天仙子的花部特征及延迟自交机制

通过实验观察和野外控制授粉等方法,对天仙子的自交亲和能力和自交传粉机制进行了研究。结果显示:(1)天仙子的花不完全雌性先熟,开花进程中雄蕊伸长是维持其混合交配系统的重要花部特征。(2)野外控制授粉实验证明天仙子的自交亲和性高,具有主动自交能力,主动自交发生的时间集中在晚花期,与花药和柱头接触的时间吻合。(3)在花粉活力和柱头可授期内,花药与柱头的接触能够发生自花授粉,这种依赖花药与柱头接触发生的自花授粉机制属于典型的延迟自交类型。研究表明,天仙子不仅在花结构上首先选择了适于异交的特征,而且还利用雄蕊伸长成功实现自花授粉,通过异交与延迟自交混合的交配系统为该物种提供了灵活的遗传与繁殖保障。     

用模块化分子元件调控和编程生物系统

合成生物学的目标包括“通过合成来理解生命”以及用现代工程学方法设计合成复杂生物系统．其工程学目标的实现依赖于可集成、可调控、可重用、功能多样的蛋白质、RNA、DNA等基本分子元件．以分子机制为基础,合理设计与实验室进化相结合,改造和创建生物分子的相互作用特异性、调控方式、定量活性等,是实现生物系统人工调控与编程的重要策略,同时为自下而上设计合成日益复杂的人工生物系统奠定基础．     

濒危药用植物云南黄连传粉生态学研究

云南黄连为中药材黄连的原植物之一,为国家二级濒危保护植物。通过对云南黄连的开花物候、花部特征、繁育系统及传粉方式进行观察研究,以探讨云南黄连濒危机制,为其种质资源保护及人工抚育奠定基础。结果表明:(1)云南黄连的花期从12月份起至第二年的3月份,花期长达4个月,花序开花可持续45～60d,同一花序上不同花的开花时间相隔1～3d,单花花期可持续40～45d。(2)云南黄连为多歧聚伞花序,苞片包被花芽,花两性,雄蕊和心皮多数。(3)云南黄连的花粉-胚珠比(P/O)为9 000左右,杂交指数(OCI)值为4或5,为自交亲和但需要传粉者完成传粉的兼性异交型繁育系统,并存在无融合生殖现象。     

NaCl胁迫对菜用大豆种子膨大过程中抗氧化系统及渗透调节物质的影响

采用蛭石栽培试验,在100mmol.L-1 NaCl胁迫下,对耐盐性不同的两个菜用大豆品种种子膨大、抗氧化系统及渗透调节物质进行了研究。结果显示:(1)耐盐品种‘绿领特早’种子干质量及大小的增加在NaCl胁迫15d时未受显著影响,而盐敏感品种‘理想高产95-1’种子的膨大受到了显著抑制。(2)NaCl胁迫导致菜用大豆种子超氧阴离子(O2.-)、过氧化氢(H2O2)及丙二醛(MDA)的过量积累,但‘绿领特早’种子的相对积累量均低于‘理想高产95-1’。(3)与‘理想高产95-1’相比,‘绿领特早’在NaCl胁迫期间维持了相对较高的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性,以及较高的抗坏血酸(AsA)、可溶性蛋白和可溶性糖含量;胁迫中期维持了相对较高的过氧化物酶(POD)活性,胁迫后期维持了相对较高的过氧化氢酶(CAT)活性;胁迫前中期维持了相对较高的谷胱甘肽(GSH)含量。研究发现,‘绿领特早’种子在NaCl胁迫期间能够保持较高且协调平衡的保护酶SOD、POD、CAT活性和较高的AsA-GSH循环效率,同时维持了较强的渗透调节能力,有效抑制了O2.-和H2O2的过量积累,进而有效降低了细胞膜质过氧化程度,这可能是其耐盐性较强的重要原因之一。     

推行物联网技术 构建远程救护系统

物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。在医疗行业中,借助于物联网技术可以持续改善医疗品质,提高患者的救治效率。基于物联网技术的远程救护系统的研发,通过集成融合物联网技术和医疗保障技术,有效提升基地医院的远程卫勤保障能力。     

片断化生境中滇桐传粉生物学和繁育系统

通过野外观察和人工授粉试验方法,对云南省文山州西畴县法斗分布区片断化生境中濒危植物滇桐(Craigia yunnanensis)的传粉生物学特征和繁育系统进行研究.结果表明:滇桐每个聚伞花序有2～9朵两性花,单花花期为3～4d,单花雌雄蕊在时空上有一定的隔离;杂交指数(OCI) ＞4,花粉-胚珠比(P/O)为1381±53;有效传粉昆虫为大头丽蝇(Chrysomyia megacephala);同株异花授粉结实率低;滇桐的繁育系统属于异交为主,部分自交亲和,传粉过程需要传粉者;自然状态下滇桐的座果率(56.67％±3.85％)和结籽率(6.26％±0.75％)均较低,而异株异花授粉均可显著提高座果率及结籽率(P＜0.01),这与当前片断化生境中传粉昆虫少、效率低下等有关,表明生境片断化正在影响滇桐植株的早期生殖成功.     

毛竹PSⅡ大量捕光天线蛋白基因克隆及其表达分析

采用RT-PCR和RACE技术,从一年生毛竹(Phyllostachys edulis)新鲜叶片中分离到3个捕光色素结合蛋白基因cab-PhE2、cab-PhE3和cab-PhE6,GenBank登记号分别为EF207230、EF405877和EF628209.序列分析表明,3个基因分别与其它植物如水稻、玉米、大麦等PSⅡ的Ihcb2、Ihcb1、Ihcb3基因有着较高的一致性,其编码的蛋白属于大量捕光天线.蛋白结构预测表明,3个基因编码的蛋白均由导肽和成熟蛋白组成,其中成熟蛋白的二级结构均包含4个α螺旋结构、3个类胡萝卜素结合位点,以及相应的叶绿素a、b结合位点.组织特异性表达检测表明,3个基因在叶片、叶鞘和幼茎中均有表达,且在叶片中最高,而在根中未检测到表达.在强光照射( 1500μmol·m-2·s-1)条件下,3个基因的表达量均呈下调趋势,不同基因间存在着一定的差异,其中cab-PhE3和cab-PhE2的表达丰度在光照4h内下降较快,至6 h cab-PhE2接近于零,而cab-PhE6经光照4h表达丰度仍为对照的70％以上,但之后2h后很快降至对照的5％以下.     

基于编码序列、基因间序列和氨基酸序列构建的系统发生关系比较

以7种古菌、46种细菌和10种真核生物的基因组为样本,考虑碱基间的短程关联和长程关联作用,得到编码序列的密码对和基因间序列的三联体对中不同位点的二核苷酸频率,据此构建了基于编码序列和基因间序列的系统发生关系。无论是基于编码序列还是基因间序列对信息进行聚类,古菌或真核均被聚在一支上,表明聚类参数的选择是合适的;与基于氨基酸序列构建的系统发生关系进行两两比较,发现大部分硬壁菌的编码序列与基因间序列之间,以及编码序列与氨基酸序列之间的进化都存在较大差异。通过分析认为,只有综合考虑这三类序列的进化信息,才可能得到更自然的系统发生关系。     

光系统Ⅱ的结构与功能以及光合膜对环境因素的响应机制

光合膜是地球上捕获、转换和利用太阳能的关键场所,光合膜的活动所提供的能源、粮食及氧气,是人类世界赖以生存的基础。经过35亿年的进化,光合膜已经进化成了一个高度精密的结构,色素分子高密度结合并合理排列,具有高精度的能级耦联网络和高效率的能量传递系统,这使得光合膜成为自然界中能够最高效地吸收和传递太阳能、并能在常温常压下高效地将太阳能转换成化学能和还原势的色素蛋白复合体体系。由于这一特性,光合膜被认为是最有潜力的固定太阳能的新材料,并为研究新型光电转换器件提供了新思路和新理论。因此,长期以来,光合膜的结构-功能关系研究及其功能模拟,特别是执行固定和转化太阳能第一步的光系统Ⅱ,在新能源的利用中吸引了大量的研究力量,取得了突飞猛进的进展。本文总结了近年来关于光系统Ⅱ的结构与功能,以及光合膜对环境的感应和功能调节机制等方面的研究进展。     

一种净化水质的复合生物修复系统

在实验室内利用人工模拟方法,选择水蕹菜(Ipomoea aquatica)、泥鳅(Misgurus anguillicaudatus)、沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)为工程物种,构建一套水生经济植物-水生动物-微生物复合生物修复系统进行污水修复,研究该系统中动植物生物量及水质指标的变化。结果表明,在23d的实验周期中,水体铵态氮(NH4+-N)下降96.5%,硝态氮(NO3--N)下降82.2%,总磷(TP)下降53.2%,化学需氧量(CODMn)下降24.5%。水蕹菜平均增重31.2%,泥鳅平均增重6.1%。这种复合的生物修复模式具有较好的经济效益与环境效益。