C3、C4和C3-C4中间型植物的进化

介绍了有关C3、C4和C3-C4中间型植物进化的形态学、生理学、分子生物学、遗传学等方面的证据;推断地球上首先出现C3植物,然后是C3-C4中间类型植物,最后出现C4植物.     

C3植物中C4途径的研究进展

综述了C3植物中C4途径的发现及研究现状;阐述了C3植物中C4途径的几种作用机理;根据C3植物中C4途径的存在,探讨了改造C3植物的遗传特性;并展望了这一领域的研究前景。     

C3植物中C4途径的研究进展

综述了Ｃ３植物中Ｃ４途径的发现及研究现状：阐述了Ｃ３植物中Ｃ４途径的几种作用机理;根据Ｃ３植物中Ｃ４途径的存在,探讨了改造Ｃ３植物的遗传特性;并展望了这一领域的研究前景。     

青海高原高寒地区C4植物名录

根据笔者实测的青海高原高寒地区300余种植物稳定性碳同位素比值(δ^13C)以及参阅已经发表过的国内外不同地区的δ^13C植物名录,整理出青海高原高寒地区3500余种植物中的δ^13C植物。得出青海高原高寒地区共有9科32属的52种植物属于δ^13C植物,禾本科(Gramineae)18属24种,藜科(Chenopodiaceae)9属20种,苋科(Amaranthaceae)1属4种,菊科(Compositae)2属3种,大戟科(Euphorbiaceae)、蒺藜科(Zygophyllaceae)、旋花科(Convolvulaceae)、景天科(Crassulaceae)、眼子菜科(Potamogetonaceae)各1属1种。同时归纳了52种C4植物的生活型以及地理分布区。     

C3和C4植物光合途径的适应性变化和进化

高等植物大多为C₃植物, C₄植物和景天酸代谢(Crassulacean acid metabolism, CAM)植物是由C₃植物进化而来的。C₄途径的多源进化表明, 光合途径由C₃途径向C₄途径的转变相对简单。该文分析研究了植物光合途径的进化前景, 指出C₄植物是从C₃植物进化而来的高光效种类, 且地质时期以来降低的大气CO₂浓度和升高的大气温度以及干旱和盐渍化是C₄途径进化的外部动力。C₃植物的C₄途径的发现说明植物的光合途径并非是一成不变的, C₃和C₄植物的光合特征具有极大的可塑性, 某些环境的变化会引起植物光合途径在C₃和C₄途径之间转变。C₃植物具有的C₄途径是环境调控的产物, 是对逆境的适应性进化结果, 因而光合途径的转变也适用于干旱地区植被的适应性生存机理研究。该文还利用国外最新的C₄光合进化模型介绍了植物在进化C₄途径中所经历的7个重要时期(从分子基础到形态基础、结构基础, 再到物质代谢水平、光合酶活水平, 直到C₃和C₄途径协调运转时期, 最后达到形态与功能最优化阶段), 并结合全球气候变化的特点对国内外相关领域的研究进行了分析, 总结了植物光合途径的适应性转变和进化的研究成果, 为今后的相关工作提出建议。     

几种C4和CAM植物光合亚途径的鉴别

C_4.植物鼠尾粟(Sporobolus indicus),金色狗尾草(Setaria glauca)、细叶结缕草(zoysia tenuifolia)、千金子(Leptochloa chinensis)和 CAM 植物芦荟(Aloe vera)属PEP 羧激酶亚型。C_4双子叶植物飞扬草(Euphorbia hirta)则为 NAD 苹果酸亚型。前面4种 PEP 羧激酶型的 C_4草本植物的维管束鞘细胞叶绿体呈均匀分布,与已知的该型的离心排列不同。认为这可为 C_4植物三种光合亚型的演化关系提供新的证据。     

维生素C和酸应激对中华鳖幼鳖血清补体C3和C4含量的影响

为研究维生素C对中华鳖(Pelodiscus sinensis)血清补体C3和C4的影响及其在酸应激条件下的变化,我们设置了6个实验组,饵料中维生素C的添加量依次为0、250、500、2500、5000和10000mg／kg,喂食4周后取其血清,用透射比浊法测定酸应激前后中华鳖血清补体C3和C4的含量。结果表明,维生素C添加量为250mg／kg时,血清补体C3的含量与对照组间没有明显不同;维生素C添加量为500、2500、5000和10000mg／kg的4组,血清补体C3的含量明显高于对照组和维生素C添加量为250mg／kg组;维生素C添加量为500mg／kg的一组,血清补体CA含量明显高于其它5组;维生素C添加量为250mg／kg组明显高于10000mg／kg组。酸应激后,补体C3的含量没有明显下降,将维生素C添加量为0、250和500mg／kg的三组并为一组处理,则应激后有明显下降。维生素C添加量为0、250和500mg／kg的3组,血清补体CA的含量在酸应激后明显下降,而维生素C添加量为2500、5000和10000mg／kg的3组,应激后血清补体C4没有明显变化。维生素C和酸应激对中华鳖血清补体C3和CA含量的影响没有交互作用。这说明,维生素C在一定剂量范围内,能提高中华鳖血清补体C3和CA的水平,酸应激能导致其含量降低,而高剂量的维生素C对其下降有颉颃作用[动物学报49(6)：769～774,2003]。     

新的C4及CAM光合途径植物

以稳定性碳同位素比(δ~(13)C)鉴别禾本科、莎草科、苋科和萝摩科共46种植物的光合作用途径,发现了36种新的C_4植物(δ~(13)C-10.43到-13.66‰)和1种CAM植物(δ~(13)C-15.24‰)。根据Hattersley区分C_4植物三种亚类型的不同δ~(13)C值,提出在36种C_4中有8种具δ_(13)C值-10.4到-10.9‰者是NADP-ME型,6种具δ~(13)C值-13‰左右的是NAD-ME型,其余种类可能是NADP-ME或PCK型。     

海北高寒草甸土壤有机碳同位素组成及C3/C4碳源的变化

通过对高寒嵩草草甸土壤剖面不同深度(0～5cm,5～15cm,15～25cm,25～35cm,35～50cm,50～65cm)有机碳稳定性碳同位素的测定发现,土壤有机碳稳定性同位素(δ^13C)随土壤深度的增加而变大。表层土壤(0～5cm,定义为现代土壤)的δ^13C值最小,基本上接近现代植被的碳同位素特征。在土层5～10cm深度以下(粗略地定为古土壤),土壤有机碳稳定性同位素骤然上升,与表层土壤的同位素特征明显不同。考虑到影响土壤碳同位素的诸多因素,通过稳定性碳同位素的质量平衡模型计算,得出初步结果：来自C4(或CAM)植物的碳源随土壤深度的增加而增大。进一步推测,该地区植被可能经历由C4植物占优势的群落向C3植物占优势的群溶演化的过程。在这个过程中,大气碳同位素的变化和土壤有机质的形成过程(有机质淋溶过程)等也会引起土壤碳同位素的升高,因此质量平衡模型可能会过多地估算C4组分,而低估C3组分。     

补体第四成分（C4）的基因

Ｃ４Ａ３的基因由４１个外显子与４０个内含子组成。外显子１￣１６、１６￣３３、３３￣４１分别编码Ｃ４的β链、α链及γ链。唯一甘露糖型糖基化位点由第６外显子（２０７位ａａ）编码，三个两天线型糖基化部份分别与２０（８４３ａａ）、３０（１３０９ａａ）及３２（１３７２ａａ）外显子有关。Ｃ４硫酯键、同种型区分部位及Ｒｇ／Ｃｈ抗原的基因集中在外显子２３￣３０的Ｃ４ｄ编码区。Ｃ４基因第９内含子特大，它含不含ＨＥＲ     

大豆叶片C4循环途径酶

以不同产量水平的大豆（Glycine max(L.)Merr.)品种“黑农40”和“黑农37”为实验材料,研究了苗期,开花期,初荚期和鼓粒期等不同发育时期的叶片中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase),NADP－苹果酸氢酶（NADPMDH）,NADP－苹果酸酶（NADP－ME）,丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）等C4途径的主要酶和1,5－二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPCase）的活性变化,结果表明两种大豆叶片均含有上述4种酶,而且从PEPCase/RuBPCase的比值看,C4酶在高产大豆“黑农40”叶片中表达较高,表明C4循环途径与大豆产量密切相关,这一结果还暗示有可能通过检测C4途径酶的表达水平及比例,筛选出具有高产潜力的大豆种质。     

中国C4植物的地理分布与生态学研究

通过调查记录了中国５３３种４０变种和３亚种具有Ｃ４光合作用的植物和８种Ｃ３－Ｃ４中间植物。它们隶属于１６０属２４科,其中４６属９７种、８变种和１亚种隶属于双子叶植物,１１４属４３６种、３２变 ２亚种隶属于单子叶植物。Ｃ４植物主要属于禾本科（９６属３２４种,３２变种和２亚种）,莎草科（１４属１０８种）,藜科（１３属３７种,７变种和１亚种）和苋科（３属１６种１亚种）。根据中国的温度气候（寒温带,冷温带     

C4水稻,我们的新挑战

自从上个世纪60年代末C4光合途径发现以来,人们对工程改造现有C3粮食作物使之具有C4光合能力进行了大量努力。目前,大量分子、生理和基因组水平研究的进展和证据表明,该目标将可能在10～15年之内实现。本综述结合目前国际C4研究的现状,详述了该领域目前所涉各项研究内容的理论依据。我们首先总结过去的经典杂交实验,然后论证新一代测序技术与C4光合研究模式系统狐尾草（Setaria viridis）的发展极大的促进了我们对C4光合特征遗传发育相关基因的发现与鉴定。最后,我们强调虽然C4光合工程改造的研究目前已在世界各国大规模展开,但其最终成功仍有赖于不同国家研究基金及私立慈善基金的大力和长期共同资助。     

人Sema4C重组腺病毒载体的构建及其在小鼠成肌细胞系C2C12中的表达

利用Ad5腺病毒载体系统构建人Sema4C基因重组腺病毒表达载体并在成肌细胞系C2C12中表达,并初步探讨Sema4C基因在成肌发育过程中的可能作用。利用脂质体介导重组腺病毒载体转染HEK293细胞,包装出完整的腺病毒;将重组腺病毒载体感染C2C12成肌细胞后,利用激光共聚焦显微镜观察发现12h即有绿色荧光表达,24h后绿色荧光蛋白表达最强;流式细胞仪检测病毒的感染效率几乎达100%。WB检测结果表明感染重组腺病毒载体组C2C12细胞Sema4C蛋白的表达量明显高于空载体对照组（P<0.01）。为了进一步观察Sema4C基因对C2C12细胞增殖分化的影响,流式细胞仪检测了病毒感染48h后C2C12细胞的增殖指数,并对感染后诱导分化的C2C12细胞的分化情况进行了观察。我们的结果首次表明,过表达外源性人Sema4C基因不仅能使C2C12细胞的G0/G1期比例增加,细胞的增殖指数下降,同时在分化培养条件下还能促进C2C12细胞肌管的形成。     

乳酸脱氢酶C4的精子免疫荧光定位特性

用１４个抗小鼠ＬＤＨ－Ｃ４的单克隆抗体对小鼠、树鼯和人精子的ＬＤＨ－Ｃ４进行了间接免疫荧光定位。结果显示：不同的单抗可以结合到小鼠精子表面不同的位置，其中ＰＡ１（Ｋ０２１）在尾部，ＰＡ２（Ｋ０２２）、ＰＡ４和ＰＡ５（Ｋ０２３）在中段和尾部，ＳＭ１、ＳＭ２和ＰＧ２的中段，ＳＭ３和ＳＭ４在顶体，ＳＭ５在顶体和赤道板。人和树鼯精子表面的ＬＤＨ－Ｃ４也呈现类似的情况。这些研究表明精子表面的ＬＤＨ－Ｃ４呈现     

C3-C4中间型植物

针对目前植物生理学教材中很少提及的C3-C4中间型植物,从概念、主要特征及研究价值方面作基本介绍,为课程讲解提供参考.     

黄芪和酸应激对中华鳖幼鳖血清补体C3和C4含量的影响

首次探讨了黄芪和酸应激对中华鳖（Pelodiscus sinensis)幼鳖血清补体C3和C4含量的影响。实验设对照组和实验组,实验组在饵料中按5％添加黄芪原料粉。持续饲喂中华鳖幼鳖4周后取一半样,其余作酸处理24h后再取样,测定补体C3和C4的含量。结果表明,黄芪对补体C3和C4的合成有明显的促进作用;酸应激可导致血清补体C3和C4的含量下降,而黄芪能抵抗酸应激所致的下降。提示黄芪具有抗酸应激的作用。     

C_3植物的C_4光合途径

人类主要的粮食作物小麦、水稻、大豆等均为C_3植物,由于C_4光合途径显著优于C_3途径,因此,优化C_3作物拥有C_4光合途径特征的研究一直在探究中。综述了C_3植物的C_4光舍碳途径的发现、运行机制、诱发因素等,总结了改造C_3植物光合效率的方法并做了简单展望。     

p18^INK4C,p19^INK4D的结构,功能及细胞分化

ｐ１８＾ＩＮＫ４Ｃ和ｐ１９ＩＮＫ４Ｄ是细胞周期调控中的两种抑制因子,属于ＣＫＩｓ中的ＩＮＫ４家族蛋白,具有周期依赖性表达模式,特异性抑制Ｇ１ＣＤＫ４／６的激酶活性。同时也参与一些组织的终末分化过程,在细胞增殖周期与分化调控方法发挥偶联作用。