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贵州省自然科学奖推荐公示五
2020-05-11 10:59  

根据《省科技厅关于2020年度贵州省科学技术奖推荐工作的通知》要求,现对我校盛茂银等同志作为完成人的成果《淫羊藿属植物遗传进化及其世界地理分布格局形成过程与机制》拟推荐省自然科学二等奖)相关情况进行公示(见附件)。公示期为2020511日—517日,公示期间如有异议,请与科技处成果科联系。

联系人:马星,王琨;联系电话:0851-83227121

邮箱:149986914@qq.com

贵州师范大学科学技术处

2020511


附件:

一、项目名称:

淫羊藿属植物遗传进化及其世界地理分布格局形成过程与机制

二、推荐单位:

贵州师范大学

三、推荐等级:

贵州省自然科学奖二等奖

四、项目简介:

(一)主要研究内容和科学发现

1淫羊藿属植物世界种质资源收集与活体种质资源库建设开展了全世界淫羊藿种质资源收集工作。项目立项以来,项目组通过实地采集、与德国植物遗传和作物研究所(IPK)Zeller 教授、美国密苏里植物园Darrell教授、日本东北大学Masayuki教授进行合作,收集了该属植物全世界52个种的典型居群种质资源千余份,并在贵州师范大学植物遗传育种研究所建立了活体种质资源库

2、淫羊藿属植物形态系统学研究:针对收集的千余份淫羊藿种质资源,全面选取花、茎、叶、根形态性状、细胞学性状与已有的基因序列,运用DELTA系统开展该属数量分类研究,从数量分类学研究该属植物的系统分类和起源演化。在形态分类研究过程中,发现了该属两个新种:罗甸淫羊藿(E. luodianense)印江淫羊藿(E. yinjiangense)。其中,印江淫羊藿(E. yinjiangense)已在世界著名植物分类学期刊《Novo》上公开发表。此外,开展了杂交F1代植株形态和种间系统演化研究。结果表明,控制淫羊藿花瓣距短于内萼片的基因可能是部分显性,Eacuminatum的花瓣和内萼片颜色属于显性遗传。所得结果为淫羊藿属植物分类学、种间系统关系及其起源与进化研究提供了新的资料和线索。

3淫羊藿属植物黄酮类药用成分及其化学分类研究:运用紫外风光光度法和高效液相色谱法等技术手段研究了原产贵州、四川等地的淫羊藿属植物43 个居群125份材料的总黄酮含量、黄酮组分含量、黄酮化学指纹、黄酮提取工艺、黄酮单体分离及其与牛血清白蛋白相互作用活性等。结果显示,不同种类和收集系的淫羊藿属植物总黄酮和淫羊藿苷含量差异显著,具有明显的物种特异性,对该属植物系统进化研究具有明显的意义。同时,研究结果对该属植物的准确药用具有明显的实践指导价值,为淫羊藿属植物中药现代化研究提供指导。

4、淫羊藿属植物等位酶及其系统学研究:选取乙醇脱氢酶、α-淀粉酶、酯酶、谷氨酸脱氢酶、谷草转氨酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、磷酸葡萄糖变位酶和过氧化物酶等9等位酶开展该属植物基因位点变异研究。各个种之间的等位酶具有良好的多态性,酶谱具有明显的差异。居群间的遗传多样性(HT)为0.5981居群内的遗传多样性(HS)为0.3534。遗传距离聚类分析结果表明,淫羊藿植物种间亲缘关系与该属植物花的大小这一性状具有明显的耦合,并推断中国应是该属植物的遗传起源中心。

 

5淫羊藿属植物细胞学及其染色体组遗传进化研究:开展了该属51个类群的传统核型分析、Giemsa C带分析,45S5S rDNA位点染色体物理定位研究。综合上述研究结果,开展了该属植物最为系统全面的细胞学分类研究,明确了该属植物染色体组的遗传进化及其该属植物的系统亲缘关系。结合该属植物的现代世界地理分布格局,探讨了其地理分布格局的形成过程与机制。

6、淫羊藿属植物分子标记及其分子系统地理学研究:系统的开展了该属植物RAPDPCR-RFLP标记研究,建立了淫羊藿属植物DNA标记系统关系图和RAPD指纹图谱。研究结果表明该属植物遗传关系与其地理分布关系密切,并支持了将中国种类划分为大花类群和小花类群。所得结果为淫羊藿中药材种类鉴定,淫羊藿属分类学、种间系统关系及其起源与进化研究提供了新的资料和新线索。

(二)科学价值

1、阐明了淫羊藿属在小檗科中的系统亲缘关系

项目组共收集了中国、日本、德国、美国等全世界不同区域51个淫羊藿属植物类群和2个温哥华属植物类群,并对其开展了相关分析研究,获得了迄今为止淫羊藿属植物最为全面系统的系统进化结果。项目结果显示:在小檗科,淫羊藿属与温哥华属之间具有密切的系统亲缘关系。淫羊藿属植物在小檗科起源进化中应该是一个古老的类群,且与山荷叶属(Diphylleia Michaux)、八角莲属(Dysosma R. E. Woodson)、足叶草属(Podophyllum L.)和桃儿七属(Sinopodophyllum Ying)4个属植物存在显著差异。

2、明晰了淫羊藿属下类群间的系统亲缘关系

长期以来,淫羊藿属由于种类繁多、同源染色体间差异不明显、种间核型相似,导致运用传统核型分析研究该类群的系统分类一直是事倍功半。项目研究显示:尽管淫羊藿属植物染色体组较为保守、种间核型差异不明显,但细胞仍为淫羊藿属下的系统进化研究提供了一些明显的线索,完全支持该属属下两个亚属(subg. Rhizophyllumsubg. Epimedium)的划分,且支持亚属subg. Epimedium的进一步划分2类:一类为地中海和西亚类群,另一类为东亚类群,进一步证实了淫羊藿属植物物种间的系统亲缘关系与地理分布密切相关这一论断。结果还显示,显示淫羊藿属植物东亚类群具有明显的更高的遗传多样性。

3、明确了淫羊藿属植物现代地理世界分布格局的形成过程与机制

结果显示以中国为中心的东亚地区类群具备了该属植物最丰富的变异类型,不仅是该属的现代分布中心,也是该属植物的起源中心。研究论断:淫羊藿属植物最原始种类出现在东亚。在始新世时期,淫羊藿属植物向西沿传播到达欧洲,欧洲出现淫羊藿属植物较进化类群。后来,由于气候变化和地壳运动,导致中亚地区气候不断干旱和喜马拉雅山脉逐渐隆起,中亚地区的淫羊藿属植物不断消失,最终导致淫羊藿属现在的全球东亚和地中海、西亚间断分布格局的形成。

五、代表性论文专著目录(不超过5篇)

1. Maoyin Sheng, Qingfu Chen, Lingjiao Wang, Xingjun Tian. Hybridization among Epimedium (Berberidaceae) species native to China. Scientia Horticulturae, 2011, 28(3): 342-351 (SCI, 二区)

2. Maoyin Sheng, Lingjiao Wang, Kangning Xiong. Isozyme diversity and genetic structure of barrenwort (Berberidaceae) populations. Scientia Horticulturae, 2011,131:58-66 (SCI, 二区)

3. Maoyin Sheng, Lingjiao Wang, Xingjun Tian. Karyomorphology of eighteen species of genus Epimedium (Berberidaceae) and its phylogenetic implications. Genetic Resources and Crop Evolution, 2010,57(8):1165-1176 (SCI, 三区)

4. Maoyin Sheng, Lingjiao Wang. Chromosomal localization of 45S and 5S rDNA in 14 species and the implications for genome evolution of genus Epimedium. Plant Systematics & Evolution, 2010,290: 65-73 (SCI, 四区)

5. Maoyin Sheng. Genetics and Evolution of Genus Epimedium plants in South China karst. German, Saarbrücken: Golden Light Academic Publishing, 2017 (英文专著)

 

六、主要完成人:

盛茂银 陈庆富 田兴军 王霖娇 杜明凤 高梦迪

七、主要完成单位:

贵州师范大学 南京大学

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