丹参雄性不育系Sh-B的鉴定与花粉发育过程的解剖学研究

在显微水平上对新发现的丹参雄性不育系Sh-B花药发育过程进行了解剖学观察,并对其花粉活力和结实率进行了鉴定。结果显示:根据花器官及花药的形态、大小以及花丝的长度,可以将Sh-B不育株分为3个不育类型,即Sh-B1、Sh-B2和Sh-B3。这3种不育类型均属于雄性不育,其花丝不到正常可育株的1/2,花药干瘪而瘦小,内无花粉粒或花粉无活力;其根、茎、叶以及种子形态结构与正常可育植株基本相似。产生雄性不育的主要原因有:花粉囊药室内壁纤维层加厚,影响花药壁开裂;小孢子母细胞周围不产生胼胝质或产生的胼胝质很少;绒毡层细胞延迟解体;花粉粒畸形。在其花药发育的小孢子母细胞时期、四分体形成前期、单核期、双核期均可能产生雄性不育的小孢子或花粉粒。     

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。     

栀子道地性的分子生态学

运用扩增片段长度多态性(AFLP)方法,研究了来自江西5个不同产地栀子的亲缘关系,并运用HPLC方法测定了栀子苷的含量,用ICP法测定了植物药材中的矿质元素含量.结果表明,各地方品系间在DNA 水平上存在明显的多样性变异;运用NTSYS-PC 软件对53个个体聚类分析,地理位置相近的种群聚为一类.各样本间栀子苷含量高低与聚类分支间无明显相关性,说明道地性的产生是基因型和环境饰变共同作用的结果.经微量元素测定,锌与栀子苷含量间呈负相关关系.     

高等植物叶绿体表达重组蛋白研究进展

近年来,基因工程技术发展迅速,许多重组蛋白得以表达。其中利用植物生物反应器表达特异药物蛋白为人类一些重要疾病的预防和治疗提供了新途径。植物叶绿体遗传转化和表达系统成为目前植物生物反应器的研究热点。因结构和遗传上的特殊性,高等植物叶绿体在重组蛋白表达方面具有独特优势,外源基因表达量高、定点整合,而且叶绿体母系遗传特性保证了生物安全性。很多重要药用蛋白质在植物叶绿体中表达成功。烟草作为高等植物叶绿体转化模式植物,在疫苗抗原、抗体等药物蛋白和其他重要重组蛋白表达方面取得显著进展。高等植物叶绿体遗传转化也为叶绿体基因的表达和调控机制的研究提供新的技术和方法。文中从叶绿体遗传转化原理、载体构建、重组蛋白和重要药物蛋白在叶绿体中的表达以及重组蛋白表达对植物代谢和性状影响等多个角度,对高等植物叶绿体遗传转化体系研究的新进展进行了综述,以期为叶绿体表达平台的开发和重要药用蛋白质的表达提供新思路。     

低共熔溶剂对酶的影响及应用研究*

低共熔溶剂是由一定化学计量比的氢键受体和氢键供体组合而成的新型绿色溶剂,具有成本低、易制备、环境友好等特点,可以作为普通有机溶剂和离子液体的替代溶剂。酶作为生物催化剂时反应条件温和,对反应底物专一性高,并且具有极高的催化效率和反应速度。酶促反应通常发生在水溶液体系,但近年来发现在低共熔溶剂中酶促反应也能有效进行。综述酶与低共熔溶剂共同作用的机理以及低共熔溶剂在酶促反应中的应用,展望未来的研究方向,为酶促反应体系的进一步开发奠定理论基础。     

外源-5氨基乙酰丙酸对干旱胁迫下紫花苜蓿生理特性及次生代谢物含量的影响

为验证喷施不同浓度5-氨基乙酰丙酸(ALA)对紫花苜蓿的响应,该研究以紫花苜蓿品种‘农牧806’为实验材料,用不同浓度(0、5、10、15、20、25 mg·L~(-1))的ALA喷施处理15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫下的紫花苜蓿幼苗,并测定其相关的生理生化指标以及次生代谢物质积累量。结果表明:(1)与对照相比,15%PEG干旱胁迫使得紫花苜蓿叶片中光合色素含量降低,渗透调节物质含量以及抗氧化酶活性增高。(2)与15%PEG处理相比,ALA+15%PEG复配处理下紫花苜蓿幼苗叶片叶绿素a、b和类胡萝卜素以及叶绿素总量分别增加,抗氧化酶(CAT, POD, SOD)活性升高,可溶性蛋白和脯氨酸以及黄酮和皂苷含量上升,丙二醛、H_2O_2和·OH的含量降低,各浓度ALA对15%PEG不同时长胁迫的恢复效果不同。研究发现,叶面喷施适量浓度ALA能够有效提高干旱胁迫下紫花苜蓿叶片抗氧化酶活性以及渗透调节物质、次生代谢物(黄酮、皂苷)含量和光合色素含量,从而增强紫花苜蓿对干旱胁迫的耐受性,并以10 mg·L~(-1)ALA的缓解效果较显著。     

土壤干旱对2个种源野生酸枣幼苗生长和生理特性的影响

以采自陕西杨陵和安塞的2个1年生酸枣幼苗为材料,采用盆栽称重控水法研究了中度和重度土壤干旱胁迫对它们生长和生理特性的影响.结果表明,不同程度的水分胁迫均使2种源酸枣新生侧枝长度受到极显著抑制,其苗高和基径也受到一定程度抑制,同时分别使叶片相对含水量和水分饱和亏有一定程度的降低和升高;2种源酸枣叶片的叶绿素a含量在各水分胁迫均极显著降低,它们的总叶绿素含量也在重度干旱下显著降低;随土壤干旱胁迫时间的延续,2种源酸枣叶片保护酶SOD、CAT、APX活性上下波动,其脯氨酸和可溶性糖含量逐渐升高,而超氧阴离子含量在较低水平下波动,丙二醛含量逐渐降低.杨陵酸枣在土壤水分较好的条件下表现良好,而安塞酸枣则具有更强的适应旱生能力.研究发现,在不同程度的土壤干旱胁迫下,2个种源酸枣的生长均受到一定程度的抑制,但它们均能调节自身的保护酶系统活性和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植物体的正常生理代谢功能,表现出较强的抗旱耐旱能力.     

黄土丘陵区不同立地达乌里胡枝子群落水分特征及生物量研究

对黄土高原丘陵沟壑区不同立地条件下的达乌里胡枝子群落水分特征及生物量进行了研究.结果表明:(1)不同立地下的达乌里胡枝子蒸腾日变化均呈单峰型,上午呈上升趋势,于13:00达到峰值,之后均呈不同程度下降趋势.(2)不同立地达乌里胡枝子群落0～200 cm土层平均含水量为阴坡12.34%,半阳坡11.29%,半阴坡11.15%,阳坡8.96%.不同立地达乌里胡枝子叶片相对含水量和饱和亏与各立地土壤含水量关系密切.(3)不同立地下各个时期的达乌里胡枝子群落的地上生物量表现为阴坡＞半阴坡＞半阳坡＞阳坡,地下生物量则表现为阳坡(447.39 g/m2)＞半阳坡(409.12 g/m2)＞半阴坡(344.92 g/m2)＞阴坡(217.01 g/m2).可见,达乌里胡枝子群落的水分生理特性及生物量的积累与立地条件密切相关.     

陕北黄土丘陵区不同立地条件对杜仲生长及某些生理特性的影响

对陕北黄土丘陵区不同立地条件下杜仲(Eucommia ulmoides Oliver)的生长状况和某些生理特性进行了比较研究.结果表明,生长于沟谷、阴坡、阳坡和峁顶的杜仲成活率分别为89.56%、81.26%、73.79%和64.44%,差异显著(P<0.05).随生长时间的延长,杜仲新生枝和地径生长总体上呈现平缓增加-急剧增加-平缓增加的"S"型变化曲线,生长在沟谷和阴坡的植株新生枝长度和地径生长量显著高于峁顶和阳坡栽植的植株(P<0.05),其中沟谷中杜仲的平均新生枝长度和平均地径最大.在生长期内,杜仲叶片的相对含水量(RWC)总体呈下降的趋势,而水分饱和亏(WSD)总体呈逐渐提高的趋势;在沟谷和阴坡中杜仲叶片的RWC较高、WSD较低,而在阳坡和峁顶上杜仲叶片的RWC较低、WSD较高.杜仲叶片的SOD和CAT活性随生长时间的延长呈现先降低再逐渐升高的趋势;在沟谷和阴坡的植株叶片SOD和CAT活性均高于生长在阳坡和峁顶的植株且差异显著.结果显示,立地条件对杜仲的生长和生理特性有较大影响,土壤水分是影响其生长的主要因素;在沟谷和阴坡立地条件下生长的杜仲具有旺盛的生长力和较强的适应性,沟谷和阴坡是陕北黄土丘陵区杜仲造林的较佳立地条件.     

陕北黄土高原丘陵区撂荒演替及其过程中主要乡土牧草的确定与评价

用系统聚类、撂荒年限两种方法对陕北黄土高原丘陵区撂荒演替序列进行分析,结果基本一致：1～6a,1年生杂草类群落→1年生杂草类＋丛生禾草群落→1年生杂草类＋根茎禾草群落或多年生草本群落→7～16a,多年生草本群落→多年生草本＋小灌木群落→17～42a：根茎丛生型禾草＋小灌木群落或小灌木＋多年生草本群落→小灌木群落或多年生草本＋丛生禾草群落,代表性群落依次为猪毛蒿（Artemisia scoparia Waldstet.et kit）群落或猪毛蒿＋长芒草（Stipa bungeana Trin.）群落→猪毛蒿＋铁杆蒿（Artemisia sacrorum Leded.）群落或冰草（Agropyron cristatum（L.）Gaertn）群落→铁杆蒿群落→铁杆蒿＋达乌里胡枝子（Lespedeza var.dahurica（Laxm.）Schindl）群落→白羊草（Bothriochloa ischaemum（L.）Keng）＋达乌里胡枝子群落或达乌里胡枝子＋铁杆蒿群落或铁杆蒿＋硬质早熟禾（Poa sphondylodes Trin.et Bge）群落.在此基础之上,提出将各物种在演替过程中重要值之和按大小排序,对前35位草种经适口性试验初步筛选后进行以粗蛋白、粗纤维等为指标的化学成分及以有效植被盖度为指标的生态效益的分析、评价,并依据两种评价结果对陕北黄土高原主要乡土牧草进行了综合评定,得出黄土高原23种乡土牧草具备较高的改良潜质,分为4类,主要归属于豆科（Leguminosae）、禾本科（Gramineae）、菊科（Compositae）等,并进一步探讨了黄土高原人工草场改良过程中不同荒地上草种的合理搭配.