The Genomic Selfing Syndrome Accompanies the Evolutionary Breakdown of Heterostyly

The evolutionary transition from outcrossing to selfing can have important genomic consequences. Decreased effective population size and the reduced efficacy of selection are predicted to play an important role in the molecular evolution of the genomes of selfing species. We investigated evidence for molecular signatures of the genomic selfing syndrome using 66 species of Primula including distylous (outcrossing) and derived homostylous (selfing) taxa. We complemented our comparative analysis with a microevolutionary study of P. chungensis, which is polymorphic for mating system and consists of both distylous and homostylous populations. We generated chloroplast and nuclear genomic data sets for distylous, homostylous, and distylous–homostylous species and identified patterns of nonsynonymous to synonymous divergence (d_N/d_S) and polymorphism (π_N/π_S) in species or lineages with contrasting mating systems. Our analysis of coding sequence divergence and polymorphism detected strongly reduced genetic diversity and heterozygosity, decreased efficacy of purifying selection, purging of large-effect deleterious mutations, and lower rates of adaptive evolution in samples from homostylous compared with distylous populations, consistent with theoretical expectations of the genomic selfing syndrome. Our results demonstrate that self-fertilization is a major driver of molecular evolutionary processes with genomic signatures of selfing evident in both old and relatively young homostylous populations.     

柯拉斯那沉香中2-(2-苯乙基)色酮类化学成分研究

为研究柯拉斯那(Aquilaria crassna Pierre ex Lecomte)沉香的化学成分。实验采用多种柱色谱方法从该沉香中分离得到9个2-(2-苯乙基)色酮类化合物,通过现代波谱学技术分别鉴定为6-甲氧基-2-[2-(3′-羟基-4′-甲氧基苯基)乙基]色酮(1)、5-羟基-6-甲氧基-2-[2-(3′-羟基-4′-甲氧基苯基)乙基]色酮(2)、tetrahydrochromone F(3)、6-甲氧基-2-[2-(3′-甲氧基-4′-羟基苯基)乙基]色酮(4)、6-甲氧基-7-羟基-2-[2-(4′-甲氧基苯基)乙基]色酮(5)、6,7-二甲氧基-2-[2-(3′-羟基-4′-甲氧基苯基)乙基]色酮(6)、6,7-二甲氧基-2-[2-(4′-甲氧基苯基)乙基]色酮(7)、6-羟基-2-[2-(4′-羟基苯基)乙基]色酮(8)、5-羟基-2-[2-(2′-羟基苯基)乙基]色酮(9)。化合物2、3和5～9均为首次从柯拉斯那所得沉香中分离得到。采用MTT法对单体化合物的细胞毒活性进行测试,测试结果表明,化合物1,2和4具有微弱的细胞毒活性。     

国产绿奇楠沉香的化学成分研究

为了解国产绿‘奇楠’沉香的化学成分,采用色谱和波谱方法从其乙醚和乙醇提取物中分离鉴定了7个化合物,分别鉴定为顺式-7-羟基菖蒲烯(1),(5R,6R,7S,8R)-2-(苯乙基)-6,7,8-三羟基-5,6,7,8-四氢-5-[2-(2-苯乙基)色酮基-6-氧代]色酮(2), 1-羟基-1,5-二苯基戊-3-酮(3),丁香树脂酚葡萄糖苷(4),(3β)-齐墩果-12-烯-3,23-二醇(5),β-谷甾醇(6)和棕榈酸-α-单甘油酯(7)。化合物1、3～5和7均为首次从沉香中分离得到,其中化合物1表现出非常甜的芳香气味。乙酰胆碱酯酶体外抑制活性测试结果表明,50μmol L~(–1)的化合物1对乙酰胆碱酯酶抑制率为(49.9±1.4)%。     

白马雪山国家级自然保护区典型森林生态系统服务

生态系统服务是近年来生态学研究的热点领域,对关键区域生态系统服务的研究具有重要意义.云南省白马雪山国家级自然保护区地处青藏高原南延部分,拥有独特的地理位置,是生物多样性保护的热点区域.本文对该保护区森林生态系统的生物量与生产力、水源涵养、营养物质循环等3项服务的功能量进行了评估.结果表明:保护区森林总生物量2215.86×104t,生产力171.84×104t·a-1;水源涵养量11964.56×104m3;N、P、K年吸收量分别为26025.94t、2638.57t、12016.85 t.研究表明,保护区森林生态效益显著,对于维持当地以及周边地区的生态安全具有重要意义.     

SSR与SRAP标记在玉米品种鉴定中的比较研究

利用SSR标记和SRAP标记对19个玉米品种及8份莱农15样品进行了分析,比较了2种标记的分辨能力及在亲缘关系和杂交种纯度鉴定中的表现.与SSR标记相比,SRAP标记用于玉米品种鉴定扩增住点数量更多,PIC值更高,具有更高的分辨率;在亲缘关系分析方面,SSR检测的遗传距离变幅更大,2种标记计算的遗传距离呈极显著正相关,分类结果基本一致;在杂交种纯度检测中,SRAP标记的期望位点在杂交种群体中检测率高于SSR标记相应位点,检测杂交种纯度结果更接近田问种植鉴定,因而准确度更高.SRAP在玉米品种鉴定中具有一定的优势,可作为SSR标记技术的有益补充,特别是在杂交种纯度鉴定中应用.     

基于中国生态系统研究网络的典型森林生态系统土壤保持功能分析

森林生态系统土壤保持功能在控制土壤侵蚀以及维持生态安全方面具有不可替代的作用。根据不同气候带降雨特征进行降雨侵蚀力参数校正,基于中国生态系统研究网络(CERN)的森林生态系统长期定位观测样地2005—2015年监测数据利用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)定量分析了典型森林生态系统土壤保持功能的时空变化特征,并探讨了土壤保持功能的影响因素。研究结果表明:①日雨量侵蚀力模型在降雨丰富的热带模拟效果优于降雨相对较少的亚热带和温带,参数校正后模拟效果明显提升;②研究期内10个典型森林生态系统土壤保持量变化范围为4.44—891.67 t hm~(-2) a~(-1),呈现北低南高的空间格局(R~2=0.65~(***));土壤保持率均达到97%以上;③降雨、归一化植被指数、土壤质地和植被林龄是影响森林生态系统土壤保持功能的主要影响因素;降雨量与土壤保持量显著相关(R~2=0.52~*),NDVI和土壤质地与实际土壤侵蚀量显著相关(R~2=0.64~(**),R~2=0.41~*),植被林龄主要影响土壤保持率的变化速率。     

用噬菌体展示筛选Gal-α-1,3-Gal的模拟肽

猪心移植是解决心脏移植供体少的有效方法.由于猪心血管内皮细胞表面抗原半乳糖-α-1,3-半乳糖（Gal-α-1,3-Gal）,能与人体内预存的天然抗体结合产生超急性排斥反应（HAR）,而无法应用于临床.为了解决这一难题, 应用噬菌体展示技术,筛选出一个能与抗B型血单克隆抗体（mAB anti-B) 特异性结合的阳性噬菌体克隆,应用酶联免疫吸附测定(ELISA)和竞争性ELISA结果表明,所获得的阳性噬菌体克隆能特异性地与mAB anti-B结合,并且这种结合可被蜜二糖（具有Gal-α-1,6-Glc的结构)所竞争抑制.由此推测,筛选到的噬菌体阳性克隆很可能就结合在蜜二糖与mAB anti-B结合的位点.同时,进行了阳性噬菌体克隆的抑制猪红细胞凝集活性试验,试验结果表明,此阳性克隆不仅可抑制Gal-α-1,3-Gal与抗体的结合, 也可抑制Gal-α-1,3-Gal与西非单叶豆凝集素（GS-I-B4）的结合.此噬菌体阳性克隆测序后,得小肽序列为CCWLLRQPVRFVRSIRS.鉴于以上的结果,认为此小肽可以作为Gal-α-1,3-Gal的模拟肽,同时有望开发成抗猪器官异种移植超急性排斥反应的新药.     

苹果褐斑病菌侵染对苹果叶片光合机构功能的影响

为了探究苹果褐斑病菌侵染对苹果叶片光合机构的伤害机制,以‘寒富’苹果为试材,研究苹果褐斑病菌侵染对苹果叶片光合作用和光系统功能的影响。结果表明：随褐斑病菌侵染加重（叶片感病程度分0、1、2、3、4和5级）,叶片的叶绿素a含量和总叶绿素含量持续下降,其中2～5级与对照相比差异显著,病菌侵染提高了叶片类胡萝卜素含量,但仅以2级与对照差异显著。苹果褐斑病菌侵染显著降低了叶片的净光合速率（Pn）,3～5级病叶的Pn分别较对照下降44．9％、56．6％和70．3％,而胞间CO2浓度（Ci）上升,说明非气孔因素是光合作用的主要限制因子。褐斑病菌侵柒影响了光合电子传递效率,随病菌侵染程度加重,光系统Ⅱ反应中心、供体侧放氧复合体（Wk）和受体侧（Vj）受到的伤害加重,并引起苹果叶片PSII的光合性能指数用PIABS和PSI受体侧末端电子受体的量子产额（φRo）急剧下降。褐斑病菌侵染加重了苹果叶片的膜脂过氧化程度,1～5级感病叶片的丙二醛（MDA）含量均显著高于对照,引发超氧化物歧化酶（SOD）及过氧化物酶（POD）活性的上调。以上结果表明,苹果褐斑病菌侵染引起叶片光合色素降解,对PSII反应中心、受体侧和供体侧造成伤害,进一步影响了PSI的电子传递效率,并导致叶片膜脂过氧化,造成苹果叶片光合能力下降。     

His-234是毛白杨对香豆酸 ∶ CoA连接酶的重要酶催化活性残基

对香豆酸∶CoA连接酶(4-coumarate: coenzyme A ligase,4CL)是植物苯丙烷类代谢途径中的一个重要的酶．4CL以肉桂酸衍生物(香豆酸、咖啡酸、阿魏酸等)、ATP和CoA为底物合成相应的酰基-CoA酯,这些酰基-CoA酯是一系列重要化合物(如木质素)的前体．4CL的酶催化反应分两步进行：第一步以肉桂酸衍生物和Mg² -ATP为底物合成酰基-AMP,第二步用CoA取代AMP,产生酰基-CoA酯,催化过程中酶的构象产生明显的变化．因为4CL在木质素的合成中所起的作用,这个酶是通过蛋白质工程方法改进林产品质量的重要靶标．我们通过X射线衍射技术,解析了毛白杨对香豆酸∶CoA连接酶1(Pt4CL1)与其中间产物对香豆酰-AMP的复合物晶体结构,与同家族成员结构比对,确定所获得的蛋白质结构为Pt4CL1催化第二步反应,即酰基-CoA酯合成的构象．结构分析表明：His-234残基在Pt4CL1的酶催化机理中起着多重作用,即通过侧链与AMP磷酸基团形成氢键,降低磷酸基团的负电荷,催化CoA的亲核取代反应;侧链可以采取两种不同的构象以调节CoA进入Pt4CL1的催化中心;His-234的侧链还可能夺取CoA巯基的质子,从而增强CoA的亲核反应活性．突变体酶活数据结果也显示His-234对Pt4CL1的活性非常重要,是Pt4CL1催化中心的活性残基．