南方红豆杉种群遗传变异的AFLP分析：鉴定和环境因子关联的适应性座位

广东省广东实验中学（高中部）

作者：王桢

辅导教师：胡正勇

项目简介

1项目摘要：采用AFLP技术，对南方红豆杉生长在广东、广西和江西等地的6个种群共计113株个体进行了检测。再结合团队已有的其他种群的AFLP和土壤成分数据，对南方红豆杉的种群遗传变异进行了研究，解析了适应性座位和环境因子间的关联。结果发现：①南方红豆杉具有较高水平的遗传多样性，种群间遗传分化显著；②鉴定出41个适应性座位；③有8个和2个适应性座位分别与年平均气温和降雨量相关；各有1个适应性座位分别与土壤的P、Cu、Zn及水含量关联。据此，提出保育措施：①优先对太子坪、上井和蓝屏峰种群进行保护；②在湖北、安徽、福建和重庆增设保护区；③迁地保育时要对气温、降雨量及土壤特定成分予以考虑。

2选题的确定：参观华南植物园时,对南方红豆杉产生了兴趣。咨询中山大学廖教授后，确定加入其团队,研究南方红豆杉种群的保育遗传，鉴定和环境因子关联的适应性座位。

3研究目的和基本思路：阐明种群变异式样，明确和适应性位点相关的环境因子，制定保育措施。采用AFLP技术检测种群遗传变异式样，鉴定适应性座位，揭示环境因子和适应性座位的关联；制定保育方案。

4项目的研究过程：种群取样，用筛选出的引物扩增AFLP条带；检测种群遗传变异和分化程度；鉴定适应性座位，明确它们同环境因子间的关联；提出保育方案。

5应用的科学方法和科学原理：实验上，采用AFLP技术，包括PCR和电泳；理论上，涉及遗传变异、基因组扫描及关联分析。

6项目的主要贡献：发现南方红豆杉具有较高水平的遗传变异，种群分化程度高；阐明了和年平均气温、降雨量及土壤成分（P、Cu、Zn及水含量）关联的适应性座位；制定了保育方案。

7他人同类研究的情况：未见南方红豆杉AFLP分析、基因组扫描及适应性座位鉴定的报道。

8进一步完善项目的设想：检测更多环境因子同适应性座位的关联。

黄连废弃物有效成分的分析与应用开发

重庆市巴蜀中学

作者：许婧榆

辅导教师：张荣庆  费春斌  李颖

项目简介

1、摘要：以重庆石柱黄连废弃物(须、茎、叶)为研究对象，采用高效液相色谱技术，研究不同采收季节、不同黄连部位(须、茎、叶)中有效成分（主要为生物碱）的时空分布规律，开展相关药理研究，并利用须、茎、叶开展了饲料添加剂和中兽药的初步研究。研究发现：黄连须中生物碱含量全年变化不大，总体维持在2.7%左右；黄连茎、叶中生物碱含量（0.7%—1.9%）变化较大，冬季含量最低，夏季含量最高；通过大肠杆菌致小鼠腹泻的模型和内毒素致家兔发热的模型表明废弃物具有治疗腹泻和清热的效果；将废弃物与其它中药复配可开发具有预防和治疗动物冬季性腹泻、热应激的饲料添加剂和中兽药。

2、选题的确定：作者调查发现：药商收购为黄连主根，而占黄连全株干物质约50%的须根和茎叶被丢弃田间，十分可惜。将黄连须、茎、叶等废弃物开发饲料添加剂和中兽药，可增加连农的收入。

3、目的和基本思路：通过研究黄连废弃物中生物碱等有效成分的时空分布规律，得出开发应用可行性，并通过药理实验和动物实验提出具体开发方案。

4、研究过程：调研选题；设计总体研究方案；有效成分的分析实验；动物药理活性实验；提出饲料添加剂、中兽药配方；进行动物实验验证。

5、科学方法、科学原理：资料文献检索方法、实验研究方法（化学提取法、高效液相色谱法、动物实验法）、统计分析法、归纳总结法。

6、该项目的主要贡献(创新部分)：率先研究黄连废弃物（须、茎、叶）中有效成分的时空分布规律；率先研究利用黄连须和茎叶开发中兽药和饲料添加剂用于预防和治疗动物“热应激”和“冬季性腹泻”的可行性。

7、他人同类研究的情况调查：查新报告（KJ20130034）表明：未见与该项目主要研究内容及技术特点完全相同的文献报道。

8、进一步完善该项目的设想：黄连废弃物开发成中兽药与饲料添加剂的相关研究工作将继续进行，今后将与企业合作，完成中兽药与饲料添加剂的报批工作并产业化。

利用水稻分蘖特性构建种群S型增长模型及其应用

贵州省遵义市第一高级中学

作者：张原钤  陈亦言  龚稷

辅导教师：陈帮强  梁碧波  李佑惠

项目简介

摘要：分别将15cm高的水稻苗种植在光照强度、水分、土质不同的18组塑料桶中，每组重复5次，每3天浇一次水，连续3个月每天统计水稻克隆生长（分蘖）数，茎叶长势。将结果构建水稻克隆生长（分蘖）生长模型。其模型显示水稻克隆生长（分蘖）构建的生长模型为S型曲线。弱光、土质差、土壤缺水的环境阻力不改变生长模型的S曲线趋势，但使克隆生长（分蘖）最大值变小，环境阻力具有累加效应。利用水稻的这种生长模型，可以让学生模拟种群增长S型曲线及环境阻力对种群增长S型曲线的影响探究实验，与教材方案相比，有现象明显，误差小，操作简单，缩短实验时间等优点。同时，这种增长模型还能指导水稻的高产栽培。

选题：由于人教版高中生物教材用酵母菌培养液探究种群数量增长模型的不足，依据水稻分蘖特性（也是无性繁殖）过程与种群个体数增长（也是有性繁殖）过程的相似性，我们小组尝试在水稻栽培中，构建种群增长的S模型及环境阻力对种群增长的S模型，探究其影响与生产应用。

研究目的；证实不同环境条件下水稻克隆生长（分蘖）构建的生长模型变化曲线与种群增长S型曲线和环境阻力对种群增长S型曲线的影响是否一致，如一致，可应用于生物教学和水稻的高产栽培。

基本思路：15cm的水稻幼苗→18组的不同条件栽培→观察统计分蘖数与茎叶长势→构建克隆生长（分蘖）模型→与种群增长S模型对比→得出结论→应用于教学和水稻的高产栽培。

研究过程：提出问题→作出假设→理论推到→设计方案→探究活动→成果总结→成果应用。

科学方法：缺点发明法、实验法、文献研究法等。

科学原理：生态学原理、统计学原理、植物生理学原理等。

主要贡献：首次构建了水稻克隆生长（分蘖）的生长模型为S曲线，可应用于生物教学和水稻的高产栽培。

同类研究调查：通过查新，未见同类研究报道。

进一步完善该项目的设想：下一步将完成成果推广。人员分工：每次由张原钤主持，然后共同完成探究工作。