利用mRNA差别显示技术分析枸杞体细胞胚发生早期基因的差别表达

本研究选用枸杞体细胞胚发生体系中的继代愈伤组织(对照)、胚性愈伤组织和早期胚体为实验材料,提取细胞总RNA,在12种锚定真核生物mRNA3'末端的OligodT12VN中,随机选用OligodT12GA为引物合成了以上三种材料的cDNA第一链,以此cDNA为模板,用随机引物进行PCR扩增,选择差别表达的片段。我们选用了OPA、OPH、OPK和OPB四组的60个随机引物对所得的c DNA进行了PCR扩增,得到了三个在体细胞胚发生早期组织中基因特异表达的片段。结果表明,在体细胞胚发生早期有胚胎发生特异性基因的表达,而且这种特异表达的基因在继代愈伤组织中没有表达,说明植物的体细胞胚发生过程就是细胞内基因差别表达的结果。 Abstract:Embryogenic calli and early embryo can be obtained from both auxin and auxin-free medium.The analysis of differential gene expression in early somatic embryogenesis has been hindered by above-mentioned material.The modifications of the recently described mRNA differential display method were reported and differential gene expression in early slmatic embryogenesis was analyzed.We have obtained three differential bands of cDNA in early somatic embryogenesis.The results indicate that gene expression has temperal and spalil order in early somatic embryogenesis of Lycium barbarum L.Plant somatic embryogenesis is the results of differential gene expression in cell.     

枸杞胚性细胞分化的超微结构和ATP酶的细胞化学定位研究

枸杞的胚性细胞多由愈伤组织表层的薄壁细胞分化而来,与愈伤组织中未分化的细胞相比,胚性细胞呈卵圆形,细胞核大,核仁明显,细胞质浓厚并含有丰富的细胞器,细胞壁较薄,细胞间有胞间连丝相通;胚性细胞发育到晚期细胞壁加厚,胞间连丝逐渐消失,细胞核向一端偏移,有大液泡形成;胚性细胞的第一次分裂多为均等分裂,形成二细胞原胚,继续分裂形成多细胞原胚;组成多细胞原胚胚体的细胞核大,核形状不规则,细胞质浓厚,细胞器丰富,在质体中出现淀粉的积累。在胚性细胞发育的早期,ATP酶活性主要位于质膜上,随后在液泡内和细胞核中都出现ATP酶活性的分布;随着胚性细胞壁的加厚,细胞壁加厚处和细胞间隙中也出现ATP酶活性反应;当多细胞原胚形成后,ATP酶活性反应主要定位于液泡膜上。由此分析了结构特征、ATP酶活性定位变化与胚性细胞分化的关系。     

小麦抗锈变异体的RAPD分子验证

将长穗偃麦草DNA导入普通小麦甘麦8号,在其后代出现广泛变异,并从中选育出两个优良的抗条锈病的姊妹变异体。本实验以原供体和受体作为对照,对两个变异体进行了RAPD分子验证,其主要结果为：两个变异体的大多数引物扩增产物带型类同于受体,而与供体带型差异显著;在81个引物中有2个引物检测出了DNA的多态生,主要表现为变异体90001-17中1条带活性不仅超过受体,而且也远超过90001-1的相应带活性,同时两个变异体都出现了1条供体和受体都没有的新带,分子量约为1044bp;另一引物扩增后,变异体90001-17和90001-1分别出现了2条和1条特异性带,分子量约为1073bp和1020bp,此外在两个变异体阳极端带明显被激活,而受体中1条分子量约为968bp的带在变异体中活性降低或消失等。从而表明抗锈变异体9001-17和90001-1的形成是供体的DNA片段进入受体基因组的结果。     

甘南高寒草甸植物功能性状和土壤因子对坡向的响应

研究甘南高寒草甸不同坡向植物功能性状和土壤因子及二者的关系.结果表明:禾草是阳坡的优势功能群,杂草和灌木是阴坡的优势功能群.阴坡植物群落生物量显著大于阳坡,但叶片氮磷比显著小于阳坡.不同坡向上,除叶片氮含量变化不显著外,叶片磷含量、比叶面积和物种平均高度大小均为阴坡＞偏阴坡＞阳坡.植被的生存策略在阴阳坡发生了很大变化,这种变化可以从不同坡向植物叶性状的差异和优势功能群的改变反映出来.土壤温度大小为阳坡＞偏阴坡＞阴坡;土壤含水量大小为阴坡＞偏阴坡＞阳坡;除了全磷含量自阳坡到阴坡出现递增趋势外,土壤全氮、有机质和速效氮的大小均为阴坡＞阳坡＞偏阴坡.比叶面积、物种平均高度与土壤全磷、有机质和土壤含水量均呈显著正相关,与土壤pH呈显著负相关.土壤水分和土壤pH共同影响着高寒草甸不同坡向植物功能性状和土壤养分的分布.     

阿拉善荒漠不同密度白沙蒿人工种群生长、繁殖与土壤水分的关系

研究了阿拉善荒漠飞播建植的不同密度人工白沙蒿 (Artemisia sphaerocephala)种群的生长、繁殖与土壤水分的关系 ,主要结果是 :(1)不同密度白沙蒿人工种群的生长与繁殖特征存在明显差异 ,它反映在白沙蒿单株地上生物量、根量、生殖枝数和种子产量随着种群密度的增加而下降。 (2 )不同密度白沙蒿种群的存活率明显不同 ,当种群密度超过 3.1株 /m2时 ,个体植物生长发育不良 ,并出现密度制约死亡 (自疏 )现象 ,植株死亡率急剧上升。(3)不同密度白沙蒿草地不同深度土壤含水量存在明显差异 ,特别是 0～ 2 0和 2 0～ 4 0 cm两个土层的土壤含水量随种群密度的增加显著下降 ,与水资源容量相适应的白沙蒿种群密度约为 2 .1株 /m2 ,在该密度下土壤水分含量基本上能够满足白沙蒿的生理生态需水。 (4 )回归分析显示 ,白沙蒿单株地上生物量与0～ 2 0和 2 0～ 4 0 cm的土壤含水量呈显著正相关 ,而与 4 0 cm以下土层的土壤含水量无显著相关性 ,表明白沙蒿种群的生长主要受 0～ 4 0 cm土层土壤含水量的影响     

集合种群空间混沌的模拟研究以及Allee效应、拥挤效应与捕食效应对空间模式的影响

集合种群的空间模式研究是当今生态学的核心问题之一。本研究利用常微分动力系统以及基于网格模型的元胞自动机模型对Allee效应、拥挤效应以及捕食作用集合种群的空间分布模式做了全面的模拟研究。Allee效应描述当种群水平低于某一阈值时会发生由生殖成功几率下降造成的种群负增长率,而拥挤效应是指当种群密度过高时引起的个体性为异常从而达到调节种群增长率的作用。文章组建了3个空间确定性模型：局部作用模型(CIM)、距离敏感模型(DSM)和集合种群捕食模型(MMP)。局部作用模型显示在一维生境中空斑块形成金字塔状,二维模型显示出明显的动态拟周期性以及由空间混沌所形成的异质性。距离敏感模型可导致由迁移个体中密度制约强度决定的集合种群大小复杂动态与种群密度的双峰分布。这些结果说明动态行为的复杂性,不仅可用于表征研究物种的特性,而且可以表明该物种的续存能力与灭绝风险。集合种群捕食模型是概率转换空间模型,利用该模型得出了依赖于模型参数和生境尺度的白组织种群概率空间分布模式。模拟的结果表明,系统的内在机制和这种白组织模式导致捕食者形成集团型不明显的“捕食小组”或“杀手小组”,并具有较高扩散力．但却包括侵占率低、灭绝率高的特点。而使猎物种群形成高集团性、高侵占率、低灭绝率、低扩散力的种群集团。这种特点又使捕食者种群在生境中处于中心地带,而使猎物种群形成在捕食者和生境边缘间的环状分布。这些结果还说明了尺度对于生态学的研究是至关重要的,不同的尺度将产生不同的系统模式。     

花花柴脱盐能力及脱盐结构研究

通过定位测试和电镜观察等方法,研究了花花柴的脱盐能力及脱盐结构,证实花花柴有极强的脱盐能力。生长第一年能使土壤全盐降低52％～56％,第二年降低80％左右,使0～40cm土壤含盐量降到1％以下,基本达到复耕水平。其脱盐机理与它结构上有泌盐腺、泌盐孔、特殊的表皮收集细胞和活跃的离子跨膜运输等密切相关。可以认为,花花柴是改良内陆盐渍环境优良的先锋植物。     

寒区不同海拔橘黄罂粟叶片结构特征的比较研究

橘黄罂粟(Papaver croceum Ldb.)采自乌鲁木齐河源区海拔3600m、2500m两种海拔高度,采用PEG和Epon-812两次包埋方法．在光学显微镜和扫描电子显微镜下叶片剖面结构进行了观察。结果显示：橘黄罂粟叶片既具有中生植物又兼有旱生和湿生植物的部分结构特征,其叶片厚度、表皮细胞外壁角质层表面、外角质层蜡质分泌物的有无、表皮细胞形状、气孔密度、气孔大小、维管束形态组成、CTR值、叶肉细胞叶绿体含量等性状特征,在不同生境的橘黄罂粟间呈现出明显差异;而表皮毛状附属器等性状则差异较小。数值分析叶结构各类性状以及不同性状状态的组合．显示出橘黄罂粟个体形态的多样性与生境的海拔高度相关,并以形态结构上的变化来适应寒区高山环境。     

半干旱区春小麦生长系统的人工神经网络模型与产量预测

以半干旱区春小麦生长系统为研究对象。探讨了作物生长系统中水分、土壤养分等生态因子的时空变化特征及春小麦产量形成机制,应用人工神经网络方法建立了半干旱区春小麦生长系统的产量随环境因子变化的神经网络模型,并与传统的CTM模型进行了比较。模拟结果表明,人工神经网络模型可适用于半干旱区春小麦生长系统产量随环境因子变化规律描述,且优于传统模型,从而为春小麦产量预测提供了新的途径,也为作物生态系统的人工调控提供了新的模式与定量依据。     

集合种群的理论框架与应用研究进展

集合种群的研究是当今国际生态学的重要前沿与热点。随着全球范围的生境破坏和破碎化,集合种群的研究方法已成为数学生态学、理论生态学和保护生物学的重要手段。由于其迅速的发展,集合种群的概念与理论得到迅速扩展与丰富。为了能总观集合种群进展的全局并开展进一步的工作．首先对集合种群的已有概念、理论和模型做了全面的分析和总结;其次对集合种群的发展和概念进行了探讨,以集合种群模型的中心框架：Levins的斑块占据模型为基础,展开对其它原理、效应和机制的探讨;主要包括了Levins原理．即当生境遭到破坏时,空斑块比例在集合种群灭绝前保持不变,然后还分析了Allee效应(集合种群的Allee效应主要是由于建群困难和扩散损失造成的);第三,分析了援救效应：迁入个体可以降低斑块中现有局域种群的灭绝风险。援救效应会增强集合种群的生存力,使空斑块比例下降。第四,探讨了两竞争集合种群的共存机制,即竞争,侵占妥协,其共存机制为空间生境中物种共存提供了有力的理论解释。最后,对集合种群群落中的灭绝债务进行了讨论。并给出了2种最为主要的集合种群空间模拟方法。