披针叶茴香对变化光环境的表型可塑性

植物对变化光环境的表型可塑性大小影响其在林下生境中分布、生长和更新。为探讨披针叶茴香在不同光环境下的整体表型可塑性及其适应机制,采用遮荫试验模拟5种光照条件(100%、52%、33%、15%和6%相对光照强度),研究了不同光环境下披针叶茴香叶片形态、生理、解剖结构、根系形态以及生物量分配等的变化。结果表明:叶生物量在5种光照处理之间差异不显著,但叶面积和比叶面积均随光照强度减弱显著增加。遮荫处理增加了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,但叶绿素a/b比值随光照强度减弱而降低。遮荫降低了非结构性碳水化合物(淀粉和可溶性糖)和可溶性蛋白的含量,增加了叶片氮和磷含量,对叶片氮/磷比影响较小。在52%和33%相对光照处理下,叶片中硝酸盐含量最低,而在100%和6%相对光照处理下硝酸盐积累较多。根生物量、细根和粗根的长度、表面积以及比根长和比根表面积在5种光照处理之间均没有显著差异,根系氮含量在低光环境(15%和6%相对光照处理)中显著降低。随光照强度减弱,披针叶茴香采取保守生存策略,并没有增加叶生物量的分配,而是分配较多的生物量给枝条和树干,储存能量。综合来看,披针叶茴香具有较宽的光生态幅,在6%—100%光照强度下均能正常生长,遮荫有利于披针叶茴香地上和总生物量的积累,52%的相对光照条件下生长最佳。变化光环境下根系性状和整体结构的可塑性相对较低,叶片生理性状的可塑性在披针叶茴香适应光环境变化过程中发挥了主要作用。     

珍稀濒危植物大花万代兰的花粉团发育及其分类学意义

万代兰属的属间界限划定及其亲缘关系重建是兰科分类系统中的难解之谜。该研究采用常规石蜡切片技术观察了珍稀濒危植物大花万代兰的一对深裂花粉团的形成机制、花药壁发育模式、小孢子发生及雄配子体发育等的胚胎学特征。结果表明：(1)大花万代兰早期的花药原基分化出一对侧生药室,每个药室的小孢子囊中央分化出一条在花药成熟时会降解的不育隔膜组织,形成两个不等深裂的花粉团。(2)发育完整的花药壁有5~9层,包括2~6层药室内壁,符合多层型花药壁发育类型;绒毡层细胞为单核,腺质型,在花药成熟时,表皮、中层和绒毡层皆降解,仅留下2~6层纤维性加厚的药室内壁。(3)小孢子母细胞经过连续型胞质分裂形成正四面体和左右对称的小孢子四分体,小孢子四分体继续保持在同一个胼胝质内,完成有丝分裂形成了2 细胞型的四合花粉;四合花粉两两紧密排列,且由于隔膜组织的降解,最终发育为一对深裂的花粉团。根据现有兰花花药发育资料,分析了大花万代兰花粉团发育的胚胎学特征的分类学意义,为万代兰属错综复杂的系统分类提供了新资料。     

铜绿假单胞菌一氧化氮还原酶编码基因norD的生物学功能研究

一氧化氮还原酶(Nitric oxide reductase,NOR)是反硝化过程中一个非常重要的催化酶,本文通过同源重组的方法敲除铜绿假单胞菌中norD基因,并研究该基因敲除后菌株ΔnorD在好氧条件下的表型变化。研究结果表明,与野生菌株和回补菌株相比,ΔnorD对BIT的抗性增强。同时在BIT作用下,ΔnorD泳动能力减弱、绿脓菌素的合成能力降低,但norD基因不是BIT唯一的作用位点。上述结果明确了好氧条件下norD基因的部分功能,为更好的利用反硝化过程奠定基础。     

西藏双须叶须鱼早期发育特征

通过双须叶须鱼(Ptychobarbus dipogon Regan)早期发育特征研究, 旨在为该鱼的科学保护和合理开发提供技术支撑。结果显示: 双须叶须鱼卵径3.7—3.9 mm, 吸水后的卵径可达5.1—5.3 mm。在水温10℃左右的条件下, 经历336.02h孵化出膜。根据胚胎的外部形态特征可将胚胎发育分为准备卵裂阶段、卵裂阶段、囊胚阶段、原肠阶段、神经胚阶段、器官分化阶段、孵化阶段共7个阶段34个时期。初孵仔鱼全长12.4 mm, 第1天体色素出现, 胸鳍上翘, 鳃盖骨出现, 下颌原基出现; 第2天鳃弓原基出现; 第3天消化道出现, 肝胰脏原基出现; 第4天鳃耙出现, 体表色素细胞带出现; 第5天口凹形成, 鳃丝形成; 第6天胸鳍褶, 背鳍褶, 腹鳍褶出现; 第7天鼻凹出现, 星芒状色素团出现; 第9天鳔前原基出现; 第11天尾鳍鳍条开始出现, 胸鳍开始颤动; 第13天鳔1室出现, 半规管形成; 第17天背鳍分化出来; 第21天腹部鳍褶变大, 舌颌骨清晰可见; 第28天脾脏出现; 第33天出现腹鳍鳍条; 第34天鳞片出现; 第85天稚鱼的形态与成鱼无异。双须叶须鱼是已报道裂腹鱼类卵径最大, 较四大家鱼卵周隙小, 是对高原隆起所导致的高寒自然环境的一种适应。     

东北七鳃鳗早期发育研究

通过开展东北七鳃鳗(Lampetra morii)胚胎、卵黄囊期仔鱼和幼鱼发育研究, 系统地描述东北七鳃鳗的早期发育形态特征和生长发育规律。研究结果表明: 东北七鳃鳗的卵裂为全裂类型, 在(18±1)℃水温下, 受精卵经卵裂期、囊胚期、原肠胚期、神经胚期、头凸期、孵出前期以及孵出期, 历时11—12d孵育出仔鱼。初孵仔鱼体重为(0.00032±0.00002) g, 全长为(0.29±0.02) cm。在卵黄囊期内, 仔鱼体重和全长随日龄的增加而增长, 吻长、眼径、眼鳃间距、口笠长、鳃前长、鳃长、头长、体长、尾长和泄殖孔长均存在异速生长现象。初孵仔鱼经过约15d(卵黄囊期)发育成幼鱼, 幼鱼卵黄囊完全吸收, 消化道贯通, 形成肠道, 开始摄食。在幼鱼期, 经5 个月的培育, 幼鱼体重和全长随月龄的增加而增长, 体色逐渐加深, 5月龄幼鱼的体重和全长分别为(0.07±0.01) g和(3.87±0.32) cm。东北七鳃鳗的早期发育研究为七鳃鳗发育生物学积累基础资料, 同时也为七鳃鳗的人工增养殖提供了科学依据, 推进七鳃鳗的模式化进程。     

苦豆子表型性状多样性分析及综合评价

该研究以自然分布的内蒙、宁夏、甘肃、新疆、陕西等23个不同地理来源(种源)的野生苦豆子种子及其播种于内蒙古鄂托克前旗同质园内的当年生植株为材料,采用方差分析、主成分分析、聚类分析等方法对种子长、宽、千粒重以及植株的叶长、叶宽、叶面积、叶形指数、苗高、地径及生物量等10个表型性状的多样性进行了研究。结果表明:各个表型性状种源间均呈极显著差异,其中种子表型性状的变异系数为5.24%,植株表型性状的变异系数为18.34%,表明种子性状的稳定性高于植株性状。同时,10个性状的表型分化系数均高于70%,说明苦豆子表型多样性主要来源于种源间的表型变异;各种源苦豆子种子性状的表型分化系数均值高达97.55%,且种长、千粒重分别与采集地经度、纬度和海拔等环境因子呈极显著相关性,说明种子表型性状受环境因素的影响较大;相关性分析显示,苦豆子植株性状叶长(LL)、叶面积(LA)分别与种子性状千粒重(TW)、种长(SL)和种宽(SW)有显著相关性,暗示表型性状中的可遗传变异影响;利用主成分和聚类分析对23个种源苦豆子进行综合评价,筛选出生物量较大、苗高较高、千粒重较重、叶面积较大等综合表现较好的6个种源,共分为两类,分别是DK、JY、WY、WH、ETK和YN,这为苦豆子种质资源定向开发以及选育和栽培提供了一定的理论支撑和基础材料。     

西藏巨须裂腹鱼早期发育特征

巨须裂腹鱼(Schizothorax macropogon)隶属裂腹鱼亚科, 裂腹鱼属, 是西藏特有经济鱼类, 因过度捕捞, 其种群数量和分布面积下降, 在2009年中国红色名录评为“濒危”等级。研究通过研究巨须裂腹鱼早期发育特征, 旨在为该鱼的科学养护提供技术支撑。结果表明: 巨须裂腹鱼受精卵直径3.0—3.2 mm, 遇水开始具有微黏性, 随后脱黏, 经过准备卵裂阶段、卵裂阶段、囊胚阶段、原肠胚阶段、神经胚阶段、器官分化阶段、 孵化阶段, 在水温10℃的条件下, 经过460.67h孵化出来。初孵仔鱼体长9.9—1.1 mm, 心率48—50次/min, 鳃盖骨清晰可见, 下颌原基、尾鳍下骨原基可见。第2天鼻凹出现; 第3天肝胰脏原基出现; 第4天鳃耙、肩带原基出现; 第6天仔鱼上下颌开始张合; 第7天心血管分化结束, 仔鱼开始进入混合营养期; 第14天鳔一室和体侧色素带形成; 第26天肋骨原基出现; 第35天鳔二室出现, 卵黄囊耗尽; 第63天背鳍分化结束; 第83天臀鳍分化结束。巨须裂腹鱼胚胎具有独特的发育时序: 体节的出现先于胚孔封闭, 是对高原环境的一种适应和进化。     

茶树种子发育过程的转录组分析

该研究以‘铁观音’茶树品种的种子为试验材料,采用转录组测序技术分析种子发育的3个时期(幼果期、膨大期、成熟期)的表达差异,探究茶树种子油脂代谢的分子机制。结果表明:(1)经转录组测序、组装后共获得30 940 581个clean reads,经数据合并拼接最终得到36 951条非冗余Unigene序列,其中28 476个Unigene可得到功能注释;在转录本中能够被注释到GO分类的Unigene有11 201条(30.3%),KEGG分析发现共有17 172个基因参与了127个代谢通路。(2)经KEGG通路筛选出14条与脂肪酸代谢相关的通路,且随着茶籽的发育,大部分脂肪酸调控途径相关基因呈下调趋势,其中上调基因数最多的有α-亚麻酸代谢途径和脂肪酸降解途径(有17个基因表达量上调),下调基因数最多的是甘油磷脂代谢途径(有58个基因表达量下调);在茶籽发育幼果期α-亚麻酸代谢途径中表达量上调的基因数超过表达量下调的基因数。(3)研究发现茶籽脂肪酸合成相关的基因涉及14个脂类调控途径,共409条差异基因;随着茶树种子发育到成熟期,上调的差异表达基因数量在减少,下调的差异表达基因数量增加,其中α-亚麻酸途径中的基因PLA2G16、DAD1、pldA、FabF、FabI表达量上调显著,随后表达量下调。(4)qRT-PCR检测结果表明,7个茶树FAD和1个ACP差异表达基因的水平与转录组测序结果基本一致;随着茶籽的发育,基因CsFAD7和Δ6-CsFAD从幼果期、果实膨大期至果实成熟期都为差异下调表达,CsFAD2、CsFAD6和Δ7-CsFAD为差异上调表达,CsFAD8、Δ8-CsFAD和CsACP在幼果期至果实膨大期差异上调表达,在果实膨大期至果实成熟期差异下调表达。