目的:为丰富呼伦贝尔地区园林植物多样性,筛选出观赏价值高、具有地域特色的乡土花卉种类.方法:采用 AHP法对呼伦贝尔草原230 种野生花卉进行综合评价.选取花果观赏价值、茎叶观赏价值和开发价值 3 个方面共13 个评价指标,建立呼伦贝尔草原野生花卉综合评价模型,利用层次分析软件在构建判断矩阵的基础上,计算各评价指标总权重,并通过野外观测结果对评价指标进行赋分,最后计算每种植物的综合得分,并进行分级.结果:① 各约束层对目标层的权重大小排序为花果观赏价值>开发价值>茎叶观赏价值.② 13 个标准层评价因素中,花果色、花径、抗逆性、花果量和株型对野生花卉的观赏性影响最大.结论:根据评价结果,呼伦贝尔草原野生花卉被评为Ⅰ级的花卉如苦马豆、掌叶白头翁、大花剪秋萝、多叶棘豆、斑花杓兰、细叶百合、尖萼耧斗菜、大花杓兰等具有很高的观赏价值,可以大面积驯化栽培供园林观赏.被评为 Ⅱ 级的野生花卉如野鸢尾、短瓣金莲花、大花银莲花、柳兰、高山紫菀、野火球、达乌里黄芪、返顾马先蒿、紫斑风铃草、紫花野菊、美花风毛菊、红轮狗舌草和山萝花等具有较高观赏价值,可以适度地栽培利用.

大花杓兰(Cypripedium macranthos)隶属兰科杓兰属,是国家二级重点保护野生植物,与大多数杓兰属植物分布在我国西南山区不同,主要分布于我国的华北、东北和台湾等地区.多年来,过渡采挖等导致了大花杓兰种群数量和个体数目急剧下降.鉴于大花杓兰特殊的分布格局和濒危现状,选择过去、当前和未来8个气候情景,利用MaxEnt物种分布模型结合38个环境变量及来源于数据库和最新实地调查的80个分布位点进行建模,分析了影响大花杓兰分布的关键环境变量,预测了其在当前、过去和未来气候情景下的适生区及其分布中心和迁移趋势.结果表明:当前情景下,大花杓兰适生区主要分布在我国东北和华北地区.影响其分布的5个关键环境变量分别是:UV-B最强月份均值(UV-B3,贡献率:54.0％)、森林覆盖率(FOR,贡献率:14.3％)、降水量季节性变化(BIO15,贡献率:7.4％)、温度季节性变动系数(BIO4,贡献率:6.8％)和草/灌木/林地(GRS,贡献率:4.6％).其中,紫外辐射相关变量是首次被运用在杓兰属植物的适生区分布预测中,并被证实对大花杓兰的分布具有重要影响.过去3个气候情景下大花杓兰总适生区面积受冰期影响呈现先减少后增加的状态,未来4个气候情景与当前情景相比有增加的趋势.大花杓兰适生区分布中心除末次盛冰期位于河北省外,其余7个气候情景下均位于与辽宁省相近的内蒙古自治区东南部区域.气候变化背景下,采取对预测的适生区全面资源调查、生境和生长监测、科普宣教等策略对大花杓兰的保护至关重要.本研究的预测结果能够为大花杓兰甚至杓兰属植物的保育策略的制定提供理论性参考.

亲环素是一个多基因家族,在植物生命活动中发挥着重要的作用.该研究以大花杓兰(Cypripedium macranthum)为材料,采用RT-PCR技术克隆到1个亲环素基因(CyP),并对其进行生物信息学分析.结果表明:大花杓兰CyP基因的开放阅读框序列为525 bp,命名为CmCyP(GenBank登录号为MH411125),编码174个氨基酸.预测CmCyP蛋白是一个位于细胞质、相对分子量约为18 kD、理论pI为8.73、无信号肽、跨膜结构域的亲水性蛋白质.磷酸化和糖基化位点预测分析发现,CmCyP蛋白存在18个潜在的磷酸化位点和2个潜在的糖基化位点.蛋白保守结构域预测分析发现,CmCyP蛋白包含一个高度保守的肽脯氨酰顺反异构酶结构域,属于单结构域亲环素.对二级结构进行预测分析发现,CmCyP蛋白中存在无规卷曲70个、延伸链56个、α-螺旋23个、β-折叠25个,这4种结构元件在三级结构中也有体现.系统进化树结果显示,大花杓兰CmCyP蛋白与铁皮石斛(Dendrobium catenatum)和万带兰(Vanda hybrid cultivar)的CyP蛋白的亲缘关系较近.该研究首次克隆了大花杓兰亲环素基因(CmCyP),为进一步探讨CmCyP基因的生物学功能奠定了基础.

RT-PCR结合RACE技术,克隆到1个全长2079 bp的大花杓兰钙依赖蛋白激酶基因CmCDPK,cDNA为1491bp,编码496个氨基酸.CmCDPK是1个具有CDPKs典型的Ser/Thr蛋白激酶保守结构域、含1个跨膜结构域、无信号肽、稳定的亲水性蛋白.CmCDPK二级结构主要由α-螺旋和无规卷曲构成.相对于其他植物CDPKs,CmCDPK与小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛的亲缘关系更近.通过DNA重组技术将CmCDPK片段克隆到pBI121质粒上.PCR、酶切及DNA测序的结果表明,重组质粒pBI-CmCDPK包含1个1491 bp的CmCDPK片段,且核苷酸序列及插入方向完全正确.本研究首次克隆了大花杓兰CmCDPK基因,并成功构建了植物过表达载体pBI-CmCDPK,为CmCDPK基因在烟草中实现遗传转化和功能研究奠定基础.