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广义蕨类植物基因功能研究概述

植物学报 2024年第3期59卷 495-514页

作者：王凤攀仲昭暄陈利君舒江平严岳鸿深圳市兰科植物保护研究中心兰科植物保护与利用国家林业和草原局重点实验室深圳518114 东北农业大学生命科学学院哈尔滨150030

广义蕨类植物(石松类和蕨类)是陆生维管植物第二大类群,兼具孢子植物和维管植物的结构和生理特点,衔接陆生植物从简单到复杂的演化过程。广义蕨类植物表现出许多不同于其它植物类群的独特生物学过程,在研究植物基因组演化、器官发育、... 详细信息

广义蕨类植物(石松类和蕨类)是陆生维管植物第二大类群,兼具孢子植物和维管植物的结构和生理特点,衔接陆生植物从简单到复杂的演化过程。广义蕨类植物表现出许多不同于其它植物类群的独特生物学过程,在研究植物基因组演化、器官发育、繁殖方式及环境适应等方面是一类关键的植物类群。现代测序技术的快速发展和应用推动了广义蕨类植物全基因组测序和组装,为其基因功能研究提供了巨大便利。为充分认识广义蕨类植物基因功能研究的热点和难点,该文从多角度全面总结了广义蕨类植物基因功能研究,重点论述广义蕨类植物在器官发育、生殖过程、环境适应性和次生代谢物合成等方面的研究现状,系统阐述其在揭示广义蕨类植物特殊生物学过程中的应用及各类基因的功能。最后,对如何加快广义蕨类植物基因功能研究,并利用相关研究揭示其生物学特性和开发更广泛的应用场景提出了建议。

关键词：蕨类石松类基因功能研究生物学特性

两种珍稀白蝶兰属(兰科)叶绿体基因组比较分析

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广西植物 2024年第1期44卷 43-55页

作者：汪雨唐露邵士成马长乐李健罗艳中国科学院西双版纳热带植物园云南勐腊666300 西南林业大学园林园艺学院昆明650224 国家林业和草原局西南风景园林工程技术研究中心昆明650224 深圳市兰科植物保护研究中心(全国兰科植物种质资源保护中心) 深圳市濒危兰科植物保护与利用重点实验室兰科植物保护与利用国家林业和草原局重点实验室广东深圳518114

为理解珍稀濒危兰科植物龙头兰(Pecteilis susannae)和景洪白蝶兰(P.hawkesiana)的叶绿体基因组的基本特征,开发用于物种鉴定、保护遗传学和系统发育分析的分子标记,该研究利用二代测序技术对龙头兰和景洪白蝶兰进行浅层基因组测序,采... 详细信息

为理解珍稀濒危兰科植物龙头兰(Pecteilis susannae)和景洪白蝶兰(P.hawkesiana)的叶绿体基因组的基本特征,开发用于物种鉴定、保护遗传学和系统发育分析的分子标记,该研究利用二代测序技术对龙头兰和景洪白蝶兰进行浅层基因组测序,采用生物信息学分析方法进行叶绿体基因组的拼接、组装和注释,并与其他近缘物种进行比较基因组分析和系统发育分析。结果表明:(1)龙头兰和景洪白蝶兰的叶绿体基因组大小分别为154 407 bp和153 891 bp,由一对26 550 bp和26 523 bp的反向重复序列(IR)、84 204 bp和83 756 bp的大单拷贝区(LSC)、17 103 bp和17 089 bp的小单拷贝区(SSC)组成;均注释了111个唯一基因,包括77个蛋白质编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因。(2)在叶绿体基因组中分别鉴定出94个和92个简单重复序列(SSRs)。(3)二者之间存在706个单核苷酸多态性(SNPs)位点和152个插入缺失(InDels)位点,其中cpInDel 067等可以区分2个物种。(4)观察到1个差异较大的基因(accD)和9个高变区(rps19-psbA、matK-trnQ-UUG、psbM-psbD、trnT-UGU-ndhJ、accD-psaI、ycf4-cemA、clpP-psbB、ndhF-trnL-UAG、rps15-ycf1)。(5)系统发育分析结果显示,龙头兰、景洪白蝶兰和鹅毛玉凤花(Habenaria dentata)的亲缘关系较近。在白蝶兰属2种叶绿体基因组研究中获得的SSR位点、InDels和高变区序列可为物种鉴定、开发利用及其资源保护提供有价值的遗传信息。

关键词：龙头兰景洪白蝶兰叶绿体基因组分子标记系统发育

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深圳双扇蕨依存环境的植物群落学特征

植物研究 2024年第1期44卷 34-44页

作者：马钰琦李宇惠林琳沈悦顾钰峰王发国中国科学院华南植物园广东省应用植物学重点实验室广州510605 深圳市生态环境局大鹏管理局深圳518116 深圳市兰科植物保护研究中心深圳518114

深圳双扇蕨(Dipteris shenzhenensis)是仅在深圳分布的极度濒危(CR)植物。对该种占优势群落进行植物群落学研究分析,结果表明:深圳双扇蕨群落共有维管植物49科73属85种,优势种有深圳双扇蕨大头茶(Gordonia axillaris)、谷木叶冬青(Ilex ... 详细信息

深圳双扇蕨(Dipteris shenzhenensis)是仅在深圳分布的极度濒危(CR)植物。对该种占优势群落进行植物群落学研究分析,结果表明:深圳双扇蕨群落共有维管植物49科73属85种,优势种有深圳双扇蕨大头茶(Gordonia axillaris)、谷木叶冬青(Ilex memecylifolia)、竹叶青冈(Cyclobalanopsis neglecta)、吊钟花(Enkianthus quinqueflorus)、豺皮樟(Litsea rotundifolia var.oblongifolia)、芒萁(Dicranopteris pedata);植株个体随着树木高度增加而减少,呈现“倒J”型分布,是亚热带地区明显特点;各生活型物种多样性及均匀度指数呈现“中间高两头低”的态势;对相同地区不同群落物种多样性指数进行T检验,证明不同群落之间多样性水平无显著差异,同属生态演替的稳定阶段;生态位分析揭示了深圳双扇蕨在群落中的生存状态,说明该种并非广布种,对环境要求苛刻且对资源竞争力差,在群落演替中存在灭绝风险;种间联结分析揭示了该物种与其他优势草本的种间关系,找到了可能的互补与竞争植物。

关键词：深圳双扇蕨物种多样性群落结构群落演替生态位

长兴水韭，中国水韭属一个四倍体新种（英文）

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广西植物 2024年

作者：童玲沈佳豪赵晓严岳鸿朱渝芬武建勇顾钰峰刘兴剑江苏省植物资源研究与利用重点实验室南京中山植物园生态环境部南京环境科学研究所国家林业和草原局兰科植物保护和利用重点实验室深圳市兰科植物保护研究中心湖州市生态环境局长兴分局江苏省中国科学院植物研究所

水韭属是一类具有异形孢子的古老石松类植物，全属物种均被列入国家重点保护野生植物。该文报道了在浙江省长兴县新发现的一个四倍体水韭属居群。基于形态学、孢粉学和细胞学证据，将该物种命名为长兴水韭（Iso?tes changxingensis），... 详细信息

水韭属是一类具有异形孢子的古老石松类植物，全属物种均被列入国家重点保护野生植物。该文报道了在浙江省长兴县新发现的一个四倍体水韭属居群。基于形态学、孢粉学和细胞学证据，将该物种命名为长兴水韭（Iso?tes changxingensis），并详细描述了其形态特征。长兴水韭与保东水韭（I. baodongii）在植株形态及孢子纹饰方面都较为相似，但不同之处在于其染色体为44条，大孢子极面直径为317～411μm（平均360μm）(VS.染色体22条，大孢子极面直径390～510μm，平均450μm)。与同为4倍体的隆平水韭（I. longpingii）在孢子大小方面极为接近，不同之处在于其根状茎3裂，叶片中间宽2～3 mm，大孢子表面具棘刺-脊条状纹饰（VS.根状茎2裂，叶片中间宽度1 mm，大孢子表面具瘤状-脊条状纹饰）。该种与中华水韭（I. sinensis）的区别在于其大孢子较小，表面纹饰不同，叶片长20～60 cm(VS.大孢子极面直径340～450μm，平均409μm，具脊条状突起纹饰，叶片长15～30 cm)。长兴水韭目前仅分布于其模式产地的一处沟渠，由于其分布区狭窄，野生居群数量较少，栖息地环境受到人为干扰，根据IUCN红色名录评估标准，可将长兴水韭暂定为濒危（EN）等级。该种面临生境破坏和野外人为刈割的风险，因此很有必要开展迁地保护及野外回归等相关工作。该文编制了中国已报道的水韭属物种的分种检索表，以期为该属物种的鉴定和保护工作提供参考。

关键词：新分类群水韭属石松类植物濒危孢子纹饰水韭属检索表

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长兴水韭,中国水韭属一个四倍体新种

广西植物 2024年第4期44卷 611-618页

作者：童玲沈佳豪赵晓严岳鸿朱渝芬武建勇顾钰峰刘兴剑生态环境部南京环境科学研究所南京210042 江苏省中国科学院植物研究所南京210014 南京中山植物园南京210014 江苏省植物资源研究与利用重点实验室南京210014 国家林业和草原局兰科植物保护和利用重点实验室深圳市兰科植物保护研究中心广东深圳518114 湖州市生态环境局长兴分局浙江湖州313100

水韭属是一类具有异形孢子的古老石松类植物,全属物种均被列入国家重点保护野生植物。该文报道了在浙江省长兴县新发现的一个四倍体水韭属居群。基于形态学、孢粉学和细胞学证据,将该物种命名为长兴水韭(Isoetes changxingensis),并详... 详细信息

水韭属是一类具有异形孢子的古老石松类植物,全属物种均被列入国家重点保护野生植物。该文报道了在浙江省长兴县新发现的一个四倍体水韭属居群。基于形态学、孢粉学和细胞学证据,将该物种命名为长兴水韭(Isoetes changxingensis),并详细描述了其形态特征。长兴水韭与保东水韭(I.baodongii)在植株形态及孢子纹饰方面都较为相似,不同之处在于其染色体为44条,大孢子极面直径为317~411μm(平均为360μm)(vs.染色体22条,大孢子极面直径为390~510μm,平均为450μm)。与同为四倍体的隆平水韭(I.longpingii)在孢子大小方面极为接近,不同之处在于其根状茎3裂,叶片中间宽为2~3 mm,大孢子表面具棘刺-脊条状纹饰(vs.根状茎2裂,叶片中间宽度为1 mm,大孢子表面具瘤状-脊条状纹饰)。该种与中华水韭(I.sinensis)的区别在于其大孢子较小,表面纹饰不同,叶片长为20~60 cm(vs.大孢子极面直径为340~450μm,平均为409μm,具脊条状突起纹饰,叶片长为15~30 cm)。长兴水韭目前仅分布于其模式产地的一处沟渠,由于其分布区狭窄,野生居群数量较少,栖息地环境受到人为干扰,因此根据IUCN红色名录评估标准可将长兴水韭暂定为濒危(EN)等级。由于该种面临生境破坏和野外人为刈割的风险,因此很有必要开展迁地保护及野外回归等相关工作。该文编制了中国已报道的水韭属物种的分种检索表,为该属物种的鉴定和保护工作提供了参考。

关键词：新分类群水韭属石松类植物濒危孢子纹饰水韭属检索表

三褶虾脊兰花发育相关基因RT-qPCR内参基因的筛选

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园艺学报 2024年

作者：吴悠冀宏宇邓淑雯梁翠怡万志庭吴沙沙翟俊文福建农林大学风景园林与艺术学院兰科植物保护与利用国家林业和草原局重点实验室北京林业大学园林学院

为了推进三褶虾脊兰（Calanthe triplicata）基因表达模式的研究，使用geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder等4种算法在整花、花部各结构和混合样品中鉴定和评估了9个候选内参基因。结果显示，尽管各处理之间内参基因的稳定性排... 详细信息

为了推进三褶虾脊兰（Calanthe triplicata）基因表达模式的研究，使用geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder等4种算法在整花、花部各结构和混合样品中鉴定和评估了9个候选内参基因。结果显示，尽管各处理之间内参基因的稳定性排名略有差异，但UBQ1和UBQ2表现最为稳定。通过RT-qPCR扩增了与花发育相关的4个靶基因，结果佐证了UBQ1和UBQ2是研究三褶虾脊兰花发育基因表达的最佳内参基因。

关键词：三褶虾脊兰 RT-qPCR 内参基因稳定性评价

紫花苜蓿生长调节因子互作因子GIF基因家族的鉴定与分析

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分子植物育种 2024年

作者：张晓捷赵美丽杨振宇王志才谷丽丽新疆农业大学草业学院新疆草地资源与生态实验室深圳兰科中心兰科植物保护与利用国家林业和草原局重点实验室华南农业大学林学与风景园林学院南方石灰岩植物研究中心上海师范大学生命科学学院植物种质资源开发协同创新中心

生长调节因子互作因子GIF(GRF-Interacting Factor)是植物中一类具有SSXT(SNH)保守结构域的共转录激活因子，与生长调节因子GRF(Growth-Regulating Factor)共同参与调节植物生长发育、生殖发育、形态结构建成和逆境胁迫响应等生理过程... 详细信息

生长调节因子互作因子GIF(GRF-Interacting Factor)是植物中一类具有SSXT(SNH)保守结构域的共转录激活因子，与生长调节因子GRF(Growth-Regulating Factor)共同参与调节植物生长发育、生殖发育、形态结构建成和逆境胁迫响应等生理过程。紫花苜蓿(Medicago sativa)是重要的牧草种类，生长发育和形态结构直接影响牧草产量。前人已研究报道了紫花苜蓿MsGRF基因家族，但对GIF基因家族仍缺乏系统了解。本研究通过生物信息学分析，对紫花苜蓿“新疆大叶”(Medicago sativa cv. ‘Xinjiang Daye’)GIF基因家族进行鉴定与分析，为探究MsGIFs的功能和苜蓿遗传改良及新品种创制奠定基础。分析结果表明，在全基因组发现MsGIF基因17个，基因大小为156～702 bp，不均匀地分布在14条染色体上，可进一步分为三个亚家族。此外，MsGIFs氨基酸序列长度在51～233 aa之间，蛋白质分子量在5773.55～24996.80 Da之间，蛋白质等电点在5.07～6.49之间，均是亲水性蛋白质，亚细胞定位预测结果表明多在细胞核，与其基因表达调控功能一致。本文还对MsGIF基因家族基因结构、蛋白质二级和三级结构、启动子顺式作用元件及物种内基因共线性关系进行分析。为探究GIF在牧草生长发育和株型建成等过程中的生物学功能提供一定的参考。

关键词：紫花苜蓿生长调节因子互作因子 GIF基因家族 GRF

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荔枝和龙眼尺蛾科害虫的研究进展

昆虫学报 2024年第1期67卷 116-134页

作者：全林发陈炳旭梁盛曦乔方刘凯池艳艳姚琼广东省农业科学院植物保护研究所广东省植物保护新技术重点试验室广州510640 仲恺农业工程学院广州510550 深圳职业技术学院深圳518055

鳞翅目(Lepidoptera)尺蛾科(Geometridae)成虫多为中型蛾类,其幼虫称为“尺蠖”,是荔枝和龙眼梢期的重点防控对象之一。目前,我国已报道的危害荔枝和龙眼的尺蛾科害虫共有10种,广东省内常见的有8种,分别为:粗胫翠尺蛾Thalassodes immiss... 详细信息

鳞翅目(Lepidoptera)尺蛾科(Geometridae)成虫多为中型蛾类,其幼虫称为“尺蠖”,是荔枝和龙眼梢期的重点防控对象之一。目前,我国已报道的危害荔枝和龙眼的尺蛾科害虫共有10种,广东省内常见的有8种,分别为:粗胫翠尺蛾Thalassodes immissaria、大造桥虫Ascotis selenaria、大钩翅尺蛾Hyposidra talaca、油桐尺蛾Biston(Buzura)suppressaria、波纹黄尺蛾Perixera illepidaria、樟翠尺蛾Thalassodes quadraria、荔枝青尺蛾Berta chrysolineata hainanensis和间三叶尺蛾Sauris interruptaria。至今,国内外围绕荔枝和龙眼尺蛾科害虫开展的研究报道仅为15篇,其中粗胫翠尺蛾最多(7篇),而为害较普遍的荔枝青尺蛾和间三叶尺蛾尚未见研究报道。本文基于文献检索结果,着重综述了粗胫翠尺蛾、大造桥虫、大钩翅尺蛾、绿额翠尺蛾Pelagodes proquadraria和油桐尺蛾5个尺蛾科优势种的研究现状,并且从农业防治、物理防治、生物防治和化学防治4个方面概述了国内外荔枝和龙眼尺蛾科害虫综合治理技术研究进展。目前,尺蛾科害虫的生物防治技术研究集中于天敌的保护利用、生物源农药和昆虫性信息素的开发与应用。至今,已有粗胫翠尺蛾、大造桥虫、槐尺蛾Chiasmia cinerearia和油桐尺蛾4种尺蛾的性信息素有效组分被成功鉴定。但当前针对尺蛾科害虫仍以化学防治为主,而且我国用于荔枝和龙眼尺蛾科害虫防治的杀虫剂尚无登记,对农技推广人员指导用药提出了巨大挑战。本综述旨在帮助广大科研工作者全面了解此类害虫的研究现状,以期为尺蛾科害虫的深入研究及综合防控新技术的研发提供参考。

关键词：尺蛾科荔枝龙眼防治技术研究进展

半田间环境条件下叉角厉蝽对草地贪夜蛾幼虫的捕食能力

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环境昆虫学报 2024年第3期46卷 727-736页

作者：骆清兰张春晖李平东彭李亚覃晓陈科伟深圳市农业科技促进中心深圳518000 华南农业大学植物保护学院广州501642 深圳市瑞德安环境技术有限公司深圳518107

为科学评估我国优势天敌昆虫叉角厉蝽Eocanthecona furcellata对重要农业害虫草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的捕食作用,在笼罩条件下,采用功能反应方法评价了叉角厉蝽3龄和5龄若虫及雌成虫对草地贪夜蛾3龄和5龄幼虫的捕食能力。研究... 详细信息

为科学评估我国优势天敌昆虫叉角厉蝽Eocanthecona furcellata对重要农业害虫草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的捕食作用,在笼罩条件下,采用功能反应方法评价了叉角厉蝽3龄和5龄若虫及雌成虫对草地贪夜蛾3龄和5龄幼虫的捕食能力。研究表明,除叉角厉蝽3龄若虫不能独立捕食草地贪夜蛾5龄幼虫外,叉角厉蝽其它虫态对草地贪夜蛾幼虫的捕食量均随猎物密度的升高而增加,捕食率则随猎物密度的升高而逐渐下降,经Logistic回归方程判别为II型功能反应。拟合的Rogers’随机捕食者方程参数表明,叉角厉蝽3龄和5龄若虫及雌成虫对草地贪夜蛾3龄幼虫的瞬时攻击率a分别为0.0295、0.0453和0.0965,处置单头猎物的时间Th分别为3.98 h、1.36 h和1.21 h,理论日最大捕食量T/Th分别为6.03头、17.65头和19.83头;叉角厉蝽5龄若虫和雌成虫对草地贪夜蛾5龄幼虫的瞬时攻击率a分别为0.0545和0.0876,处置单头猎物的时间Th分别为3.67 h和4.83 h,理论日最大捕食量T/Th分别为6.54头和4.97头。结果表明,在笼罩条件下叉角厉蝽3龄若虫的捕食能力最弱,除不能有效捕食草地贪夜蛾5龄幼虫外,对草地贪夜蛾3龄幼虫的捕食量也远低于5龄若虫和雌成虫,而叉角厉蝽5龄若虫和雌成虫的捕食能力较强,能有效捕食草地贪夜蛾的3龄和5龄幼虫,两者的捕食量相近。研究结果可为合理利用叉角厉蝽防治草地贪夜蛾提供实践参考。

关键词：叉角厉蝽草地贪夜蛾半田间环境捕食功能反应捕食能力