水稻无侧根突变体RM109的显微结构及其根毛形态观察

水稻原品种"大力"以NaN3诱变方法获得了稳定突变体RM109.显微结构观察表明,RM109种子根外表根毛稀少且短小,无侧根发生,而"大力"品种则有侧根发生,且密生根毛.根毛观察比较显示,距种子根根端1 cm处的RM109根毛数是"大力"品种的19%,差异极显著,根直径与"大力"品种差异不显著;距根端8 cm处的RM109根毛数和根直径分别是"大力"品种的45%和79%,二者差异极显著;距根端3 cm处,RM109最大根毛长是"大力"品种的33%,差异极显著;RM109种子根根端到根毛发生区的长度,与"大力"品种的差异不显著.     

墨水染入口腔上皮细胞

在制作人口腔粘膜上皮细胞涂片时,可用纯蓝墨水或红色墨水染色,既省钱、又方便,而且同样收到好的效果。其方法是:擦净载玻片和盖玻片。用牙签刮取口腔颊部粘膜,将刮取物单向均匀地涂在载玻片上,滴一滴纯蓝墨水或红色墨水,加盖玻片即可在显微镜下观察,     

观察小麦根毛

以往观察根毛,常把播种在大培养皿的小麦单株发给学生,即便是再小心,也不免要伤根,且因根毛暴露于空气中,干燥收缩而影响观察效果。为此,我们作了如下改进:     

根毛分化过程中的细胞生理学变化

根表皮的显著特征是发育出根毛,根毛集中分布在根端以上的根毛区(Farr,1928)。根毛对植物从土壤吸收水份和矿质营养起重要作用。关于根毛发育的形态学研究已有较详尽的报道(Leavitt.1904;Cormack,1949)。在多数根表皮中,由于原表皮细胞的不均等分裂产生短型生毛细胞和长型不形成毛的细胞。     

生物防治因子

在根瘤菌-豆科作物共生中,根毛是细菌第一个靶细胞、豆科作物分泌出一个因子(类黄酮),它与组型表达的细菌 nod D 基因产物协同引导其它 nod 基因的表达作用。此后,在接种后3小时内,宿主的根毛就变形卷曲。为观察在根毛中的进程,从未接种根毛中分离出 RNA。在体外,用双向凝胶电泳比较了总 RNA 的转译,表明在根和根毛中 RNA 量有本质的差别。用 nod D 突变     

用蚕豆根做"观察植物细胞有丝分裂"的实验

培养洋葱或大蒜的根做“观察植物细胞有丝分裂”的实验材料 ,受季节的限制 ,按课本的要求培养洋葱的根 ,远远满足不了班级多、用量大的学校做实验。培养蚕豆根做该实验的材料 ,有以下优点 :1)用水培法培养蚕豆的根 ,易培养 ,不受季节限制 ;2 )蚕豆染色体个数较洋葱、大蒜的染色体个数少 ,在显微镜下观察 ,蚕豆根尖的染色体大而清晰 ,易找到有丝分裂相 ;3)蚕豆细胞有丝分裂高峰期在早上 8时 ,下午 3时左右 ,便于上课时使用 ;4 )培养的蚕豆根可以连续做 3个实验 ,即做完“观察植物细胞有丝分裂”的实验后 ,继续培养 ,可做“观察根毛和根尖”的…     

亚热带典型树种根毛特征及其与共生真菌的关系

根毛和共生真菌增加了吸收面积,提高了植物获取磷等土壤资源的能力。由于野外原位观测根表微观结构较为困难,吸收细根、根毛、共生真菌如何相互作用并适应土壤资源供应,缺乏相应的数据和理论。该研究以受磷限制的亚热带森林为对象,选取了21种典型树种,定量了根毛存在情况、属性变异,分析了根毛形态特征与共生真菌侵染率、吸收细根功能属性之间的关系,探讨了根表结构对低磷土壤的响应和适应格局。结果表明:1)在亚热带森林根毛不是普遍存在的, 21个树种中仅发现7个树种存有根毛, 4个为丛枝菌根(AM)树种, 3个为外生菌根(ECM)树种。其中,马尾松(Pinus massoniana)根毛出现率最高,为86%;2)菌根类型是理解根-根毛-共生真菌关系的关键,AM树种根毛密度与共生真菌侵染率正相关,但ECM树种根毛直径与共生真菌侵染率负相关; 3) AM树种根毛长度和根毛直径、ECM树种根毛出现率与土壤有效磷含量呈负相关关系。该研究揭示了不同菌根类型树种根毛-共生真菌-根属性的格局及相互作用,为精细理解养分获取策略奠定了基础。     

不同灌溉方式对玉米根毛生长发育的影响

在盆栽条件下,采用分根装置,在光学显微镜和电子显微镜下对均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌水3种方式下各1/2根区的根毛发育状况进行观察并采样照相,研究不同根区根毛的生长发育特征.结果表明：处理40 d时,固定部分根区灌水条件下,非灌水区的根毛有明显退化脱落现象,退化区所占比例为20.96%,明显大于其他根区;灌水区的根系发黄,有腐烂斑,且根分枝有退化现象,根毛密集区的密集程度不如非灌水区,但根毛退化区所占比例小（15.72%）,退化程度轻.均匀灌水根系的根毛发育状况与固定灌水的灌水区类似.交替灌水条件下,先灌水区和后灌水区根毛密集区的密集程度均较高,根毛退化脱落区分别占9.77%和10.38%,明显小于均匀灌水和固定灌水.说明采用交替灌水方式可促进根系根毛的生长发育,而持续湿润或干燥不利于根系根毛的生长发育.     

拟南芥根毛衰老死亡过程的PCD检测

根毛是植物体吸收养分的重要器官, 自然条件下根毛的寿命很短, 仅能存活2–3周, 随即脱落死亡。以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)根毛为材料, 对根毛死亡的细胞学特征进行了报道。结果发现, 根毛衰老死亡后细胞内的原生质体发生了收缩, 并在胞质中观察到凝集物的出现; 通过原位末端标记(TUNEL)检测, 发现幼根上的根毛细胞核DNA发生了片段化。上述结果表明, 拟南芥根毛的衰老死亡很可能是植物体自主调控的程序性细胞死亡(PCD)。另外, 当根毛衰老死亡后,细胞核大多会迁移到靠近根毛基部的位置, 且正常的长管状根毛发生旋转扭曲。     

草履虫表膜的染色

草履虫的表膜是由许多排列规则的六角形和四边形小区组成,但由于缺乏适当的染色方法,一般不易在实验中用普通显微镜直接观察。本人从多种染色试验中找到了一种简便快速的染色方法,制作的片子用高倍镜即可观察到虫体表膜的构造。同时,还能看到纤毛和剌丝以及它们所处的位置。其制片方法如下:取事先培养好的含有大量草履虫的培养液,滴一滴于载玻片中央。用蘸有少许蓝黑墨水或纯蓝墨水的玻璃棒与载玻片上的草履虫培养液接触并稍加搅拌。这时如果置载玻片于低倍镜下观     

Ca2 +对小麦种根及其根毛生长发育的影响

低浓度的CaCl2对小麦种根生长、根毛发生和生长无明显影响,高浓度的CaCl2(0.1 mol/L)对种根和根毛生长有抑制作用,但不影响根毛的发生。Ca2+专一性整合剂EGTA抑制种根生长和根毛的发生及生长,添加一定浓度的外源CaCl2,这种抑制作用可被消除。CaM抑制剂TFP(三氟拉嗪)和CPZ(氯丙嗪)对种根生长、根毛发生和生长均有抑制作用,添加外源CaM可减弱或消除这种抑制作用。     

冬小麦生育中后期次生根特殊根毛的发生与形态结构

大田试验条件下,研究了冬小麦次生根特殊根毛的发生规律和形态结构特征.结果表明,拔节后次生根近植株基部根体上特殊根毛普遍发生,其在次生根根体上的分布可区分为集中区、适中区和稀少区.特殊根毛集中区根毛的长度、直径、密度分别均大于适中区和稀少区,其中,长度和密度的差异达极显著水平(P<0.01).随着生育期推进, 特殊根毛长度、直径和密度均呈下降趋势.大多数特殊根毛呈现出不同程度的扭曲、变形, 根毛细胞突起和分枝现象较为普遍,特殊根毛细胞次生壁出现加厚现象.     

Ca^2＋对小麦种根及春根毛生长发育的影响

低浓度的ＣａＣｌ２对小麦种根生长,根毛发生和生长无明显影响,高浓度的ＣａＣｌ２对种根和根毛生长的抑制作用,但不影响根毛的发生。Ｃａ＾２专一性螯事剂ＥＧＴＡ抑制种根生长和根毛的发生及生长,添加一定浓度的外源ＣａＣｌ２,这种抑制作用可被消除。ＣａＭ抑制剂ＴＦＰ（三氟拉嗪）和ＣＰＺ对种根生长、根毛发生和生长均有抑制作用,添加外源ＣａＭ可减弱或消除这种抑制作用。     

Ca2+对小麦种根及其根毛生长发育的影响

低浓度的ＣａＣｌ２对小麦种根生长、根毛发生和生长无明显影响,高浓度的ＣａＣｌ２（０．１ｍｏｌ／Ｌ）对种根和根毛生长有抑制作用,但不影响根毛的发生。Ｃａ２＋专一性螯合剂ＥＧＴＡ抑制种根生长和根毛的发生及生长,添加一定浓度的外源ＣａＣｌ２,这种抑制作用可被消除。ＣａＭ抑制剂ＴＦＰ（三氟拉嗪）和ＣＰＺ（氯丙嗪）对种根生长、根毛发生和生长均有抑制作用,添加外源ＣａＭ可减弱或消除这种抑制作用。     

中学生物实验方法的改进两例

不断改进实验方法,提高实验效果,对帮助学生理解生物基础知识,培养学习兴趣都有重要的作用。我在教学过程中,十分注重改进实验方法,提高实验效果。下面举两例作一介绍;1. 对根尖培养方法的改进做好“观察根毛、根尖的结构”这一实验的关键是培养好长出根毛的小麦幼苗。如果按照     

根毛的生长发育及其遗传基础

根毛是根系特异化表皮细胞外伸形成的管状凸起物,是植物吸收矿质养分和水分的重要器官。根毛的发育可分为根毛细胞命运决定、根毛起始、根毛顶端生长和根毛成熟等阶段。本文对根毛发育生长过程中的细胞形态及其生理生化变化进行了综述,并从根表皮细胞命运决定分子机理, EXPANSIN、bHLH和MYB等转录因子以及小G蛋白和生长素/乙烯等方面简要说明了根毛生长发育的遗传基础。     

NtGNL1基因通过调控囊泡运输影响烟草根毛的极性生长

极性生长是植物生长发育中的常见现象,但囊泡运输与极性生长的关系还未完全明确。花粉管和根毛是植物细胞极性生长的典型模式。早期研究显示NtGNL1(Nicotiana tabacum GNOM-LIKE 1)通过调节囊泡的后高尔基体转运来影响烟草的花粉管生长。本文以NtGNL1 RNAi转基因植株为材料,研究NtGNL1基因在根毛生长中的作用。结果表明,NtGNL1 RNAi转基因植株的根毛生长明显滞后于野生型,且其根毛出现膨大、弯折、扭曲等形态,与NtGNL1 RNAi转基因植株的花粉管异常形态类似。q RT-PCR检测RNAi转基因株系根毛中PIN1、PIN2、GL2、ROP6、RHD6基因的m RNA表达量,显示PIN2和GL2的表达量显著下调,PIN1、ROP6和RHD6的表达量变化不明显。FM4-64染色表明烟草根表皮细胞和根毛的囊泡分布都受到影响,即NtGNL1基因也影响根毛中的囊泡运输。BFA处理加剧了囊泡的聚集程度,提示根毛尖端还存在其它对BFA敏感并调控囊泡运输的基因。以上证据显示,NtGNL1基因通过囊泡运输途径影响烟草根毛的极性生长,NtGNL1基因的表达下调也影响了PIN2和GL2的表达,从而间接影响根毛的极性生长。     

苗期水分亏缺对玉米根系发育及解剖结构的影响

利用盆栽试验,研究了不同水分亏缺[土壤含水量分别为田间持水量的75%～85%(对照)、65%～75%(轻度)、55%～65%(中度)、45%～55%(重度)]对玉米苗期根系发育及解剖结构的影响.结果表明:干旱抑制了植株生长,随着水分亏缺程度的加重,根系长度缩短、根直径变细、总生物量降低;而根系活力、根冠比、根尖多糖含量均增加;侧根根毛长度、根毛密度、根毛总长度在中度水分亏缺条件下达到最大.组织切片观察结果表明,根直径变细主要是由于根的中柱面积减小、导管直径缩小所致,不同水分亏缺处理间导管的数量差异不大,但水分亏缺使导管壁变得不规整.根尖多糖含量的增加主要表现在表皮细胞和根冠细胞内,在表皮细胞内多糖主要以游离形式分布,在根冠细胞内主要以淀粉粒形式分布.总之,在水分亏缺条件下,玉米通过改变导管结构、增加表皮细胞与根冠细胞内多糖的含量及扩大根毛总表面积,来调节根系对水分的吸收能力,增强玉米植株的抗旱性,但根毛并不随着亏缺程度的加重而无限制的增长,在过度干旱条件下,根毛会受到抑制或损伤.     

生长素和乙烯互作调控硝酸铵诱导的根毛分叉

以野生型拟南芥(WT)及其生长素和乙烯不敏感型突变体(aux1-7、axr1-3、etr1-1和etr1-3)为实验材料,采用固体培养法研究了高浓度硝酸铵对根毛发育的影响,以揭示其调控根毛发育的机制。结果表明:(1)随着外源硝酸铵浓度的逐渐增加,拟南芥根毛伸长受阻,产生大量的分叉根毛。(2)高浓度硝酸铵条件下,外源活性氧或活性氧产生抑制剂二苯基氯化碘(DPI)的添加能抑制高浓度硝酸铵诱导的分叉根毛产生。(3)高浓度硝酸铵条件下,外源生长素或乙烯合成前体物质1-氨基-环丙烷-1-羧酸(ACC)处理能恢复根毛的正常生长,解除高浓度硝酸铵诱导根毛分叉现象。(4)高浓度硝酸铵条件下,外源生长素处理乙烯不敏感型突变体或ACC处理生长素不敏感型突变体均能抑制突变体分叉根毛的形成。研究表明,活性氧、生长素和乙烯都参与了高浓度硝酸铵对根毛发育的过程调控;在硝酸铵诱导的根毛分叉中生长素和乙烯存在相互作用,在缺乏生长素信号通路时,乙烯能够发挥补充作用抑制分叉根毛的产生;在缺乏乙烯信号通路时,生长素也可以弥补缺失乙烯的作用抑制根毛的分叉,但是需要更高浓度的生长素才能充分抑制分叉根毛的产生。     

葡萄试管苗根形态学和解剖学研究

葡萄试管苗不定根形态解剖观察表明,试管苗根的形态结构与正常根有明显差异:无根冠和根毛;侧根少,以不定根为主要吸收面积;外皮层细胞形大,壁薄,质浓,代替了根毛的吸收功能;内皮层具有初生特征;维管束发育延迟等。为此,本文讨论了试管苗根解剖学特点与移栽成活率的关系。