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具有泛化访花者的海芋特化传粉系统
编辑人员丨2024/8/10
特化传粉系统通常被认为是一种高效的植物与传粉者互作的关系,但即使是高度特化的花朵也经常接受非传粉者的访问.当前的特化传粉系统研究主要关注于植物与特定传粉者的相互作用,往往忽视了其他访花者的潜在影响.海芋(Alocasia odora)与芋果蝇属(Colocasiomyia)物种是典型的高度特化传粉互惠关系,但海芋花序仍存在许多其他的访花者类群,它们对传粉过程的影响尚不清楚.通过访花者筛除实验,本研究证实了海芋的授粉过程必须有海芋果蝇(C.alocasia)或异海芋果蝇(C.xenalocasiae)的参与.除此以外,海芋花序上还观察到包括露尾甲科、蜜蜂科、隐翅虫科和跗线螨科等类群的访花者,共计10种.繁育系统实验表明,海芋的自交不亲和性是由空间和时间上的雌雄分离造成的.因此,尽管其他访花者未直接对海芋结实率做出贡献,但它们对花粉和雄花不育区分泌物报酬的取食行为仍可能整体上减少了有效花粉资源,并与传粉者竞争报酬资源,进而间接影响有效传粉者的传粉行为.本研究为特化传粉理论提供了新视角,未来研究应更全面考虑访花者的整体作用.
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编辑人员丨2024/8/10
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露珠杜鹃繁育系统及杂交亲和性
编辑人员丨2024/6/8
为种质资源保护和乡土园林树种推广提供技术支持,对野生露珠杜鹃(Rhododendron irroratum)繁育系统和杂交亲和性进行研究,试验包括开花生物学特性,繁育系统特性,与高山杜鹃优良园艺品种杂交授粉,荧光显微镜观察授粉花粉萌发及花粉管生长过程,以及坐果率和结实率统计.结果表明:(1)露珠杜鹃开花时间为4月下旬到5月下旬,花粉活力与柱头可授粉性随开花时间的延长逐渐下降.(2)杂交指数(OCI)为3,P/O值为343.47.(3)主要传粉者为膜翅目中华蜜蜂(Apis cerana),繁育系统为兼性异交型,自交亲和,需要传粉者,属虫媒花.(4)人工控制授粉发现不存在无融合生殖,能自动自花授粉,异株异花、同株异花、自花授粉坐果率分别为46.96%、45.03%、37.16%,人工授粉平均坐果率与自然传粉坐果率基本一致.(5)露珠杜鹃作为亲本进行人工杂交授粉表现出杂交不亲和,母本花粉管中存在胼胝质栓塞,导致花粉管不能延伸至子房.通过观察发现,露珠杜鹃杂交亲和难点在于花粉管生长过程.
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编辑人员丨2024/6/8
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基于选择清除分析挖掘连翘异型花柱候选基因
编辑人员丨2024/4/13
连翘(Forsythia suspensa(Thunb.)Vahl)为多年生木本植物,花柱二型具有自交不亲和性.挖掘连翘异型花柱发育候选基因,利于揭示连翘异型花柱的进化与发育机理.对40株长花柱型与短花柱型连翘植株进行全基因组重测序,检测样本基因组的SNP变异位点,开展选择清除分析.利用遗传分化系数Fst和核苷酸多态性π ratio结合的方法筛选候选区域(前5%水平),对差异基因进行GO数据库和KEGG数据库功能注释分析,采用qRT-PCR对候选基因在花柱发育不同时期的表达量进行检测.选择清除分析显示受选择基因295个,主要在植物的生长发育以及代谢调控方面发挥重要作用.分析植物激素调节相关的部分通路,确定连翘异型花柱候选基因CYP734A1(EVM0010386)、BRH(EVM00H829)、CYCD3(EVM0018316),基因表达结果显示CYP734A1基因在连翘短花柱发育的关键时期持续高表达,露冠期BRI1与CYCD3基因表达水平在短花柱型中显著高于长花柱型.本研究挖掘的候选基因在连翘长花柱与短花柱中存在差异表达,油菜素甾醇参与了连翘异型花柱的发育,是产生连翘花柱异型的原因之一.本研究为连翘异型花柱的进化以及遗传发育调控机制解析奠定基础并提供思路.
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编辑人员丨2024/4/13
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羽衣甘蓝类受体激酶FERONIA基因克隆、表达及与相互作用蛋白分析
编辑人员丨2024/3/30
FERONIA(FER)受体激酶在有性生殖中的花粉与柱头信号识别中发挥重要作用,为分析类受体激酶FERONIA(FER)在羽衣甘蓝(Brassica oleracea var.acephala)授粉中的作用,以羽衣甘蓝自交不亲和系(S13-bS13-b)为研究材料,采用RT-PCR从柱头中克隆得到BoFER基因,获得的BoFER cDNA序列,全长2 682 bp编码893个氨基酸,其含有高度保守激酶结构域和Ser/Thr激酶结合位点.利用qRT-PCR技术对BoFER在授粉过程中的表达水平进行分析,结果发现BoFER在不亲和授粉过程其表达量逐渐升高,而在亲和授粉过程中其表达量逐渐降低.利用酵母双杂交分析BoFER与已知的自交不亲和相关蛋白的相互作用,结果显示BoFER与S位点受体激酶BoSRK13-b的激酶域存在相互作用.
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编辑人员丨2024/3/30
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新疆5个驼舌草二型花柱居群交互式雌雄异位的变异
编辑人员丨2023/12/30
异型花柱是被子植物的一种花柱多态现象,表现为具有交互式雌雄异位的花型间传粉的亲和性,以及花型内和自交的不亲和性.而同型花柱(homostyly)是在异型花柱形成与演化中出现的一种雌雄蕊同长且自交亲和的花型.驼舌草属为白花丹科中较早出现二型花柱的属,野外调查发现分布于新疆的驼舌草(Goniolimon speciosum)自然居群出现大量雌雄蕊同长(H)的花型,类似于同型花柱.该花型的产生背景是否已转变为型内和自交亲和,它与典型的长(L)/短(S)花柱型花之间的亲和性关系等问题尚不清楚.该研究对驼舌草5个自然居群的花型构成与频率、花部特征参数和柱头花粉负荷进行统计,并检测附属多态性和异型不亲和系统.结果表明,所有居群均由L、S和H三种花型构成,但在花粉纹饰和柱头表皮细胞形态上仍具二型性和严格的非选型交配,表现为花粉纹饰和柱头乳突细胞形态不同的花型间亲和,反之则不亲和.研究表明,H型花可能是由L型和S型花的雌雄蕊间距缩短所致,是花型间交互式雌雄异位变异的结果,但该花型并未转变为同型花柱.对于该物种而言,这种交互式雌雄异位的变异与生理不亲和性的转变可能相对独立.
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编辑人员丨2023/12/30
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欧报春二型花柱的繁育特性研究
编辑人员丨2023/11/11
二型花柱植物通常具有自交不亲和性,在不同植物中所表现的可育性不同.欧报春(Primula vulgaris)是典型的二型花柱植物,为了探究欧报春的繁育特性,通过温室栽培,对欧报春的长花柱和短花柱的花部特征、花粉和花柱形态、花粉活力、柱头可授性、花粉/胚珠比、杂交指数、杂交亲和性、花粉管观察进行研究.结果表明,(1)长花柱和短花柱的花冠直径、花冠筒长度、柱头高度、花药高度和花筒中部直径均表现出两型性;(2)花粉和柱头观察发现花粉极轴长、花粉赤道轴长、花柱直径、柱头乳突细胞和花粉数量均有差异;(3)长花柱的花粉/胚珠比为384.20,短花柱为369.70,属于兼性异交类型;长花柱和短花柱的花粉活力和柱头可授性能在较长时间内维持较高活力;(4)长花柱杂交指数值为5,短花柱为4,表明繁育系统类型为异交,部分自交亲和,需要传粉者;6种授粉组合均能结实,异型花间授粉的结实数明显高于同型自花授粉和异株同型授粉;短花柱为母本的异型花间授粉组合亲和性优于其他组合;欧报春存在自交不亲和性,长花柱的自交不亲和性低于短花柱.
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编辑人员丨2023/11/11
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油茶PODs基因鉴定及在自交和异交下的表达分析
编辑人员丨2023/10/21
油茶(Camellia oleifera Abel.)具有自交不亲和性(SI,self-incompatibility),自然座果率低,这严重影响油茶产量,制约了油茶产业的发展.为研究过氧化物酶(POD,peroxidase)在油茶自交不亲和反应中的作用,本研究通过逆转录克隆技术从油茶中克隆出4条POD基因,分别命名为CoPOD1/2/3/4.其基因编码区长度分别为1086、1011、1020和1218 bp,编码361、336、339和405个无跨膜结构、有信号肽的蛋白质.同源序列比对显示CoPOD1/2/3/4蛋白质之间的同源性较低,但均有过氧化物酶活性位点和过氧化酶近端血红素配体序列;系统进化树显示CoPOD1/2/3/4蛋白质与茶树(Camellia sinensis(L.)O.Ktze.)POD蛋白质的亲缘关系最近.实时荧光定量结果显示,油茶PODs基因在自交授粉后24~48h范围内呈现显著上调后又下降的趋势,在自交授粉36 h雌蕊中CoPOD1/3/4的表达量高于异交.自交授粉24~72 h油茶雌蕊内POD酶活性高于异交并在36 h达到最高值,异交授粉雌蕊内POD活性前期处于动态平衡状态,在72 h后出现明显上调,据此推测油茶PODs基因可能参与了油茶自交授粉后花粉管程序性死亡,进而参与了油茶自交不亲和反应.本研究为进一步研究油茶自交不亲和机制提供参考.
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编辑人员丨2023/10/21
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23种常绿杜鹃亚属植物种间杂交的可育性研究
编辑人员丨2023/8/6
该文对常绿杜鹃亚属(subgen.Hymenanthes)的12个亚组23种杜鹃花的64个杂交组合进行了研究,包括云锦杜鹃亚组(subsect.Fortunea)、银叶杜鹃亚组(subsect.Argyrophylla)及同亚属的其他10个亚组[杯毛杜鹃亚组(subsect.Falconera)、弯果杜鹃亚组(subsec.Campylocarpa)、麻花杜鹃亚组(subsect.Maculif-era)、粘毛杜鹃亚组(subsect.Glischra)、露珠杜鹃亚组(subsect.Irrorata)、大理杜鹃亚组(subsect.Taliensia)、树形杜鹃亚组(subsect.Arborea)、蜜腺杜鹃亚组(subsect.Thomsonia)、星毛杜鹃亚组(subsect.Parishia)、火红杜鹃亚组(subsect.Neriiflora)].结果表明:(1)常绿杜鹃亚属内的异种杂交具有很高的可育性,在64个杂交组合中可育与高可育组合56个(占87.5%),无弱可育等级.(2)不亲和与败育组合8个,不能坐果(Cab)、不能结实(Sab)和结实不发芽(Sng)之比为3:1:4,并与杂交双亲的亲缘有一定关联,初步推断同时存在前合子期不亲和(pre-zygotic incompatibility)与后合子期败育(post-zygotic abortion)的情形.(3)与相应的自然授粉比较,常绿杜鹃亚属内杂交会不同程度地导致可育性降低,但有15个组内与组间杂交组合表现了某种"超亲和"现象,尽管不能完全排除人工杂交对于结实与可育性的加强作用.(4)常绿杜鹃亚属内不同种类间杂交,存在双向可育与单向不育(unilateral sterility)现象,但未见双向不育情况.
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编辑人员丨2023/8/6
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白花鬼针草的繁殖特性及入侵性
编辑人员丨2023/8/6
白花鬼针草是一种菊科入侵植物.本研究从单个花序花期的观察、繁育系统、花粉胚珠比、自交亲和性、花粉活力、访花昆虫、种子萌发特性等方面对白花鬼针草的繁殖特性进行了分析,探讨了其与入侵性之间的关系.研究表明:白花鬼针草单个花序全部开放约5~7d,约第9天全部凋落;花粉活力在1~8d内维持在较高的水平(87.07%~93.41%);花粉胚珠比为2508,单个花序可自交亲和,亦可兼性异交,为混合交配系统,结实率高;边花(舌状花)的存在有利于结实率的提高;访花昆虫主要有粉蝶科、蛱蝶科、茧蜂科和蚁科的昆虫;对萌发率、萌发速率、萌发开始时间和萌发持续时间做因子及聚类分析,白花鬼针草种子的萌发特性可以表现为爆发型、过渡型、缓萌型、低萌型4种萌发类型,根据不同的环境条件选择不同的萌发类型.总之,白花鬼针草具有自交亲和,结实率高,结实量大,种子萌发率高、萌发速率快且具有不同的萌发策略和边花等繁殖特点,是其成功入侵的主要原因.
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编辑人员丨2023/8/6
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胭脂花及小报春钙调素类似蛋白基因CML19的克隆与表达分析
编辑人员丨2023/8/6
CML是一类重要的Ca2+响应蛋白,为了研究CML蛋白对报春花自交不亲和性的影响,该研究从胭脂花和小报春转录组数据中分别筛选出PmCML 19和PfCML19基因,并对这2个基因进行全长克隆、生物信息学分析以及基因亚细胞定位和表达模式分析.结果 发现:(1) PmCML19和PfCML19基因全长均为435 bp,所编码蛋白的氨基酸相似度达80.56%,均为酸性亲水性蛋白,包含4个EF手性结构;同源分析表明,PmCML19和PfCML19的亲缘关系与中华猕猴桃AcCML19最近,而拟南芥家族中的AtCML40与这2个蛋白的氨基酸序列相似度分别为44%和46%.(2)亚细胞定位结果表明,PmCML19和PfCML19基因在细胞核和细胞膜上均表达.(3)实时荧光定量PCR结果表明,PmCML19和P fCML 19基因在花药中的表达量均高于雌蕊;在胭脂花和小报春亲和授粉组合的雌蕊中具有较高的表达量,而在不亲和授粉组合的雌蕊中表达量显著降低.研究推测,胭脂花和小报春CML19基因与报春花的自交不亲和性密切相关,为进一步研究异型自交不亲和遗传机制提供了新思路.
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编辑人员丨2023/8/6
