中国特有属——羽叶点地梅属的细胞学研究

本文首次对中国特有的羽叶点地梅属Pomatosace Maxim．进行了细胞学研究。羽叶点地梅P. filicula Maxim．的间期核和有丝分裂前期染色体分别为复杂染色中心型和中间型;染色体数目为2n=20,核型公式为2n=18m+2sm;染色体大小介于6.4μm至4.1 μm之间;核型不对称性为2A型。细胞学证据支持羽叶点地梅属与点地梅属相近的观点。     

细蔓点地梅在豫西南的发现及其微形态特征和系统演化意义

该文报道了河南报春花科点地梅属1新记录种,即细蔓点地梅(Androsace cuscutiformis Franch.)。该种因其叶片显著分裂,裂片深达叶中部,具有典型匍匐茎而明显区别于该属在河南分布的其它种类,同时编制了河南点地梅属植物检索表,并对该种的叶表皮和花粉形态特征进行了观察和描述。结果表明:该种上下表皮细胞都为不规则多边形,垂周壁深波状,下叶表皮具有椭圆形气孔器,上下表皮都具有坑状雕刻的多细胞毛和球状蜡质,叶表皮形态特征和毛的类型可能为点地梅属系统分类和演化提供参考。花粉椭圆形,具三孔沟,沟较狭窄,花粉外壁具有坑状雕刻,未发现有萌发孔,该种是点地梅属裂叶组内最小的花粉粒。裂叶组因叶大、具长柄、叶缘有齿或深裂而明显区别于该属的其它组,该种与其近缘种腋花点地梅(A.axillaris)和掌叶点地梅(A.geraniifolia)间断分布的地理格局和特殊的繁殖方式表明该种很可能为点地梅属的原始类群在伏牛山、秦岭南坡及大巴山的孑遗植物。     

虎耳草属山羊臭组的界定和系统发育: 核糖体DNA ITS序列证据

虎耳草属Saxifraga山羊臭组sect. Ciliatae是该属中最大的一个组, 共有175种, 主要分布在喜马拉雅地区, 我国分布有166种, 占总种数的95%; 其中, 112种为中国特有。约80%的种类分布在我国青藏高原和西南地区, 是中国喜马拉雅植物成分的代表类群。山羊臭组内物种分化十分显著, 分类处理也很困难, 该组是否为单系类群, 组下的系统发育关系也不清楚, 均需进一步验证。本文测定了虎耳草属山羊臭组及其他组33种植物样品的核糖体DNA内转录间隔区ITS序列, 并从GenBank调取虎耳草组sect. Saxifraga等组和近缘属唢呐草属Mitella共22种植物的该序列。ITS分析结果表明: (1)所研究的山羊臭组类群聚为单独一支, 而且与垫状组sect. Porphyrion、虎耳草组、球茎组sect. Mesogyne和仅在欧洲分布的sect. Cymbalaria和sect. Cotylea等8个组聚成的另一分支构成姊妹群; (2)根据形态特征建立的山羊臭组的3个亚组即唐古拉亚组subsect. Hirculoideae、莲座状亚组subsect. Rosulares和具芽亚组subsect. Gemmiparae各自聚为一支, 但是莲座状亚组这一支的支持率较低。同时, 山羊臭组的鞭匐枝亚组subsect. Flagellares和subsect. Hemisphaericae的代表类群单独聚为一支, 位于具芽亚组类群分支内部而不能成立; (3)唐古拉亚组和莲座状亚组又聚为一亚分支与具芽亚组构成姊妹群, 而且具芽亚组最早从山羊臭组这一支中分化出来。我们的研究还发现山羊臭组内种间形态分化较大, 而ITS碱基变异较小, 这可能是山羊臭组类群在青藏高原及毗邻地区的高山环境下物种快速分化的结果。     

东亚第三纪孑遗植物的亲缘地理学:现状与趋势

通过分析比较近年来东亚第三纪孑遗植物的种群遗传学与亲缘地理学的研究结果,总结了它们的谱系地理格局式样,分析了其形成的共同地史或气候成因,并对未来的研究提出了展望。东亚孑遗植物的谱系地理式样主要表现为以下4个方面:(1)中新世中期至晚期的气候变冷变干驱使孑遗植物发生了近期的物种形成,而上新世末以及更新世的气候变化则促进了它们的种内谱系分化、遗传多样性形成以及种群的收缩与扩张,种群的收缩与扩张导致部分类群形成地理谱系"缝合带"。(2)由于不同的植物类群具有不同的生态位需求以及生物学特点,更新世冰期暴露的东海陆桥对中国–日本间断分布的孑遗植物具有不同的"过滤"与"廊道"效应,从而导致其呈现不同的遗传隔离式样。(3)上新世末青藏高原的快速隆升以及上新世末/更新世初东亚季风气候的加强可能是多个亚热带地区分布的孑遗植物沿四川盆地附近发生东西谱系分化的根本原因,也是西北干旱带分布的孑遗植物发生东西谱系分化的驱动因素。(4)自晚中新世以来的全球气候变冷变干驱使部分第三纪孑遗植物在更新世以前就已经从中国大陆或日本本岛迁入台湾,并发生隔离分化,形成了新的物种或地理谱系。总之,历史与当代的地理以及环境共同影响了东亚第三纪孑遗植物的地理分布、遗传多样性、谱系分化以及物种形成。最后,我们强调了目前由单位点的简单分子钟模型的运用造成的研究不足,并对未来的研究提出了展望,即基因组数据和生物地理模型的使用以及群落水平的整合亲缘地理学研究是未来的研究方向。     

甘肃风毛菊属植物区系地理研究及与邻近地区区系的关系

根据对风毛菊属植物野外调查,标本的收集、整理和系统鉴定,该地区风毛菊属植物共有57种1变种,隶属于4亚属,在甘肃省有2个分布丰富区:青藏高原东、北缘的甘南地区和祁连山地。分析表明,风毛菊属植物是一个北温带分布的属,可划为5个分布型和2个变型,其中以中国特有、横断山脉—喜马拉雅分布最多(分别占36%和29.5%),特有属为新特有属,说明该区系属于一个年轻的、以横断山脉—喜马拉雅分布为主的温带性质,并与青藏高原、中亚地区有密切联系;喜马拉雅、横断山区是风毛菊属植物的现代分布中心和分化中心,华北、华中地区是一个次生分布中心;菊科在古地中海地区于第三纪的早、中期得到分化与发展,其中原始的帚木菊族向西南亚迁移时分化、衍生出原始的菜蓟族的祖先种,该族在大约第三纪从起源中心向中亚干旱地区分化出风毛菊属植物,因此,该区系起源于第三纪的中亚至喜马拉雅一带;青藏高原的隆起、海浸海退,使属内种类剧烈分化,第三纪、第四纪北半球冰期、间冰期交替作用,使本区系向亚洲温暖地区迁移,并进一步发展,形成了现今的区系成分。     

青藏高原及其周边地区高山植物谱系地理学研究进展

青藏高原及其周边地区是世界上高山植物最丰富的地区,通过谱系地理学研究可以探讨高山植物演化历史与高原隆升和第四纪冰期的关系。根据对已经报道的36种高山植物的谱系地理分析,其谱系地理模式主要表现为:一、冰期退却到高原边缘的避难所,冰后期回迁到高原面;二、地理隔离造成冰期存在多处避难所(含微型避难所),冰后期发生局域性扩张。青藏高原在晚第三纪的快速隆升促进了物种的分化和成种,而第四纪冰期更是加剧了物种的快速分化,高原隆升和第四纪周期性气候波动是形成青藏高原高山植物现代谱系地理格局的主要原因。横断山脉地区作为第四纪冰期高山植物的主要避难所,在进化生物学和保护生物学方面具有重要启示。最后在物种选择、采样策略、基因片段选择和研究方法等4个方面提出青藏高原地区谱系地理学的研究方向。     

基于叶绿体DNA trnL-F序列研究肋果沙棘的谱系地理学

由于青藏高原的地理效应,第四纪冰期气候的反复变化应对现今该地区生物的地理分布及其居群遗传结构产生重大影响。肋果沙棘Hippophae neurocarpa是青藏高原地区的一个特有种,根据叶上的附属物（星状鳞毛或者鳞片状鳞毛）分为两个亚种：肋果沙棘亚种subsp.neurocarpa和密毛肋果沙棘亚种subsp.stellatopilosa。依据母系遗传的叶绿体DNA片段对该物种谱系地理学进行研究不仅能阐明该物种冰期避难所,而且对于理解两个亚种的母系分化也具有重要意义。共对两个亚种14居群的70个个体的trnL-F序列进行了测序,共发现8种单倍型,其中5种单倍型出现在肋果沙棘亚种中,4种出现在密毛肋果沙棘亚种中,两个亚种共享一种单倍型。种内谱系分化与两个亚种形态上的分化不一致。嵌套进化分支把8种单倍型分为三支：一支为肋果沙棘亚种,其他两支中两个亚种单倍型嵌套组成,且肋果沙棘亚种处于进化末端。我们的研究结果还表明肋果沙棘在冰期可能在高海拔地区存在多个避难所,并且存在来自避难所的邻域扩张。     

L-F序列研究肋果沙棘的谱系地理学

由于青藏高原的地理效应, 第四纪冰期气候的反复变化应对现今该地区生物的地理分布及其居群遗传结构产生重大影响。肋果沙棘Hippophae neurocarpa是青藏高原地区的一个特有种, 根据叶上的附属物(星状鳞毛或者鳞片状鳞毛)分为两个亚种: 肋果沙棘亚种subsp. neurocarpa和密毛肋果沙棘亚种subsp. stellatopilosa。依据母系遗传的叶绿体DNA片段对该物种谱系地理学进行研究不仅能阐明该物种冰期避难所, 而且对于理解两个亚种的母系分化也具有重要意义。共对两个亚种14居群的70个个体的trnL-F序列进行了测序, 共发现8种单倍型, 其中5种单倍型出现在肋果沙棘亚种中, 4种出现在密毛肋果沙棘亚种中, 两个亚种共享一种单倍型。种内谱系分化与两个亚种形态上的分化不一致。嵌套进化分支把8种单倍型分为三支: 一支为肋果沙棘亚种, 其他两支中两个亚种单倍型嵌套组成, 且肋果沙棘亚种处于进化末端。我们的研究结果还表明肋果沙棘在冰期可能在高海拔地区存在多个避难所, 并且存在来自避难所的邻域扩张。     

国产6种点地梅属植物的核型及其系统学意义

报道了点地梅属6种12个居群的染色体数目和核型。它们的染色体数目(2n)、核型公式(KF)、染色体相对长度组成(CRL)、核型不对称性系数(A．sK%)和核型类型(KT)分别为：点地梅在南京的2个居群都是2n=2x=20,KF=18m 2sm,CRL=2L 6M2 10M1 2S,核型KT属于1A型,但核型不对称性系数As．K%分别是55.04％和56．71％;北点地梅在内蒙古锡林郭勒和白音锡勒居群的2n=2x=20,KF分别为16m 2sm 2st 1b和16m 2sm 2st 4b,染色体相对长度组成分别是14M2 4M1 2S 1b和12M2 6M1 2S 4b,核型不对称性系数As．K％分别是57．65％和58．86％,属2A型和2B型;高原点地梅在青海玛沁县昌马河居群和兴海县温泉居群都是2n=2x=20,KF=10m 8sm 2st。但相对长度组成分别为12M2 8M1和4L 6M2 6M1 4S,As．K％分别是60．35％和62．57％,属2A型和2B型;雅江点地梅在青海玛多县巴颜喀拉山居群和大通县达坂山居群分别为2n=4x=40和2n=6x=60,KF=36m 2sm 2st和KF=46m 10sm 4st 2b,CRL=2L 20M2 14M1 4S和CRL=6L 30M2 16M1 8S 2b,As．K％分别为55．62％和58．31％,核型均属于2B;巴颜喀拉山北坡的鳞叶点地梅2n=40、60、80。西藏点地梅青海湖居群中有2种细胞型：①2n=2x=24,KF=12m 6sm 6st 4b,CRL=6L 6M2 8M1 4S 4b,As．K％=65．74％,核型属2B;②2n=2x=22,KF=14m 4sm(2SAT) 4st,CRL=4L 6M2 8M1(2sAT) 4S,As．K％=63．40％,核型也属于2B。西宁西山湾居群也有2种细胞型：①2n=3x=36,KF=36m,CRL=4L 12M2 20M1,As．K％=54．82％,核型属1A;②2n=3x=33,KF=33m,CRL=3L 12M2 18M1,As．K％=52．11％,核型属1A。点地梅属的染色体原始基数可能是x=10,在种间或种内观察到有3种核型变化：染色体非整倍性变化、多倍化和核型不对称性变化。将2倍体居群的核型和不对称性进行比较,可以看出点地梅是较对称的核型。因此,在研究的种中应是比较原始的类群。北点地梅的核型不对称性和进化程度高于点地梅而低于高原点地梅和西藏点地梅。染色体多倍化的雅江点地梅、鳞叶点地梅和西藏点地梅等在核型上也许是最进化的类群。     

鲤亚科多倍体物种独立起源及其与第三纪青藏高原隆升的关系

青藏高原特有鲤科多倍体鱼类(裂腹鱼类)的起源和物种分化研究有助于探讨鲤科鱼类物种分化和青藏高原隆升之间的关系.本研究利用线粒体和核基因DNA序列构建系统发育关系,并以此来追溯裂腹鱼类多倍体的起源及其物种分化.倍性水平的祖先状态重建结果显示,鲤亚科是二倍体起源的,而裂腹鱼类是四倍体起源.研究还发现,在适应青藏高原隆升过程中,鲤亚科鱼类物种分化速率发生了两次明显改变,而且这些分化速率变化都发生在青藏高原特有鱼类的分支中.本研究表明,青藏高原特有的多倍体化裂腹鱼类包含了两个独立起源的类群.裂腹鱼类的物种分化与晚第三纪以来的青藏高原隆升密切相关,其中,渐新世晚期至中新世中期的裂腹鱼类适应性分化与青藏高原南部地区以及喜马拉雅山脉的隆升相关;中新世中期到更新世早期的物种分化基本同晚第三纪青藏高原隆升的主要阶段相一致;而更新世以来裂腹鱼属(Schizothorax)的物种分化则和青藏高原快速隆升过程中的昆仑-黄河运动及共和运动密切相关.     

壳聚糖酶的克隆表达与壳寡糖的制备分析

目的:克隆壳聚糖酶基因于大肠杆菌中实现高表达,制备壳寡糖。方法:以枯草芽孢杆菌总DNA为模板扩增壳聚糖酶基因(CSN),克隆至载体pET23a(+)上,转化菌株BL21(DE3)。重组子经0.5 mmol/L IPTG诱导后,SDS-PAGE和质谱检测与鉴定重组酶。酶纯化后水解壳聚糖,薄层色谱分析其水解产物。结果:质谱证明壳聚糖酶(31.5kDa)成功表达,表达量占菌体总蛋白的45%左右。纯化后重组酶浓度为900 mg/L,纯度95%、回收率85%,酶活力为10 000 U/mg。壳聚糖降解产物为壳二糖至壳四糖。结论:原核表达载体pET23a(+)-CSN构建正确,壳聚糖酶表达量与活性高,适用于水解壳聚糖制备壳寡糖。     

国内外蝗害治理技术现状与展望

本文首先概述了国内外蝗虫发生与为害的态势,总结了现阶段我国蝗虫发生与为害的主要特点:即农田飞蝗暴发频繁而且严重,草原土蝗的发生时常造成严重的经济损失,而且侵入城市干扰市民生活,我国与周边国家之间蝗虫过境迁移频繁,使用化学农药污染环境和农产品;分析了国内外蝗虫防治对策与技术的发展现状,重点介绍了应急防治和可持续治理对策、...     

Coiled-coil nanomechanics and uncoiling and unfolding of the superhelix and alpha-helices of myosin

The nanomechanical properties of the coiled-coils of myosin are fundamentally important in understanding muscle assembly and contraction. Force spectra of single molecules of double-headed myosin, single-headed myosin, and coiled-coil tail fragments were acquired with an atomic force microscope and displayed characteristic triphasic force-distance responses to stretch: a rise phase (R) and a plateau phase (P) and an exponential phase (E). The R and P phases arise mainly from the stretching of the coiled-coils, with the hinge region being the main contributor to the rise phase at low force. Only the E phase was analyzable by the worm-like chain model of polymer elasticity. Restrained molecular mechanics simulations on an existing x-ray structure of scallop S2 yielded force spectra with either two or three phases, depending on the mode of stretch. It revealed that coiled-coil chains separate completely near the end of the P phase and the stretching of the unfolded chains gives rise to the E phase. Extensive conformational searching yielded a P phase force near 40 pN that agreed well with the experimental value. We suggest that the flexible and elastic S2 region, particularly the hinge region, may undergo force-induced unfolding and extend reversibly during actomyosin powerstroke.     

放牧对牧草光合作用、呼吸作用和氮、碳吸收与转运的影响

研究放牧对草地植物生理活动的影响,对于揭示草地放牧演替的生理机制有重要意义.大量研究表明,家畜放牧对牧草光合作用、呼吸作用以及C和N吸收与转运的影响,可以分为生理伤害和生理恢复2个阶段.放牧通过改变草地冠层结构影响牧草光合作用,净光合作用速率短期内迅速下降,随着叶面积指数增加又逐渐上升,呼吸作用有相似的变化趋势.牧草放牧后再生长所需的C和N最初主要来自根系和留茬中的贮藏物质,此后随着牧草生长恢复逐渐由同化作用供给,C代谢与土壤N水平负相关.放牧后牧草生理活动变化与牧草遗传特性、种间竞争、家畜放牧特征、非生物环境等因素密切相关.     

Kinetics and thermodynamics of peroxidase- and laccase-catalyzed oxidation of N-substituted phenothiazines and phenoxazines

N -substituted phenothiazines (PTs) and phenoxazines (POs) catalyzed by fungal Coprinus cinereus peroxidase and Polyporus pinsitus laccase were investigated at pH 4–10. In the case of peroxidase, an apparent bimolecular rate constant (expressed as k _cat/K _m) varied from 1 ×10⁷M⁻¹s⁻¹to 2.6×10⁸M⁻¹s⁻¹ at pH 7.0. The constants for PO oxidation were higher in comparison to PT. pH dependence revealed two or three ionizable groups with pK _a values of 4.9–5.7 and 7.7–9.7 that significantly affected the activity of peroxidase. Single-turnover experiments showed that the limiting step of PT oxidation was reduction of compound II and second-order rate constants were obtained which were consistent with the constants at steady-state conditions. Laccase-catalyzed PT and PO oxidation rates were lower; apparent bimolecular rate constants varied from 1.8×10⁵M⁻¹s⁻¹ to 2.0×10⁷M⁻¹s⁻¹ at pH 5.3. PO constants were higher in comparison to PT, as was the case with peroxidase. The dependence of the apparent bimolecular constants of compound II or copper type 1 reduction, in the case of peroxidase or laccase, respectively, was analyzed in the framework of the Marcus outer-sphere electron-transfer theory. Peroxidase-catalyzed reactions with PT, as well as PO, fitted the same hyperbolic dependence with a maximal oxidation rate of 1.6×10⁸M⁻¹s⁻¹ and a reorganization energy of 0.30 eV. The respective parameters for laccase were 5.0×10⁷M⁻¹s⁻¹ and 0.29 eV. Received: 20 September 1999 / Accepted: 24 February 2000     

Synthesis of hapten and conjugates of coumestrol and development of immunoassay

3-O-Carboxymethylcoumestrol was prepared as the hapten for immunoassay by a partial alkylation of coumestrol with ethyl chloroacetate in acetone alkalized with potassium carbonate. 3-O-Ethoxycarbonylmethylcoumestrol was separated by column chromatography and finally was hydrolyzed with formic acid. 1H and 13C NMR data (APT, COSY, HMQC, and HMBC) revealed that the reaction was regioselective, as 3-O-ethoxycarboxymethylcoumestrol was the only monosubstituted derivative. The hapten was then conjugated to bovine serum albumin and used for immunization of rabbits. A radioimmunoassay (RIA) system was established based on the polyclonal antiserum and a 125I-labeled hapten-tyrosine methyl ester conjugate as the radioligand. Parameters of the RIA: sensitivity: 12 pg per tube, 50% intercept: 140 pg per tube, working range: 20-4000 pg per tube. The cross-reactivity of a panel isoflavonoid and lignan phytoestrogens was either negligible (e.g. formononetin 0.07%; biochanin A 0.06%) or not detectable at all. The major immunoreactive peak in HPLC fractions from an alfalfa extract had the same retention time as coumestrol standard and represented 94.8% of the signal. The remaining 5.2% of immunoreactivity was distributed between five minor peaks. We conclude that after the validation for particular matrices, the method will be a useful tool for analysis of coumestrol, especially in low volume and low concentration samples.     

白术同源四倍体的诱导和鉴定及其与二倍体过氧化物酶的比较

以白术（Atractylodes macrooephala Koidz.）二倍体组培苗为材料,对其四倍体诱导方法进行研究,共获得45个白术同源四倍体株系,为优良株系的选育提供了材料。此外,还分析比较了其中8个白术四倍体株系与二倍体的过氧化物酶同工酶（POD）的酶谱差异,发现四倍体各株系过氧化物酶同工酶谱比二倍体的均多了Rf0.310的谱带,且总过氧化物酶比活力也发生了很大改变,对探讨白术四倍体优良株系的生理生化机理具有一定的参考价值。