贵州茂兰喀斯特森林珍稀濒危植物单叶贯众的保育研究

贵州省黔南布依族苗族自治州都匀第二中学

作者：苏鹏元

辅导教师：周光发  郭治友  覃绍兰

项目简介

1.项目摘要：珍稀濒危植物是生物多样性的一个重要组成部分，是物种和自然群落持续生存的基础。本课题以世界自然遗产地荔波茂兰保护区分布的珍稀濒危植物单叶贯众为研究对象，开展对其地质、气候、土壤等自然生长因子的取样实验分析，进行单叶贯众的配子体发育与种苗培育实验和自然回归试验，探讨单叶贯众的最适生长环境和保护措施。

2.该项目的选题是怎样确定的：茂兰喀斯特森林植物种类繁多，但有一些珍稀濒危植物逐渐减少甚至消失，单叶贯众是其中的一种珍稀濒危植物，该课题对单叶贯众的保育研究，对自然资源的有效保护具有特殊的重大意义。

3.设计(或研究)该项目的目的和基本思路：目的：采用人工土壤培养法培养单叶贯众的孢子，对单叶贯众的濒危原因及保护对策进行分析，掌握珍稀濒危植物单叶贯众生殖生物学特性，积累配子体的发育资料，其结果可供保护区对濒危植物的保护提供参考。基本思路：文献研究法了解茂兰喀斯特森林濒危植物单叶贯众的资源概况——实地调查单叶贯众的生长环境——单叶贯众的孢子和配子培育培育实验——单叶贯众自然回归试验——单叶贯众濒危原因和保护对策探讨。

4.该项目的研究过程：采用土壤培养法人工培养单叶贯众的孢子，显微观察并记录了孢子萌发和配子体发育的全过程；将培育出的单叶贯众幼苗进行栽培实验，观察单叶贯众的生长过程；最后对单叶贯众的濒危原因及保护对策进行了分析。

5.该项目应用了哪些科学方法、科学原理：文献研究、野外调查、实验室实验、土壤培养法。

6.该项目的主要贡献(创新部分)：采用土壤培养法人工培养单叶贯众的孢子，显微观察并记录了孢子萌发和配子体发育的全过程。

7.他人同类研究的情况调查：暂时无发现同类型的研究。

8.进一步完善该项目的设想：目前主要完成野外考察，掌握了单叶贯众的生长环境；土壤培养法人工培养单叶贯众的孢子，移栽工作仍需要完善。9.集体项目中申报者各自的工作分工：个人独自完成所有工作。

野生香蕉抗寒基因FAD7的分子克隆与功能分析

福建省福州第一中学

作者：赖志宸

辅导教师：张群林

项目简介

1、摘要：试验以福州旗山森林公园野生香蕉和福建天宝蕉叶片为材料，克隆获得旗山野生香蕉和天宝蕉ω-3脂肪酸去饱和酶（FAD7）基因，ORF均为1371bp，编码456个氨基酸，两者共有22个差异碱基和10个差异氨基酸残基；生物信息学预测显示，香蕉FAD7基因编码蛋白为亲水性，不含信号肽，定位于叶绿体，有跨膜结构，具多个磷酸化等功能位点，与水稻亲缘关系较近；低温胁迫下，天宝蕉转录水平变化小，而旗山野生蕉在13℃时表达量升高达到峰值，4℃时维持较高水平，验证了野生香蕉FAD7具有抗寒基因的功能。

2、选题：福州的普通栽培香蕉冬季植株枯萎，而在旗山国家森林公园的野生香蕉却能正常越冬，基本不受冻，表明旗山野生香蕉具有较强的抗寒能力，一定存在某些抗寒基因发挥着作用。

3、思路：从旗山野生香蕉和天宝蕉叶片提取mRNA，采用结合基因组数据、RT-PCR技术、RACE技术的方法，克隆获得FAD7基因，并进行生物信息学分析；采用定量PCR技术分析该基因在不同温度下的转录水平。

4、研究过程：克隆得到FAD7基因全长，并在GenBank上登陆；将获得的FAD7基因氨基酸序列通过在线预测软件，进行蛋白质基本理化性质和结构等相关参数预测和分析；最后运用实时荧光定量PCR技术，研究FAD7基因在不同温度条件下的转录水平，进一步验证FAD7基因的抗寒功能。

5、方法原理：中心法则、碱基互补配对、DNA分子双螺旋、三联体密码原理、引物设计原则、PCR原理。

6、创新：首次获得了野生香蕉FAD7基因的cDNA全长序列，并在GenBank上登录；采用生物信息学方法和定量PCR技术，进行香蕉FAD7基因的功能分析。

7、同类研究：芭蕉属植物FAD7基因全长信息的克隆、全面的生物信息学预测和FAD7基因的抗寒功能研究均未见报道。

8、完善设想：野生蕉FAD7基因转化烟草或栽培香蕉。

利用典型植物物候特征开展金银花白粉病预报和防治的研究

湖南省长沙市长郡中学

作者：文嘉辰

辅导教师：彭世文  刘佳

项目简介

1、项目摘要：把物候期分为出苗、初花、盛花、始果、盛果五个时期，并选择狗尾草、莎草、白茅、铁苋菜、刺苋菜、苍耳六种植物作为观测样本。通过观测金银花、样本物候变化特征、白粉病发病因素和规律，分析对应关系，得出结论，并开展实地验证，验证结论。

2、项目选题确定：湖南是金银花大省，我喜欢金银花，金银花有利于促进农民增收，参加走进新农村活动金银花白粉病难防难治，老家农村谚语启示。

3、项目研究思路：选择指示植物，观测金银花、指示植物物候和白粉病发病规律，并进行对比，找出三者之间的关系，通过实地验证能否通过植物物候特征预测和防治白粉病。

4、研究过程：发现问题—确定课题—查找资料和请教专家—制定研究方案—实施研究并做好观察记录—结果与分析—撰写研究论文。

5、项目应用的科学方法和科学原理：运用了文献法、实验法，实地考察法等科学方法，运用了植物学、物候学等科学原理。

6、项目主要贡献：一是首次提出了利用金银花地块周边植物的物候特征开展白粉病预测预报的新方法，初步解决了金银花白粉病预测难的问题。二是建立了一种金银花白粉病实时、适地、有效的“动态预测预报”新模式，能够提供更科学、更准确、更直观的预测结果，农民很容易接受和掌握，为金银花白粉病早期预防提供了科学依据。三是探索了金银花安全生产新举措。根据物候特征预防病害，提高了防治有效性，减少了农药使用量和农药残留物，提高了产量和品质。四是突破了金银花白粉病预报必须依靠专业人员的传统认识。该方法的指示植物常见、易找、好观察、农民熟悉，不需借助专门仪器设备，不需依靠专业人员，就能对不同小环境、小气候下的金银花白粉病作出预测。

7他人同类研究情况调查：经网上查询和科技查新，国内外均无此项目文献。

8、完善项目设想：细分白粉病金银花的枝、茎、花、叶传播期，进一步提高指示植物预报白粉病传播细分期的针对性和精准性；进一步提高农民运用此方法的熟练性。