目的 为了探讨不同省份基地栽培的铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)是否存在分子水平的遗传差异,为种质筛选和栽培选育提供参考.方法 通过采集 5 个省份的 30 份人工栽培铁皮石斛样品,并利用ITS及叶绿体条形码标记对其进行种水平遗传分析.结果 在种水平上,部分叶绿体条形码在不同产地的铁皮石斛上可以检测到变异,而ITS片段的种内变异少.其中trnH-psbA长度为790 bp(1 indel,2 SNP),pbsI-pbsK为473 bp(3 indel,1 SNP),trnF-ndhJ为682 bp(1 SNP);而ITS为551 bp(2 SNP).在叶绿体的NETWORK图和NJ树上可以看出,贵州的铁皮石斛样品具有特有的单倍型,而部分贵州安龙铁皮石斛样品的遗传距离与金钗石斛最接近;ITS分析的结果显示浙江的铁皮石斛样品与金钗石斛遗传距离更近.结论 贵州的铁皮石斛样品具有更高的遗传多样性,提示其可能具有多个种质来源;而贵州和浙江的铁皮石斛样品与金钗石斛的遗传距离更近,说明其在种源上可能属于进化过程中较早的一支,其他样本更有可能是由其发展而来.研究结果表明,虽然目前不能依靠种内的遗传变异对各地区的铁皮石斛进行产地区分,但可用于揭示不同地区铁皮石斛在种质来源上的遗传差异性,为铁皮石斛的栽培选育提供一定的科学依据.

癌症已成为威胁人类健康和生命的主要疾病之一.循环肿瘤DNA(ctDNA)检测作为一种实用的液体活检技术,在肿瘤诊断、靶向治疗和预后预测中具有重要的应用前景.因此,本课题研究了一种基于少层MoS2纳米片的光学生物传感器用于癌症标志物ctDNA的高灵敏检测.首先,采用剪切剥离法制备少层MoS2纳米片,并对制备条件进行优化,以制备横向尺寸较大、厚度均匀的少层MoS2纳米片;其次,通过分散液吸光度的变化研究少层MoS2纳米片在高浓度盐溶液中的加速聚集沉淀行为;然后,基于MoS2纳米片对单链DNA的吸附力,研究了单链DNA对于盐诱导沉淀少层MoS2纳米片的抑制作用;最后,利用杂交形成的双链DNA从少层MoS2纳米片上脱落而导致的分散液吸光度的变化构建光学生物传感器,并通过cpDNA与不同浓度的ctDNA杂交对该传感器的性能进行检测.结果表明,当cpDNA浓度为100 nM时,浓度范围在25～100 nM的ctDNA与少层MoS2纳米片分散液的吸光度呈反比线性关系.在401和448 nm波长处时,少层MoS2纳米片分散液的吸光度与ctDNA浓度的线性回归方程分别为 Y=0.235 57-0.000 70X,R2=0.942 22 和 Y=0.212 53-0.000 50X,R2=0.951 41.所构建的光学生物传感器成功地实现了对癌症标志物ctDNA的检测;为未来的体外癌症检测和诊断提供了一种有效的传感策略.

鲁桑(Morus multicaulis)是亚洲地区栽培的重要经济作物.以鲁桑品种日本胡橙为实验材料,利用高通量测序技术对鲁桑叶绿体基因组进行测序,获得NCBI登录号(KU355297),并研究鲁桑的叶绿体基因组结构.结合前人对蒙桑(M.mongolica)、印度桑(M.indica)和川桑(M.notabilis)的研究结果,对鲁桑的系统进化关系进行了探讨.研究结果表明:鲁桑叶绿体基因组是一个典型的四部分结构,全长159 154 bp,共注释130个基因,包含85个蛋白质编码基因(18个基因在反向重复区重复)、37个转运RNA (tRNA)基因和8个核糖体RNA (rRNA)基因.生物信息学分析表明,在鲁桑中共搜索到82个SSR位点,单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸重复基序个数分别为63、7、2、9和1个,并没有发现六核苷酸;其中单核苷酸重复在鲁桑的叶绿体基因组SSR中占76.8％.采用MEGA 6.0软件,通过最大似然法和近邻结合法对包括4个桑属物种在内的15个物种的叶绿体基因组序列进行聚类分析,2种方法得到的聚类结果均为鲁桑和蒙桑聚在一起.研究结果对叶绿体基因组工程研究及桑属种间的分子标记开发和优良品种培育具有一定的参考价值.

以栽培草莓‘红颊’(Fragaria×ananassa Duch.‘Benihoppe’)新鲜幼嫩叶片为材料,利用高盐-低pH的缓冲液结合Percoll密度梯度离心分离纯化叶绿体,再用SDS-蛋白酶K法提取叶绿体DNA(cpDNA).经荧光显微镜、琼脂糖凝胶电泳和PCR扩增检测,结果表明:该方法分离的草莓叶绿体完整性高,叶绿体DNA质量好,纯度高,能够满足后续基因组测序等实验的基本要求,为草莓属及其他草本植物cpDNA的提取提供参考.

莛子藨是莛子藨属的一种多年生草本植物,主要分布在青藏高原东北部及邻近高山地区和日本,为东亚特有种.本文基于叶绿体DNA基因间隔区rbcL-accD序列,对莛子藨物种水平的序列特征、分子遗传多样性和谱系地理结构进行研究.分析结果发现该区域莛子藨种群的遗传变异主要来自于居群间(72.28％),优势单倍型(H2)广泛分布,特有单倍型分散在多个居群.居群间遗传分化系数NsT ＜GsT,没有检测到显著谱系地理结构,而且居群间基因流较低(Nm=0.096),青藏高原及其邻近地区特殊地形和生态环境造成的地理隔离或者生境异质化可能是现有单倍型分布格局形成的原因.种群动态历史分析显示莛子藨经历过不显著的种群选择或者扩张事件,综合分析推测莛子藨居群应该是在间冰期或者冰期后从不同避难所扩散形成现在的分布格局,具体避难所还需进一步深入研究才能确认.

通过对蒙古扁桃16个居群的叶绿体DNA (cpDNA)的trnH-psbA及nrDNA ITS序列进行测序,对两种序列进化速率、核苷酸多样性及单倍型系统发育关系进行了初步研究.结果表明:蒙古扁桃cpDNA trnH-psbA序列总长度为306 bp,共得到52处变异位点,变异率达到17.05％,共检测到11种单倍型;nrDNA ITS序列总长度为662 bp,共得到6处变异位点,变异率达为0.91％,共检测到9种单倍型.经比较发现,蒙古扁桃nrDNA ITS序列较cpDNA trnH-psbA序列保守,变异速率较慢.cpDNA trnH-psbA及nrDNA ITS序列单倍型系统发育关系的各支系的支持率均较高.

中甸刺玫(Rosa praelucens Byhouwer)是云南特有的高山花卉和耐低温的月季种质资源,也是蔷薇属唯一有报道的10倍体的野生种.然而,中甸刺玫的系统位置存在较大争议,其起源也不清楚.本研究利用5S rDNA和4个叶绿体DNA(cp-DNA)片段(psbA-atpH、rbcL、rpl16和trnL-F)来构建蔷薇属的系统关系,明确中甸刺玫的系统位置;通过与近缘物种的序列比对,推测中甸刺玫的原始亲本.结果表明:蔷薇属50个种(变种)的5S rDNA序列长度为498 ～ 573 bp,变异程度随物种表现出明显差异.cpDNA片段中psbA-trnH变异较大,4个片段联合分析的矩阵长2969 bp,其中变异位点153个.基于5S rDNA的分子系统树和4个cpDNA片段联合分析的分子系统树中,中甸刺玫均与桂味组的物种聚在一起,与小叶组的刺梨亲缘关系较远,其系统位置应从小叶组移至桂味组.中甸刺玫的十倍体起源很复杂,细梗蔷薇、华西蔷薇、尾萼蔷薇、西南蔷薇和西北蔷薇是与其关系最近的野生近缘种,其原始母本最可能是尾萼蔷薇、西南蔷薇和西北蔷薇的其中之一或共同母本,细梗蔷薇和华西蔷薇极可能是其父本,而尾萼蔷薇、西南蔷薇和西北蔷薇也可能以父本的身份参与了中甸刺玫的杂交物种形成.

蔷薇科典型樱亚属植物(Subg.Cerasus Koehne)(樱花类)具有重要的观赏价值,深入研究其种间亲缘关系及分类地位,对于国产樱属植物系统发育与种质资源创新具有重要的理论指导意义.基于PCR扩增与测序技术研究了从云南、江西、福建采集的典型樱亚属3个种(含变种)的叶绿体DNA非编码区atpB-rbcL片段,结合GenBank数据库已经提交的其它4个种的同源序列,共获得7个种的30条序列矩阵,以此构建了单倍型中介网络图与系统发育树,分析和探讨了它们的亲缘关系与分类地位.(1)在atpB-rbcL序列矩阵中,774个有效位点中共发现15个多态性位点,占分析序列的1.94％,(A+T)含量为70.50％,存在明显的碱基偏好;(2)DNASP 5共检测到9个单倍型,物种间平均单倍型多样性(Hd=0.8805 ±0.026),平均核苷酸多态性(π =0.007 11 ±0.00054),除尾叶樱桃(Prunus dielsiana)外(Hap5～ Hap7),其余物种拥有各自独特的1个单倍型,具有较丰富的遗传多样性;(3)综合Network中介图与系统发育重建结果:推测磐安樱桃(P.pananensis)处于较原始的进化阶段,相比尾叶樱桃,与浙闽樱桃(P.schneideriana)亲缘关系较近;长柱尾叶樱桃(P.dielsiana var.longistyla)与尾叶樱桃互为姊妹支,并共同构成独立进化单元.综上,叶绿体atpB-rbcL片段在典型樱亚属下种间的适用效果较好,可以优先选为DNA条形码;分子证据结合形态学特征支持将长柱尾叶樱桃作为尾叶樱桃变种的处理意见,而磐安樱桃的分类地位则需要更多的证据.

The figwort genus 5crophularia L.(Scrophulariaceae) comprises 200-300 species and is widespread throughout the temperate Northern Hemisphere.Due to reticulate evolution resulting from hybridization and polyploidization,the taxonomy and phylogeny of Scrophularia is notoriously challenging.Here we report the complete chloroplast (cp) genome sequences of S.henryi Hemsl.and S.dentata Royle ex Benth.and compare them with those of S.takesimensis Nakai and S.buergeriana Miq.The Scrophularia cp genomes ranged from 152 425 to 153 631 bp in length.Each cp genome contained 113 unigenes,consisting of 78 protein-coding genes,31 transfer RNA genes,and 4 ribosomal RNA genes.Gene order,gene content,AT content and IR/SC boundary structure were nearly identical among them.Nine cpDNA markers (trnH-psbA,rps15,rps18-rpl20,rpl32-trnL,trnS-trnG,ycf15-trnL,rps4-trnT,ndhF-rpl32,and rps16-trnQ) with more than 2％ variable sites were identified.Our phylogenetic analyses including 55 genera from Lamiales strongly supported a sister relationship between ((Bignoniaceae+Verbenaceae)+ Pedaliaceae) and (Acanthaceae+Lentibulariaceae).Within Scrophulariaceae,a topology of (5.dentata+ (S.takesimensis + (S.buergeriana + S.henryi))) was strongly supported.The crown age of Lamiales was estimated to be 85.1 Ma (95％ highest posterior density,70.6-99.8 Ma).The higher core Lamiales originated at 65.6 Ma (95％ highest posterior density,51.4-79.4 Ma),with a subsequent radiation that occurred in the Paleocene (between 55.4 and 62.3 Ma) and gave birth to the diversified families.Our study provides a robust phylogeny and a temporal framework for further investigation of the evolution of Lamiales.

A new species of Rosaceae from Central China, Prunus sunhangii D. G. Zhang & T. Deng, sp. nov., is described and illustrated. The new species is placed in Prunus subgenus Cerasus by flower and fruit characteristics. It is most similar to Prunus cerasoides, but differs by having longitudinally 2-lobed apical petals, an acuminate leaf apex, 17-25 stamens, white petals, dark black drupes, brown hypanthium, and different phenology. The phylogenetic placement of this species was assessed based on morphological and molecular data. Molecular analysis (cpDNA+ ITS) corroborated its placement in subgenus Cerasus, specifically Prunus section Serrula.