问：为何细胞越小，相对表面积越大？

答：可以将细胞当成一个球体来看。设细胞的半径为R．表面积为S，体积为V。则有：     

单倍体高度不育的原因?

答:单倍体是指细胞中含有本物种配子染色体数目(n)的个体。在高等植物中,单倍体植株与相应的二倍体植株比较,一般表现为根、茎、叶、花等器官都较小,有时还会出现白化苗。在减数分裂过程中,由于染色体之间没有相互联会的同源染色体,染色体将无规律地分配到配子中,结果是极大多数不能育成有效的配子,从而表现出高度不育。     

问题解答

问:用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是纯合子吗?答:某教材课后练习第2题选择题的第3小题:"用秋水仙素处理单倍体植株后,得到的一定是()。A.二倍体B.多倍体C.杂合子D.纯合子与之配套的教师教学用书上的参考答案为D。笔者认为此题是不严密的。其理由是:1)单倍体植株只含1个染色体组时,通过秋水仙素处理该植株后,具有2个染色体组,一定为纯合子。如:基因型为A的单倍体植株经秋水仙素处理后得到AA的纯合子,基因型为a的单倍体植株经秋水仙素处理后得到aa的纯合子。     

“细胞大小与物质运输关系”的实验改进

对"细胞大小与物质运输关系"实验进行改进。根据细胞体积增大而相对表面积减小,物质运输效率也随之降低的原理,针对教材模拟实验细胞无膜、无物质进入细胞的动态过程,氢氧化钠腐蚀皮肤、琼脂块制作不熟等缺点,设计了用针打上均匀小孔的大塑料瓶和小塑料瓶,模拟细胞大小和细胞表面积,以滴加红墨水作为细胞的进出物质,同时,增加辅助装置设计模拟细胞大小与物质运输关系的模型。实验效果显著,操作简单安全,有物质出入的动态过程。     

八倍体小偃麦与普通小麦杂种F_1花粉单倍体减数分裂研究

利用八倍体小偃麦和普通小麦杂种F_1的花粉单倍体植株为材料,观察了29株单倍体的减数分裂中期Ⅰ染色体配对。供试材料的体细胞染色体数包括2n=21到2n=28等8种类型。发现所有附加有异源染色体的单倍体的每个细胞平均染色体配对数目均大于2n=21的对照植株。在附加不同数目异源染色体的单倍体间,平均染色体配对数目有不同程度差异。这种差异也存在于染色体数相同的植株间。随染色体数目增加,染色体配对数有增加趋势,但有些仅附加2—3条异源染色体的单倍体,其每个细胞平均配对数显著大于中3单倍体对照。认为这一现象是由存在于E组染色体上的控制染色体配对基因所致。花粉单倍体植株在遗传分析中显示了优越性。     

偷猎——自然保护的严重威胁

迄今为止,我国建立的自然保护区已达400多个。它们的主要任务是维护自然多样性的相对永久性。随着生态原理在保护生物学方面的广泛应用,人们已经认识到所有自然保护区都将成为相对孤立的岛屿。岛屿生态学又揭示了物种—面积原理:岛屿面积越大,物种和栖息地多样性越大;岛屿面积越小,物种的生存可能性越小和绝灭速度可能越大。因此,在自然保护区内偷猎,将会增加其丧失生物多样性的速度。为了弄清偷猎对自然保护的影响程度,笔者对全国部分自然保护区作了信函调查。采用随机抽样的方法调查了55个国家级自然保护区和124个省市属自然保护区。结果…     

马铃薯叶肉细胞再生植株研究初报

早在五十年代,人们就以消除病毒为目的进行马铃薯茎尖培养。六十年代,花药培养技术应用于作物育种,七十年代Y.Irikura等从野生马铃薯花药获得(2n=12)单倍体植株,J.F.Shapard,R.E.Totten等人通过马铃薯叶肉细胞原生质体培养获得了再生植株,P.     

用花药培养法由马铃薯雄性不育双单倍体诱导一单倍体植株的研究

用花药培养法由雄性不育材料诱导单倍体尚未见报道。在马铃薯中,所有双单倍体或一单倍体,也都是由有效花粉百分数较高的雄性可育材料诱导产生的。本文首次报道了用花药培养法由一个典型的雄性不育的双单倍体品系诱导产生一单倍体的试验结果。从接种的1850个花药中,诱导出了28个胚状体和23块愈伤组织,并从它们分化出了24株绿苗。分化出的小植株生活力大部分较弱,在继代培养过程中逐渐死亡,但也有一些生活力较强的植株存话下来,经L_1、L_2和L_1 3个胚层细胞的检查表明,它们具有典型的一倍体特征,体细胞染色体数目为2n=x=12。植株之间表现出明显的性状分离,说明它们均来自减数分裂后的小孢子。大部分植株的产量较低,但也有少数生活力强,单株块茎产量达0.5公斤左右的抗病、品质好的植株。所有植株都具有不正常的减数分裂,无有效花粉形成,个别植株能结实,但无种子形成,用四倍体或双单倍体的可育花粉授粉也不能形成种子,进一步证明了它们具有一单倍体特性。对诱导马铃薯一单倍体和利用雄性不育材料进行花药培养诱导单倍体的意义进行了讨论。     

紫茎泽兰与4种功能型草本植物根系生长特征和竞争效应

研究了紫茎泽兰与非洲狗尾草、本地狗尾草、佩兰和小藜在野外单、混种条件下根系形态特征,并对相对竞争能力进行了分析.结果表明： 紫茎泽兰与非洲狗尾草混种条件下,紫茎泽兰根系长度、体积和表面积比单种时减小,而非洲狗尾草增大;紫茎泽兰混种时生物量比单种时降低了77.1%,而非洲狗尾草增加了80.4%;非洲狗尾草相对产量和竞争平衡指数高于紫茎泽兰,相对产量总和约为1.0,说明非洲狗尾草地下竞争能力强于紫茎泽兰.紫茎泽兰与本地狗尾草混种条件下,两物种根系长度、体积和表面积低于单种,生物量分别比单种降低了45.3%和22.8%;竞争效应参数表明两物种具有较强的竞争效应.紫茎泽兰与佩兰混种时,两物种根系长度、体积和表面积与在单种时无显著差异,生物量分别低于单种;竞争效应参数表明紫茎泽兰具有竞争优势.紫茎泽兰与小藜混种时,紫茎泽兰根系形态和竞争能力均占优势.从地下根系竞争来看,可以利用非洲狗尾草替代控制紫茎泽兰以及对紫茎泽兰入侵迹地进行生态修复.     

三氟氯氰菊酯对棉铃虫神经细胞钠及钙通道作用机理研究

用膜片钳技术对比分析了棉铃虫三氟氯氰菊脂抗性品系（R）及其同源对照品系（S）幼虫了体培养中枢神经细胞Na^2 通道的门控特性及杀虫剂对R和S神经细胞Na^ 、Ca^ 通道门控过程的影响。结果表明,S神经细胞Na^ 通道电流（S－INa）在－50－40mV激活,－20mV左右达峰值,R神经细胞Na^2 通道电流（R－INa）在－40mV左右激活,－10－0mV达峰值,即R－INa激活电压与峰值电压均向正电位方向移动约10mV,提示二者Na^ 通道控特性不同,R神经细胞Na^ 通道功能发生了变异。三氟氯氰菊酯作用后,S－INgn R-ISs的I－V曲线均向负电位方向移动的10mV,S－INa在20min后基本消失,而R－INa被阻断需时约90min,延长近5倍,其幅值有减小再增大的现象。对Ca^2 通道分析表明,杀虫剂作用后,R及S神经细胞Ca^2 通道电流的I－V曲线均向负电位移动10－20mV,提示三氟氯氰菊酯对Ca^2 通道的门控过程也有影响。与R－INa幅值起伏变化相联系,可推知杀虫剂对神经细胞的毒性作用中,Na^2 、Ca^2 通道均受影响。     

红光与远红光比值对温室切花菊花‘神马’花芽分化进程的影响

以切花菊品种‘神马’(Chrysanthemum morifolium cv.‘Jingba’)为试材,设计红光(R:660±10 nm)与远红光(FR:730±10 nm)比值(R/FR)为0.5、2.5、4.5、6.5的LED照光处理,研究不同R/FR处理对菊花花芽分化进程、相对发育速率及花径的影响.结果表明:R/FR=6.5处理的菊花完成花芽分化进程所需时间最短,比R/FR=0.5处理下的菊花缩短了34 d.R/FR越大,菊花花芽分化的相对发育速率越大,完成花芽分化时,R/FR=6.5相对发育速率为R/FR=0.5的2倍.与花芽分化趋势一致,不同光质处理下的花径由大到小的R/FR顺序为:6.5＞4.5＞2.5＞0.5.本研究表明,R/FR=6.5能够显著促进菊花花芽分化进程和花径的生长.     

用花药培养法由马铃薯雄性不育双半日倍体诱导—单倍体植株的研究

用花药培养法由雄性不育材料诱导单倍体的尚未见报道,在马铃薯中,所有双单倍体或一单倍体,也都是由有效花粉百分数较高的雄性可育材料诱导产生的,本文首次报道了用花药培养法由一个典型的雄性不育的双单倍体吕系诱导产生一单倍体的试验结果。从接种的1850个花药中,诱导出了28个胚状体和23块愈伤组织,并从它们分化出了24株绿苗,分化出的小植株生活力大部分较弱,在继代培养过程中逐渐死亡,但也有一些生活力较强的植株存活下来,经L1,L2和L3 3个胚层细胞的检查表明,它们具有典型的一倍体特征,体细胞染色体数目为2n=x=12,植株之间表现出明显的性状分离,说明它们均来自减数分裂后的小孢子,大部分植株的产量较低,但也有少数生活力强,单株块茎产量达0．5公斤左右的抗病,品质好的植株,所有株都具有不正常的减数分裂,无有效花粉形成,个别植株能结实,但无种子形成,用四倍体或双单倍体的可育花粉授粉也不能形成种子,进一步证明了它们具有一单倍体和持性,对放有导马铃薯一单倍体和利用雄性不育材料进行花药培养诱导倍体的意义进行了讨论。     

多循环植物病害病情控制效果计算公式的比较

比较了3个多循环植物病害病情控制效果计算公式:Abbott公式,Henderson-Tilton公式和杨信东公式,认为杨信东公式为最优公式。总结出Abbott公式的误差产生规律:处理区与对照区的初始病情的比值越大,误差越大;处理区与对照区的初始病情的值越小,误差越大;随着处理区与对照区的终期病情的增大,公式的计算误差明显增大。Henderson-Tilton公式的误差产生规律:处理区与对照区的初始病情的比值越小,误差越大;处理区与对照区的初始病情的值越大,误差越大;随着处理区与对照区的终期病情增大,公式的计算误差明显增大。在处理区与对照区的初始病情相差悬殊,处理区与对照区的终期病情大于0.5甚至更多的条件下Abbott公式、Henderson-Tilton公式会产生较大误差,不能客观评价杀菌剂或其它控病措施的功效,而采用杨信东公式则能客观评价杀菌剂或其他控病措施的效果。     

超甜玉米原生质体培养和植株再生

以商用超甜玉米(SS7700)的单倍性悬浮细胞培养物为材料游离的原生质体,经培养再生成完整植株并移栽成活。用悬浮细胞作为滋养物比对照提高植板率130倍以上。有机附加物丰富的培养基比简单培养基植板率要高。孔径在0.22—8.0μm 的硝酸纤维素或醋酸纤维素滤膜作为支持膜,对原生质体培养都是合适的。和原生质体亲缘关系越近的物种作为滋养细胞的效果越好。在检查过的11植由原生质体再生的植株中,10株为单倍体,1株为二倍体。     

田埂报春多倍体诱导及其形态学研究

在离体培养条件下,比较不同浓度、不同处理时间的秋水仙素对田埂报春进行染色体加倍的诱导效果。结果表明:0.08%秋水仙素处理48h的诱变效果最佳,诱变率高达56%。经秋水仙素诱导后形成的多倍体植株与原二倍体植株比较,在形态上,四倍体植株表现出多倍体特征,叶片变厚,叶形指数减小,保卫细胞增大,单位面积气孔数减少,叶绿体数明显增多。对变异植株进行细胞学研究发现,体细胞中期染色体数目为2n=4x=36,而原二倍体的染色体数目为2n=2x=18,基数x=9,因此,变异植株(2n=4x=36)为四倍体。前者的核型公式为2n=4x=8L+12M2+4M1+12S,核型属于1A;后者的核型公式为2n=2x=4L+6M2+2M1+6S,核型也属于1A。检测发现少数个体有非整倍体变异。     

不同小麦背景小簇麦双二倍体的品质、抗病性及分子细胞遗传学研究

对不同小麦（Triticum aestivum 2n=42 AABBDD）背景的4个小簇麦双二倍体进行了分子细胞遗传学分析。结果表明,经过自交7代选育,小簇麦双二倍体的遗传逐渐趋于稳定。其中V852cd和V853cd的遗传稳定性相对较好,RTC M,2m=56的植株分别占100％和83.33%,PMC MI,2n=28Ⅱ的频率分别为73.34%和70.72%,相对紊乱系数分别为0.021和0.022;用簇毛麦（Haynaldia villosa 2n=14 VV)DNA作探针进行原位杂交时,V851cd、V852cd和V853cd的体细胞中都有14条簇毛麦染色体,其染色体组成为2n=56=42W 14V,V854cd中有12条簇毛麦染色体,其染色体组成为2n=56=42W 12V 2T(W/V)。4个双二倍体籽粒蛋白质含量为19.28％－20.52%;V851cd,V852cd和V853cd对条锈病免疫或近免疫,高抗白娄病和叶锈病,中抗雪霉病和赤霉病。     

花粉单倍体的遗传品质——花药培养是否降低了育种材料的农艺价值

自S.Guha和S.C.Maheshwari 1964年以曼陀罗(Datura)花药为材料,首次成功地诱导出离体幼胚以来,人们经过不断的发展和完善使之形成了一套完整的花药培养技术,即通过植物花药(或小孢子)的培养,大批创制单倍体并经染色体加倍进而获得双单倍体(Doubled haploid)植株。该技术被迅速而广泛地应用于作物育种程序之中。目前已有不少的栽培作物成功地获得了花粉植株,如:烟草、小麦、大麦、水稻、黑麦、小黑麦、玉米、甘     

亚热带常绿阔叶林种子性状对木本植物聚集格局的影响

种子的特征如种子的重量、大小和传播方式直接影响物种的扩散能力,从而影响物种空间分布的聚集强度。作者以古田山亚热带常绿阔叶林24 ha样地中89种木本植物为研究对象,分析了它们的种子大小、重量和扩散方式与物种聚集强度的关系。结果表明:在20 m范围内,样地内90%的物种为聚集分布,聚集强度随着尺度的增大而减弱,稀有种的聚集强度大于常见种。用系统发育独立比较(phylogenetically independent contrasts)方法排除了系统发育影响后,物种的多度与聚集强度呈显著相关(在15 m尺度,R2=0.32,P0.001);种子大小与物种聚集强度的相关性较弱(R2=0.05,P0.05),而种子重量与物种聚集强度之间的相关性相对较强(R2=0.14,P0.05)。种子的传播方式显著地影响物种的聚集强度:无助力扩散物种的聚集强度显著地高于有助力扩散物种的聚集强度(F1,87=4.439,P=0.038),即长距离扩散导致物种的聚集强度减弱。可见,在亚热带森林中,种子性状通过影响种子扩散进而引起物种聚集强度的变化,是影响物种空间分布格局的重要生态因素。     

在继代培养中玉米花粉愈伤组织的分化能力及其染色体稳定性

具有分化能力的玉米花粉愈伤组织,经过20个月的继代培养,分化能力发生显著变化:有的完全丧失,有的仍保持分化能力。通过不断分离筛选,使具有分化和再生植株能力的细胞大量增殖而保留下来。但它们的染色体倍性稳定,体细胞染色体 2n=x=10的细胞占90%以上,都是属于单倍体类型。     

天目山物种多样性尺度依赖及其与空间格局关系的多重分形

以浙江省天目山国家级自然保护区为例,采用多尺度分析思想,利用多重分形分析方法,研究了不同尺度下物种多样性的变化、空间分布格局以及多样性与空间格局之间的关系。研究主要得到3方面的结论：（1）物种多样性具有尺度依赖性,随着空间尺度的增大,Shannon-Wiener多样性指数Ⅳ增大,Margalef多样性指数足和均匀度指数E减小;（2）多重分形参数αmin。多重分形谱的变化范围SR等能够定量反映物种的空间分布特征,空间大尺度越大,物种越聚集,空间分布越不均匀;（3）物种多样性与空间格局存在线性或幂函数关系。研究表明多重分形分析定量描述物种空间格局是有效性的,多重分形参数与生物多样性之间的定量关系为研究物种空间格局、生态属性与尺度之间的关系奠定了基础。因此,分形结合传统方法,在生物多样性方面的研究将有很大的潜在价值。