环境胁迫对库拉索芦荟叶片超微结构影响研究

对1年生库拉索芦荟分别用盐(1.8%的NaCl)、低温(10℃)、干旱[25%(w/v)的聚乙二醇-6000]3种胁迫条件处理7d后,对其叶肉细胞超微结构进行观察.结果发现:3种胁迫处理均可使库拉索芦荟细胞膜系统、叶绿体、线粒体、细胞核等结构受到不同程度的破坏,叶绿体周围出现许多小泡,导致细胞内膜系统紊乱,细胞器结构稳定性降低;盐胁迫下高尔基体在细胞质中解体;盐和低温胁迫下均可见线粒体膜与叶绿体膜发生融合、线粒体嵌在叶绿体当中的现象.另外,本研究发现,盐胁迫、低温胁迫比干旱胁迫对库拉索芦荟细胞膜的损伤更严重,而水分胁迫对其的伤害程度较小,表明库拉索芦荟的抗旱性较其抗盐性更强.     

热胁迫下不结球白菜和甘蓝叶片组织结构的变化

利用显微及扫描电镜方法,研究不结球白菜及甘蓝的耐热品种和感热品种种在高温（３８－３９℃）胁迫下,叶片表皮和组织结构的差异。结果如下：耐热品种叶片下表皮比感热品种气孔频度高,气孔体积小且开张度小。耐热品种部分气孔呈关闭状态,而感热品种气孔基本上呈开放状态。显微结构观察到耐热品种叶肉组织细胞排列紧密,叶脉的维管束发达,特别是木质部的导管数量多且孔径大。而感热品种相比于耐热品种叶肉细胞排列疏松,维管束相     

盐胁迫下芦苇叶肉细胞超微结构的研究

对青藏高原柴达木盆地柯柯盐湖边盐碱地上生长的芦苇叶肉细胞的超微结构进行了研究,并以西宁地区非盐碱地上生长的芦苇作对照。结果表明：西宁地区的芦苇叶肉细胞的叶绿体呈椭圆形,其膜系统完整,基粒片层和基质片层发育良好。在盐碱地上生长的芦苇叶肉细胞的叶绿体呈圆形,叶绿体内出现较大的淀粉粒,并发现有线粒体嵌入叶绿体的现象。叶绿体的类囊体膨大,线粒体的嵴也有膨大的现象。在盐湖水中生长的芦苇叶肉细胞,叶绿体的类囊体排列紊乱、扭曲、松散。类囊体膜局部被破坏,部分类囊体膜解体,空泡化,甚至消失,一些溶解了的类囊体流进细胞质中。综上所述,芦苇叶肉细胞超微结构的变化是该植物适应柯柯盐湖地区盐渍、低温、低气压、强辐射等环境因子的结果。     

盐胁迫对玉米叶片叶肉细胞生物膜超微结构的影响

研究了NaCl胁迫对玉米叶肉细胞生物膜超微结构的影响. 结果表明：NaCl胁迫破坏了玉米叶片叶肉细胞生物膜的正常结构,50 mmol·L^-1 NaCl处理胁迫下,玉米叶肉细胞核膜,线粒体膜,细胞膜,叶绿体膜,液泡膜都受到不同程度的破坏,叶绿体基粒类囊体膨胀,间质片层空间增大,片层紊乱。100 mmol·L^-1 NaCl处理胁迫下,质膜,液泡膜,线粒体,叶绿体都受到严重的破坏。细胞质膜破坏,破损的叶绿体充斥在细胞间隙中;叶绿体外膜破坏,甚至解体消失,叶肉细胞中充满膜结构,基粒排列方向改变,垛叠层数减少,基粒和基质片层界限模糊不清,有的基粒解体消失,甚至叶绿体完全解体;核膜破坏、解体,核中的染色质高度凝缩;线粒体的数量增多,线粒体膜破坏,脊的数量减少,甚至整个线粒体破损解体;液泡膜破坏;由于各种生物膜的破坏,使细胞内充满许多囊状小泡、多泡体或斑层小体;叶肉细胞发生严重的质壁分离,严重时发生细胞壁断裂;甚至整个细胞溶解。     

盐胁迫对芦苇细胞超微结构的影响

于2009年3月从辽宁盘锦双台河口湿地挖取芦苇根茎并人工桶栽,待缓苗成功后进行不同浓度的盐胁迫处理,用透射电镜观察芦苇细胞超微结构对不同盐度胁迫的响应,以明确芦苇细胞的耐盐性。结果表明:芦苇细胞可承受4.0%以下浓度的盐胁迫。当盐度介于0%～4.0%时,芦苇细胞膜系统开始遭到破坏,使芦苇细胞受损的膜结构发生局部内陷或萎缩变形,细胞器表面变得凹凸不平,或将功能丧失的细胞器清理出细胞外,出现破裂和解体,以响应结构损伤的膜系统的修复,使细胞功能得到修复;当盐度为4.0%时,芦苇细胞叶绿体、线粒体、细胞核等具有膜结构细胞器及细胞壁遭到破坏,造成芦苇细胞膜系统的不可逆损伤,使细胞正常的物质代谢与能量转换和信息传递无法完成,导致芦苇细胞新陈代谢过程的中断,芦苇细胞生命活动趋于停止;在8.0%浓度盐胁迫下,芦苇细胞膜系统结构完全消失解体,导致芦苇细胞直接死亡。     

低温胁迫下西番莲叶片的生理反应及超微结构变化

以西番莲扦插苗为实验材料,比较预冷处理和常温处理(对照)情况下,西番莲叶片对-6℃低温胁迫的生理反应及叶肉细胞的超微结构变化,以探讨预冷处理对西番莲的抗寒作用及其机理。结果显示:(1)常温处理组在-6℃低温胁迫处理后,西番莲叶片的质膜相对透性、MDA含量随着低温处理时间的延长而逐渐增加,而预冷处理组这两个指标在处理期间都比常温处理组低;(2)常温处理组叶片H2O2含量在48h时达到峰值后出现下降,而预冷处理组的H2O2含量都低于对照,在48h时对照的H2O2含量比预冷锻炼的高1.14倍;(3)常温处理组的脯氨酸含量在24h内增加以后出现下降,而预冷处理组在处理期间逐渐增加且高于对照;(4)常温处理组的POD活性在12h时最高,CAT、SOD活性在24h时最高,以后出现下降。预冷处理组提高了3个酶的活性,其中POD在12h时是对照的2.73倍,CAT、SOD活性在24h时比对照分别提高18.7%和42.7%。(5)超微结构研究显示,预冷处理组在低温胁迫72h时虽出现叶绿体片层肿胀、核膜消失、质膜内陷等症状,但叶绿体伤害症状轻于常温处理。研究表明,低温预冷处理能够提高西番莲的抗寒性。     

锰胁迫对杠板归细胞超微结构的影响

锰是植物生长必需的微量元素,然而锰含量过高将影响酶活性、造成植物毒害,不同植物的锰耐性差异很大。杠板归(Polygonum perfoliatum L.)是一种生长在锰尾矿废弃地的耐性植物。通过温室培养,应用透射电子显微镜-能谱联用仪研究不同锰处理条件下(5,1000,10 000μmol/L)杠板归根、茎和叶细胞超微结构的变化和锰在叶细胞内可能的存在形式,结果表明:(1)生长介质锰含量为5μmol/L时,杠板归细胞超微结构未见异常;即使锰处理浓度为1000μmol/L时,杠板归根、茎和叶细胞结构依然完整,细胞器清晰可见,未见明显损伤;(2)当锰处理浓度为10000μmol/L时,杠板归细胞器未见缺失现象,但根细胞内线粒体数量减少,茎细胞叶绿体开始受损,叶细胞叶绿体膜结构出现破损,基粒片层结构减少,嗜锇颗粒数量明显减少;(3)与对照相比,1000μmol/L或10000μmol/L锰处理30 d,植物细胞内出现黑色团聚物。10000μmol/L锰处理条件下,杠板归叶细胞内和细胞间隙出现类似针状物质,这可能是杠板归体内锰积累和分布的形态之一。研究成果有助于阐明植物的锰耐性机制,为锰耐性植物筛选和废弃锰尾矿库生态重建提供科学参考。     

干旱胁迫对不同耐旱性大麦品种叶片超微结构的影响

选用耐旱性不同的3个大麦（Hordeum sativum）品种作为研究对象,分析干旱胁迫对其叶肉细胞叶绿体、线粒体和细胞核超微结构的影响。结果表明,3个大麦品种在非胁迫条件下其超微结构无明显差异。遭受干旱胁迫后,不耐旱大麦品种Moroc9-75叶片细胞核中染色质的凝聚程度高,叶绿体变形,外被膜出现较大程度的波浪状和膨胀,同时基粒出现弯曲、膨胀、排列混乱的现象;线粒体外形及膜受到破坏、内部嵴部分消失等。耐旱大麦品种HS41-1叶片细胞中染色质虽出现凝聚,但凝聚程度低;其叶绿体及线粒体与非胁迫条件下基本相似,多数未见明显损伤。耐旱中等的大麦品种Martin叶片超微结构的变化则介于二者之间。因此,干旱胁迫下叶绿体外形、基粒和基质类囊体膜结构的完整性与基粒的排列次序、染色质的凝聚度和线粒体膜及嵴的完整性与大麦的耐旱性相关,这些特性可作为评价大麦耐旱性强弱的形态结构指标。     

干旱胁迫对不同耐旱性大麦品种叶片超微结构的影响

选用耐旱性不同的3个大麦(Hordeum sativum)品种作为研究对象, 分析干旱胁迫对其叶肉细胞叶绿体、线粒体和细胞核超微结构的影响。结果表明, 3个大麦品种在非胁迫条件下其超微结构无明显差异。遭受干旱胁迫后, 不耐旱大麦品种Moroc9-75叶片细胞核中染色质的凝聚程度高, 叶绿体变形, 外被膜出现较大程度的波浪状和膨胀, 同时基粒出现弯曲、膨胀、排列混乱的现象; 线粒体外形及膜受到破坏、内部嵴部分消失等。耐旱大麦品种HS41-1叶片细胞中染色质虽出现凝聚, 但凝聚程度低; 其叶绿体及线粒体与非胁迫条件下基本相似, 多数未见明显损伤。耐旱中等的大麦品种Martin叶片超微结构的变化则介于二者之间。因此, 干旱胁迫下叶绿体外形、基粒和基质类囊体膜结构的完整性与基粒的排列次序、染色质的凝聚度和线粒体膜及嵴的完整性与大麦的耐旱性相关, 这些特性可作为评价大麦耐旱性强弱的形态结构指标。     

NaCl胁迫对5个桂花品种叶片超微结构的影响

该研究以5个桂花品种为材料,以Hoagland培养液为对照,设计2个NaCl含量(70、100 mmol/L)处理10 d后利用透射电镜和扫描电镜观察各处理不同品种的叶片超微结构特征,以明确桂花品种对耐NaCl胁迫的解剖结构响应机制。结果显示：(1)透射电镜观察发现：随NaCl 胁迫程度的加强,5个桂花品种叶肉细胞中叶绿体结构受到不同程度地破坏;70 mmol/L NaCl处理后,5个品种的细胞核基本保持正常,而100 mmol/L NaCl处理后核内染色质发生降解;随着NaCl胁迫程度的加强,5个桂花品种的类囊体片层结构中嗜锇颗粒明显增多;在膜结构方面,大叶银桂的叶肉细胞被破坏程度最为严重,叶绿体膜被破坏,叶绿体形状基本不能辨认。(2)扫描电镜观察结果显示：随着NaCl浓度的增大,5个品种叶片表面的气孔密度不断增大,而张开气孔的密度却不断减小,且叶肉细胞体积均缩小;‘大叶银桂’、‘笑秋风’、‘晚籽银桂’的栅栏组织占叶厚的比重随NaCl胁迫浓度的增大而升高,‘潢川金桂’和‘紫梗籽银桂’的栅栏组织占叶厚的比重则随NaCl胁迫浓度的增大而呈先升高后降低的趋势。研究表明,NaCl胁迫对桂花叶片细胞叶绿体、细胞核等的超微结构会造成损伤,且NaCl胁迫浓度越高损伤越明显。该试验可初步判断‘大叶银桂’、‘笑秋风’、‘晚籽银桂’的耐盐性略高于‘潢川金桂’和‘紫梗籽银桂’。     

甘蓝和青花菜杂种小孢子培养

对甘蓝(Brassicaoleraceavar.capitata)×青花菜(Brassicaoleraceavar.italica)的20个杂种及相应的父母本进行游离小孢子培养,并对影响甘青杂种小孢子胚胎发生的主要因子进行探讨,适于小孢子培养的培养基为1/2NLN,附加0.5mgL-1NAA、0.05mgL-1BA、5mgL-1AgNO3、0.2mgL-12,4-D和0.1mgL-1活性炭。结果有14个杂种能产生胚状体,诱导率70%;不同杂种间小孢子胚胎发生频率存在很大差异,最高的是绿洲808×夏宝,平均每蕾16.2个胚。诱导杂种胚状体发生的最佳时期是小孢子单核靠边期至双核期,34℃热激2d有利于小孢子细胞对称分裂。在含糖170gL-1的液体培养基中培养3d,添加低糖(含糖110gL-1)的培养液,可显著提高出胚率。     

结球甘蓝和青花菜小孢子胚植株再生

结球甘蓝（Brassica oleracea var.capitata）和青花菜（Brassica oleracea var.italica）小孢子胚再生植株频率低是目前影响游离小孢子培养技术有效应用的关键问题之一,研究其小孢子胚植株再生频率的影响因素,提高胚再生植株频率,对促进游离小孢子培养技术在甘蓝类蔬菜育种中更好地应用具有重要意义。该文以结球甘蓝中甘11和青花菜TI-111等基因型为试材,对影响游离小孢子胚再生成植株的固体培养基类型、琼脂浓度、胚的类型及胚在液体培养基中的滞留时间等因素进行了研究。结果表明：游离小孢子培养25天的子叶胚在琼脂浓度为1%–1.25%的B5培养基上植株再生频率最高。进一步通过8个不同基因型对上述实验结果进行了验证,结果显示,游离小孢子培养25天的子叶胚在1%琼脂浓度的B5培养基上植株再生频率达77.8%–97.2%。     

结球甘蓝游离小孢子胚胎发生

以结球甘蓝品种“强夏”为材料进行游离小孢子培养,对与胚胎发生关系密切的因子进行探讨。研究结果表明,在盛花前期取材最适宜;单核晚期至双核期的小孢子才能发育成胚状体;含17%蔗糖的培养液在培养初期有利于小孢子存活;培养3d后胚胎诱导则以14％蔗糖浓度为最好;高浓度（17％）蔗糖培养3d后添加低浓度（11％）蔗糖培养液能大大提高胚胎发生能力,比一直在14％蔗糖培养液培养的提高282．4％,比更新培养液培养的提高126．1％。     

甘蓝型油菜(Eru CMS)与甘蓝种间杂种的同工酶和蛋白质分析

经胚抢救获得甘蓝型油菜(Brassica napus L.)(Eru CMS)与甘蓝(Brassica oleracea L.var.capitata L.)种间杂种,前期经过流式细胞仪、柱头染色体数目、花粉活力等分析获得一些真杂种。利用电泳法,对真杂种植株的3种同工酶(SOD、EST、COD)和蛋白质进行详细分析,了解了杂种与亲本的同工酶和蛋白质的特性差异。结果表明,杂种与亲本之间的同工酶和蛋白质存在较明显的差异:杂种的SOD、COD的酶带表现为偏父本甘蓝型;杂种的EST的酶带表现为偏母本油菜型;杂种的蛋白质电泳表现为不仅具有双亲的特征蛋白带,也有其自身特征蛋白带。     

甘蓝型油菜(Eru CMS)与甘蓝种间杂种的同工酶和蛋白质分析

经胚抢救获得甘蓝型油菜（Brassica napus L.）（EruCMS）与甘蓝（Brassica oleracea L.var.capitata L.）种间杂种,前期经过流式细胞仪、柱头染色体数目、花粉活力等分析获得一些真杂种。利用电泳法,对真杂种植株的3种同工酶（SOD、EST、COD）和蛋白质进行详细分析,了解了杂种与亲本的同工酶和蛋白质的特性差异。结果表明,杂种与亲本之间的同工酶和蛋白质存在较明显的差异：杂种的SOD、COD的酶带表现为偏父本甘蓝型;杂种的EST的酶带表现为偏母本油菜型;杂种的蛋白质电泳表现为不仅具有双亲的特征蛋白带,也有其自身特征蛋白带。     

甘蓝分子连锁图的构建与品质性状的QTL定位

以两个不同生态型甘蓝(Brassica oleracea var．capitata)品种杂交得到的F2代为作图群体,用RAPD标记构建甘蓝分子连锁图。通过对520个随机引物进行筛选,236个引物在两亲本间表现多态性,多态性比例为47．7％。选取111个引物对群体进行分析,构建了一张含有135个标记位点,9个连锁群,覆盖长度为1023．7cM的分子连锁图。利用该图谱对甘蓝叶球紧实度和中心柱长两性状进行了QTL定位分析。检测到3个与叶球紧实度相关的QTL,总贡献率为62．5％;检测到4个与中心柱长相关的QTL,总贡献率为59．1％。     

Effects of plant genotype and bacterial strain on <Emphasis Type="Italic">Agrobacterium tumefaciens</Emphasis>-mediated transformation of <Emphasis Type="Italic">Brassica oleracea</Emphasis> L. var. <Emphasis Type="Italic">capitata</Emphasis>

Two inbred lines of Brassica oleracea L. var. capitata were transformed with two Agrobacterium tumefaciens strains harboring resistance to herbicide Basta: AGL1/pDM805 and LBA4404/pGKB5 (LB5-1). Inoculated cotyledons and hypocotyls provided equally good explants and manifested a high percentage of shoot regeneration on MS medium supplemented with 1 mg/l benzyladenine and 0.5 mg/l indole-3-butyric acid. The P₃₄I₅ genotype was superior to P₂₂I₅ in shoot regeneration (48.1 vs. 26.9%), multiplication, and acclimation in the greenhouse (76 vs. 40%). A. tumefaciens AGL1/pDM805 provided more regenerated shoots per explant, especially in the case of cotyledon explants, and the higher transformation rate (up to 35% vs. up to 12%) as compared to LB5-1. Putative transformants survived spraying with 10–30 mg/l phosphinothricin. Transformation was confirmed by GUS assay and PCR analysis in T0 and T1 generations. Published in Russian in Fiziologiya Rastenii, 2007, vol. 54, No. 5, pp. 738–743. The text was submitted by the authors in English.