不同地理种源紫茎泽兰的生态适应性比较

采用交互移植法,对移栽在6种不同生境中的5个不同种源紫茎泽兰幼苗的存活率、株高、分枝数、生物量、单株花序数、产种量和种子萌发率进行了为期1年的对比研究.结果表明：各种源紫茎泽兰的幼苗生长和繁殖特性对样地环境条件变化均表现出很强的可塑性.试验样地因素对幼苗株高、分枝数、生物量、单株花序数和产种量的影响均达到极显著水平(P＜0.001).随着样地纬度和海拔的升高,各种源的幼苗株高、分枝数量、单株生物量、每株花序数量和单株产种量均呈下降趋势,且各样地间的差异均达到显著水平(P＜0.05).但种源因素对幼苗株高、分枝数、生物量、单株花序数和产种量的影响均不显著（P＞0.05）.除单株产种量外,种源与试验样地的交互作用对上述各指标的影响均不显著.在各样地内,当地种源幼苗的存活率、生长能力和繁殖能力均未表现出显著的优势.说明紫茎泽兰在我国西南地区入侵成功主要依靠其较高的表型可塑性,而局域适应的作用相对较小.     

不同地理种群紫茎泽兰生长繁殖特征的比较研究

对云南省9个不同地理种群紫茎泽兰的野外生长繁殖特性进行了调查,并采集各种群种子在温室内培植,观测比较它们在同质环境下的种子萌发、幼苗生长发育及植株开花结实情况.研究结果显示,(1)野外不同地理种群紫茎泽兰之间其植株生长和繁殖特征均存在显著差异,从南到北各种群植株的生长发育特征均呈现出先升后降的趋势,符合从高温边缘区到适生区再到低温边缘区的分布格局规律.(2)在温室同质环境下不同地理种群紫茎泽兰之间除植株根冠比和种子发芽指数差异显著外(P＜0.05),植株生长繁殖的其他指标的差异均不显著,说明野外不同地理种群紫茎泽兰的生长繁殖特性差异基本还不具有遗传性,局域适应对紫茎泽兰入侵能力的影响还较小,而较强的表型可塑性对紫茎泽兰入侵能力可能起到主要作用,这可能与其入侵时间较短有关.表明在分布区边缘,紫茎泽兰仍具有较强的繁殖能力,将随着其生理抗性的适应性分化而具有更宽的入侵范围.     

紫茎泽兰和飞机草的形态和光合特性对磷营养的响应

比较研究了紫茎泽兰和飞机草的生长、形态、生物量分配和光合特性对磷营养的可塑性反应,及与其入侵性的关系.结果表明,两种入侵植物对磷营养变化表现出很强的可塑性和适应性.低磷时,两种植物的根生物量比增大,利于养分吸收;高磷时,两种植物的比叶面积、最大净光合速率、光饱和点、单位面积的叶绿素和类胡萝卜素含量增大,同化面积和同化能力增强,利于碳积累.相比之下,紫茎泽兰对磷的适应性更强.随供磷量的增加,紫茎泽兰和飞机草的相对生长速率、总生物量、株高、分枝数、叶面积指数和最大净光合速率均显著增大,过量磷素对上述参数抑制较小,表明两种入侵植物偏好较高的磷环境,土壤磷含量升高有利于其入侵,并在高磷时,通过增大株高、分枝数和叶面积指数荫蔽排挤本地种.在本地种基本停止生长的干季,紫茎泽兰和飞机草仍维持较高的相对生长速率.这也与其入侵性密切相关.     

地形因素对外来入侵种紫茎泽兰的影响

 在紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)的分布区内设置171块临时样地,研究它的盖度和多度与经纬度、海拔、坡向、坡度、风向坡等地形因素的关系。结果表明,紫茎泽兰入侵最严重地区位于102° E左右,随着纬度增加入侵能力逐渐下降,但不显著(p>0.05);紫茎泽兰在中国的分布以云贵高原,尤其是云南高原为主体,通过云贵高原与原产地墨西哥、哥斯达黎加的气候条件对比,推断紫茎泽兰将来在中国的分布区主体还将局限在云贵高原,但不排除在某些局域气候条件下,形成斑块的可能;该次调查的海拔范围为75 m～2 330 m,以200 m为一个海拔梯度,多项式回归分析显示：紫茎泽兰的盖度与多度随着海拔升高而增加（p<0.05）,但在2 000 m左右已趋平缓,表明紫茎泽兰适宜生长在海拔2 000 m左右; ANOVA的结果显示：坡向对紫茎泽兰的入侵影响显著（p<0.05）,通过多重比较发现,北坡和南坡的盖度比东坡大（p<0.05）;北坡的多度比东坡大（p<0.05）,说明东坡不易被紫茎泽兰入侵,而北坡和南坡紫茎泽兰的盖度和多度差异并不显著（p>0.05）,说明温度与湿度可能不是造成不同坡向紫茎泽兰入侵差异的主导因素;坡度对紫茎泽兰入侵的影响并不显著（p>0.05）;风向坡对紫茎泽兰的盖度影响不显著（p>0.05）,而对多度的影响显著（p<0.05）,背风坡的多度显著大于侧风坡。     

紫茎泽兰入侵前后根部蜡样芽孢杆菌含量比较及其对化感物质处理的响应

[目的] 比较紫茎泽兰入侵地种群根部有益菌蜡样芽孢杆菌含量与原产地种群的差异,及其对化感物质的响应,为揭示紫茎泽兰与有益菌互作在入侵前后的变化及其机制提供参考。[方法] 分别以紫茎泽兰原产地墨西哥的3个种群(M1、M2、M3)和入侵地云南的3个种群(C1、C2、C3)为材料,采用同质园试验方法和蜡样芽孢杆菌分子定量的技术,检测原产地和入侵地紫茎泽兰种群植株根部(根系、根际土壤)蜡样芽孢杆菌的含量;使用不同种群紫茎泽兰植株叶片淋溶液和根系分泌液处理入侵地土壤,检测化感物质对土壤中蜡样芽孢杆菌含量的影响。[结果] 紫茎泽兰入侵地种群根系蜡样芽孢杆菌含量高于原产地种群,其中入侵地种群C2的含量比原产地种群M1高1172%;在根际土壤中, 2年生紫茎泽兰入侵地3个种群的蜡样芽孢杆菌含量显著高于原产地种群M1和M3。紫茎泽兰叶片淋溶液和根系分泌液处理均促进了土壤蜡样芽孢杆菌含量增加,入侵地种群叶片淋溶液处理的土壤的蜡样芽孢杆菌增加量高于原产地种群,根系分泌液处理的后期测定中也如此。[结论] 与原产地相比,紫茎泽兰入侵后,根系与根际土壤蜡样芽孢杆菌含量均有所增加,增强了有益菌对入侵地种群的正反馈效应。     

用ISSR标记分析不同地区紫茎泽兰种群的遗传变异

利用ISSR标记技术分析了我国32个紫茎泽兰地理种群的遗传多样性,结果表明入侵我国的紫茎泽兰具有较大的遗传多样性,物种水平上的Nei's基因多样性为0．235,shannon's指数为0．372。种群间的遗传分化研究表明,大部分变异存在于种群内,总体遗传多样性中仅34．5%来源于种群之间。紫茎泽兰种群间的遗传距离矩阵和空间距离矩阵之间呈轻度正相关(r=0．542,P＜0．001),说明地理隔离可能是阻碍紫茎泽兰种群间基因交流的原因之一。不同海拔高度紫茎泽兰种群的遗传多样性水平呈现随海拔升高而降低的趋势(r=0．368,P＜0．001),各海拔区域种群的平均ISSR标记Nei's基因多样性和Shannon's指数均随海拔升高而有所降低。     

紫茎泽兰入侵前后抗虫物质含量差异及其对泽兰实蝇寄生的响应

【目的】紫茎泽兰是我国重要的入侵杂草,对我国生态环境和农、林、牧业造成重大危害。本研究通过比较紫茎泽兰原产地与入侵地种群地上部抗虫物质含量的差异及其对泽兰实蝇寄生的响应,为探明紫茎泽兰入侵种群持续扩张的化学生态机制提供依据。【方法】选取5个紫茎泽兰种群(3个中国云南种群:C1,C2,C3;2个墨西哥种群:M1,M2),比较原产地和入侵地种群地上部分碳氮比、单宁类(单宁酸、儿茶素、鞣花酸)和类黄酮物质(槲皮素、异槲皮素、山奈酚)含量差异,以及泽兰实蝇寄生前后这些抗虫物质的含量变化。【结果】入侵地种群地上部分碳氮比不同程度地低于原产地种群,茎秆部位差异最明显。紫茎泽兰入侵地种群的单宁类和类黄酮物质含量亦低于原产地种群,其中,芽尖部位单宁酸和儿茶素含量差异尤为明显,分别比原产地种群低26.4%和32.3%。泽兰实蝇寄生后,原产地和入侵地种群单宁类和类黄酮物质含量基本呈上升趋势,其中,M1种群寄生植株在虫瘿破膜前,儿茶素含量比未寄生植株升高了163.2%。【结论】紫茎泽兰入侵种群在抗虫特性方面产生了资源再分配的适应性变化,有利于其在新生境天敌缺乏条件下的持续扩张。虽然泽兰实蝇寄生会诱导紫茎泽兰原产地种群和入侵地种群抗虫物质的增加,但原产地种群增加的幅度更大,表明紫茎泽兰入侵后对专食性天敌胁迫的适应性明显下降。     

紫茎泽兰和飞机草的形态、生物量分配和光合特性对氮营养的响应

比较研究了紫茎泽兰(Ageratina adenophora)和飞机草(Chromolaena odorata)的形态、生物量分配、生长和光合特性对氮营养的可塑性反应,探讨其与入侵性的关系。结果表明:1) 两种入侵植物对氮营养变化表现出很高的可塑性。随供氮量的增加,两种植物的根冠比、根生物量比降低,叶生物量比(LMR)、叶面积比和叶根比升高。低氮时,增加吸收器官的生物量分配,有利于养分吸收;高氮时,更多的生物量投入同化器官,有利于碳积累。相比之下紫茎泽兰对氮素的适应性更强。2) 两种入侵植物偏好较高的氮营养环境,土壤氮含量升高利于紫茎泽兰和飞机草的入侵。在较大的氮范围内,其相对生长速率(RGR)、总生物量、株高、分枝数、叶面积指数、最大净光合速率和光合色素含量都随供氮量的增加而显著增加,过量氮素对上述参数的抑制不显著。在本地种基本停止生长的干季,紫茎泽兰和飞机草仍维持较高的RGR,这与它们的入侵性密切相关。3) 在决定RGR对氮营养的响应过程中,平均叶面积比和净同化速率同等重要。LMR对两种植物的RGR有重要的影响,是决定处理间和种间RGR差异的重要因素。随氮素的增加,紫茎泽兰的比叶面积(SLA)降低,飞机草的SLA升高,但在所有氮水平下,前者的SLA都高于后者,紫茎泽兰SLA的变化规律更利于植物适应氮环境。     

珙桐(Davidia involucrata Baill.)苞片功能性状及性状间关系对海拔的响应

珙桐(Davidia involucrata Baill.)的苞片被认为是对传粉者和非生物因素等驱动力的适应,往往受到环境因子的影响。为揭示其功能性状及其性状间关系对海拔的响应,本研究采用独立样本t检验和标准化主轴分析方法对比了四川龙苍沟1400和1800 m不同海拔珙桐种群中花苞片的功能性状和性状间关系。结果显示:1)低海拔(1400 m)珙桐种群大、小苞片的长、宽和面积,以及单花苞片总面积均显著大于高海拔(1800 m)种群(P<0.05),且高、低海拔种群的大、小苞片面积及重量呈等比例生长;2)低海拔珙桐种群大、小苞片干重及单花苞片总干重均显著高于高海拔种群(P<0.05);3)高、低海拔种群的花序轴长与干重均无显著差异(P=0.446;P=0.791),高海拔花序轴干重与长间呈异速生长关系,而低海拔呈等速生长关系;4)珙桐大、小苞片的长宽间、面积间以及重量间关系在高、低海拔上均表现出等速生长,单花苞片的总面积和总干重分别与花序轴干重在高、低海拔上均表现出等速生长关系,而与花序轴长表现出异速生长关系。上述结果表明,珙桐苞片的功能性状及其性状间关系在不同海拔存在显著差异,这种现象可能是其在长期进化过程中抵抗环境干扰、保护繁育器官和提高授粉几率而形成的一种适应策略。     

不同种源桃金娘表型性状多样性研究

为解析桃金娘表型性状多样性及其种源间关系，该文以20个不同来源的桃金娘为研究对象，在同质园栽培条件下，对其营养器官和花器官表型性状进行观测，采用方差分析、变异分析、Shannon-Wiener多样性指数分析和聚类分析等方法，探讨不同种源桃金娘表型性状多样性。结果表明：(1)不同种源桃金娘表型性状存在显著差异(P<0.05),Shannon-Wiener多样性指数均值在1.35以上，表型性状多样性丰富。(2)种源内表型性状变异系数均值在10.81%～63.75%之间，种源间的变异系数均值在13.08%～74.04%之间，种源间变异(23.33%)高于种源内变异(19.79%),营养器官变异(29.52%)高于花器官变异(14.06%)。(3)部分性状存在极显著或显著相关性，株高与分枝数呈极显著负相关，而与叶长、叶宽和叶面积等却呈显著正相关。(4)在欧式距离10处，20个种源桃金娘可分为A、B、C三类，A类包含8个种源，该类种源表现为植株高大、分枝少、叶大和花大等特征；B类包含11个种源，该类种源表现为株高中等、叶较大和花中等等特征；C类仅包含1个种源，表现为植株低矮、分枝多、叶小和...     

Role for dopamine in malonate-induced damage in vivo in striatum and in vitro in mesencephalic cultures

Defects in mitochondrial energy metabolism have been implicated in the pathology of several neurodegenerative disorders. In addition, the reactive metabolites generated from the metabolism and oxidation of the neurotransmitter dopamine (DA) are thought to contribute to the damage to neurons of the basal ganglia. We have previously demonstrated that infusions of the metabolic inhibitor malonate into the striata of mice or rats produce degeneration of DA nerve terminals. In the present studies, we demonstrate that an intrastriatal infusion of malonate induces a substantial increase in DA efflux in awake, behaving mice as measured by in vivo microdialysis. Furthermore, pretreatment of mice with tetrabenazine (TBZ) or the TBZ analogue Ro 4-1284 (Ro-4), compounds that reversibly inhibit the vesicular storage of DA, attenuates the malonate-induced DA efflux as well as the damage to DA nerve terminals. Consistent with these findings, the damage to both DA and GABA neurons in mesencephalic cultures by malonate exposure was attenuated by pretreatment with TBZ or Ro-4. Treatment with these compounds did not affect the formation of free radicals or the inhibition of oxidative phosphorylation resulting from malonate exposure alone. Our data suggest that DA plays an important role in the neurotoxicity produced by malonate. These findings provide direct evidence that inhibition of succinate dehydrogenase causes an increase in extracellular DA levels and indicate that bioenergetic defects may contribute to the pathogenesis of chronic neurodegenerative diseases through a mechanism involving DA.     

SSTR5 ablation in islet results in alterations in glucose homeostasis in mice

Somatostatin (SST) peptide is a potent inhibitor of insulin secretion and its effect is mediated via somatostatin receptor 5 (SSTR5) in the endocrine pancreas. To investigate the consequences of gene ablation of SSTR5 in the mouse pancreas, we have generated a mouse model in which the SSTR5 gene was specifically knocked down in the pancreatic beta cells (betaSSTR5Kd) using the Cre-lox system. Immunohistochemistry analysis showed that SSTR5 gene expression was absent in beta cells at three months of age. At the time of gene ablation, betaSSTR5Kd mice demonstrated glucose intolerance with lack of insulin response and significantly reduced serum insulin levels. Insulin tolerance test demonstrated a significant increase of insulin clearance in vivo at the same age. In vitro studies demonstrated an absence of response to SST-28 stimulation in the betaSSTR5Kd mouse islet, which was associated with a significantly reduced SST expression level in betaSSTR5Kd mice pancreata. In addition, betaSSTR5Kd mice had significantly reduced serum glucose levels and increased serum insulin levels at 12 months of age. Glucose tolerance test at an older age also indicated a persistently higher insulin level in betaSSTR5Kd mice. Further studies of betaSSTR5Kd mice had revealed elevated serum C-peptide levels at both 3 and 12 months of age, suggesting that these mice are capable of producing and releasing insulin to the periphery. These results support the hypothesis that SSTR5 plays a pivotal role in the regulation of insulin secretion in the mouse pancreas.     

2018年中国植物科学若干领域重要研究进展

2018年中国植物科学继续呈现快速发展的态势, 我国科学家在国际植物科学主流学术刊物发表论文数量大幅增加, 取得了多项具有重要影响的成果。调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展入选2018年度中国科学十大进展; 中国被子植物区系进化历史研究入选2018年度中国生命科学十大进展。以水稻为代表的农作物和果蔬等经济作物研究在国际上已呈现出明显的优势, 若干领域已从“追赶”状态跨越到“领跑”地位。该文对2018年中国科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域的发展前沿和热点, 展示中国科学家所取得的杰出成就。     

我国葫芦科植物离体培养研究进展

葫芦科植物包括多种瓜类蔬菜,对其进行离体培养研究具有重要的理论和实践意义。综述了国内在葫芦科植物器官培养、体细胞胚胎发生、花药培养、原生质体培养和体细胞杂交及离体遗传转化等方面取得的研究进展,并对葫芦科植物离体培养、遗传转化与育种的前景作了展望。     

2018年中国植物科学若干领域重要研究进展

2018年中国植物科学继续呈现快速发展的态势, 我国科学家在国际植物科学主流学术刊物发表论文数量大幅增加, 取得了多项具有重要影响的成果。调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展入选2018年度中国科学十大进展; 中国被子植物区系进化历史研究入选2018年度中国生命科学十大进展。以水稻为代表的农作物和果蔬等经济作物研究在国际上已呈现出明显的优势, 若干领域已从“追赶”状态跨越到“领跑”地位。该文对2018年中国科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域的发展前沿和热点, 展示中国科学家所取得的杰出成就。     

2017年中国植物科学若干领域重要研究进展

2017年中国植物科学继续保持高速发展态势, 重大成果频出, 具体表现在中国植物学家在国际顶级学术期刊发表的文章数量平稳上升。中国植物科学领域的研究工作者成果精彩纷呈, 如新型广谱抗病机制的发现、水稻广谱抗病遗传基础及机制和疫霉菌诱发病害成灾机制研究等。2017年中国生命科学领域十大进展评选中, 有两项植物科学领域的研究成果入选。水稻生物学、进化与基因组学和激素生物学等领域学科发展突出。另外, 值得一提的是, 长期从事高等植物与代谢途径调控分子网络研究和水稻品种设计育种的李家洋院士的研究成果“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”荣获2017年国家自然科学一等奖。这一具有重大国际影响的开创性贡献标志着中国植物科学在该领域的国际科学前沿居于引领和卓越地位。该文对2017年中国本土科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了系统梳理, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域发展的最新前沿动态, 与广大读者共同分享我国科学家所取得的辉煌成就。     

Morphine-potentiated platelet aggregation in in vitro and platelet plug formation in in vivo experiments

The detailed mechanisms underlying morphine-signaling pathways in platelets remain obscure. Therefore, we systematically examined the influence of morphine on washed human platelets. In this study, washed human platelet suspensions were used for in vitro studies. Furthermore, platelet thrombus formation induced by irradiation of mesenteric venules with filtered light in mice pretreated with fluorescein sodium was used for an in vivo thrombotic study. Morphine concentration dependently (0.6, 1, and 5 microM) potentiated platelet aggregation and the ATP release reaction stimulated by agonists (i.e., collagen and U46619) in washed human platelets. Yohimbine (0.1 microM), a specific alpha(2)-adrenoceptor antagonist, markedly abolished the potentiation of morphine in platelet aggregation stimulated by agonists. Morphine also potentiated phosphoinositide breakdown and intracellular Ca(2+) mobilization in human platelets stimulated by collagen (1 microg/ml). Moreover, morphine (0.6-5 microM) markedly inhibited prostaglandin E(1) (10 microM)-induced cyclic AMP formation in human platelets, while yohimbine (0.1 microM) significantly reversed the inhibition of cyclic AMP by morphine (0.6 and 1 microM) in this study. The thrombin-evoked increase in pH(i) was markedly potentiated in the presence of morphine (1 and 5 microM). Morphine (2 and 5 mg/g) significantly shortened the time require to induce platelet plug formation in mesenteric venules. We concluded that morphine may exert its potentiation in platelet aggregation by binding to alpha(2)-adrenoceptors in human platelets, with a resulting inhibition of adenylate cyclase, thereby reducing intracellular cyclic AMP formation followed by increased activation of phospholipase C and the Na(+)/H(+) exchanger. This leads to increased intracellular Ca(2+) mobilization, and finally potentiation of platelet aggregation and of the ATP release reaction.     

我国葫芦科植物离体培养研究进展

葫芦科植物包括多种瓜类蔬菜,对其进行离体培养研究具有重要的理论和实践意义.综述了国内在葫芦科植物器官培养、体细胞胚胎发生、花药培养、原生质体培养和体细胞杂交及离体遗传转化等方面取得的研究进展,并对葫芦科植物离体培养、遗传转化与育种的前景作了展望.     

Progress in glial cell studies in some laboratories in China

Glial cells in the central nervous system(CNS) consist of a heterogeneous population of cell types,each characterized by distinct morphological features,physiological properties,and specific markers.In contrast to the previous view that glial cells were passive elements in the brain,accumulating evidence suggests that glial cells are active participants in various brain functions and brain disorders.This review summarizes recent progress of glial cell studies from several groups in China,ranging from studie...     

Changes in aquatic vegetation in Rhine floodplain streams in Alsace in relation to disturbance

Abstract. Changes are described in aquatic vegetation in oligotrophic, groundwater-fed Rhine floodplain streams in Alsace (eastern France), resulting from disturbance. Disturbance factors include changes in nutrients, either permanent ones - effluent from a waste water treatment plant or trout hatcheries - or periodic ones: flooding. Regular inputs of high levels of phosphate and ammonia modified the macrophyte vegetation in these streams. The floristic composition, which was characteristic of oligotrophic waters upstream of the eutrophicated sector, changed to that of a eutrophic situation as originally found downstream. Periodic disturbance by floods which normally occur once a year, irregularly eutrophicates the small streams, causing the development of a mixture of eutrophic and oligotrophic species. Six macrophyte communities are distinguished, indicating different trophic levels. The aquatic vegetation is adapted to the variations of phosphate and ammonia levels. Hence, aquatic macrophytes can be used as bio-indicators of fluctuations in water nutrient levels in relation to the type of disturbance.