析。鲁菏红细根内生细菌和内生真菌样本97%序列分别被聚类为4 994个和1 485个运算分类单元(OTUs),株龄并不影响其内生微生物群落丰度和多样性。鲁菏红细根内生细菌以蓝细菌门(Cyanobacteria/Chloroplast)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和酸杆菌门(Acidobacteria)为优势菌群,株龄超过20年后放线菌门和拟杆菌门显著减少,而酸杆菌门逐渐增加;鲁菏红细根内生真菌以子囊菌门(Ascomycota)占绝对优势,高达93.99%~96.14%。细根纤维素含量、POD和CAT活性随株龄的增加显著增加,且显著影响了内生细菌的群落结构。PICRUSt2和FUNGuild结果分别表明,内生细菌功能以新陈代谢为主,变化较小,株龄主要影响内生真菌的生态功能,在株龄12年以上的鲁菏红细根中病理营养型真菌显著增加,易感染病害。MENA分析显示株龄的增加加剧了内生微生物间的竞争关系,减弱其网络连接性。株龄引起牡丹细根内生微生物群落发生不同程度的变化,在株龄20年后有害内生微生物的增加,使其易发生病害,本研究结果可为预防大龄牡丹病害奠定理论基础。

天香百合、药百合黄酮醇合成酶FLS基因克隆和表达分析

以天香百合(Lilium auratum)和药百合(L.speciosum var.gloriosoides)为研究材料,分别克隆获得黄酮醇合成酶(flavonol synthase, FLS)基因,命名为LaFLS和LsFLS。实验结果表明,LaFLS和LsFLS基因均含完整的开放阅读框1 035 bp,均编码344个氨基酸,氨基酸序列高度保守,均具有DIOX-N结构域和2-酮戊二酸和铁(Ⅱ)依赖性双加氧酶结构域,属于2-酮戊二酸和铁(Ⅱ)依赖性双加氧酶超家族;系统进化分析表明,LaFLS和LsFLS除与东方系百合西伯利亚和索邦的FLS亲缘关系最近外,与百合科郁金香(Tulipa fosteriana)等亲缘关系较近;生物信息学分析显示,LaFLS和LsFLS蛋白无信号肽序列和跨膜结构域,均为亲水性蛋白,亚细胞定位结果显示二者主要定位在细胞质中。基因表达分析结果表明,在花蕾发育过程中,LaFLS和LsFLS随花蕾发育出现先上升后下降再上升的趋势,而且在花被片无色区的表达量显著高于有色区域。

瓜叶菊花色性状形成机理的研究进展

瓜叶菊是拥有多种花色品种资源的观赏植物,同时具有蓝色、斑色等观赏植物中稀缺的花色表型,不同花色品种具有多种花青素代谢途径,解析其花色性状形成的分子机制能够为观赏植物的分子育种提供理论依据,其中鉴定的关键基因能够为蓝色花新品种培育提供宝贵的基因资源。在对瓜叶菊多年研究的基础上,本文从瓜叶菊特殊的花青素结构、花青素生物合成调控途径及其花色研究的主要技术手段方面,综述了近20年来瓜叶菊花色研究的进展,具体内容包括:(1)瓜叶菊不同色系呈色的色素基础,尤其是蓝色花品种中特殊的多聚酰化色素结构;(2)多聚酰化修饰相关糖基化、酰基化修饰的瓜叶菊花青素代谢途径的基因,以及调控花色、花斑形成的MYB、MADS-box等转录因子的功能;(3)瓜叶菊中进行花色研究相关的高效遗传转化体系和病毒介导的基因沉默(VIGS,virus-induced gene silencing)体系,及其在花色研究中的研究进展。本文旨在为后续瓜叶菊及其他花卉花色研究和分子育种提供参考。

梅远缘杂交育种研究进展

本文对梅育种、杂种优势、梅远缘杂交育种进展、远缘杂交障碍、杂交障碍的克服方法进行了阐述,并对今后梅远缘杂交育种的发展方向进行了展望,以期为梅品种改良提供指导。

基于SSR标记构建中国芍药品种资源分子身份证

【目的】利用SSR标记区分中国芍药品种,为芍药资源的保护与合理利用奠定基础。【方法】对山东菏泽和河南洛阳2个主要芍药栽培地的品种进行调查,明确中国芍药品种资源数量,在此基础上,提取各品种叶片DNA,利用21对SSR荧光引物进行PCR扩增,用四重荧光毛细管电泳技术检测扩增片段长度。利用Microsatellite和Toolkit GenALEx 6.41软件,分析数据中的等位基因数、多态性信息含量(PIC)和遗传多样性参数。采用数字与大小写字母结合的方法,对不同长度的扩增片段进行赋值,构建中国芍药品种分子身份证。【结果】山东菏泽和河南洛阳目前共有芍药品种268个,用21对引物在这些品种中共扩增条带613条,多态信息含量0.508～0.846,平均为0.707;有效等位基因数(Ne)为4.324±0.315,观测杂合度(Ho)为0.593±0.047,期望杂合度(He)为0.741±0.020。采用21对SSR引物可将所有268个芍药品种区分开。【结论】采用21对引物通过SSR标记建立了山东菏泽和河南洛阳268个芍药品种的分子身份证,有助于芍药品种鉴别、新品种培育及防止资源流失。

带花斑现代月季育种研究进展

月季是重要的观赏花卉之一,全世界月季品种已超过35000个,而带花斑月季品种在近几年才在国内兴起,因此关于其育成品种的相关报道较少。带花斑月季的花朵中心有固定形态的色斑,且色斑区颜色深于非色斑区,具有花量多、花期长、色彩组合丰富、可重复盛开等优点,并且花色随时间的推进而逐渐发生由深到浅的改变。由此可见,带花斑月季作为一类新颖的种质资源,具有很高的开发研究价值。本文通过搜索国内外各大网站,统计目前世界范围内带花斑月季品种,共收集83个品种的育种信息,将收集的信息制作为图、表,绘制以主要品种为亲本的育成品种系谱图,并按照时间节点介绍国内外带花斑月季品种的育种历程,以全面总结带花斑月季品种的育种成果。此外,本文对带花斑月季育种的发展方向进行了展望。

北京鹫峰国家森林公园蜡梅品种调查及其园林应用

以北京鹫峰国家森林公园为研究对象,采用全面调查与系统诊断的方法,对北京鹫峰国家森林公园现有蜡梅进行了品种调查与分类,以期摸清北京鹫峰国家森林公园的蜡梅品种情况。结果表明:北京鹫峰目前栽培的蜡梅品种有13个,按照内被片紫纹的多少分为3个品种群,分别为素心蜡梅品种群(Ch.praecoxConcolor Group)、乔种蜡梅品种群(Ch.praecoxIntermedius Group)和红心蜡梅品种群(Ch.praecoxPatens Group),并分别描述了其主要特征;同时,蜡梅在北京各类园林中的应用已日趋多样。

单叶蔷薇NAC基因家族鉴定及干旱胁迫响应分析

NAC转录因子在植物胁迫应答中起关键作用,单叶蔷薇(Rosa persica)主要分布于我国新疆,研究其耐旱能力对治理荒漠地区生态问题具有重要意义。对单叶蔷薇NAC基因家族进行全基因组鉴定,分析基因家族特征和表达模式,利用RT-qPCR验证NAC基因在干旱胁迫下的表达情况。NAC基因家族的基因特征变化较大,而基因结构和基序相对保守。启动子分析表明RbeNAC在调节激素合成和适应环境胁迫方面具有重要作用。基于转录组数据分析发现RbeNAC基因的表达表现出组织特异性和对干旱胁迫的响应。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)结果表明,7个基因(RbeATAF、RbeSOG1、RbeNAC17、RbeNAC71、RbeNAC72、RbeNAC90和RbeNAC96)在根和叶中积极响应干旱胁迫。本研究鉴定了单叶蔷薇NAC基因,初步探究了不同基因可能发挥的功能,获得了7个响应干旱胁迫的候选基因,为后续开展单叶蔷薇抗逆性育种提供参考依据。

基于SSR标记的西南地区野生带叶兜兰资源遗传多样性分析

带叶兜兰[Paphiopedilum hirsutissimum (Lindl.ex Hook.f.) Stein]具有较高的观赏价值,是中国珍稀濒危保护植物。为了研究中国西南地区野生带叶兜兰资源的遗传特性,促进野生带叶兜兰资源的保护和利用,本研究利用SSR分子标记技术对中国西南地区广西、云南、贵州3省(区)收集的6个居群190份带叶兜兰资源进行遗传多样性和群体遗传结构分析。结果表明:从115对引物中共筛选出10对扩增效果好的引物,10对SSR引物在190份带叶兜兰中共检测到50个等位基因,平均每个位点等位基因(N_(a))为5个,平均有效等位基因数(N_(e))为2.4835个;平均Shannon信息指数(I)为0.8592,平均观测杂合度(H_(o))为0.4518;平均期望杂合度(H_(e))为0.4387,平均Nei’s基因多样性指数(h)为0.4370,平均多态信息含量(PIC)为0.3996。6个野生带叶兜兰居群的N_(a)为2.8000~4.3000,N_(e)为1.9655~2.4060,H_(o)为0.3891~0.4839,H_(e)为0.3795~0.4683,Shannon信息指数(I)为0.6584~0.8369,Nei’s基因多样性指数(h)为0.3648~0.4382。广西雅长(GYC)和贵州万峰湖(QWF)居群具有较高的遗传多样性(h=0.4382,h=0.4276),广西木论(GML)居群具有最低的遗传多样性(h=0.3648)。分子方差分析(AMOVA)结果表明,遗传变异主要发生在居群内个体间(94%),而居群内遗传分化很小(6%)。基于遗传距离构建的UPGMA聚类分析结果显示,6个居群遗传距离较小,居群间遗传距离和地理位置不完全相关。Structure和主坐标分析结果表明,居群间存在均质化现象,无明显类群划分。综上,带叶兜兰资源遗传多样性较为丰富,研究结果可为中国西南地区野生带叶兜兰资源的保护和利用提供理论依据。

紫薇叶片原生质体的分离及瞬时转化

【目的】研究紫薇叶片原生质体的分离方法,并对制备的原生质体进行瞬时转化,为紫薇本源物种的基因功能分析提供技术支持。【方法】以F 1株系S047(以屋久岛紫薇(L.fauriei)为母本、紫薇品种‘Pocomoke’为父本杂交获得)及‘Ebony Embers’和‘Pocomoke’3个紫薇品种幼嫩叶片为材料,对其进行酶解,筛选最适紫薇品种,在此基础上,采用单因素试验初步筛选纤维素酶、离析酶质量浓度(5,10,15,20,25,30 g/L)及甘露醇浓度(0.4,0.6,0.8 mol/L),之后采用3因素3水平正交试验筛选纤维素酶(10,20,30 g/L)、离析酶(3,5,7 g/L)和果胶酶(2,4,6 g/L)的最适质量浓度,确定分离紫薇原生质体的最优条件。用聚乙二醇(PEG)介导法将质粒pSuper1300::GFP转化紫薇原生质体。【结果】分离原生质体的最适紫薇品种为S047株系,其在酶解过程中无褐化现象,分离液呈明亮绿色,可得到完整的原生质体;其他2个品种未分离到原生质体。单因素试验结果显示,最适的纤维素酶质量浓度为15~20 g/L,离析酶质量浓度为5~10 g/L,甘露醇浓度为0.6 mol/L。正交试验结果表明,10 g/L纤维素酶、5 g/L离析酶、4 g/L果胶酶和0.6 mol/L甘露醇混合液为最佳酶解溶液,在黑暗条件下酶解紫薇幼嫩叶片5 h,可成功分离出紫薇原生质体,其产量达28×10^(5)g^(-1),破损率为14%。将纯化的原生质体进行PEG介导的转化后,在激光共聚焦荧光显微镜下观察到绿色荧光信号,表明基因转化成功。【结论】获得了紫薇叶片原生质体分离体系,并成功进行了基因瞬时转化。

观赏植物花斑形成调控机制的研究进展

花瓣上出现的独特色彩图案又称花瓣彩斑(花斑),花斑不仅是植物重要的观赏性状,还能起到吸引昆虫、抵御天敌和适应环境变化等多种作用,在生物进化上具有重要的意义。本文综述了近年来观赏植物花斑形成的相关进展,总结了花斑形成的遗传规律和影响因素。重点描述了色素合成途径结构基因和转录因子在花斑形成中的重要作用,即结构基因的时空特异性表达和竞争机制,促进了不同种类的色素在花瓣中差异积累;而转录因子通过直接或间接调控结构基因的定位表达参与花斑的形成。此外,本文还归纳了观赏植物花斑形成中的其他调控机制,如转录后调控、翻译后调控和甲基化等,汇总了花斑形成的分子调控网络,以期为观赏植物花斑形成的分子机理研究提供新视角。

八棱海棠种子超低温保存中含水量对糖代谢的影响

含水量是影响种子超低温保存效果的关键因素,而其作用机制尚不完全清楚。为探讨含水量对种子超低温保存生活力的影响途径,该研究以八棱海棠种子为材料,通过硅胶干燥法获得不同含水量的种子,测定超低温保存后种子生活力、糖含量及相关酶指标的变化并分析相关性。结果表明:(1)超低温保存15 d后,不同含水量种子生活力不同,随着种子含水量的降低,种子生活力呈现先升高后降低的趋势,含水量为9.02%的八棱海棠种子生活力最高,为53.33%;超低温保存120 d后,种子生活力随着含水量下降一直升高,含水量为6.40%生活力最高,为27.78%。这表明八棱海棠种子含水量对超低温保存后的生活力有明显影响,但受液氮保存时间影响,随着液氮保存时间的延长,最适含水量降低。(2)相关分析显示,超低温保存后种子含水量与生活力呈极显著负相关(r=-0.82);与果糖和蔗糖含量、酸性转化酶、果糖激酶呈显著负相关,而种子萌发率与这些指标呈显著正相关。这表明种子含水量通过影响酸性转化酶活性而影响蔗糖和果糖含量,进而影响蔗糖代谢,响应低温和脱水胁迫,最终导致生活力差异。种子生活力还受到介导果糖激酶的果糖代谢影响。此外,海藻糖也是种子应对脱水和低温胁迫重要的调节物质之一。综上表明,八棱海棠种子不同含水量对其超低温保存后生活力有明显影响,并与蔗糖和果糖代谢差异有关。该研究为揭示种子超低温保存机制提供了理论参考。

单花、有侧花牡丹品种花芽分化特点及内源激素变化

为比较单花牡丹品种‘梨花粉’、有侧花牡丹品种‘姊妹游春’和‘云鄂粉’的花芽分化进程、形态特征差异及花芽分化期内源激素的变化,该研究通过解剖和石蜡切片,观察‘梨花粉’‘姊妹游春’和‘云鄂粉’的花芽分化过程,采用酶联免疫吸附分析法测定不同分化阶段‘梨花粉’和‘姊妹游春’的生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA_(3))及玉米素核苷(ZR)的含量。结果表明:(1)‘梨花粉’花芽分化仅6个时期;有侧花品种‘姊妹游春’和‘云鄂粉’花芽分化为11个时期,顶花原基先分化,侧花原基后分化。(2)叶原基分化期至苞片原基分化期,‘姊妹游春’和‘梨花粉’花芽中ABA、GA_(3)及ZR的含量均升高,IAA含量降低;‘姊妹游春’侧花原基分化起始阶段,ABA、GA_(3)含量降低,ZR、IAA含量升高。(3)‘梨花粉’ABA/IAA比值在形态分化期时最低。综上认为,有侧花牡丹品种花芽分化比单花牡丹品种早,分化时间长,顶花和侧花部分花器官分化期重叠;较高水平的ZR、IAA以及较低的ABA、GA_(3)有利于启动侧花原基分化。该研究结果为牡丹长花期育种提供了参考依据。