植物花粉培养研究进展

花粉培养又称为游离小孢子培养,指将发育到一定阶段的花粉从花药中游离出来成为分散或游离状态,通过培养使花粉粒脱分化,进而发育成完整植株的过程。花粉培养的主要目的是获得单倍体植株,进而得到双单倍体(double haploid,DH)植株,最终获得纯合系物种。本文对花粉培养形成植株的物种信息进行了收集整理,概述了国内外花粉培养的一些最新研究进展,包括影响花粉培养形成胚的因素以及提高花粉胚产量的措施,并对花粉培养的前景进行了展望。     

冰川退缩地15种丛藓科植物茎的比较结构学观察

应用石蜡切片和扫描电镜方法对一号冰川退缩地生长的15种丛藓科植物茎的结构及表面微形态特征进行观察,结果表明：该地区的15种丛藓科植物的茎分为具中轴和无中轴两类,其细胞壁均有不同程度的加厚。而具中轴的丛藓科植物的茎又分为表皮、皮部、中轴三部分,茎表皮细胞短,1层,细胞壁大多向外突出,表面粗糙,表面纹饰多为颗粒状;皮部所占面积最大,大部分有内、外皮部的分化,大多数种的细胞壁由外向内逐渐变薄,细胞由小到大整齐排列;中轴所占的面积也不同,其细胞壁多具角隅加厚;而没有中轴分化的种类,其各自细胞壁加厚的程度基本一致。     

异色瓢虫酪氨酸羟化酶基因不同发育历期表达及RNAi抑制黑化效果分析

酪氨酸代谢在昆虫黑色素形成中具有重要的调控作用。本研究为探讨酪氨酸代谢调控异色瓢虫黑色素代谢平衡及其发育的影响,先检测异色瓢虫不同发育阶段酪氨酸羟化酶(Tyrosine hydroxylase,TH)基因表达情况,采用RNAi技术对4龄幼虫注射dsTH RNA抑制酪氨酸羟化酶mRNA表达,探索其在蛹期和成虫羽化阶段黑色素形成中的潜在功能。研究结果表明,TH基因在4龄幼虫体内的表达量最高,而在预蛹阶段和羽化后第2天开始表达量显著性下降。其次,dsTH RNA注射后能够显著降低TH本基因的表达,且异色瓢虫4龄幼虫发育缩短,与注射dsGFP RNA组相比较,提前化蛹。最后,dsTH RNA注射后异色瓢虫蛹的重量略有增加,且发育出现异常,即蛹的颜色变化不加深,与对照组相比较,无黑色斑点出现。这些结果表明成虫是在蛹期开始形成黑色素的,及酪氨酸羟化酶能够通过调控酪氨酸代谢途径而影响异色瓢虫化蛹阶段的发育和表皮颜色的变化。相关研究结果有助于丰富酪氨酸代谢调控异色瓢虫表型的内容,为将来保护异色瓢虫,并将其用于害虫生物防治提供理论基础。     

赤拟谷盗TRE基因家族特性及RNAi抑制表达效果分析

分析赤拟谷盗海藻糖酶基因(Trehalase,简称TRE)家族的特性及RNAi介导的TRE基因沉默后的相互作用效果。采用生物信息学和相关软件分析5个海藻糖酶基因序列特征以及二级结构等分子特性并推测其生理功能,用MEGA 6.0软件构建TRE与其它昆虫TRE的系统进化树;采用注射RNAi技术,分别干扰赤拟谷盗海藻糖酶基因mRNA的表达;采用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)技术检测单个海藻糖酶基因表达抑制后对其它TRE基因mRNA表达的影响。赤拟谷盗4个可溶性海藻糖酶TRE1蛋白相似性高,具有类似的二级结构,即含有相似比例的α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲,膜结合型海藻糖酶TRE2与TRE1在蛋白质的二级结构上差异较大;系统进化树分析表明赤拟谷盗的可溶性海藻糖酶与其它昆虫的TRE1聚集在一起,膜结合型海藻糖酶与其它昆虫的TRE2聚集在一起;RNAi实验结果表明单独干扰某个TRE1基因的mRNA表达后,其它3个TRE1基因的表达有的上升,有的下降,而TRE2基因表达都为显著下降;单独干扰TRE2基因表达,则其它4个TRE1基因的表达一致显著下降。赤拟谷盗可溶性TRE1和膜结合型TRE2的二级结构差异较大,单个TRE基因表达被抑制后,其他TRE基因存在连锁抑制或者互补功能。     

基于主成分-聚类-逐步回归分析构建番茄苗期耐铝性综合评价体系

铝毒是限制酸性土壤中作物产量的主要因素之一。番茄(Solanum lycopersicum)是适合在酸性土壤中种植的主要经济作物, 不同品种番茄对铝胁迫的响应存在差异, 因此, 筛选苗期耐铝毒种质对番茄生产及研究具有重要意义。以10个番茄品种为材料, 采用室内土培盆栽, 设置1 000 µmol∙L^-1 AlCl₃·6H₂O处理, 测定反映植物铝胁迫下生长状况的16个形态、生理生化及光合指标。通过主成分分析, 将铝胁迫下番茄幼苗的16个指标转化为5个独立的综合指标, 累积贡献率达90.779%。基于耐铝性综合评价值(A)的系统聚类分析, 将供试种质划分为5类, 第I类为高度耐铝品种Qianxi, 第V类为高度不耐铝品种Puluowangsi。经多元线性逐步回归分析得出番茄苗期耐铝评价方程: y=0.046+0.405X₆+0.515X₁₀-0.207X₁₅+0.028X₃ (R²=0.997), 从16个指标中提取出与A值显著相关(P<0.01)的4个指标: 丙二醛含量(X₃)、净光合速率(X₆)、叶面积(X₁₀)和地下部干重(X₁₅)。利用评价方程可判断不同番茄品种苗期的耐铝性, 使番茄耐铝性鉴定工作快速简便。     

海藻糖酶基因TRE2-like和TRE2在异色瓢虫羽化过程中的表达与功能

【目的】异色瓢虫Harmonia axyridis是一种重要的捕食性天敌昆虫,海藻糖在异色瓢虫的变态发育、羽化等整个生命过程都起着重要的作用。本研究以前期获得的类似膜结合型海藻糖酶(TRE2-like)与膜结合型海藻糖酶(TRE2)基因为基础,探讨在异色瓢虫羽化阶段这两个海藻糖酶的潜在功能,为阐明异色瓢虫从蛹发育到成虫时海藻糖代谢机制提供参考。【方法】根据TRE2-like和TRE2基因序列设计双链RNA(dsRNA)区域片段并合成对应的dsRNA,通过RNAi将其注射到异色瓢虫2日龄蛹中。采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测RNAi处理后羽化第1天的异色瓢虫成虫糖代谢相关基因的表达;同时采用蒽酮比色法、酶标法等分别测定RNAi处理后羽化第1天的异色瓢虫成虫主要糖类物质含量及TRE活性变化,并观察异色瓢虫羽化后的表型变化。【结果】结果表明,与对照组(dsGFP注射组)相比,异色瓢虫2日龄蛹被注射TRE2-like或TRE2 dsRNA后,其新羽化成虫体内TRE2-like和TRE2表达量均极显著下调,且少数个体出现了蜕皮与翅形成困难等畸形表型。可溶性海藻糖酶活性在注射dsTRE2-like后显著降低,膜结合型海藻糖酶活性在注射dsTRE2后显著降低;注射dsTRE2后糖原含量显著下降,注射dsTRE2-like后糖原和海藻糖含量显著下降,注射dsTRE2-like+dsTRE2后糖原和葡萄糖含量显著下降,且海藻糖含量极显著下降。注射dsTRE2-like, dsTRE2和dsTRE2-like+dsTRE2后可溶性海藻糖酶基因TRE1-1和TRE1-2表达下降或显著下降,而TRE1-5表达上升或显著上升,海藻糖合成酶(trealose-6-phosphate synthase, TPS)、糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase, GP)、糖原合成酶(glycogen synthase, GS)基因的表达均显著下调。【结论】TRE2-like和TRE2基因表达被抑制后,异色瓢虫海藻糖等代谢受到影响。研究结果为探究异色瓢虫体内膜结合型海藻糖酶的潜在功能和调控机制奠定了基础。     

克隆植物蛇莓基株的分子鉴定

采用随机扩增序列区间(ISSR)分子标记技术对蛇莓基株进行鉴定,结果表明6个ISSR引物在22个分株中共扩增出62个条带,每个引物扩增的条带数为4～16条,平均每个引物扩增的条带数为10.3条。采用6种引物对22个克隆分株的DNA扩增共产生28种带谱类型,其中有9种带谱为特异性带谱。综合分析这些带谱,确知这22个克隆分株分属16个基株。由带型可知,通过6个引物中的4种引物就可以把所有的基株鉴定出来,表明ISSR技术在分子水平上鉴定蛇莓的克隆基株是一种行之有效的方法。同时每个引物扩增出来的条带的多态性比例也比较高,平均达到90.3%。     

孕期低氧应激对子代雄性大鼠性行为的影响

目的:研究孕期低氧应激对子代雄性大鼠的繁殖行为及相关激素分泌的影响。方法:实验将配对获得的怀孕第14天的母鼠随机分为3组:对照组(Control)、3300m模拟高原低氧应激组和5000m模拟高原低氧应激组,实验组母鼠放入低氧舱中进行持续7天的模拟低氧应激处理,对照组在实验条件下常规饲养。结果:孕期经低氧应激子代雄性性成熟个体具有与雌性个体交配的能力,但是行为能力有不同程度的下降。同时,应激组个体肛阴距变短,血浆睾酮水平下降而皮质酮水平显著升高,而3组动物睾酮、附睾以及肾上腺指数间无显著差异。结论:出生前受到低氧应激对子代雄性个体的性行为能力产生持久的抑制影响。     

福建薹草(莎草科)的考证

在整理和鉴定浙闽薹草属Carex植物的过程中,发现福建薹草Cares fokienensis Dunn较早发表但并未被注意。通过文献查阅、模式标本研究和野外观察,认为闽清薹草C.minqingensis Z．P.Wang、九仙山薹草C jiuxiangshanensis L.K．Dai＆Y.Z．Huang、苍绿薹草C.pallideviridis K．L．Chv（裸名）在果囊和雌花鳞片等鉴别性特征上与福建薹草并没有区别,应该处理为福建薹草的异名。     

浒苔遥感监测研究进展

浒苔大规模集聚形成的绿潮灾害是海洋生态系统主要生态环境问题之一,基于卫星遥感影像监测浒苔及其扩展动态已成为一种及时有效的手段。对国内外浒苔遥感监测方面文献进行归纳整理,认为光学遥感数据、多波段比值法是最常用的遥感数据和监测方法。对遥感监测浒苔机理进行了阐述,并对分类方法进行评价认为监督分类法解译精度不高。目前单波段阈值法和多波段比值法应用广泛,但在监测漂浮浒苔和混合象元解译存在不足。辐射传输模型法能有效提高信息解译的精度,但还处于起步阶段。遥感监测浒苔灾害的未来发展需要提高影像空间分辨率,深入研究监测方法,进行多种平台和多源遥感数据相结合,并由定性走向定量,从而建立健全遥感监测预警系统。