高山松的二倍体杂种起源-来自三个基因组的证据

利用松科植物特殊的遗传体系（叶绿体基因组一父系遗传、线粒体基因组—母系遗传、核基因组一双亲遗传），我们对高山松及其两个亲本种进行了广泛的群体取样，通过线粒体基因nadl、叶绿体基因rbcL和trnL-F基因间区以及低拷贝核基因4CL的序列分析或PCR-RFLP分析，为高山松同倍体杂种起源假说提供了翔实的遗传学证据，同时在个体水平上探讨了高山松不同群体的遗传组成、群体遗传结构、基因交流方向、群体建立过程以及杂种基因组的进化。具体结果如下： 1．细胞质基因组分析 1)线粒体基因nudl分析 本研究对油松、高山松和云南松的19个群体、295个个体的线粒体基因nadl的一个内含子进行了序列分析或PCR-RFLP分析，共检测到3种线粒体DNA单倍型-A、B和C。油松所有的取样群体仅含单倍型A;除BX群体外，所有的云南松群体仅含单倍型B; 10个高山松群体中，5个群体固定单倍型A，4个群体固定单倍型B，1个群体(ZD)分布有A和B两种单倍型。2)叶绿体rbcL基因分析 对同一组群体的rbcL基因进行序列分析或PCR-RFLP分析，共检测到两个变异位点和三种叶绿体单倍型（TT、TC和GC）。TT和GC分别是油松和云南松种特异性叶绿体单倍型，而在高山松群体里则三种单倍型均有分布，而且TC单倍型广泛地分布在7个杂种群体中，该单倍型很可能来源于点突变或第三个已灭绝的亲本。rbcL基因检测到的高山松群体分化系数很高(Gst=0.533)。 3)叶绿体trn L-F区序列分析 叶绿体trnL-F分子标记检测到的不同单倍型的差异主要是由引物“e”下游120碱基处一个多聚T结构的长度变异所致（叶绿体SSR位点）。10个高山松群体中共检测到5种叶绿体单倍型，其中两种主要的单倍型(9T和11T)分别为油松和云南松的种特异性单倍型，其他单倍型均为非典型单倍型。群体遗传结构分析表明：杂种群体表现最高的遗传多样性，而且trnL-F分析得到的高山松群体的分化系数也很高( Gst=0.443)。 总之，对高山松、油松和云南松的同一组群体取样进行的细胞质基因组分析表明：高山松群体分布有油松和云南松种特异性的线粒体和叶绿体单倍型，该细胞质DNA单倍型的地理分布为假说“高山松为油松和云南松的的二倍体杂种”提供了翔实的遗传学证据。油松和云南松在不同的杂种群体中分别做父本和母本，即两亲本在杂交过程中发生了双向基因交流。群体遗传结构分析发现高山松群体表现最高的遗传多样性，而且群体间的分化系数很高。不同的杂种群体在遗传组成上的差异表明他们经历过不同的建立和进化历史。从线粒体和叶绿体单倍型的地理分布可以看出杂种群体的建立曾经历强烈的奠基者效应和回交。青藏高原的隆升对高山松的起源、杂种群体的适应辐射以及保持产生了重要的影响。川西南和滇西北作为青藏高原的东边边界，很可能是当初云南松和油松分布的重叠区及杂交地带，即高山松的起源地。 2．核基因4CL分析 对高山松、油松和云南松的19个群体、32个个体的低拷贝核基因4CL进行了克隆及序列分析，获得的78条序列可分为两种类型（类型A和类型B）。这两种类型明显的差别是类型A相对于类型B在内含子区有- 20bp的缺失。以华山松的3条序列为外类群，对得到的78条序列进行基因谱系分析，发现所有的序列分成明显的两支，分别对应于类型A和类型B，而且每一支均包含三个种的部分序列，表明4CL基因在这三个种分化之前就已发生重复。另一个明显的特点是某个种的一条序列与另一个种的序列比其与同种的其他序列关系更近，可能因基因交流（杂交和渐渗）、非共祖、致同进化和重组等进化事件所致。三种松树中共检测到4CL基因序列的两种类型和六个亚类型，高山松群体中没有发现杂种独特的类型或亚类型。高山松和云南松共享三种序列亚类型以及最多的序列多态性，表明这两个种之间曾存在广泛的基因交流。

大麦雄核发育的基因型效应及相关的分子标记

基因型效应是影响植物雄核发育（Androgenesis）的重要因素，在很多情况下基因型的限制是单倍体育种用于实践的主要障碍。尽管人们对基因型效应进行了大量的遗传学研究，但对其机理仍然了解很少。本研究以具有不同花粉胚胎发生能力的两个大麦基因型为材料，细致地观察了大麦花粉体内发育和雄核发育的过程，确认大麦雄核发育途径包括营养核分裂途径、营养核与生殖核分裂途径和小孢子均等分裂途径三种。在雄核发育过程的每一个阶段，从单核、二核、多核花粉粒到愈伤组织，都可能发生败育。无论基因型是否具有高频率花粉胚胎发生能力，这种败育都是限制愈伤组织产量的重要因素。对两个基因型离体培养花药中不同类型花粉频率的连续统计表明，从培养开始到大量多核花粉粒形成，三种花粉－单核花粉、分裂花粉和死亡花粉的频率变化在两基因型中是相似的，发育途径都是以小孢子均等分裂途径为主，因此两基因型的早期雄核发育过程无明显区别。然而两基因型最终出愈率是有显著差异的，这种差异从时间上讲是在小孢子形成多核粉以后产生的。推测大麦不同基因型之间，花药培养反应的差异不是受小孢子脱分化启动能力控制的，更可能由其多核花粉发育成愈伤组织或胚状体的能力决定，可能与细胞壁的形成有关。从这种意义上来说，雄核发育过程中的愈伤组织形成又可以分为两个阶段：愈伤组织形成的诱导和愈伤组织形成的维持，并且它们分别受不同的基因控制，有不同的遗传机制。因此，大麦愈伤组织形成维持能力的差异是造成不同基因型对花药培养反应不同的主要原因。 利用BSA（Bulked Segregant Analysis）法对60个单株构成的F2分离群体进行分析。在520条随机引物中，有7个在高频池和低频池中的扩增产物有差异，其中引物S500重复性最好，其扩增带S500_(－650)经过单株验证后，确认与高频率胚胎发生能力连锁。聚丙烯酰胺凝胶电泳银染证明这一条带只存在于高频池中，可以初步确认是一个与高频率胚胎发生能力连锁的RAPD标记。

影响小麦遗传转化的因素及山菠菜BADH 基因导入研究

本研究在前人研究工作的基础上，以小麦转化系统的建立和完善为前提，将BADH基因导入小麦，获得外源BADH基因表达的小麦转基因植株。 （1）小麦不同基因型、不同外植体和不同器官对PPT或bialaphos选择的反应不同，两种试剂对小麦转化体的选择具有同样效果。轰击后的受体材料经过2-3天的恢复生长且植株分化时不用PPT选择可以提高转化效率。冀885-443和石90-4185两个品种对PPT敏感程度适中，具有较强的植株再生能力，得到的转基因植株数和转基因频率均较高。 （2）用pAHC25质粒转化冀885-443等小麦品种取得成功，获得转基因植株12株，平均转基因频率为0.4%。Southern杂交结果表明bar基因已经整合到小麦基因组中。根据研究结果认为，过快过高地提高PPT浓度是造成转基因频率低的主要原因。 （3）采用基因枪法成功地将山菠菜BADH基因（pABH9）导入到冀885-443等品种中。PCR检测和Southern杂交分析证实获得26株转基因植株，不同品种转化频率介于0.3-2.7%，外源BADH基因在转基因植株的叶片内表达。在胁迫条件下有15株转基因植株的BADH酶活力单位明显超过亲本;有6株的相对电导率显著比亲本低，说明这些植株在胁迫条件下细胞受到损伤比亲本低。 （4）采用花粉管通道法向小麦转化pAHC25，筛选出62株抗PPT，转化频率为3.97%。采用农杆菌介导转化冀885-443的成熟胚和幼胚愈伤组织，在转化愈伤组织中观察到gus基因的表达，也得到抗G418的愈伤组织，但没能得到再生植株。

Diet shifts of juvenile red snapper (Lutjanus campechanus) with changes in habitat and fish size

We examined the diets and habitat shift of juvenile red snapper (Lutjanus campechanus) in the northeast Gulf of Mexico. Fish were collected from open sand-mud habitat (little to no relief), and artificial reef habitat (1-m3 concrete or PVC blocks), from June 1993 through December 1994. In 1994, fish settled over open habitat from June to September, as shown by trawl collections, then began shifting to reef habitat — a shift that was almost completed by December as observed by SCUBA visual surveys. Stomachs were examined from 1639 red snapper that ranged in size from 18.0 to 280.0 mm SL. Of these, 850 fish had empty stomachs, and 346 fish from open habitat and 443 fish from reef habitat contained prey. Prey were identified to the lowest possible taxon and quantified by volumetric measurement. Specific volume of particular prey taxa were calculated by dividing prey volume by individual fish weight. Red snapper shifted diets with increasing size. Small red snapper (<60 mm SL) fed mostly on chaetognaths, copepods, shrimp, and squid. Large red snapper (60–280 mm SL) shifted feeding to fish prey, greater amounts of squid and crabs, and continued feeding on shrimp. We compared red snapper diets for overlapping size classes (70–160 mm SL) of fish that were collected from both habitats (Bray-Curtis dissimilarity index and multidimensional scaling analysis). Red snapper diets separated by habitat type rather than fish size for the size ranges that overlapped habitats. These diet shifts were attributed to feeding more on reef prey than on open-water prey. Thus, the shift in habitat shown by juvenile red snapper was reflected in their diet and suggested differential habitat values based not just on predation refuge but food resources as well.