西藏野生芥菜型油菜构件种群相互关系及其与气候因素的灰色关联度分析

以生物构件理论为基础,运用灰色关联分析技术对西藏野生芥菜型油菜种群构件结构与环境因子的关系进行了研究。结果表明:1)每株角果数、每角果粒数和粒重是产量构成的重要指标,随着每株角果数、每角果粒数和粒重的增大,西藏野生芥菜型油菜的产量明显增加,它们之间的构件因子关联度较大;2)主茎系统是西藏野生芥菜型油菜植株的基础,其间的关联性显示了西藏野生芥菜型油菜植株构件组成的整合作用;3)一级分枝长度、一级分枝角果数、二级分枝数、一级分枝粗度之间有较大的关联度,但与一级分枝发生高度关联度相对较小;4)研究的7个环境因子与西藏野生芥菜型油菜种群的生长关系均较密切,且温度是影响西藏野生芥菜型油菜分布和生命活动相对重要的环境因子,而降水为次要因子。     

西藏野生油菜性状演化与分支分类研究

以西藏野生白菜型油菜（Brassica campestris L．）和野生芥菜型油菜（B．juncea Czern．et Coss．）的39个形态学性状为依据,以醉蝶花（Cleome spinosa Jacq．）为外类群,确定了性状的祖征和衍征。应用最大同步法,对35个西藏野生油菜种源的性状演化与分支分类进行了研究。结果表明,野生白菜型油菜和野生芥菜型油菜的基生叶、薹茎叶和花器官性状既有同期演化性状也有非同期演化性状;而伸长茎叶的所有性状均为非同期演化性状,有各自独特的演化规则。西藏野生白菜型油菜分为藏东野生白菜型油菜和藏中野生白菜型油菜2个组,野生芥菜型油菜分为藏中西野生芥菜型油菜和藏南野生芥菜型油菜2个组,各自沿不同的路线演化。     

西藏野生芥菜型油菜种质资源的聚类分析

以植株高度、基部粗度、分枝部位、分枝总数、每株角果数等14个考种性状为指标,对西藏各地(市)搜集而来的27份野生芥菜型油菜进行了聚类分析。结果表明:1)当阈值为0.94时,将供试材料分为上生分枝型野生芥菜型油菜(G1)、下生分枝型野生芥菜型油菜(G2)和匀生分枝型野生芥菜型油菜(G3)三大类群;可以根据育种目标及当地的生态因子等选择不同的株型,从而达到稳产、丰产的目的;2)当阈值为0.61时,将材料分为SG1、SG2、SG3、SG4、SG5、SG6、SG7等个七亚类群;发现西藏野生芥菜型油菜种质资源在地理分布上的距离并不能确切反映其遗传上的差异,因此提出研究西藏的作物生长环境时,不应以行政区划为研究标准,应参考当地的区域小气候;3)各西藏野生芥菜型油菜种质资源分类群的考种性状差异明显,生物多样性丰富。     

西藏与周边地区芥菜型油菜农艺性状比较研究

运用典范相关分析方法,对西藏及周边地区芥菜型油菜的产量性状、主茎性状、分枝性状、角果性状等4组性状间的典范相关关系进行了比较研究.结果表明:(1)所研究的18个性状中,西藏芥菜型油菜的平均数为周边地区芥菜型油菜的1.88倍,总体变异系数比周边省份芥菜型油菜高10.22％;(2)西藏芥菜型油菜单株产量主要取决于每株角果数和千粒重,而周边省份芥菜型油菜单株产量主要取决于每株有效角果数,中国周边国家芥菜型油菜单株产量主要取决于每株有效角果数和千粒重;(3)影响西藏芥菜型油菜产量性状最重要的因素是角果性状,其次是分枝性状和主茎性状,而影响周边省份和中国周边国家芥菜型油菜产量性状最重要的因素则是主茎性状,其次是分枝性状和角果性状.     

西藏和周边地区芥菜型油菜农艺性状比较研究

利用113份芥菜型油菜,运用典范相关分析方法,对西藏及周边地区芥菜型油菜的产量性状、主茎性状、分枝性状、角果性状等4组性状间的典范相关关系进行了比较研究。结果表明：(1)所研究的18个性状中,西藏芥菜型油菜的均值为周边地区芥菜型油菜的1.88倍,总体变异系数比周边省份芥菜型油菜高10.22%;(2)西藏芥菜型油菜单株产量主要取决于每株角果数和千粒重,而周边省份芥菜型油菜单株产量主要取决于每株有效角果数,中国周边国家芥菜型油菜单株产量主要取决于每株有效角果数、千粒重;(3)影响西藏芥菜型油菜产量性状最重要的因素是角果性状,其次是分枝性状和主茎性状,而影响周边省份和中国周边国家芥菜型油菜产量性状最重要的因素则是主茎性状,其次是分枝性状和角果性状;(4)西藏芥菜型油菜4组性状间极显著或显著相关的典型变量累计有9对性状,周边省份芥菜型油菜有8对性状,中国周边国家芥菜型油菜有5对性状,西藏与周边省份和中国周边国家芥菜型油菜生态性状间既有密切联系,亦略不同。     

西藏栽培白菜型油菜种群构件与环境因子的灰色关联度分析

以生物构件理论为基础,应用灰色关联分析技术对西藏栽培白菜型油菜种群构件与环境因子的关系进行了研究,结果表明:(1)产量构成指标是由每株角果数、每角果粒数和千粒重组成,随着每株角果数、每角果粒数的增多和千粒重的升高,西藏栽培白菜型油菜的产量会明显增加,它们之间的关联度较大;(2)主茎系统是西藏栽培白菜型油菜植株的基础,它们之间的关联性显示了与其他构件组成间的整合作用;(3)研究的7个环境因子与西藏栽培白菜型油菜种群的生长关系都较密切,其中日照和温度是影响西藏栽培白菜型油菜分布和生长发育相对重要的环境因子,而降水则为相对次要的因子。     

抗草丁膦和抗草甘膦转基因油菜的抗性基因向野芥菜的流动

通过人工去雄授粉和田间隔行种植试验,研究了抗草丁膦和抗草甘膦转基因油菜(Brassica napus)中的bar基因和EPSPS基因向野芥菜(B. juncea var. gracilis)流动的可能性。结果表明在人工授粉的情况下,以野芥菜为母本,分别以两种转基因油菜为父本,亲和性指数都很高,达13以上,与野芥菜自交或开放授粉条件下的亲和性指数没有明显差异,说明两种转基因油菜和野芥菜的亲和性较好。经两次除草剂筛选,人工杂交获得的所有F₁对相应的除草剂都表现出了明显的抗性,且经PCR检测扩增出了各自的特异性条带,说明人工杂交获得的所有F₁都携带了相应的抗性基因。F₁的适合度研究表明,两种F₁种子萌发率和母本都没有明显差异,营养生长明显好于母本。但花粉活力和结实率明显下降,携带抗草丁膦基因F₁的花粉活力和每角果粒数分别是32.4%和0.59粒,携带抗草甘膦基因F₁的花粉活力和每角果粒数分别是35.1%和0.58粒。经两次除草剂筛选和PCR检测,表明野芥菜和抗草丁膦油菜或与抗草甘膦油菜田间隔行种植分别能产生0.02%和0.014%的携带抗性基因的F₁杂种。以上结果表明抗除草剂转基因油菜的抗性基因具有向野芥菜流动的可能性,且bar和EPSPS基因向野芥菜流动的可能性类似,但对其可能引起的环境后果需要做进一步地深入研究。     

铀尾沙对油菜幼苗生长和生理特征的影响

采用沙培盆栽试验,以铀尾沙所占比例分别为0%(CK)、25%(T1)、50%(T2)、75%(T3)、100%(T4)的培养基质,研究了铀尾沙对芥菜型油菜、甘蓝型油菜和白菜型油菜出苗率、幼苗生物量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和还原型谷胱甘肽(GSH)含量的影响.结果表明:不同比例的铀尾沙对油菜出苗率的影响差异不显著(P＞0.05).3种油菜的生物量均随铀尾沙处理量的增加而呈先增后降的现象,甘蓝型油菜和白菜型油菜在T2时生物量最大,芥菜型油菜在T3时生物量最大.MDA含量则呈先降低后升高,甘蓝型油菜和白菜型油菜在T2时MDA含量最低,芥菜型油菜在T3时的MDA含量最低,并与叶绿素含量呈显著的负相关.随铀尾沙处理量的增加,3种类型的油菜SOD、CAT、POD、APX和GR活性逐渐增加,GSH含量也持续升高.铀尾沙对油菜幼苗生长和抗氧化酶系统产生了一定的诱导作用,而这3种油菜也对铀尾沙也表现出较强的耐受能力.     

油菜类型和品种对外来入侵杂草小子虉草的替代控制作用

外来入侵植物小子虉草（Phalaris minor Retz.）是世界公认的冬季农田恶性杂草,掌握农作物对其替代控制作用具有重要的研究价值。前期研究表明,油菜是替代控制小子虉草的优良农作物,然而,目前尚不清楚油菜类型与品种对其控制能力的影响。为此选取与小子虉草同域发生的不同类型（白菜型油菜、芥菜型油菜和甘蓝型油菜）油菜品种各3种,通过田间小区实验和室内化感作用测定,对比研究其对小子虉草的生长、繁殖、表型以及化感作用的影响。田间实验显示：竞争方式（种内或种间竞争）和油菜类型对小子虉草的地上生物量、种子数、株高、分枝数、叶面积和比叶面积存在极显著（P=0.0001）影响;而油菜品种对小子虉草的地上生物量（P=0.6064）、种子数（P=0.3577）、株高（P=0.4279）、分枝数（P=0.6357）、叶面积（P=0.8839）和比叶面积（P=0.3424）均无显著影响。3种类型油菜对小子虉草生长、繁殖以及表型的影响存在明显差异,其中芥菜型油菜对小子虉草的上述指标的影响最强,而白菜型油菜的影响最弱。室内生物测定显示,油菜对小子虉草具有化感抑制作用,当供试油菜叶片水提液浓度为0.1 g/mL时,小子虉草种子的萌发和幼苗的株高、根长、生物量均被显著抑制;研究也表明不同类型油菜对小子虉草的化感作用显著不同,同等条件下,芥菜型油菜对小子虉草的化感抑制作用最强。综上所述,油菜类型对外来入侵小子虉草的控制作用存在显著差异,其中芥菜型油菜对植物小子虉草的替代控制作用明显优于白菜型油菜和甘蓝型油菜,而其强的化感抑草特性或许是其强控草能力的原因之一。另外,本研究也为进一步利用油菜替代控制入侵植物小子虉草提供了参考。     

油菜绿色面积指数动态模拟模型

准确模拟绿色面积指数是作物生长模拟模型可靠预测作物生长和产量的关键。该研究的目的是以生理生态过程为基础,构建油菜(Brassica napus)叶面积指数和角果面积指数变化动态的模拟模型。油菜叶面积指数模型综合考虑了库或源限制下的叶面积增长模式,其中库限制下叶面积指数的增长呈指数方程,且受到温度、水分和氮素因子的影响;源限制下叶面积指数增长用比叶面积法来模拟。油菜角果面积指数由比角果面积和角果干物重来决定。比叶面积和比角果面积均为生理发育时间的函数。利用不同类型品种的播期试验及氮肥试验资料分别对模型进行了校正和检验,结果表明模型能较好地模拟不同条件下油菜叶面积指数和角果面积指数。     

西藏白菜型油菜遗传多样性的RAPD分析

通过利用22个10bp随机引物对来自西藏高原地区107份白菜型油菜种质资源材料的PAPD分析,探讨了西藏白菜型油菜品种之间的遗传分化关系,结果表明：（1）供试的107份材料共产生236条谱带,其中210条谱带有多态性,占88．98％,说明白菜型油菜在西藏高原地区具有较丰富的遗传多样性;（2）根据引物扩增出的DNA指纹图谱,运用UPGMA分析法,在遗传距离为0．078处,可将供试的107份白菜型油菜划分为11个类群,发现来自于同一地区或气候相似区的品种往往聚在一起,表明西藏高原白菜型油菜品种的相似性与其原产地的地理,气候背景密切相关,并在此基础上,结合西藏高原农业发展历史,气候背景以及地形地貌特点和植物地理学,植物区系学,植物进化论等方面的综合分析,提出西藏高原是世界白菜型油菜起源地的观点。     

Major changes in the cell wall during silique development in Arabidopsis thaliana

Fruit development is a highly complex process, which involves major changes in plant metabolism leading to cell growth and differentiation. Changes in cell wall composition and structure play a major role in modulating cell growth. We investigated the changes in cell wall composition and the activities of associated enzymes during the dry fruit development of the model plant Arabidopsis thaliana. Silique development is characterized by several specific phases leading to fruit dehiscence and seed dispersal. We showed that early phases of silique growth were characterized by specific changes in non-cellulosic sugar content (rhamnose, arabinose, xylose, galactose and galacturonic acid). Xyloglucan oligosaccharide mass profiling further showed a strong increase in O-acetylated xyloglucans over the course of silique development, which could suggest a decreased capacity of xyloglucans to be associated with each other or to cellulose. The degree of methylesterification, mediated by the activity of pectin methylesterases (PMEs), decreased over the course of silique growth and dehiscence. The major changes in cell wall composition revealed by our analysis suggest that it could be major determinants in modulating cell wall rheology leading to growth or growth arrest.     

Density-dependent processes in the life history of fishes: evidence from laboratory populations of zebrafish Danio rerio

Population regulation is fundamental to the long-term persistence of populations and their responses to harvesting, habitat modification, and exposure to toxic chemicals. In fish and other organisms with complex life histories, regulation may involve density dependence in different life-stages and vital rates. We studied density dependence in body growth and mortality through the life-cycle of laboratory populations of zebrafish Danio rerio. When feed input was held constant at population-level (leading to resource limitation), body growth was strongly density-dependent in the late juvenile and adult phases of the life-cycle. Density dependence in mortality was strong during the early juvenile phase but declined thereafter and virtually ceased prior to maturation. Provision of feed in proportion to individual requirements (easing resource limitation) removed density dependence in growth and substantially reduced density dependence in mortality, thus indicating that 'bottom-up' effects act on growth as well as mortality, but most strongly on growth. Both growth and mortality played an important role in population regulation, with density-dependent growth having the greater impact on population biomass while mortality had the greatest impact on numbers. We demonstrate a clear ontogenic pattern of change in density-dependent processes within populations of a very small (maximum length 5 mm) fish, maintained in constant homogeneous laboratory conditions. The patterns are consistent with those distilled from studies on wild fish populations, indicating the presence of broad ontogenic patterns in density-dependent processes that are invariant to maximum body size and hold in homogeneous laboratory, as well as complex natural environments.     

The Arabidopsis 3-ketoacyl-CoA thiolase-2 (kat2-1) mutant exhibits increased flowering but reduced reproductive success

The enzyme 3-ketoacyl-CoA thiolase (KAT) (EC 2.3.1.16) catalyses a key step in fatty acid beta-oxidation. In Arabidopsis thaliana, expression of the KAT2 gene is known to be required for the efficient mobilization of triacylglycerol during germination and seedling establishment. Here, data from the Arabidopsis kat2-1 mutant are presented, showing that perturbation of beta-oxidation also affects vegetative growth and reproductive success. In the wild type, the KAT2 protein was detected in all organs tested. In the kat2-1 mutant, rosette leaf area and dry weight, but not leaf number, were greatly increased relative to wild type. Global proliferative arrest of flowering was delayed, resulting in increased silique production in kat2-1 plants. However, total silique dry weight was not increased. kat2-1 siliques were smaller and had a reduced seed number caused by increased ovule abortion. In kat2-1 ovules, carbon flow into sugars via gluconeogeneis and respiration were both reduced in comparison to the wild type. In conclusion, these data indicate that a functional beta-oxidation pathway is required to maintain the balance between silique development and the continued initiation of floral meristems.     

西藏米拉山白桦种群生物量和生长量研究

在区域样地调查基础上,通过解析木分析,比较了不同坡向、不同海拔的白桦种群生物量和生长量．结果表明,米拉山白桦种群的生产量约在363．1～2072．94kg·hm^-2·年^-1之间;各种群的现存生物量在7625．00-33167．00kg·hm^-2之间,种群间生物量差异显著．砍伐后的白桦萌生木、生物量和生长量均小于实生木。并且在生长过程中出现早衰的现象,表明人类活动的干扰对白桦种群有较大影响．米拉山东、西坡不同海拔生境条件下,水分地带性的变化对白桦各器官内的水分分配以及生物量组成没有显著影响．     

中国近缘野生大麦醇溶蛋白的遗传多态性研究

随机选取来源于中国西藏24个不同行政县的181份近缘野生大科材料,其中包括47份六棱野生大麦,134份二棱野生大麦,选用青藏高原的二棱野生大麦（W2）,欧洲的代表品种Betzes大麦及以色列的二棱野生大麦（Is)作对照。利用A-PAGE（Acidic-polyacrylamide gel electrophoresis)法进行了醇溶蛋白遗传多态性的研究。结果表明,184份供试材料共得到60种不同的电泳图谱,说明西藏近缘野生大麦醇溶蛋白遗传多态性非常丰富,其中有38种图谱为单一材料所独有,以ZYM0019和ZYM1488材料为代表的2种醇溶蛋白图谱占供试材料的29.3%,在西藏分布较为普遍,聚类分析表明地理环境相似的地区有着相似的图谱类型,图谱类型与地理生态环境具有一定的相关性。讨论了中国近缘野生大麦醇溶蛋白的多态性与地理分布的关系。以及栽培大麦的起源中心等问题。