海三棱藨草[× Bolboschoenoplectus mariqueter(Tang & F.T.Wang)Tatanov]的分类学地位至今尚无定论.为明确海三棱藨草的分类学地位并探讨其与近缘种的关系,该研究分别利用1个核基因(ITS)和5个叶绿体基因(matK、ndhF、rbcL、trnL和trnL-trnF)的DNA条形码序列对海三棱藨草及其近缘种的4种21批样品进行扩增和测序,通过采用相似性搜索算法对单一序列和序列组合的物种鉴定效率进行评价,并基于贝叶斯推断方法构建系统发育树进行鉴定分析.结果表明:(1)ITS+matK序列组合的物种鉴定效率最高,为71.4％,可实现海三棱藨草及其近缘种的种间区分、鉴定.(2)基于ITS+matK序列组合构建海三棱藨草及其近缘种的系统发育树,发现同一物种的样品聚集度较好,海三棱藨草与三棱草属[Bolboschoenus(Asch.)Palla]的物种聚为一支,明显与水葱属[Schoenoplectus(Rchb.)Palla]物种分开,并且海三棱藨草与海滨三棱草[Bolboschoenus maritimus(Linnaeus)Palla]形成单系.综上所述,ITS+matK序列组合可作为海三棱藨草及其近缘种物种鉴定的最佳条形码序列,研究结果不支持海三棱藨草为天然杂交种的观点,而应将其归入三棱草属中,海三棱藨草应为海滨三棱草的异名.该研究结果为海三棱藨草及其近缘种的分类学研究提供了分子依据.

[目的]巨盘锥(Castanopsis grandicicatricata)是原产于越南中、北部的壳斗科锥属植物,现于云南屏边苗族自治县大围山地区发现一零星分布的居群.为确定该种的身份,检验原始文献基于形态学推测的近亲,并展示该种所处的系统地位.[方法]利用细胞核rRNA基因5.8S、26S间隔区ITS2与叶绿体基因rbcL分子标记重建系统树.[结果]形态上,该种壳斗4.5～6.0 cm,刺树状分枝,坚果扁球形,果脐占坚果表面积2/3,与中国已知锥属均不同.分子系统树支持形态学推测,湄公锥(C.mekongensis)是其近缘种之一.[结论]巨盘锥是中国锥属一新记录种,这对于研究中国滇东南与越南北部植物区系有重要的意义.

川柿(Diospyros sutchuensis)为极小种群和国家重点保护野生植物,分布范围狭窄,种群数量极少.目前,川柿基因组信息缺乏,在柿属(Diospyros)中的系统亲缘关系不明确.该研究通过Illumina平台对川柿叶绿体基因组进行测序,应用Getorganellev1.7.3.4和PGA软件对基因组进行组装和注释,使用DnaSP6.12.03软件进行多序列对比分析,并使用REPuter、Tandem Reapeats Finder和MISA软件进行重复序列分析,使用CodonW1.4和EasyCodemL软件分别进行密码子偏好性和选择压力分析.同时,基于4个不同的叶绿体基因组序列数据集,使用IQtree软件分析川柿与11个柿属物种的系统发育关系.结果表明:(1)川柿叶绿体基因组全长157 917 bp,包含1对26 111 bp的反向重复区、大单拷贝区(87 303 bp)和小单拷贝区(18 392 bp),GC碱基含量为37.4％.(2)川柿叶绿体基因组共注释到113个基因,包括79个蛋白编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因;共检测到49个长重复序列、27个串联重复序列和34个简单重复序列;蛋白编码基因中高频密码子31个,多数密码子末位碱基为A或U,编码亮氨酸的密码子使用最多;基因组编码区比非编码区更为保守,10个高变热点区域可作为潜在的分子标记;蛋白编码基因中有8个基因(ndhB、ndhG、ndhI、rbcL、rpoB、petB、petD、rps12)受到正选择压力.(3)系统发育分析显示,川柿与老鸦柿(D.rhombifolia)和乌柿(D.cathayensis)亲缘关系最为密切,它们与海南柿(D.hainanensis)共同形成一个单系分支.该研究结果既为川柿及柿属种质资源鉴定、遗传多样性保护以及种群恢复等提供了叶绿体基因组资源,也为阐明川柿的系统进化提供了重要的分子信息.

目的:鉴定采集到的冷水花属植物样本并测定其基因组大小.方法:用聚合酶链式反应扩增样品的ITS2、rbcL和psbA-trnH序列并测序,通过比对Nr核酸数据库确定物种;以玉米Mo17 为对照,用流式细胞术测定其基因组大小.结果:本研究采集到的冷水花植物与冷水花(Pilea notata)ITS2 序列一致性为 100%,其基因组大小约为 498.4 Mb.结论:ITS2 序列可以较好地区分冷水花属植物,采用流式细胞术可以简便地估算待测植物样品的基因组大小.

目的:建立一种快速鉴别相思子及其混淆品的特异性聚合酶链式反应(PCR)方法.方法:通过比对相思子及其混淆品的ITS2、rbcL和psbA-trnH基因序列,寻找SNP位点并设计特异性引物;筛选并优化反应体系及反应条件;同时进行方法学考察和可行性验证.结果:在psbA-trnH的序列区域设计特异性引物,仅有相思子DNA基因组能扩增出约200～300 bp的目标条带,而在同样条件下,混淆品均无此条带.结论:该研究所建立的相思子特异性PCR方法可快速、准确地鉴别相思子及其混淆品,具有推广应用的价值.

中华蜜蜂为多种植物传粉,具有重要的生态服务价值.为进一步了解中华蜜蜂选择蜜粉源植物的多样性与特征,采用聚合酶链式反应(PCR)、DNA条形码、高通量测序等技术,研究了源自陕西宝鸡、贵州望谟和广西凤山蜂巢蜜中的花粉来源.通过对样品花粉rbcL基因片段扩增及测序、分析,发现各样本间可操作分类单元(OTU)水平上蜜粉源植物Alpha多样性指数无显著差异,同一地点样品不同重复间存在较高的相关性,而不同地区样本相关性较低.三地共鉴定出27目46科71属82种蜜粉源植物,其中宝鸡市、望谟县、凤山县样本中分别鉴定出57种、30种和40种,各地蜜粉源植物的物种组成存在较大差异.这些蜜粉源植物中,菊目植物种类最多,其次为毛茛目,分别有12种和7种.其中草本植物和木本植物(含乔木、灌木和木质藤本等)分别有44种和38种.研究对蜜粉源植物花序特点进行了分析,但并未发现相关性状对中华蜜蜂选择具有的影响.从属的区系成分分析,总体上温带分布区类型的植物属多于热带分布区类型的属,所占比例分别为46.5％和36.6％,但在凤山县样本中出现热带分布区类型多于温带分布区类型的情况.在不同样品中,红足蒿(Artemisia rubripes)、向日葵(Helianthus annuus)、芜青(Brassica rapa)、粗糠柴(Mallotus philippensis)、枇杷(Eriobotrya japonica)等分别占有一定优势,其与中华蜜蜂的关系值得进一步研究.根据蜜粉源植物的系统进化关系,中华蜜蜂访问的蜜粉源植物处于不同进化地位的分支,其中在菊类分支和蔷薇类分支比较集中.研究揭示了中华蜜蜂传粉植物组成特点,为进一步认知中华蜜蜂传粉服务功能的重要性提供依据.

目的 应用DNA条形码技术对中药辛夷及其近缘种进行分子鉴定,建立快速、准确、便捷的辛夷药材鉴定方法.方法 提取 21 份辛夷药材基原植物及其近缘种基因组DNA,扩增ITS、ITS2、psbA-trnH、matK和rbcL基因序列并进行双向测序;运用MEGA7.0 软件进行序列比对,基于Kimura-2-Parameter(K2P)模型计算种内、种间的遗传距离以评估Barcoding gap,构建邻接(NJ)系统发育树反应鉴定结果.结果 5 个引物序列中,psbA-trnH和matK序列的 2 个引物能正常扩增目的基因,测序成功率均大于98％,rbcL测序成功率较低,只有38.1％;其中matK具有最多的变异位点,psbA-trnH较matK和rbcL的Barcoding gap明显;NJ系统发育树显示,psbA-trnH+matK组合条形码序列能够准确鉴别 9 个品种,将辛夷药材及其近缘种很好地区分,并首次将其应用到玉兰嫁接砧木品种的分子鉴定.结论 应用psbA-trnH+matK的序列组合能够实现辛夷药材的准确鉴定,并且可以应用于玉兰嫁接砧木品种的快速鉴别.

本研究以抗、感烟草品系JYH、CBH为试验材料,分析赤星病胁迫对光合作用和核酮糖-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)、核酮糖-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶(RCA)活性及基因表达的影响.结果表明,胁迫 9 d,JYH的光合作用及Rubisco、RCA活性、基因表达水平和蛋白含量受到明显抑制.赤星病胁迫显著降低CBH的光合作用及Rubisco、RCA活性和蛋白含量,Rubisco大、小亚基基因(rbcL、rbcS)、RCA基因(rca)的相对表达量也持续下降.JYH的Rubisco、RCA活性、基因表达水平和蛋白含量均显著高于CBH.相关性分析结果显示,Pn与Rubisco、RCA活性及基因表达量呈显著、极显著正相关.在赤星病胁迫下,JYH可维持较高的Pn与Rubisco、RCA活性,从而具有较强抗性.

研究利用扫描电镜和HE染色技术来观察青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)的肠道显微结构,并通过DNA宏条形码技术,对其食性特点进行分析.研究结果表明,青海湖裸鲤前、中、后肠的组织结构层次清晰且差异明显,从内向外依次由黏膜层、黏膜下层、肌层和浆膜层四层组成,因缺乏黏膜肌,光镜下仅有三层膜结构清晰可见,从前肠至后肠肠腔逐渐减小,黏膜皱褶高度显著降低(P＜0.05),宽度显著增加(P＜0.05),杯状细胞、分泌孔及分泌物颗粒的数量也相对减少;18S rDNA和rbcL基因DNA宏条形码测序分析结果显示:青海湖裸鲤肠道内容物测序获得51656个OTU,剔除鱼类自身序列、细菌、古菌及真菌的序列后共39031个OTU注释为43门、114纲、282目和435科.在门水平上主要以链型植物门(53.73％)、硅藻门(23.19％)、p_unclassified_d_Eukaryota(11.14％)、丝足虫门(6.67％)、p_unclassified(1.93％)和轮虫动物门(0.67％)为主,纲水平上,主要以真藓纲(35.79％)、硅藻纲(23.05％)、双子叶植物纲(18.03％)和金藻纲(3.36％)为主.由此可见青海湖裸鲤主要食物组成为真藓类、硅藻类、双子叶植物类、金藻类、丝足虫类、轮虫类及未确定分类的物种.综上所述,青海湖裸鲤的肠道组织结构具有特异性和杂食性鱼类肠道结构的共性,且DNA宏条形码食性分析结果也证实青海湖裸鲤属于杂食性鱼类,其中还有许多未知种类的食物.研究阐明了青海湖裸鲤肠道结构和食性的特点,为青海湖裸鲤的人工繁育和进一步保护提供了基础的科学依据.

目的:筛选硅藻叶绿体核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶大亚基(large subunit of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase oxygenase,rbcL)基因的特异性引物,建立溺死尸体组织内硅藻rbcL基因的聚合酶链式反应-毛细管电泳(polymerase chain reactioncapillary electrophoresis,PCR-CE)检测方法,探讨在溺死诊断中的应用价值.方法:采用荧光标记引物扩增硅藻rbcL基因,对21种标准藻株、5种浮游水生标准菌株、3种人体共生标准菌株和人类DNA扩增产物进行PCR-CE检测,验证引物特异性和灵敏度.检测溺死尸体组织样本中硅藻,并比对微波消解-真空抽滤-自动扫描电镜法(microwave digestion-vacuum filtration-automated scanning electron microscopy,MD-VF-Auto SEM)检测结果.结果:使用引物ND-rbcL对21种标准藻株、5种浮游水生标准菌株、3种人体共生标准菌株和人类DNA进行扩增,其中舟形藻、菱形藻、小环藻、变异直链藻、针杆藻和骨条藻6种硅藻的CE检测结果为阳性,DNA片段为197 bp,其他为阴性.6种硅藻DNA检测阳性的灵敏度分别为0.502、0.117、0.029、0.042、0.275和0.215 ng(20 μL扩增体系).PCR-CE方法检测35例尸体(3例陆地正常死亡尸体,2例水中发现非溺死尸体,30例溺死尸体)的组织样本,肺脏、肝脏和肾脏硅藻检出率分别为100％、63.3％和53.3％,检测总阳性率为83.3％.当溺水死亡尸体脏器组织内硅藻含量＞10个/10 g时,使用MD-VF-Auto SEM方法检测,其检测总阳性率为100％,PCR-CE方法检测,其检测总阳性率为92.6％,两者对检测溺死尸体脏器中硅藻阳性率无统计学差异(x2=2.077,P=0.491);当硅藻含量＜10个/10 g时,PCR-CE方法检测为阴性,与MD-VF-Auto SEM方法检测溺死尸体各种脏器中硅藻阳性率具有统计学差异(P＜0.05).结论:基于ND-rbcL引物建立的PCR-CE法能快速检测硅藻rbcL基因,所需检材量小,易于推广,在溺死诊断中有较好地应用前景.