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1. chinaXiv:201906.00071 [pdf]

罗汉果叶片挥发性成分与访花昆虫:雌雄株差异及其生态影响

朱晓珍; 卢清彪; 胡兴华; 邓涛; 段云博; 方振名; 黄仕训
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

为探究罗汉果(Siraitia grosvenorii) 自然授粉不良的形成原因,对其雌株和雄株的访花昆虫及叶片的挥发性成分进行了比较分析。采用定点定时方法调查罗汉果雌雄株访花昆虫,同时以GC-MS 分析雌雄株叶片的挥发性成分。结果表明:在雄株观察到访花昆虫102 种,分属8目29 科,其中包括了蜜蜂科、眼蝶科、夜蛾科和天蛾科等传粉昆虫类群;在雌株观察到访花昆虫69 种,分属7 目16 科,但未观察到上述传粉昆虫类群。雄株访花昆虫的物种丰富度、多度和Shannon-Wiener 多样性均显著高于雌株(P < 0.05),Jaccard 相似性分析显示雌株和雄株访花昆虫达到中等不相似水平。在雄株叶片中鉴定出挥发性成分17 种,优势成分为萜烯类化合物,占总含量的67.31%;雌株叶片则鉴定出挥发性成分12 种,优势成分为烷烃类化合物,占总含量的44.27%。雄株具有较多特有成分,包括7 种萜烯类和3 种酯类成分,占总体成分的45.45%;雌株的特有成分较少,只包括4 种烷烃类和1 种酯类成分,占总体成分种类的22.72%。Jaccard相似性分析显示,雌株和雄株的挥发性成分总体上达到中等不相似水平,其中萜烯类和酯类的相似度更低,达到极不相似水平。进一步分析表明,在罗汉果雌雄株之间,由于挥发性化合物在优势成分上的重要差异,以及特有成分的大量存在,可能导致了它们访花昆虫类群的显著差异,并进而影响了罗汉果的自然传粉过程。

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2. chinaXiv:201906.00072 [pdf]

罗汉果内生真菌多样性研究

徐祥林; 骆海玉; 颜小婕; 卢凤来; 李典鹏
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

植物内生真菌与宿主植物互惠共生,可提高宿主植物的营养吸收、抗逆境能力以及刺激宿主植物活性物质的产生,是植物病害生物防治领域的重要研究内容之一。植物内生真菌种类繁多,通过ITS 基因序列扩增和测序分析,结合传统的形态学鉴定方法,可快速、有效鉴定内生真菌。本文采用传统形态学方法结合rDNA-ITS 序列分析,对我国重要药用植物罗汉果中的内生真菌进行鉴定,并研究其多样性,以期为后期探究内生真菌与罗汉果互作关系奠定基础。采用组织培养法分离内生真菌,从罗汉果健康植株中共分离得到150 株内生真菌,包括罗汉果雌株中的内生真菌96 株和罗汉果雄株中的内生真菌54 株。其中,122 株内生真菌经形态学结合rDNA-ITS 序列分析鉴定为9 个属,均归属为子囊菌门,包含座囊菌纲(Dothideomycetes)和子囊菌纲(Sordariomycetes)。其中座囊菌纲(Dothideomycetes)真菌包含3 科、3 属;子囊菌纲(Sordariomycetes)真菌包含6 科、6 属。优势属为刺盘孢属(Colletotrichum)和镰刀菌属(Fusarium)。罗汉果雌、雄植株不同组织中内生真菌的定殖率及分离率的变化规律均不相同,雌株中以根中内生真菌的定殖率和分离率最高,叶片中的最低;而在雄株中以叶片中的定殖率和分离率最高,根中的最低。另外,不同菌株在雌、雄两种植株的不同组织中的分布均不同,结合内生真菌群落组成的相似性比较结果,表明部分内生真菌对罗汉果雌株和雄株,以及同一植株中的不同组织均具有偏好性。不同组织中内生真菌的多样性指数在0.11-0.69 的范围,其中雌株根部的内生真菌多样性指数最高。

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3. chinaXiv:201906.00073 [pdf]

青藏高原地区山生柳遗传多样性研究

吴锦; 杨茜; 王久利;  高庆波; 张发起;  陈世龙
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

利用叶绿体非编码区片段研究分布于青藏高原地区的山生柳居群遗传多样性,对未来山生柳生态环境的保护以及对青藏高原地区物种丰富度的保护都具有指导意义。设计并筛选出cpDNA 引物5’trnG2G ~ 3’trnG(UUC)和5’rpS12 ~ rpL20,用扩增出的片段和对应的联合片段进行后续的遗传多样性分析。山生柳的联合片段检测到35 种单倍型,单倍型多态性0.626,核苷酸多态性0.00085。中性检验Tajima’s D(-2.287, P < 0.01)和Fu’s Fs(-5.295, P < 0.02)都是显著负值,推测山生柳个体数近期经历过扩张。AMOVA 分析显示,居群内和居群间遗传变异对应93.70%和6.30%,表明居群内的变异是山生柳遗传变异的主要来源。居群间遗传分化程度中等偏低(FST = 0.063),基因流(Nm)为7.439,说明山生柳各居群的基因交流非常频繁,不同地理居群间存在一定的基因流动。遗传分化系数NST(0.075)大于GST(0.068)和基于遗传距离和单倍型的UPGMA 聚类分析,表明山生柳12 个居群分为4 组且与居群的地理分布没有明显相关性。山生柳是进行有性繁殖还是无性繁殖主要受环境因素的影响,居群内变异是山生柳遗传变异性的主要来源,居群间基因交流频繁。

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4. chinaXiv:201906.00074 [pdf]

苦豆子表型性状多样性分析及综合评价

王瑗;  郁万文;  周凯;  汪贵斌;  曹福亮
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

该研究以苦豆子自然分布的内蒙、宁夏、甘肃、新疆、陕西等23 个不同地理来源(种源)的野生苦豆子种子及其播种于内蒙古鄂托克前旗同质园内的当年生植株为材料,采用方差分析、主成分分析、聚类分析等方法对种子长、宽、千粒重以及植株的叶长、叶宽、叶面积、叶形指数、苗高、地径及生物量等10 个表型性状的多样性进行了研究,结果如下:各个表型性状种源间均呈极显著差异,其中种子表型性状的变异系数为5.24%,植株表型性状的变异系数为18.34%,表明种子性状的稳定性高于植株性状。同时,10 个性状的表型分化系数均高于70%,说明苦豆子表型多样性主要来源于种源间的表型变异;各种源苦豆子种子性状的表型分化系数均值高达97.55%,且种长、千粒重分别与采集地经度、海拔和纬度等环境因子呈极显著相关性,说明种子表型性状受环境因素的影响较大;相关性分析则显示,苦豆子植株性状LL、LA 分别与种子性状TW、SL 和SW 有显著相关性,暗示表型性状中的可遗传变异影响;利用主成分和聚类分析对23 个种源苦豆子进行综合评价,筛选出生物量较大、苗高较高、千粒重较重、叶面积较大等综合表现较好的6 个种源,共分为两类,它们分别是DK、JY、WY、WH 和ETK 及YN,这为苦豆子种质资源定向开发及选育、栽培提供了一定的理论支撑和基础材料。

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5. chinaXiv:201906.00075 [pdf]

北黄花菜的开花物候及传粉特性研究

孙颖;  刘松;  李梦雨;  崔兰明;  马翠青
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

北黄花菜是百合科萱草属的优秀观赏植物材料,也是进行品种创新的极有价值的野生种质资源。该文对野生环境中北黄花菜的开花物候与传粉特性进行了连续3 年的追踪观测,力求了解其开花进程和传粉机制,以期为北黄花菜的引种栽培和资源创新发挥实际作用。研究结果表明:(1)北黄花菜种群的开花物候只有1 个高峰期。种群始花时间为5 月末,盛花期为6 月中旬,开花时间历时30 d 以上,单株花期为6~12 d。开花同步性指数(Si)分别为0.36、0.27 和0.21,种群内个体开花时间重叠程度较低。(2)北黄花菜的开花数量与坐果数呈显著正相关(P<0.05),坐果数与单株花期长度呈极显著正相关(P<0.01),单株花期长度与始花时间呈显著负相关(P<0.05),表明北黄花菜开花数量越多,其坐果数就越高(3)北黄菜的访花昆虫分属于4 目10 科共10 种。各访花昆虫的访花时间和行为区别较大。发现主要的传粉昆虫4 种,其活动范围大,活动特点与北黄花菜午后开放的规律相匹配,能够保证传粉效果。部分访花昆虫虽然活动范围小,但可以帮助植物进行自花授粉。两类访花昆虫的共同作用,使得北黄花菜的自然结实得到较大保障。

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6. chinaXiv:201906.00076 [pdf]

中国金粟兰属植物的形态多样性及地理分布

卢永彬;  蒋裕良;  覃信梅;  张强
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

金粟兰属(Chloranthus)不仅是研究被子植物起源和早期演化的关键类群之一,而且部分种类被广泛地栽培和使用。尽管前人对该属植物的形态、地理分布、分类、系统发育、化石和化学成分等开展了丰富的研究,然而,我们持续广泛的调查研究发现:以往对该属植物形态多样性、生活型和地理分布的认识仍不充分,以及该属植物中存在分类观点不统一、名实混淆、沿用错误分类信息等问题。本研究在广泛查阅标本资料和长期野外调查的基础上,对金粟兰属植物的形态多样性、生活型和地理分布格局进行了较为全面详尽地描述。形态方面,金粟兰属内花部器官尤其药隔形态是种间最有效的分类性状,其中网脉金粟兰药隔形态变异较大,疑为复合群;生活型方面,狭叶金粟兰与网脉金粟兰为常绿草本,区别于该属其它常绿亚灌木以及地上部分每年秋冬季节枯萎的多年生草本种类;地理与生境分布方面,验证了金粟兰属内最近缘的四个长药隔草本物种间的确呈显著水平替代分布格局,而一直被认为只分布在湖北宜昌和重庆奉节等地的狭叶金粟兰则在贵州和江西等地亦有分布,且该种仅生长于大江边这一特殊生境。本研究不仅丰富完善了对我国金粟兰属植物的形态多样性、生活型、地理和生境分布特点等方面的认识,而且为正确地划分和鉴别金粟兰属植物不同种类提供了更详实的依据,为进一步深入研究该属植物物种的形成、演化和特殊分布格局的成因奠定基础,也为这一类植物资源安全地可持续开发利用提供保障。

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7. chinaXiv:201906.00077 [pdf]

大花蕙兰‘红酒’×莲瓣兰‘边草素花’杂交种组培快繁技术

刘洋;  王玉英;  李枝林;  李茹
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

以大花蕙兰‘ 红酒’(Cymbidium hybridum ‘hongjiu’)× 莲瓣兰‘ 边草素花’(tortisepalum‘biancaosuhua’)F1 代杂交种原球茎和根状茎为试材,比较不同激素配比增殖分化、生根的培养基, 建立适用杂交兰组培快繁体系。结果表明: 1/2MS+6-BA1.0 mg·L-1+NAA1.0mg·L-1+AC0.05%+ 香蕉80 g·L-1 对原球茎增殖效果最佳,增殖率达307%;1/2MS+6-BA1.5mg·L-1+NAA1.0 mg·L-1 +AC0.05%+ 香蕉80 g·L-1 有利于原球茎分化, 分化率为82% ;1/2MS+TDZ2.0 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1+AC0.05%+香蕉80 g·L-1 对根状茎增殖分化效果最佳,增殖率为293%,分化率为79%;1/2MS+IBA0.5 mg·L-1+NAA0.3 mg·L-1+AC0.05%+香蕉80 g·L-1为最佳生根培养基,生根率达84.7%,且根粗苗壮,叶色浓绿。此体系为杂交兰种苗规模生产提供了技术支持。

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8. chinaXiv:201906.00078 [pdf]

山芝麻提取物对10 种植物病原真菌的抑菌活性初探

梁财; 陈颖;  李昌恒;  宋祥民;  谢昌平;  朱朝华;  孙然锋
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

该文采用菌丝生长速率法,研究了山芝麻根、茎和叶不同溶剂萃取物在1.5 mg·mL-1 浓度下对10 种植物病原真菌菌丝生长的抑制活性,用孢子萌发法测试了山芝麻根石油醚相和乙酸乙酯相萃取物对香蕉炭疽病菌分生孢子萌发的抑制作用,用离体法测试了山芝麻根石油醚相和乙酸乙酯相萃取物对香蕉炭疽病的防治效果,并通过气相与质谱联用技术(Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS)分析了山芝麻根石油醚相和乙酸乙酯相萃取物的主要成分,测试了其中8 种主要化合物对香蕉炭疽病菌菌丝生长的抑制活性。结果表明山芝麻各部分萃取相对10 种植物病原真菌菌丝生长均具有不同程度的抑制作用,其中,在1.5 mg·mL-1 浓度下,山芝麻根石油醚相和乙酸乙酯相萃取物对香蕉炭疽病菌菌丝生长的抑制率分别为87.00%和86.14%,其EC50 分别为0.062 mg·mL-1 和0.052 mg·mL-1;浓度在2 mg·mL-1、4 mg·mL-1、8 mg·mL-1时,山芝麻根石油醚相和乙酸乙酯相萃取物对香蕉炭疽病菌分生孢子萌发相对抑制率均在70%以上;在10mg·mL-1 浓度下,山芝麻根石油醚相和乙酸乙酯相萃取物对香蕉炭疽病的防治效果分别为72.32%和59.77%;通过气相与质谱联用技术对山芝麻根石油醚相和乙酸乙酯相萃取物进行了分析,其中,山芝麻根石油醚相萃取物中共鉴定出36 种主要化学成分,山芝麻根乙酸乙酯相萃取物中共鉴定出17 种主要化学成分,选取的8 种主要化合物中,在100 μg·mL-1 浓度下,邻苯二甲酸二异丁酯和邻苯二甲酸二丁酯对香蕉炭疽病菌菌丝生长显现较高的抑制活性,抑制率分别为65.12%和68.07%,EC50分别为56.66 μg·mL-1和37.04μg·mL-1。

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9. chinaXiv:201906.00079 [pdf]

茶树CsPLK 基因的鉴定与表达分析

陈星星; 夏莹;  黄龙全;  张剑韵
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

茶树中富含茶氨酸、儿茶素和咖啡碱等重要功能成分,具有较高的价值功效。茶树在生命周期中经常遭受逆境胁迫,VB6 在植物体内参与逆境应答,吡哆醛激酶(PLK,pyridoxal kinase)是维生素B6(VB6)补救途径中的关键酶。为进一步了解PLK在茶树生物合成的功能和作用机理,本研究基于茶树基因组数据库,以龙井43 为材料,采用逆转录PCR(RT-PCR)的方法从茶树中克隆出CsPLK 的基因。该基因序列长为1179bp,编码393 个氨基酸。CsPLK 蛋白和已知物种中PLK 蛋白具有较高的同源性,都是核糖激酶超家族成员。通过构建pET-CsPLK 载体进行原核表达,并鉴定出重组蛋白有很强的催化活性。组织表达特异性分析表明,叶中的表达量比茎、根的高,在根中最低。荧光定量PCR 表示,低温诱导CsPLK 上调表达,干旱诱导CsPLK 下调表达,发现该基因在茶树中有明显的逆境应答,推测CsPLK 在茶树的生长发育、逆境胁迫发挥重要作用。

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10. chinaXiv:201906.00080 [pdf]

被子植物性系统及其可塑性

刘美; 黎云祥; 陈艳
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

繁殖是生物适合度的最终表现,有性繁殖相关性状的多态性极大地促进了物种的分化和生物多样性的维持,并影响着植物对环境变化的响应。在种群水平,被子植物的花有雌花、雄花和两性花三种性表型,三种性表型在种群中的分布和频率即定义了种群的性系统。被子植物的性系统包含了植物影响性分配和交配的相关特性,决定着雌、雄配子在种群中的频率、交配机会及交配方式,是有性繁殖的关键性状,在被子植物中表现出丰富的多态性,在种群水平有性单态和性多态两大类。性单态为被子植物的古老性状,而性多态在100多个被子植物科中独立进化产生。被子植物性系统多态性及其变化机理一直是进化生物学与生态学的热点问题之一。该文以种群水平的性多态为对象,总结了被子植物性系统的类型、表达的遗传基础、分布频率,以及遗传因子、非生物环境及交配环境对性系统表达和性分配的影响,以期为该领域的研究提供参考。

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