花粉研究的植物学意义

花粉研究的植物学意义在于:1) 花粉的生化研究可为植物分类提供依据。2) 对风媒花粉和虫媒花粉的化学成分进行比较研究,进一步研究虫媒花粉中存在那一种信息流吸引传粉昆虫具有生态学价值。3) 雄性不育被用来培育杂交种子。4) 花粉研究促进植物生理学的发展。     

油用牡丹‘凤丹’主要传粉昆虫的传粉行为比较

【目的】显花植物大多具有多种传粉者,判断最有效传粉者的直接证据是对主要传粉者的传粉效率进行研究。‘凤丹’(Paeonia ostii‘Feng Dan’)为一种新型木本食用油料植物,繁育系统为部分自交亲和、异交,需要传粉者活动才能完成授粉过程。笔者对‘凤丹’居群的访花昆虫种类及其传粉行为进行研究,旨在查清‘凤丹’主要传粉昆虫种类及其传粉效率,为提高‘凤丹’结籽率、改善种子质量、加大栽培规模提供传粉生物学参考。【方法】采用定点调查法对‘凤丹’主要传粉昆虫及其访花频率、单花停留时间、访花时柱头接触率进行观测,采用跟踪调查法对主要传粉昆虫连续两次访花的飞行距离、访固定花朵数目时的被访植株数进行观测,通过田间采集与室内镜检对主要传粉昆虫体表携粉量与单次访花后柱头花粉落置量进行统计。【结果】‘凤丹’访花昆虫主要有蜂类、蚁类、甲虫类及蝇类共4个类群,主要传粉昆虫为意大利蜜蜂(Apis mellifera)、中华蜜蜂(A. cerana)与黄熊蜂(Bombus flavescens)。意大利蜜蜂与中华蜜蜂的访花行为相似。黄熊蜂的访花频率极显著高于意大利蜜蜂和中华蜜蜂的(P<0.01),单花停留时间极显著低于意大利蜜蜂和中华蜜蜂的(P<0.01); 黄熊蜂的柱头接触率与意大利蜜蜂及中华蜜蜂的差异不显著。黄熊蜂的访花飞行距离极显著高于意大利蜜蜂和中华蜜蜂的(P<0.01),访固定花朵数目时的被访植株数极显著高于意大利蜜蜂和中华蜜蜂的(P<0.01),更能促进植株的异交授粉。黄熊蜂的体表携粉量极显著高于意大利蜜蜂和中华蜜蜂的(P<0.01),单次访花后柱头花粉落置量极显著高于意大利蜜蜂和中华蜜蜂的(P<0.01),花粉转移能力更高。【结论】黄熊蜂、意大利蜜蜂和中华蜜蜂均为‘凤丹’有效传粉昆虫,以黄熊蜂传粉效率最高,中华蜜蜂与意大利蜜蜂其次,二者具有相近传粉效率。     

乌江干流中下游鱼类DNA条形码研究

【目的】调查乌江干流中下游鱼类资源状况并初步构建乌江流域鱼类DNA条形码数据库。【方法】以COI基因作为DNA条形码,通过条形码缝隙(Barcode gap)分析、ABGD(Automatic barcode gap discovery)分析和邻接(Neighbor-joining,NJ)树构建等方法对乌江干流647尾鱼类样本进行了分子鉴定。【结果】1) 通过形态学鉴定,共鉴定出鱼类3目8科35属47种,其中鲤形目(Cypriniformes)、鲇形目(Siluriformes)和鲈形目(Perciformes)的种类数分别占全部种类数的70.21%,19.15%和10.64%。2) 非单样本物种中仅蛇鮈(Saurogobio dabryi)与银鮈(Squalidus argentatus)间不存在条形码缝隙。3) NJ树分析结果显示47个物种均各自聚为1支,ABGD分析结果显示647尾鱼类样本可划分为49个OTU,与NJ树分析结果相近。4) DNA条形码分子鉴定结果与形态鉴定结果一致。【结论】DNA条形码在乌江鱼类中的鉴定成功率为97.22%;初步构建的乌江流域鱼类DNA条形码数据库为乌江流域鱼类生物多样性保护提供了一定的科学依据和数据支持。     

凤丹繁育系统与传粉生物学研究

【目的】凤丹(Paeonia ostii)为我国新型食用油原料树种,了解其繁育系统与传粉生物学有助于成功繁殖凤丹。【方法】分别采用TTC法和联苯胺-过氧化氢法对凤丹的花粉活力与柱头可授性进行检测,利用杂交指数估算、花粉胚珠比(P/O)、去雄套袋人工控制授粉等检测繁育系统,同时野外观测昆虫访花习性。【结果】凤丹单花期4 d,群体花期17～19 d,呈现集中开花模式。花粉不具黏附性,柱头为湿型,雄蕊与柱头存在一定的空间分离。花粉寿命4 d,花粉活力第1天最高(65.21%),第2天略微下降,第3～4天急剧下降;柱头可授性在第1天较强,第2～3天最强,第4～5天开始减弱,随后逐渐失去可授性,至第8天完全失去可授性。花粉活力与柱头可授期重叠。单花具雄蕊(211±10)枚,总花粉量为159.7×10~4～576.3×10~4粒,单花胚珠数(67±3)枚,花粉胚珠比为58 940,杂交指数为4。人工控制授粉试验表明异交结果率与单果种子数量显著高于自交,不存在无融合生殖、自花自动授粉和风媒传粉。传粉昆虫有蜂类、蚁类、甲虫与蝇类,其中中华蜜蜂、意大利蜜蜂与黄熊蜂为主要传粉昆虫。【结论】凤丹繁育系统以异交为主,自交部分亲和,传粉过程需要传粉者。     

DNA宏条形码技术在动植物法医鉴定中的应用进展

DNA宏条形码技术是随着2代高通量测序技术的发展而出现的一种物种鉴别技术。该技术结合了DNA条形码技术和高通量测序技术的优点,可以对混合样本中的多物种来源进行同步鉴定。本研究介绍DNA宏条形码技术的含义以及目前的应用需求,分析DNA宏条形码技术在食品、药品监管、打击野生动植物犯罪、刑事案件侦查等司法实践中的应用现状,总结和讨论DNA宏条形码技术应用于动植物法医鉴定领域所面临的问题与挑战,对该技术的发展及应用前景进行展望。目前DNA宏条形码技术已被应用于生命科学的多个领域,但在动植物法医鉴定中的应用仍在起步阶段,虽然现在还面临着许多挑战,但随着测序技术与生物技术的发展,DNA宏条形码技术一定会在动植物法医鉴定领域实现常规化应用,为野生动植物相关犯罪活动的打击、食品药品安全性与合法性的监管提供技术支持。     

植物DNA条形码技术:机遇与挑战

DNA条形码技术是指传统分类对物种无法鉴定时,运用一条短的标准的DNA区间作为条码来进行物种鉴定的方法.目前,叶绿体基因rbcL和matK基因片断可能被用作植物DNA条形码技术的分子标记.本文回顾了DNA条形码技术的背景,植物DNA条形码技术的过程和效果.广义DNA条形码技术已被证实在中药鉴定中具有作用.同时,本文还讨论了在我国经济高速发展时期,DNA条形码技术在生物多样性保护中应用前景.     

DNA条形码技术在双翅目昆虫中的应用

双翅目昆虫为完全变态发育,多个物种幼虫和蛹形态相似、同一物种不同发育阶段数据缺乏等问题都为双翅目昆虫的物种鉴定带来困扰.DNA条形码技术的有效性已被证实,广泛应用于分类学等多个领域.本文概述了DNA条形码技术在双翅目昆虫中的应用以及对该技术和方法提出的改进.     

红树白骨壤果实中生物碱类化学成分研究

【目的】研究红树白骨壤果实中生物碱类化学成分。【方法】采用多种柱色谱和高效液相色谱分离技术,对白骨壤果实中生物碱类化学成分进行研究,运用波谱分析和文献对照方法,鉴定化学结构。【结果】白骨壤果实中分离鉴定了5个生物碱类单体化合物,分别鉴定为2(1H)-Pyrazinone-3,4-dihydro-1,3,5-trimethyl(1)、尿苷(2)、尿嘧啶(3)、indole-3-aldehyde(4)、Miazole(5)。【结论】化合物1,4-5均是首次从该种海洋植物中分离得到。     

高山植物甘青铁线莲花冠下垂现象适应性意义

以分布于高海拔地区的甘青铁线莲(Clematis tangutica(Maxim.)Korsh.)为研究对象,通过对其花朝向改变(花朵上举),研究花粉数量和质量、访花昆虫、结籽率以及种子特征的变化,从传粉者和非传粉者因素等角度探讨甘青铁线莲花期花冠下垂现象的适应意义.结果显示,花朵人工上举后,在模拟雨水冲刷条件下甘青铁线莲花粉数量和花粉萌发率显著下降,而在阳光直射条件下甘青铁线莲花粉萌发率显著下降,表明花冠下垂可以通过减缓雨水对花粉的冲刷和避免阳光直射对花粉的破坏而起到雄性生殖器官的保护作用,进而提高其雄性适合度;花朵人工上举后,甘青铁线莲的单花结籽率和种子萌发率都显著降低,表明花朵朝向改变会降低其雌性适合度;甘青铁线莲的主要传粉者为熊蜂和中华蜜蜂,在花朵人工上举后,两种传粉者的访花频率和单花停留时间与自然状态下(下垂)相比并没有差异,说明甘青铁线莲花朵朝向的变化不会影响到其主要访花昆虫对其繁殖成功的贡献.研究结果表明,甘青铁线莲花期花朵下垂现象对有效传粉昆虫的影响不大,但可以显著提高植物雄性适合度和雌性适合度,并作为一种有效的适应策略保障了其繁殖成功.     

基于Chelex-100和蛋白酶K的蚊虫足样本DNA提取技术

【目的】探索出一种蚊虫附肢(如单只足)微量DNA的提取方法,用于蚊虫分子鉴定和基因型研究。【方法】采用Chelex-100溶液和蛋白酶K结合的方法用于单只蚊虫足的微量DNA的提取。基于该方法,将不同方法保存的不同蚊种的足作为实验材料,从中提取蚊虫基因组DNA;以之为模板,扩增核糖体DNA的D2,D3,ITS2区以及线粒体COI和COII基因,并对PCR扩增产物进行测序。【结果】提取到了高质量的基因组DNA,PCR扩增获得了高质量的DNA扩增片段,进一步测序获得了高质量的序列。【结论】该方法价格便宜,操作简单方便,减少了对蚊虫样本的依赖。单只足用于DNA提取不影响对剩下的部分开展形态学等研究,可以作为蚊虫分子生物学研究中微量DNA样本提取的重要方法,也为其他昆虫微量DNA的提取提供理论依据。