中国科学院昆明植物研究所
《Plant Diversity》2018年第5期文章中文简介发布
文章来源:科技信息中心     发布时间:2018-11-08

  Plant Diversity2018年第5期即将出版,为让读者们更好地了解即将发表的文章,中国科学院昆明植物研究所《Plant Diversity》编辑部将第5期每篇文章以中文简介的形式推送给读者,让读者能第一时间了解相关内容。 

  Seasonal comparison of bacterial communities in rhizosphere of alpine cushion plants in the Himalayan Hengduan Mountains 

  Shuai ChangJianguo ChenJianqiang SuYang YangHang Sun 

  高山垫状植物与其他物种之间的正向关联已经被广泛地研究。但是,几乎所有已发表研究均聚焦在大型生物之间的关联上。偶有关于高山垫状植物与根际微生物之间关联的研究,也基本局限于植被生长季节中。在这篇研究中,作者欲探寻高山垫状植物对根际微生物群落的积极影响是否会随季节而变化。研究采用对细菌16S rRNA基因V3区进行高通量测序的方法,来评估两种高山垫状植物根际细菌群落多样性与及其群落结构的季节变化。研究同时检测了高山垫状植物根际及周围裸地土壤的理化性质。研究结果表明,高山垫状植物根际的CNS、氨态氮及土壤含水量均显著高于裸地。除土壤pH之外,垫状植物根际其他土壤理化性质并无显著差异。相同微生境中的细菌多样性随季节变化不明显。高山垫状植物对于根际细菌群落具有正向作用,尽管其作用程度因垫状物种不同而有所变化。在以垫状植物为优势种的高山植物群落中,垫状植物物种和土壤总硫含量可能是影响垫状植物根际细菌群落分布及其结构的主要驱动因子。若您还想了解更详细的内容,敬请关注常帅等作者发表于Plant Diversity2018年第5期的文章“Seasonal comparison of bacterial communities in rhizosphere of alpine cushion plants in the Himalayan Hengduan Mountains”。 

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  Diversity of desert rangelands of Tunisia 

  Mouldi Gamoun Azaiez Ouled Belgacem,Mounir Louhaichi 

  植物是牧场的重要部分。然而,沙漠牧场植物多样性的重要性却时常被低估。在突尼斯,良好生态条件下的沙漠牧场比糟糕的生态条件的沙漠牧场可提供更多的服务的问题引起了争论,而这是因为优良的牧场形成了一个更多样化的植被复合体并产生较多有益的如牲畜饲料和药用植物等。突尼斯近四分之一约550万公顷的土地是牧场,其中 87% 位于干燥和沙漠地区(分别占45%和42%)。在本论文中,作者简要阐述了突尼斯沙漠牧场植物区系的丰富度。大约 135个种是沙漠牧场特有种,优势科是菊科、桑科、十字花科、藜科和豆科,它们代表了大约 50% 的突尼斯沙漠植被的植物种类。如果您对沙漠植被的内容感兴趣的话,不妨关注一下Plant Diversity2018年第5Mouldi Gamoun等作者发表的文章“Diversity of desert rangelands of Tunisia”。 

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  Fast and abundant in vitro spontaneous haustorium formation in root hemiparasitic plant Pedicularis kansuensis Maxim. (Orobanchaceae) 

  Lei Xiang Yanmei LiXiaolin SuiAirong Li 

  根部半寄生植物是寄生植物当中通过根部与寄主建立联系从而从寄主植物处吸取水分和营养,同时又保留光合能力能够部分自养的被子植物类群。吸器是寄生植物从寄主处吸取水分和营养的特征性器官,其发生是寄生植物建立寄生关系的关键步骤。前人对根部半寄生植物吸器发生和发育的研究多局限于探究吸器在受到寄主分泌物以及其他化合物的诱导下的发生过程而常忽略了对自发性吸器发生过程的探讨。自发性吸器指寄生植物在没有寄主存在以及其他化合物诱导下而自发产生的吸器,因此也常被认为是寄生植物进化的初级阶段。然而,在对已知的根部半寄生植物的研究当中,该现象发生频率低,报道种类少,因此限制了对其发生机理的进一步研究。本研究发现,列当科根部半寄生植物甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis Maxim.可以在不添加任何化学诱导物的水琼脂培养基上产生大量自发性吸器。因此本研究以甘肃马先蒿为研究对象,探究甘肃马先蒿自发性吸器在时间尺度上的发展过程,并探究蔗糖以及根系接触对其自发性吸器发生的影响。甘肃马先蒿自发性吸器最早发现于种子萌发后6天,远远早于之前报道过的根部半寄生植物自发性吸器发生时间,且大部分自发性吸器发生于侧根上。水琼脂培养基上萌发2周后甘肃马先蒿自发性吸器发生率为28.8%,平均吸器数为4/株。在水琼脂培养基中添加2%蔗糖可提高甘肃马先蒿吸器发生能力至2倍以上。单独生长的甘肃马先蒿幼苗与两株伴生的幼苗具有相同程度的自发性吸器发生能力。因此,甘肃马先蒿可能是揭示吸器发生内在成因以及根部半寄生植物进化历程的良好实验材料。如果您还想了解更多内容,敬请关注《Plant Diversity2018年第5期向蕾等作者的文章“Fast and abundant in vitro spontaneous haustorium formation in root hemiparasitic plant Pedicularis kansuensis Maxim. (Orobanchaceae)”。 

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  The first complete plastid genome of Burmannia disticha L. from the mycoheterotrophic monocot family Burmanniaceae 

  Liuqing MaPengfei MaDezhu Li 

  水玉簪科(Burmanniaceae)是单子叶植物薯蓣目(Dioscoreales)的一个热带科,包括15属约130种。水玉簪科多数为腐生植物,与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi)有关,与其相邻的自养植物形成菌根网络由此间接吸收宿主养分,也被称为菌根异养型植物mycoheterotrophs)。生境为湿热的林中或草地上,只有少数能进行光合作用。单子叶植物中典型的菌根异养型植物包括了水玉簪科、无叶莲科(Petrosaviaceae)、白玉簪科(Corsiaceae)、霉草科(Triuridaceae)、鸢尾科(Iridaceae)和兰科(Orchidaceae)的部分类群。水玉簪属(Burmannia L.)是单子叶植物水玉簪科(Burmanniaceae)中最大的属,包含了从自养到异养生活方式的约60个物种,为研究光合作用丧失对植物质体基因组进化的影响提供了一个有用的模型。 

  目前对整个薯蓣目非光合作用植物叶绿体全基因组的研究是空白的,水玉簪科的其他物种的叶绿体基因组也没有在GenBank上有公布,整个目中只有7种植物的叶绿体基因组完成测序,分别是Metanarthecium luteoviride、盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)、几内亚薯蓣(Dioscorea rotundata)、龟甲龙(Dioscorea elephantipes)、Dioscorea villosaAletris faurieiAletris spicata。因此,对水玉簪属叶绿体基因组的研究将有助于整个薯蓣目植物类群系统发育基因组学研究的开展,对解决水玉簪科的系统分类起到关键性的作用,同时也将有助于更深入地了解水玉簪科叶绿体基因组演化模式,尤其是从光合营养型到混合营养型直到完全菌根异养型等不同阶段伴随着光合作用丢失的叶绿体基因组进化模式。 

  作者利用基因组浅层测序的方法将首次获得水玉簪(Burmannia disticha L.)的叶绿体全基因组,并对它的叶绿体全基因组和薯蓣目其他已完成叶绿体基因组测序的物种进行比较分析,包括了基因组结构特征、基因含量、GC含量等。主要研究结果如下:水玉簪叶绿体基因组为闭合环状,总长度为157,480bp,有典型的4个区域:均由大单拷贝区(large single copy region, LSC),小单拷贝区(small single copy region, SSC)及两个单拷贝区隔开的 2 个反向重复区(inverted repeat, IR)组成。编码了111个不同基因,包括78种蛋白编码基因,29tRNA基因及4种核糖体RNA基因(rRNA)。总 GC 含量为34.90%IR区的GC含量(39.50%)比LSC区(32.30%)的和SSC区(28.80%)的高。更多、更详细的内容,敬请关注马刘青等作者发表于Plant Diversity2018年第5期的文章“The first complete plastid genome of Burmannia disticha L. from the mycoheterotrophic monocot family Burmanniaceae”。 

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  Mapping and breeding value evaluation of a semi-dominant semidwarf gene in upland rice 

  Xiaoqian ChePeng XuJiawu ZhouDayun TaoDiqiu Yu 

  水稻是世界上最重要的粮食作物之一,世界上近一半人口的主食就是水稻。水稻株高是重要的农艺性状,适当地降低株高对提高水稻抗倒伏性和产量提升有重要作用。但目前可利用的矮杆基因较少,矮源遗传基础狭窄。因此,发掘新的矮杆基因及矮源对水稻矮化育种十分重要。云南具有丰富的陆稻资源,水稻和陆稻在许多性状上存在着较显著的差异,因此陆稻资源可以作为进行发掘利用的基因库用于稻作育种。陈晓倩等作者发现云南陆稻品种考翁汉(KWH),是一个少有的陆稻矮杆材料,以它作为供体亲本与云南改良粳稻品种滇粳优1号(DJY1)进行杂交表现出半显性矮杆,回交获得纯合渗入系及定位群体。对它们进行表型观察,QTL定位及育种价值评价,发现位于第一染色体RM6696RM120475.2cM之间的主效QTL qDH1控制半显性矮杆性状,并且该主效QTL在降低株高的同时对产量没有明显的影响,具有一定的育种潜力。您想获得更多、更详实的内容,敬请关注陈晓倩等作者发表于《Plant Diversity2018年第5期的文章Mapping and breeding value evaluation of a Semi-Dominant Semi-dwarf Gene in Upland Rice 

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  Generation and characterization of expressed sequence tags (ESTs) from coralloid root cDNA library of Cycas debaoensis 

  Yunhua WangNan LiTing ChenYiqing Gong 

  苏铁现存种类310属,约300种,主要分布在热带、亚热带和近亚热带地区,是最古老的种子植物之一,被称为“活化石”。除了在植物进化上有重要研究价值,苏铁还与蓝细菌形成固氮共生体,在生物固氮方面也具有重要的研究价值。苏铁是裸子植物中唯一能与蓝细菌形成固氮共生体的类群,蓝细菌进入苏铁珊瑚根皮层中部形成蓝细菌层,从而形成特异的珊瑚根组织。目前,苏铁和蓝细菌的固氮机制仍不清楚,苏铁中也没有任何参与蓝细菌相互作用的基因被报导。对于像苏铁这样基因组巨大的非模式物种,建立cDNA文库进行EST测序和基因注释是发现其特定功能基因、研究其转录和表达模式的重要途径。同时,这些EST序列还可用于比较研究,为苏铁基因组的进化分析提供丰富的数据资源。 

  德保苏铁是中国西南部特有分布的一种苏铁属植株,其叶子为独特的三回羽状分叉(大多数苏铁属植物的叶子为一回羽状复叶),在园林绿化上有广阔的开发前景。本研究以德保苏铁的珊瑚根为材料,利用DSN (duplex-specific nuclease)均一化与SMART(switching mechanism at 5′ end of RNA transcript)技术, 构建均一化全长cDNA文库。经检测原始文库滴度为1.5×106 cfu/ mL,文库重组率达97%, 插入片段平均长度为1 kb。从文库中随机挑取5393cDNA克隆测序,获得5011条高质量EST序列,装备成2984unique序列,其中包括618contigs2366singlets。将获得的unique序列与NCBI非冗余蛋白库(NR)数据库进行BLASTX比对(分值≥ 55),其中2333条(80.5%unique序列发现了与其同源的序列。2984Unique sequences 还在Swiss-portKEGGCOG数据库进行了比对,成功注释的序列分别为19012255951条。938条序列在4个数据库中都能成功注释,2343条序列至少在一个数据库中成功注释,641条序列在以上4个数据库中没有一次成功注释。Gene Ontology功能分类结果表明,大约149550.1%)条unique序列得到了注释,基因类别包括了分子功能部分的2251个条目和生物过程部分的1300个条目等。通过cDNA文库中基因转录的EST的分布频率,初步估计了高水平表达基因的对应蛋白,类金属硫蛋白表达最丰富,其它表达丰富的基因包括DJ-1蛋白、植物类萌发素蛋白(Germin-like proteins,GLPs)、水通道蛋白、EARLY RESPONSIVE TO DEHYDRATION WAT1-related protein、膜类固醇结合蛋白等编码基因。主要编码与植物生长发育、生物和非生物胁迫过程起作用的相关蛋白和转录调节因子,以及一些与代谢、蛋白降解相关的蛋白编码基因。根据序列相似性比对结果,筛选得到了22个推测的植物受体样蛋白激酶的同源基因,包括植物凝集素类受体蛋白激酶、富含亮氨酸重复序列类受体蛋白激酶、溶解酶基序类受体蛋白激酶。将本文库的单一序列与来自其他植物的PUTputative unique transcripts)序列进行BLASTN比对。结果表明其与刺叶苏铁Cycas rumphii PUT(10901)的相似性最高达45.4%,其次为银杏Gingko biloba PUT(10210)和瓦氏泽米Zamia vazquezii PUT(7657),相似性达14.6%14.4%,最后为买麻藤Gnetum gnemon PUT(6193),相似性为1.7%。另外,鉴定了94个不同的2-6核苷酸简单重复单元,即微卫星位点。分别是382核苷酸重复,463核苷酸重复,84核苷酸重复,56核苷酸重复均为1个。AG/CT重复单元最多,达23个,其次为AAG/CTT ATC/ATG重复单元,分别为10个和9个。20est-SSR引物扩增到了特异目的条带。构建德保苏铁珊瑚根均一化全长cDNA文库为功能性标记开发和功能基因研究提供了丰富的信息平台。更多信息,敬请关注《Plant Diversity2018年第5期王运华等作者文章“Generation and characterization of expressed sequence tags (ESTs) from coralloid root cDNA library of Cycas debaoensis 

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       (责任编辑:李雪)

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