教学课程资源库 更多>>

关键词： 堇菜属   杂交育种   亲和力  

摘要： 通过对堇菜属植物生物学特性的观察及种间杂交试验,结果表明供试品种中角堇和早开堇菜符合地被植物的标准,黄色三色堇萌芽早且发芽率最高为35.4%,角堇的花期较三色堇的花期提前14天左右,且较三色堇耐高温。14对杂交组合中,黄色三色堇×红色角堇杂交组合组合结实率最高为33.3%,组合间亲和力强。

关键词： metabolic engineering   synthetic biology   metabolic modeling   systems biology   metabolomics  

摘要： Life on earth depends on dynamic chemical transformations that enable cellular functions, including electron transfer reactions, as well as synthesis and degradation of biomolecules. Biochemical reactions are coordinated in metabolic pathways that interact in a complex way to allow adequate regulation. Biotechnology, food, biofuel, agricultural, and pharmaceutical industries are highly interested in metabolic engineering as an enabling technology of synthetic biology to exploit cells for the controlled production of metabolites of interest. These approaches have only recently been extended to plants due to their greater metabolic complexity (such as primary and secondary metabolism) and highly compartmentalized cellular structures and functions (including plant-specific organelles) compared with bacteria and other microorganisms. Technological advances in analytical instrumentation in combination with advances in data analysis and modeling have opened up new approaches to engineer plant metabolic pathways and allow the impact of modifications to be predicted more accurately. In this article, we review challenges in the integration and analysis of large-scale metabolic data, present an overview of current bioinformatics methods for the modeling and visualization of metabolic networks, and discuss approaches for interfacing bioinformatics approaches with metabolic models of cellular processes and flux distributions in order to predict phenotypes derived from specific genetic modifications or subjected to different environmental conditions.

关键词： 大树杜鹃   极小种群野生植物   遗传多样性   种群结构   种子生理   保护策略  

摘要： 大树杜鹃(Rhododendron protistum var. giganteum (Forrest) D. F. Chamberlain)为杜鹃花科(Ericaceae)杜鹃属常绿杜鹃亚属最高大的多年生乔木,分布于高黎贡山国家自然保护区腾冲县大塘站的原始森林,共有2个野生居群,植株数量不足2000株。由于大树杜鹃种群分布地的局限性和资源的稀少性,该物种已经被国家林业局列入首批极小种群野生植物保护名录,并被《中国植物红皮书》收录为Ⅱ级保护植物,但是目前关于该物种的保护生物学研究几乎处于空白状态。鉴于此,本文在对极小种群野生植物大树杜鹃资源与分布调查的基础上,通过野外调查与室内实验,对该濒危物种的生存现状、种群结构与动态、种子生理生态、种子贮藏特性、保护遗传学(AFLP和SSR)等方面进行了综合研究,分析了大树杜鹃的生存现状,并探究其濒危原因与濒危机制,在此基础上提出了适合该物种的种群保护对策与方案。主要研究结果和结论如下：1.种群结构特征与动态 通过野外调查,以种群径级结构代替年龄结构的方法研究了大树杜鹃种群的径级结构、静态生命表与种群存活曲线,并采用时间序列预测模型分析了大树杜鹃的种群动态。结果表明,大树杜鹃种群分布生境特殊且局限分布,种群数量少；现存种群幼年个体数量相对较少,中年和成年个体数量丰富,种群存活曲线趋于Deevey-Ⅲ型,总体处于衰退趋势。种群时问序列预测分析表明,大树杜鹃种群植株数量在未来2年和5年总体上呈现小幅度的增加趋势,表明其具有一定的恢复潜能。因此,建议加强大树杜鹃自然种群生境的保护与管理,维持自然种群的稳定。2.种子生理生态 通过室内试验,研究了大树杜鹃种子贮藏特性,以及不同光照、温度、外源激素以及立地条件等对大树杜鹃种子萌发的影响。结果表明,大树杜鹃种子没有休眠,温度对种子萌发率影响显著,适宜的萌发温度是15-20℃,高温(35℃)抑制种子的萌发；在黑暗条件下,种子的萌发率低于5%,表明黑暗显著抑制种子的萌发,即大树杜鹃种子萌发对光照敏感,为需光性种子；GA3浸种不仅能提高种子的萌发率,并能缩短种子萌发的时间,促进种子萌发；种子贮藏特性研究表明,大树杜鹃种子为正常性种子(orthodox seed),除贮藏时间和贮藏温度的交互作用对种子萌发率影响不显著,贮藏时间、贮藏温度及二者的交互作用对种子的初始萌发时间、平均萌发时间、50%种子萌发时间(T50)和萌发率均有显著的影响；土壤基质对种子的出苗率影响不显著,但原生境的土壤有利于幼苗生长。当种子直接播种于土壤表面,种子出苗率可以达到72.67%,可随着凋落物厚度的增加,出苗率显著下降,表明立地条件影响大树杜鹃从种子萌发向幼苗阶段的转化。 3.基于AFLP的遗传多样性与遗传结构研究 利用12对AFLP引物对大树杜鹃2个居群56个个体进行了遗传多样性与遗传结构研究。结果表明,12对AFLP引物共检测出447条带,其中298条为多态性条带,大树杜鹃在物种水平上具有较高的遗传多样性(PPB=66.67%、He=0.240和I=0.358),2个居群间遗传分化低,根据GST推导出基因流Nm为4.065,表明大树杜鹃现存居群具有较高的基因流,推测可能与该物种的生活史特征、花粉散布有关。AMOVA分析的结果显示,遗传变异大多数存在于居群内,占总遗传变异的78.00%,而2个居群间的遗传变异仅占22.00%。STUCTURE分析和PCoA分析将2个居群的56个体明显的分为2组,即2个不同的遗传分支。研究结果支持狭域分布的小种群亦能维持较高的遗传多样性的假说。 4.基于SSR的保护遗传学研究 利用14个SSR微卫星位点对大树杜鹃2个居群共60个个体的遗传多样性、遗传结构和居群历史动态进行了研究,结果表明,14个位点共检测到81个等位基因(Na),平均每个位点有5.786个等位基因。大树杜鹃在物种水平上具有较高遗传多样性(Ve=2.863、AR=5.726、Ho=0.510、He=0.602、I=1.174和PPB=100%),这与AFLP的研究结论一致；STUCTURE分析和PCoA分析将2个居群的60个体明显的分为2组,表明为2个不同的遗传分支；通过软件POPGENE v.1.32、Migrate-n v3.6.4、GeneClass v2.0和BayesAss v3.0分析发现,大树杜鹃具有较高的历史基因流和较低的近代基因流；瓶颈效应分析表明2个居群在TPM模型假设下经历了瓶颈效应,2个居群的有效居群大小都低于30,表明其不能维持足够的等位基因丰富度,处于极危状态。建议加强就地保护,维持2个残存居群生境的连续性,促进基因交流,并把近地保护和迁地保护作为就地保护的重要补充,扩大其有效居、群大小。 5.濒危机制与保护策略

关键词： 废弃采石场   生态恢复   戟叶酸模   坡柳   生态生物学特性  

摘要： 认识废弃采石场优势植物的生物学和生态学特征是采石场生态恢复的关键。本文研究了滇中废弃采石场生态恢复中优势植物戟叶酸模和坡柳的土壤种子库,种子成熟度、温度、光照对种子萌发的影响,扦插繁殖和对生境的改造作用等。初步探索石灰岩采石迹地恢复的限制因子,并从生态学角度和生物学角度提出了采石场生态恢复技术建议。 研究得到以下结果： 1、土壤种子库是滇中废弃采石场生态恢复的限制因子,对其进行生态恢复的关键是在雨季来临前人为引入土壤种子库。 2、戟叶酸模的去假种皮成熟种子在20～～～25℃需光条件下萌发率最佳。引种到滇中废弃采石场需注意：12月中旬采种,在室内常温储存,次年雨季来临前播种,种子覆土不超过1cm,覆盖无纺布以保证透气性和保水性。 3、坡柳的去假种皮成熟种子在60℃20min短时高温热冲击处理后萌发效果最佳。引种到滇中废弃采石场需注意：12月下旬采种,在室内常温储存,次年雨季来临前点播,播种前需去假种皮和60℃20min热冲击处理,覆盖无纺布以保证透气性和保水性。 4、戟叶酸模灌丛对废弃采石场的土壤温度、土壤水分、总氮、总磷有显著的改善作用,这为其他物种进入采石场恶劣的生境提供条件。

关键词： Antifeedant activity   Hibiscus tiliaceus   Inhibitor activity   Metamorphosis   Toxic activity  

摘要： The insect antifeedant and toxic activity of two marine plants, Hibiscus tiliaceus and Sonneratia caseolaris on the herbivorous insects, Spodoptera litura F. were tested in the laboratory. The crude extracts were further purified in a column and their purified fractions were assessed for their antifeedant and insecticidal activity. The leaves extracted separately with acetone yielded crude extract which showed significant antifeedant activity to the 2^nd as well as 3^rd instar larvae of S. litura. The topical application of the plant crude extracts resulted in causing toxicity to the lepidopteran pest which was not more than 50 per cent with both the plant treatments. The extracts had considerable effect on the S. litura metamorphosis in the form of a delayed pupal formation and morphogenetic abnormalities in pupae due to the larval treatment, which affected the percentage adult eclosion. The crude leaf extract possesses moderate insecticidal activity to three of the major stored product pests, the flour beetle, Tribolium castaneum H., the rice weevil, Sitophilus oryzae L. and the lesser grain borer Rhyzopertha dominica (F.). All eluted fractions from H. tiliaceus and S. caseolaris have shown excellent antifeedant activity on S. litura than crude extracts. Particularly hexane eluted fraction of the crude extracts of both the marine plants showed potent growth inhibitory activity. We infer that the marine dwelling plants H. tiliaceus and S. caseolaris extracts has good feeding inhibitor activity to S. litura and a moderate toxicity to three of the major stored product pests. © 2015, Crop Protection Research Centre. All rights reserved.

关键词： 复苏植物   旋蒴苣苔   生物学研究  

摘要： 据2015年5月14日《中国科学报》报道,中科院上海植物逆境生物学研究中心朱健康、首都师范大学教授何奕騉与美国密苏里大学研究人员合作,揭示了复苏植物旋蒴苣苔的耐旱机理,将有助于以提高植物耐旱及应激能力为目标的基因改良工作。相关论文在线发表于美国《国家科学院学报》。研究人员通过测序,获得了重要复苏植物旋蒴苣苔1.69Gb的基因组草图。基因组分析发现该植物进化过程中有

关键词： 光叶木兰   开花物候   花的雌雄性器官   传粉   结实率   生活力  

摘要： 光叶木兰(Magnolia dawsoniana)是木兰科木兰属的高大落叶乔木,特产于四川中部大渡河谷及青衣江流域,其自然分布种群数量小,繁殖更新能力弱,是四川省林业厅推荐优先保护的极小种群野生植物之一。生殖是物种繁殖的重要环节,因此对珍稀濒危植物的生殖生物学研究迫在眉睫。因此,本研究以栗子坪国家级自然保护区野生分布的光叶木兰为对象,对其开花过程、开花物候、雌雄蕊发育、传粉特性和种子特征等进行了研究,探讨了濒危原因,研究结果如下：1.光叶木兰开花过程大致可以分为五个阶段：(1)花蕾期；(2)初开期；(3)展瓣期；(4)盛开期；(5)凋谢期；光叶木兰花期2-4月,单株开花持续34-42 d,群落开花持续47-52d,高海拔群落开花时间比低海拔群落晚近半个月。2.开花过程存在二次开合现象,单朵光叶木兰花在第一天花被片展开后,在该天晚上花被片会稍合拢,第二天约10：00左右再次展开,此后,花被片完全保持展开不再闭合,直至脱落。3.光叶木兰雌雄蕊异熟,雌蕊先雄蕊成熟12h；雌蕊及雄蕊的品质都随着时间的推移下降：雌蕊表现为可授性下降,雄蕊表现为花粉生活力下降、萌发时间增长、萌发率降低。花粉量大,可达2,047,500,花粉-胚珠比为2,6546.19,属专性异交,需要传粉媒介。4.光叶木兰访花昆虫少,蜜蜂、蝇、甲虫类、毛蚊科和蓟马科五大类昆虫,访花昆虫访花频率低；花被片、雌蕊柱头黏液、花粉在不同花期吸引的昆虫有所差异,其中受花粉吸引强的昆虫为蜜蜂、蝇和甲虫。5.光叶木兰花托中间部位的部分子房常败育,果实常出现弯曲现象,结实率仅58.57%；种子质量差,饱满种子仅占46.33%,且饱满种子生活力平均60.67%；种子中还有抑制种子发芽的物质存在,不利于种子的萌发。综上所述,导致光叶木兰种群极小的主要原因是需要昆虫为其传粉但访花昆虫种类少且频率低,传粉效率低；花粉生活力低,且柱头可授性时间短；结实率低、种子生活力低且种子含有抑制类物质。

关键词： 传粉   植食   退化雄蕊   雄蕊运动   梅花草属  

摘要： 梅花草属(Parnassia L.)植物的雄蕊级联运动和多样的退化雄蕊使其成为传粉生物学极佳的研究材料。我们主要以云南丽江玉龙雪山分布的鸡肫草(Parnassia wightiana)、突隔梅花草(***)、青铜钱(***)、凹瓣梅花草(***)和云南梅花草(***)为研究对象,对它们的花部结构、开花物候、访花昆虫、退化雄蕊变异等进行观察和实验。研究过程中,我们发现昆虫(甲虫)的植食能影响鸡肫草的开花物候。对此问题,设计了实验予以探究。本研究拟在掌握该属植物的基本花形态及繁殖特性,探索雄蕊级联运动(stamen cascade movement)的生物学意义,探究退化雄蕊复杂多样的功能,深入了解甲虫啃食对植物开花物候的影响并揭示此过程中复杂的植物-昆虫关系。本研究结论:1)梅花草属植物的退化雄蕊及退化雄蕊顶端蜜腺状圆点有吸引传粉昆虫的功能;传粉昆虫在花上都是围绕着退化雄蕊转圈,有利于传粉昆虫接触到柱头或花粉;梅花草属植物的退化雄蕊能分泌花蜜作为传粉昆虫的报酬;在遇到植食者侵害时,退化雄蕊还可能保护可育雄蕊和子房。2)梅花草属植物的雄蕊有逐一运动、依次散粉的现象,鸡肫草、突隔梅花草和凹瓣梅花草生长速率几乎一致,约1-2天长出一个雄蕊,青铜钱则更为缓慢,一般两天以上长出一个雄蕊。将未散粉的雄蕊去除,会延长散粉雄蕊在花朵中心的散粉时间。雄蕊级联运动能有效增加植物的雄性适合度。3)退化雄蕊对甲虫的啃食伤害能起到一定的缓冲作用,当甲虫过多,对鸡肫草结实率与结籽率造成影响时,鸡肫草选择提前开花来减少伤害。实验结果证明植食对植物开花物候了影响,为花部特征由多种因子选择提供了新的证据。未来对花部特征的研究将强调传粉者、植食者以及环境因子的综合影响。

关键词： 耐盐植物   土壤理化性质   土壤营养成分   土壤酶活性   土壤微生物数量  

摘要： 土壤盐渍化已经成为世界性的资源问题和环境问题。全世界拥有超过25%的盐渍土,我国有80%左右的盐渍土尚未得到开发,因此,合理开发利用这一土地资源有着巨大的潜力和经济价值,系统揭示植物的耐盐机制及盐渍土的生物学修复过程对促进盐渍化土壤的可持续利用具有重要意义。本文以河北秦皇岛盐渍化土壤区为研究区域,以种植5年的10种典型耐盐植物(柽柳、西伯利亚白刺、沙枣、刺槐、榆树、盐地碱蓬、盐角草、獐茅、盐蒿、芨芨草)为研究对象分析了耐盐植物对盐渍化土壤理化性质、营养成分、微生物数量和酶活性均的影响,得到的主要结果如下:1.土壤理化性质的变化。种植耐盐植物5年后,土壤机械组成得到改善、土壤水分含量增加;土壤容重、p H值以及含盐量显著降低。与对照组(裸地)相比,降低盐渍化土壤容重能力最强的耐盐植物为盐蒿;降低盐渍化土壤p H值和含盐量能力最强的耐盐植物为柽柳;改善盐渍化土壤机械组成能力最强的耐盐植物为盐蒿、盐地碱蓬和榆树;而提高盐渍化土壤湿度能力最强的耐盐植物为盐蒿。2.土壤养分含量的变化。种植耐盐植物5年后,盐渍化土壤中的有机质、全氮含量、有效磷和速效钾含量均有所提高。与对照组试验(裸地)相比,提高盐渍化土壤有机质含量能力最强的耐盐植物为西伯利亚白刺;提高盐渍化土壤全氮含量、有效磷含量和速效钾含量能力最强的耐盐植物均为刺槐。3.土壤酶活性的变化。种植耐盐植物5年后,盐渍化土壤纤维素酶、脲酶和脱氢酶活性增强。与对照组试验(裸地)相比,提高盐渍化土壤纤维素酶活性能力最强的耐盐植物为草本植物盐地碱蓬;提高盐渍化土壤脲酶活性能力最强的耐盐植物为草本植物獐茅;提高盐渍化土壤脱氢酶活性能力最强的耐盐植物为草本植物盐角草。4.土壤微生物数量的变化。种植耐盐植物5年后,盐渍化土壤细菌、真菌、放线菌的数量都明显增加。与对照组试验(裸地)相比,提高盐渍化土壤细菌数量能力最强的耐盐植物为草本植物盐蒿;提高盐渍化土壤真菌数量能力最强的耐盐植物为木本植物柽柳;提高盐渍化土壤放线菌数量能力最强的耐盐植物也为木本植物柽柳。

关键词： LAMIACEAE   PHENOLS   CANDIDA albicans   ANTIOXIDANTS   CHEMICAL inhibitors  

摘要： The aim of this study was to reveal the phytochemical constituents, antioxidant and antimicrobial activity of Ajuga orientalis. According to the antimicrobial results, the methanol extract of A. orientalis showed a MIC value of 312.5 mu g/mL against the tested pathogenic bacterial strains. Anticandidal activity of extract was found as 156.3 mu g/mL both against Candida albicans and C. parapsilosis strains. Whereas the extract was more effective against C. tropicalis with the MIC value of 78.1 mu g/mL. The in vitro DPPH radical scavenging activity of the extract was determined as IC50= 0.4 +/- 0.02 mg/mL whereas the standard BHT IC50 was 0.01 +/- 0.00 mg/mL. Trolox Equivalent Antioxidant Capacity (TEAC) of extract was determined 1.3 mM TEAC, while BHT, 1.9 mM TEAC.