2009年中国植物科学若干领域重要研究进展

2009年中国植物科学在水稻和拟南芥研究等方面取得“爆发性”的快速发展。中国科学家在植物科学各领域中取得了大量的原创性研究成果, 尤其是在基于新一代测序技术和计算生物学理论的基因组学、水稻功能基因挖掘、激素受体和信号转导以及转基因作物产业化和生态安全性研究等方面取得一系列重大进展, 受到了国内外广泛关注。该文对2009年中国本土植物生命科学若干领域取得的重要研究进展进行概括性评述, 旨在全面追踪当前中国植物科学领域发展的最新前沿和热点事件, 并展现我国科学家们所取得的杰出成就。     

牡丹子叶离体再生体系研究

以日本牡丹品种“太阳”为试验材料,研究不同激素组合对牡丹胚初代培养、愈伤组织诱导、分化及植株再生的影响。结果表明：牡丹胚初代培养在1．0mg／L6-BA＋0．25mg／LTDZ的MS培养基上,牡丹胚诱导率最高可达96．1％;剪取无菌子叶转接到附加含有2．0mg／L6-BA＋2．0mg／L2,4-D＋0．2mg／LTDZ的MS培基养上进行愈伤组织培养．诱导率可达100％;愈伤组织在MS＋0．5mg／LKT培养基上分化出芽,分化率达26．6％：不定芽在1／2MS＋1．0mg／LNAA＋4．0mg／LIBA生根培养基上的生根率达27％．     

流苏树的组织培养和快速繁殖

以流苏树种胚为试材,研究不同种类及浓度的植物生长调节剂对其无菌体系建立,带顶、侧芽茎段伸长以及生根的影响。结果表明,种胚生根最适培养基为WPM+0.1 mg·L-1 NAA+3.0 mg·L-1 GA3+2.0 mg·L-1 6-BA,生根率为94.2%;带顶、侧芽茎段最适培养基为WPM+1.0 mg·L-1 GA3+1.0 mg·L-1 6-BA+0.5 mg·L-1 TDZ;生根最适培养基为WPM+0.1 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1 NAA+0.5 mg·L-1 IBA。     

山区夏季地表温度的影响因素——以泰山为例

以泰山为例,应用夏季的Landsat 5的TM6为基本数据源,基于单窗算法定量反演了泰山地表面温度(LST),在此基础上首先探讨了LST与地形因子的关系,然后比较了归一化水汽指数(NDMI)和归一化植被指数(NDVI)在表达山区LST上的效力,最后利用逐步回归分析法,构建出LST与地形因子、NDMI的回归方程,应用偏相关系数,得出各个因子对LST的影响程度。结果表明:1)在地形因子中,影响LST的主要因素是海拔,随海拔升高呈自然对数形式降低,相比而言,坡度、坡向以及太阳入射能量的影响则很小;2)在没有水体时,NDVI与NDMI都能有效地表达山区的LST,LST与NDVI间是二次项负相关关系,与NDMI间是线性负相关关系,在表达LST上NDMI比NDVI更有效;3)综合分析表明,地表水汽特征是其表面温度最主要的影响因素,其次是海拔。研究结果将为山区地表温度空间分异性特征及形成机制的研究提供科学的参考。     

紫金山森林公园降温效应影响因素

城市绿地是城市自然景观的重要组成部分,探讨不同影响因素对城市绿地降温效应的影响规律,有助于城市绿地的空间布局规划与管理,以便更好地缓解城市热环境。以南京紫金山森林公园为研究区,沿陵园路—中山陵方向选取了5个植被结构相似的林地作为观测点,并以水泥地面为参照点,利用HOBO小型气象观测站对温度、湿度和风速等因子进行定点同步观测,并分别采用LAI-2200植物冠层分析仪、鱼眼相机和GPS手持导航仪获取各观测点的叶面积指数、天空可见度和高程信息,然后采用统计分析和相关分析方法,分别对绿地降温效应的日变化规律及其影响因素进行了定量分析。结果表明:各站点的温度变化趋势基本一致;与参考点相比,5个观测点在白天均有明显降温效果,13:00—16:00降温效应最强,而晚上降温效果很弱,甚至出现轻微的保温效应;降温幅度随大气温度的升高而增大,随相对湿度和风速的增大而减小;绿地叶面积指数、天空可见度和高程等因子对绿地降温效应在不同时段会产生不同程度的影响:叶面积指数与天空可见度在9:00—19:00间对降温效应的影响作用较为明显,但由于高温的影响,午后(13:00—15:00)影响作用较弱;在夜间,高程是主要影响因子。研究结果可为城市公园绿地的合理布局与绿化建设提供依据和参考。     

NKC-9干氢型树脂催化合成油酸甲酯

采用强酸性阳离子交换树脂作催化剂,对油酸和甲醇反应合成油酸甲酯的工艺进行研究。分别筛选了4种型号的树脂,其中以NKC-9干氢型树脂催化效果最好。考察了酸醇摩尔比、反应温度、催化剂用量、脱水剂用量、反应时间和催化剂重复使用性等因素对转化率的影响。结果表明:反应的适宜条件为酸醇摩尔比1∶2,反应温度70℃,催化剂用量为油酸质量的50%,脱水剂无水CaCl2用量为催化剂用量的10%,反应时间2 h。在此条件下,转化率可达93.85%。催化剂重复使用6次后转换率仍保持在90%以上。研究显示,采用NKC-9干氢型树脂催化合成油酸甲酯具有良好的工业应用潜力。     

植物的分子生物学研究进展

分子生物学是现代发展起来的一门新兴科学,其以微生物为研究对象,相比较而言,对于木本植物的研究发展则比较慢。近年来在木本植物的育种培育上逐渐运用上则取得了实质性的突破。此外,科研实践表明转基因的木本植物不仅能够提高植物自身的抗性,还对抵抗环境污染加速世代交替等方面效果显著。尤为重要的是,随着木本植物转基因技术的应用,植物在维持生态平衡也发挥着不可估量的作用。以此我们可以来研究当前分子标记技术木本植物科学研究的进展,对分子生物学研究中出现的问题来进行讨论,为科学研究提供参考。     

公路路域动物生态学研究方法综述

从公路死亡效应、公路阻隔效应、公路回避效应和公路动物通道四个方面总结了国内外公路路域动物生态学研究的6种方法:样线法/样方法、痕迹法(主要是沙床/雪踪)、红外相机监控法、GPS项圈法、标记重捕法和遗传多样性分析法。通过比较分析各种方法优缺点并结合我国应用情况及国内外研究的发展趋势,提出了6种方法在四大研究领域应用对策:1)选择生态敏感区域的典型路段作为长期监测样线,采用样线法系统调查公路动物死亡效应,在部分路段试点与公路养护部门联合开展公路野生动物死亡的统计工作;2)选择生态敏感区域的典型路段作为长期监测样线,采用痕迹法进行公路阻隔与回避效应的监测,与野生动物保护部门合作,引入GPS项圈法提高监测精度;3)以痕迹法和红外相机监控法为主进行公路回避效应的监测研究,还可引入GPS项圈法从景观层面分析路网的道路影响域;4)以痕迹法和红外相机监控法为主进行野生动物通道的监测,逐步引入GPS项圈、遗传多样性分析法进行景观层面的种群稳定性分析,科学评价动物通道效率。     

植物生长素响应基因SAUR的研究进展

植物激素生长素在植物生长和发育过程中起重要的调节作用,它能够诱导一系列生长素早期响应基因的表达,包括Aux/IAA、GH3和SAUR。对拟南芥、水稻、高粱和茄科进行生物信息学分析后显示:大部分SAURs基因没有内含子,并且成簇坐落在染色体上;它们有特定的保守区,包含生长素响应元件AuxREs和促使mRNA降解的下游元件DST等。近年来,许多研究人员通过对SAUR蛋白功能的研究,发现它们主要参与调节生长素的合成和运输,从而影响细胞的膨大,但相关的机制并不明确,有待进一步的研究。从生物信息学和功能两方面综述了植物SAUR基因家族的研究进展,并对未来的研究方向做了展望。