秦岭佛坪国家级自然保护区亚高山草甸30种草本植物的光合生理特征

秦岭是我国陆地生物多样性保护关键区域之一,其亚高山草甸植被对环境变化具有良好的指示作用。为了探索草甸植物对高山环境的适应策略,对陕西佛坪秦岭亚高山草甸30种草本植物的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率和胞间CO2浓度特征进行分析。结果表明:30种草木植物的光合生理特征表现各异。净光合速率最大者为细茎橐吾(18.75μmol.m-2.s-1),最小者为轮叶马先蒿(0.73μmol.m-2.s-1);气孔导度最大者为卵叶银莲花(2.99 mol.m-2.s-1),最小者为湖北大戟(0.04 mol.m-2.s-1);蒸腾速率最大者为东方草莓(6.14 mmol.m-2.s-1),最小者为紫苞鸢尾(0.44 mmol.m-2.s-1)。Pearson相关分析表明净光合速率与气孔导度、蒸腾速率之间表现出极显著的正相关(p<0.01)。对各物种的光合特征进行聚类分析,结果将30个物种划分为4个组群,各物种间光合特征的差异反映了不同物种在生态系统中的相对重要性。     

乌兰布和沙漠东北部8种沙生灌木生长季末期的光合生理特性

以乌兰布和沙漠东北部的甘蒙柽柳、沙木蓼、霸王、沙冬青、花棒、白刺、梭梭和柠条8种沙生灌木为材料,对沙生灌木生长季末期的光合生理特性进行了研究。结果表明:(1)8种沙生灌木秋季的气孔导度日变化有明显的峰谷;气孔导度日均值最大的为梭梭(0.71 mol.m-2.s-1),最小的为柠条(0.08 mol.m-2.s-1);(2)8种沙生灌木秋季的光合速率日变化均呈现单峰曲线,影响光合速率变化的因素以非气孔限制因素为主;光合速率峰值出现时间以柠条最早(11:30),甘蒙柽柳和沙木蓼最晚(15:30);光合速率日均值最大的为沙木蓼(7.99μmol.m-2.s-1),最小的为柠条(3.40μmol.m-2.s-1);(3)蒸腾速率的日变化除梭梭和柠条呈现单峰曲线外,其余6种灌木呈现出准双峰曲线或双峰曲线;蒸腾速率日均值最大的为梭梭(4.42 mmol.m-2.s-1),最小的为柠条(0.47mmol.m-2.s-1);气孔运动因素对蒸腾作用的影响占据优势;(4)8种沙生灌木的光合水分利用效率在白昼普遍高于早晚,且以柠条的光合水分利用效率日均值最大(7.18μmol.mmol-1),梭梭最小(1.23μmol.mmol-1);蒸腾速率日均值高的沙生灌木光合水分利用效率日均值低,反之亦然。     

入侵植物小飞蓬及其伴生植物的光合特性

为探讨小飞蓬的入侵机制和制定有效的治理措施,对入侵植物小飞蓬及其主要伴生植物山苦荬和鸭跖草的光合特性进行研究.结果表明:小飞蓬的光饱和点和光补偿点分别为1634.00和23.84 μmol·m-2·s-1,介于2种伴生植物之间;光饱和点下的最大净光合速率为28.12μmol· m-2·s-1,显著高于2种伴生植物;表观量子效率为0.06,与山苦荬差异不显著,但显著高于鸭跖草.小飞蓬的CO2饱和点和CO2补偿点分别为834.00和23.69μmol·mol-1;CO2饱和点下的最大净光合速率为31.97 μmol·m-2·s-1,介于2种伴生植物之间;羧化效率为0.078,显著高于伴生植物.有效光合辐射和CO2浓度的变化对小飞蓬及其伴生植物的气孔导度、蒸腾速率影响不显著,但显著影响其水分利用率.小飞蓬具有较高的光合速率和物质积累能力,较高的生产力是其成功入侵的重要因素之一.     

蒺藜苜蓿叶片光合作用对盐胁迫的响应

为阐明蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)叶片光合效率对盐胁迫的响应规律,明确其土壤盐分阈值,该研究以盆栽蒺藜苜蓿幼苗为研究对象,采用加盐的方式人工模拟盐胁迫环境,设置不同浓度NaCl处理(0、50、100、150、200、250、300、400mmol·L-1),利用Li-6400便携式光合测定仪分析了蒺藜苜蓿幼苗光合效率参数对土壤盐分浓度的响应特征。结果表明:(1)蒺藜苜蓿叶片净光合速率(Pn)和光合作用特征参数等具有明显的土壤盐分临界效应。在NaCl浓度为100~200mmol·L-1时,蒺藜苜蓿可维持较高光合生产力,此盐分范围内适宜的光合有效辐射(PAR)为600~1 300μmol·m-2·s-1,出现Pn最大值(20.7μmol·m-2·s-1)的NaCl浓度为150mmol·L-1,对应PAR为1 200μmol·m-2·s-1左右。(2)在NaCl浓度150mmol·L-1时,随着NaCl浓度的增加,表观量子效率(AQY)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)和最大光合速率(Pnmax)逐渐增大;在NaCl浓度为150mmol·L-1时,AQY、Rd和Pnmax分别达到最大值0.030、0.605 7μmol·m-2·s-1、19.4μmol·m-2·s-1,而LCP达到最小值19.8μmol·m-2·s-1。(3)NaCl浓度为150mmol·L-1可作为导致蒺藜苜蓿净光合速率下降的气孔限制和非气孔限制因素的转折点,并且随着NaCl浓度升高,其光合速率由气孔限制转为非气孔限制的PAR降低。以上结果表明,蒺藜苜蓿对盐胁迫具有较强的适应性,在较高盐分浓度下可获得较高的光合生产力。     

准噶尔盆地荒漠区短命植物光合蒸腾特性及影响因素研究

运用LI-6400便携式光合测定系统,研究了准噶尔盆地荒漠区2种典型短命植物———狭果鹤虱(Lappulasemiglabra)和四齿芥(Tetracme quadricornis)的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率特征。结果表明:狭果鹤虱和四齿芥的光合能力分别为44.92、34.57μmol.m-2.s-1;狭果鹤虱和四齿芥的净光合速率日均值分别为29.72、23.0μmol.m-2.s-1,蒸腾速率日均值分别17.23、12.84 mmol.m-2.s-1,狭果鹤虱均高于四齿芥,属于高光合、高蒸腾类型;二者的净光合速率和水分利用效率日变化均呈双峰曲线,而蒸腾速率日变化呈单峰曲线;二者的光合“午休”现象主要是由气孔因素引起的;通过对2种植物光合和蒸腾速率与环境因子的相关分析显示,辐射强度是影响2种植物光合速率最主要的环境因子。     

半干旱黄土丘陵区天然次生灌木山桃（Prunus davidiana）与山杏（Prunus sibirica L.）叶片气体交换参数日动态差异

以半干旱黄土丘陵区5年生天然次生灌木山桃(Prunus davidiana)及山杏(Prunus sibirica L.)作为研究材料,系统比较了两树种叶片气体交换参数的日变化特征,分析了其光合作用和蒸腾作用与环境因子的关系.结果表明:山桃叶片气体交换参数日变化特征与山桃有所差异,山桃除蒸腾速率(Tr)外其它生理参数呈单峰曲线,山杏的日变化类型均呈双峰曲线.两树种光合速率(Pn)在下午明显下降,其原因主要是受到非气孔限制.山桃Pn的日均值((7.64±3.69) μmol · m-2 · s-1)比山杏((5 29±2.97) μmol · m-2 · s-1)高出46%,Tr的日均值((2.21±1.02) mmol · m-2 · s-1)比山杏((1.58±0.57) mmol · m-2 · s-1)高出40%左右,水分利用效率(WUE)的日均值相差不大,分别为(2.89±1.52) μmol · mmol-1,(2.54±1.37) μmol · mmol-1.多元回归及相关分析表明,影响光合作用与蒸腾作用的最重要因子是光合有效辐射强度,其次是大气CO2浓度;光合作用与蒸腾作用参数之间也有明显的相关性.结论:山桃与山杏表现出具有较高光合速率,较低蒸腾速率和较高水分利用效率的生理特征,因而在半干旱黄土丘陵区都有较好引种栽培与开发利用潜力.     

肥披碱草叶片光合特性研究

以大田生长的肥披碱草为试验材料,利用Li-6400型光合作用测定系统监测其叶片光合生理生态特性及其环境因子日变化,并利用相关分析和逐步回归分析法探讨了净光合速率和蒸腾速率与生理生态因子间的关系.结果表明:(1)肥披碱草叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)的日变化均呈双峰曲线,具有明显的光合"午休"现象;叶片水气压亏缺(VPD)和Tr及Gs的峰值出现时间不同步,胞间CO2浓度(Ci)不随气孔的降低而减小,抑制其光合速率的因子为非气孔限制;水分利用率(WUE)的变化呈单峰型,并且其上午WUE明显高于下午.(2)自然条件下,影响肥披碱草叶片Pn的主要因子是Tr和Ca(大气CO2浓度),影响Tr的主要因子是Gs和Ta(气温).(3)在干旱与半干旱自然条件下,肥披碱草的光补偿点(12.45 μmol·m-2·s-1)、光饱和点(1 750 μmol·m-2·s-1)、最大净光合速率(65.125 μmol·m-2·s-1)、表观光量子效率(0.128 9 μmol·mol-1)都较高,表现出较强的光环境的适应性和光能利用能力,是典型的阳性植物.     

成熟马占相思水力导度对水分利用和光合响应的季节性差异

通过测定成熟马占相思叶片的水势、气孔导度、蒸腾速率(Tr)、叶面积指数、边材面积等参数,研究了湿季(5月)和干季(11月)叶片的水力导度(K1)、水分和光合特性的关系.结果表明:高大植株(平均树高20 m、胸径0.26 m)的边材面积与叶面积的比率(Asp/Acl)比较小植株(平均树高14.5 m、胸径0.19m)高8.5％,前者的木质部水分通量大于后者,以支持冠层叶片的水分利用.对木质部易损曲线进行分析,K1降低50％时,湿、干季的叶片水势(Ψ1)分别为-1.41和-1.55 MPa,且干季的木质部空穴化的易损性高于湿季.湿、干季的K1峰值分别为5.5和4.5 mmol·m-2·s-1·MPa-1,最大蒸腾速率(Trmax)分别为3.6和1.8 mmol·m-2·s-1,且湿季的K1和Trmax明显大于干季.一天中K1和Tr的多次波动反映了木质部空穴化和修复的往复循环,叶片气孔在K降低超过50％或Ψ1达到-1.6MPa时关闭,气孔导度在K1达到50％前仍保持较高水平.干季的水力导度与光合速率的相关性较湿季明显.季节更迭导致叶片水力导度损失是Tr和CO2交换下降的原因.     

山西太岳山辽东栎的光合特性

对自然生长的辽东栎林木用 LI-640 0测定其光合作用 ,实验包括以下内容 :在完全接近自然生长的条件下测定辽东栎叶片光合作用的日变化规律 ;控制光合有效辐射强度 ,测定叶片在不同 CO2 浓度下光合作用的变化规律 ;控制温度比对应时间段的温度高 2～ 4℃ ,并控制 CO2 浓度在 3 75～ 70 0 ml· m- 3间变化 ,测定辽东栎光合作用的变化情况。结果如下 :1自然状态下辽东栎光合作用的日变化有两个光合速率峰 ,峰高接近 ,上午的光合速率峰持续时间较下午的长。叶片气孔导度与光合速率间有很强的正相关 ,且对胞内 CO2 浓度和蒸腾速率有较大影响。气孔导度与叶片水压亏缺呈相反的变化趋势 ,而水压亏缺受光合有效辐射、气温的影响较大。 2在控制片温度、光合有效辐射不变的情况下 ,辽东栎的叶片水压亏缺变化幅度很小 ,气孔导度变化主要受 CO2 浓度的调节 ,表现出在目前 CO2 浓度至加倍 CO2 浓度下 ,随浓度增加而增大的趋势 ,与之对应光合速率增大 ,同时光补偿点也有所提高。当 CO2 浓度超过 80 0 ml· m- 3继续上升时 ,气孔导度、光合速率均下降 ,光补偿点继续升高。3对辽东栎叶片进行升温和高 CO2 浓度处理 ,在试验进行时的温度 (2 8～ 3 7℃ )下 ,发现在 3 75～ 70 0 ml· m- 3的 CO2 浓度范围内 ,升温均导致光     

金钟藤叶片的气体交换特性

用LI-6400便携式光合测定系统(Li-CorInc.,USA)对广州林区新发现的入侵杂草金钟藤(Merremiaboisiana)叶片的气体交换进行了测定。结果表明(1)净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(E)的日变化均表现为单峰型曲线,中午金钟藤未出现光合作用抑制;最大光合速率可达20μmolCO2.m-2.s-1左右,Pn日平均值为8.8±0.75μmolCO2.m-2.s-1。(2)金钟藤光合作用的光饱和点较高,为1000~1200μmolphotons.m-2.s-1,表现出比较典型的阳生植物的特性。结果表明,金钟藤在自然环境中具有快速生长的特性可能与其较强和较稳定的光合能力有关。研究的初步结果对了解金钟藤迅速生长、具有高生产力和强大入侵力的原因提供了进一步深入探讨的思路和基础数据。     

文昌鱼profilin同源基因的胚胎发育表达图式

本研究利用胚胎整体原位杂交技术结合系列组织学切片技术,以及Northern blot 分析,对进化上处于特殊地位的模式动物文昌鱼profilin 基因不同发育时期的表达图式进行了系统研究,揭示了该基因的动态表达图式与肌肉分化的过程一致,文昌鱼profilin 基因可能与胚胎早期肌肉的发育相关。同时,通过Southern blot 检测对青岛文昌鱼profilin 基因可能存在的同源体进行了探讨,试图为弄清文昌鱼肌肉发育分化的分子机制提供资料。     

蒜鳞片休眠进程中胞间联络的变化及类外连丝结构与功能的研究

利用电子显微镜术,对蒜休眠进程中鳞片薄壁细胞间胞间联络的特征进行了实验观察,发现不同时期胞间联络具有随细胞间生理关系密切程度而呈现相应结构变化的特点。并观察到萌芽期鳞片中衰败细胞与存活细胞之间有类外连丝型胞间连丝的存在;以激光共聚焦荧光显微镜结合荧光标记物示踪检测,发现不透膜荧光物质分子量为457Da 的萤黄(Lucifer yellow,LYCH),可以共质体运输方式进入存活细胞内,论证了类外连丝这一胞间连丝特定修饰态的存在,并可在一段时间内继续保持生理活性,起到进行物质共质运输的功能。     

酒精对γ-氨基丁酸转运蛋白Ⅰ(GAT1)功能调节方式的初步研究

已有报道GABA能系统参与酒精耐受和成瘾。我们实验室先前的研究表明急性和慢性酒精处理能快速增强小鼠中枢神经系统γ-氨基丁酸转运蛋白(GATs)的功能,但不影响中枢神经系统GAT1的基因表达水平;GABA 转运蛋白对底物的亲和性也未发生变化在本文中,我们用免疫荧光实验发现酒精处理后,GAT1蛋白向突触体质膜一侧聚集。蛋白磷酸化检测实验显示突触体内GAT1蛋白上丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸的磷酸化水平降低。这些结果提示酒精通过刺激GAT1蛋白从胞内转位到突触质膜上而提高GABA 重摄取的功能,GAT1蛋白去磷酸化可能在此过程中发挥了重要作用。     

超声波辅助农杆菌介导CP基因转化番小瓜(Carioca papaya L.)的有效方法

本研究探索了通过农杆菌介导,超声波辅助处理,转化番木瓜胚性愈伤组织,获得转基因植株的有效方法。分别将含有日本PLDMV 外壳蛋白基因(PTi-Epj-TL-PLDMV)和含有台湾PRSV 菌株、美国夏威夷PRSV 菌株、泰国PRSV 菌株及日本PLDMV 菌株的多元外壳蛋白基因编码序列(PTi-NP-YKT)插入双元载体质粒pGA482G,借助于农杆菌系LBA4404将双元载体上的外壳蛋白基因和新霉素磷酸转移酶基因(nptⅡ)转移到番木瓜品种Sunset 的胚性愈伤组织中,从而获得抗卡那霉素的转化再生植株。试验着重在转化方法上进行探索。结果表明,农杆菌过夜培养后,用高渗透压培养液(1/2 MS 6%蔗糖 1%葡萄糖,pH 5.7)调整至光密度OD_(600(?)m)=0.15-0.20,然后用该菌液感染材料30min,其间辅以超声波处理,可以大大提高转化效率。用15ml 无菌离心管装载胚性愈伤材料进行15s 的超声波处理,在80块被转化的胚性愈伤中获得21个CP 基因G 转化系(26.3%),而在对照处理64块胚性愈伤中仅获得1个转化系(1.6%);在经过15s 的超声波处理48块被转化的胚性愈伤中获得8个CP 基因B 转化系(16.7%),而在对照处理25块胚性愈伤中未出现转化系。上述操作方法用在两种CP 基因转化上均表现出相似的效果。试验还表明:120mg/L 是卡那霉素抗性筛选的最佳浓度。抗性筛选9个月后,在421块胚性愈伤组织中产生了42个抗卡那霉素的转化系。所获得的转基因植株分别用PCR 和Southern 印迹杂交进行了鉴定。     

小麦与叶锈菌互作过程中细胞程序性死亡的生化证据(简报)

细胞程序性死亡(Programmed Cell Death,PCD)是一种受基冈调控的、主动的、连续的程序化反应一般发生程序性死亡的细胞具有较为典型的形态及生化特征:细胞收缩、核染色质浓缩、趋边化;DNA 在一定位点被核酸内切酶降解成以180bp 为     

人谷胱甘肽S-转移酶pi(GSTp)中半胱氨酸对其在细胞氧化应激下功能的影响

利用PCR定点突变技术构建人GSTp三种半胱氨酸突变体C~(47/101)、C~(14/47/101)和C~(14/47/101/169)。将CSTp 野生型和突变体表达质粒转染293细胞,以CDNB 为底物测定胞内GST 的转移酶活性,结果显示各类突变体均明显抑制了细胞内源性CST 的催化活性,具有显著的负显性(dominant nega-tive)突变体的功能;将CSTp 野生型和突变体与c-Jun、NF-kB 和p53的报告基因载体共转染,通过萤光素酶活性测定发现突变体C~(14/47/101)和C~(14/47/101/169)能明显激活c-Jun 和p21的转录活性;Western印迹分析显示突变体均能上调细胞内p21蛋白的水平,细胞存活率的测定表明GSTp 突变体能增强293细胞对H_2O_2刺激的敏感性;实验结果表明半胱氨酸残基对于维持GSTp 在对抗细胞氧化应激过程中的保护作用至关重要。     

马铃薯转化酶抑制子St-inh cDNA克隆及在大肠杆菌中的表达和功能测定

用RT-PCR结合5’RACE方法从马铃薯(Solanum tuberosum L.)栽培种JH块茎中克隆了转化酶抑制子St-inh 全长cDNA。序列分析表明,St-inh 基因编码区全长663bp,编码221个氨基酸。将含St-inh 基因cDNA 的DNA 片段克隆到pET28a(+)上,转化大肠杆菌BL21(DE3)后成功实现了表达。基因表达产物与马铃薯栽培品种(系)E1、JH 试管块茎以及番茄果实的转化酶提取物共孵育结果显示,转化酶活性分别下降了34.3%、21%和33.8%,说明St-inh 的翻译产物具有转化酶抑制子功能。BLAST 基因序列分析表明,St-inh 与Kunitz-type C 类基因序列同源性达95%以上,T-COF-FEE 氨基酸序列对比分析显示,该基因编码的蛋白质具有典型的Kunitz-type 结构域[L,I,V,M]-X-D-X-[E,D,N,T,Y]-[D,G]-[R,K,H,D,E,N,Q]-X-[L,I,V,M]-X(5)-Y-X-[L,I,V,M],因此,Sit-inh 基因可能为Kunitz-type 家族成员。     

甲醛对DNA损伤的彗星实验研究

甲醛是一种遗传毒性物质。国内外学者的大量研究证实,甲醛可以引起DNA-DNA、DNA-蛋白质分子交联,但对于甲醛是否能够引起DNA 分子的断裂,学界却存在分歧。本实验以颊黏膜细胞作为实验材料,通过彗星实验对甲醛的遗传毒性——尤其是DNA 分子断裂作用进行了系统的研究。结果显示甲醛在较低浓度(5μmol/L,7.5μmol/L,10μmol/L)时具有断裂作用,在较高浓度(15μmol/L,30μmol/L,50μmol/L)时则具有交联作用。根据本实验的结果,本文还首次论证了甲醛断裂作用的断裂峰值(7.5μmol/L)。     

水稻胚胎发育与萌发过程中凝集素的生物合成及其对转录与翻译抑制剂的敏感性

稻胚凝集素(RGL)在开花后7—13天之间合成活性很强,15天以后明显下降。7—13天之间RGL合成相当旺盛是由于这一时期编码RGL的mRNA得到迅速转录,而在开花后15—30天之间以及萌发4小时内RGL的合成主要是由胚分化发育期间(7—13天)所形成的mRNA所指导的。RGL主要在水稻胚胎发育过程中合成、积累,在萌发过程中几乎不表达,所以RGL是胚胎特异的蛋白质。     

稻曲病菌毒素的活性测定、抗体制备与细胞定位

稻曲病菌在PD 液体培养基中生长良好,并能产生对植物细胞具有高度生物抑制活性的毒素。生物学活性测定袁明,用100%的甲醇能提取稻曲病菌液体培养物中的粗毒素。粗毒素对小麦胚根胚芽的生长有强烈的抑制作用。把毒素主要成分Ustiloxin A 和BSA 偶联后,制备了抗血清,ELISA 检测表明用两种偶联剂偶联所制备的抗体效价分别为1∶20000和1∶6000。进一步的免疫胶体金标记分析表明,所制备的抗体能与茼丝中分泌的毒素特异性结合,说明所获得的抗体是特异性的。