一种特殊的长寿细胞:毛竹茎秆纤维细胞

利用显微和细胞化学方法,对毛竹(Phyllostachys edulis)茎秆纤维次生壁形成过程中超微结构变化以及ATP酶、Ca2 -ATPase和酸性磷酸酶的超微细胞化学定位进行了研究.研究发现,次生壁形成早期,细胞核具有双层核膜,染色质凝聚,可见大量的线粒体、粗面内质网和高尔基体等细胞器存在于纤维细胞中;随后,双层核膜消失,细胞器将逐渐解体,多泡体开始出现在纤维细胞的细胞质;随着年龄的增加,纤维细胞壁逐渐增厚,并出现多层结构现象,而运输小泡、细胞膜、胞间连丝和凝聚的染色质将持续存在.在次生壁形成的整个过程中,ATP酶、Ca2 -ATPase和酸性磷酸酶在运输小泡、细胞膜、质膜内陷、胞间连丝和凝聚的染色质中将持续存在.结果表明,毛竹茎秆纤维细胞是一种不同于木本双子叶植物的长寿细胞,纤维原生质体中ATP酶和酸性磷酸酶的持续存在与次生壁的持续增厚密切相关.     

巨龙竹生殖器官形态结构及雌、雄配子体的发育

通过石蜡切片的方法对巨龙竹生殖器官结构、大小孢子的发生和雌、雄配子体的发育过程进行了观察研究。 巨龙竹为一心皮组成的单室单子房,子房内具有一个胚珠,倒生、双珠被、厚珠心。大孢子母细胞减数分裂形成线形排列的4个大孢子,合点端大孢子具功能。胚囊的发育为蓼型,具多个反足细胞。巨龙竹的花药壁由4层结构组成,包括表皮、药室内壁、中层、绒毡层;花药壁发育为单子叶型,绒毡层为腺质型。小孢子母细胞减数分裂中的胞质分裂为连续型,四分孢子为四面体型;成熟花粉粒为2细胞型,具1个萌发孔。小穗发育雌雄异熟,雌蕊的发育早于雄蕊的发育。     

毛竹"韧皮部结"发育过程中Ca2+-ATP酶的超微定位

用电镜和细胞化学技术对毛竹[Phyllostachys edulis（Carr.）H.De Lehaie]节部“韧皮部结”发育过程中Ca^2＋-ATP酶进行了超微细胞化学定位研究.结果显示：在“韧皮部结”形成期,仅细胞质膜和细胞核上具有很高的Ca^2＋-ATP酶活性;随着“韧皮部结”的发育,发育期细胞质膜上的Ca^2＋-ATP酶活性较形成期有所降低,而细胞核上仍保持较高的Ca^2＋-ATP酶活性,胞间连丝、运输小泡膜上都具有Ca^2＋-ATP酶活性;发育后期,液泡膜及内质网上也开始出现Ca^2＋-ATP酶沉积物;成熟期的“韧皮部结”细胞质膜上的Ca^2＋-ATP酶活性较发育期有所升高,并且在“韧皮部结”成熟的过程中,细胞核、内质网、胞间连丝、质体膜和细胞质降解物上始终都有较高的Ca^2＋-ATP酶活性.实验结果表明“韧皮部结”细胞具有活跃的生理代谢以及频繁的共质体运输和信息交流.     

重寄生属植物及其在我国的分布、现状与保护对策

重寄生属(Phacellaria)植物共有8个种,其地理分布主要局限于东南亚和我国华南和西南地区的亚热带和热带山地森林中,其中我国分布有6个种。重寄生属植物的寄主仅局限于桑寄生科(Loranthaceae)和檀香科(Santalaceae)寄生藤属(Dendrotrophe)的植物。作者在查阅国内主要标本馆的馆藏标本、野外调查并结合已有研究报道的基础上,详细分析了我国重寄生属植物目前的生存现状,认为它们已经处于渐危或濒危的境地。造成重寄生属植物渐危或濒危的主要因素是森林过度砍伐导致的重寄生植物寄主种群密度的降低;与重寄生植物种子传播者啄花鸟类的生境片断化和数量的减少等也有密切的关系。重寄生属植物与其寄主、种子传播者啄花鸟类和生境中的其他生物形成了复杂的关系,是生物多样性的重要组成部分。因此,有必要对重寄生属植物进行保护。提出了保护重寄生属植物的生境、保护啄花鸟类和加强其生物学特性研究等保护对策。     

13种竹类植物的果实形态特征

对9属13种竹类植物的果实形态特征进行了观察和描述,并对果实形态指标(包括带稃长、带稃宽、带稃长宽比、去稃长、去稃宽、去稃长宽比以及千粒质量)进行了方差分析和变异系数( CV)分析。结果表明：13种竹类植物果实均为基本型颖果,外带内、外稃,果皮质薄不开裂;外稃顶端多数不具芒;果实多具明显的腹部纵沟槽;稃片颜色多呈灰褐色、黄褐色、棕色、灰色或灰绿色;成熟果实颜色多为棕色、棕黑色、棕红色、黄棕色、灰色、灰褐色、黄褐色、黑褐色或褐色;果实形状基本为椭圆形类、卵圆形类和长圆柱形类。供试13种竹类植物间的果实带稃长、带稃宽、带稃长宽比、去稃长、去稃宽、去稃长宽比以及千粒质量均有极显著差异,并且这7个指标的种间CV值分别为34.60%、28.19%、54.63%、21.22%、27.96%、38.19%和57.38%,但各指标的种内CV值明显小于其种间CV值。综合分析结果显示：果实竹类植物果实外稃顶端是否具芒、稃片颜色、稃片对果实的包裹程度、稃片长度与果实长度的关系、去稃果实形状、成熟果实颜色、腹部纵沟槽是否明显和花柱是否宿存等特征可作为竹类植物属和种分类的参考依据;其中,果实千粒质量、带稃长宽比和去稃长宽比较果实长和宽更适合作为竹类植物种的分类依据。此外,13种竹类植物中,刚竹属( Phyllostachys Sieb. et Zucc.)刚竹组( Sect. Phyllostachys)的毛竹﹝Phyllostachys edulis ( Carr.) J. Houz.﹞、淡竹( P. glauca McClure)和乌哺鸡竹( P. vivax McClure)的果实形态极其相似,均具有较长的宿存花柱,明显异于其他竹类植物的果实,可将此特征作为刚竹属种类的识别特征之一。     

广义青篱竹属(Arundinaria)核糖体DNA ITS序列及亲缘关系研究

利用PCR扩增产物直接测序的方法分析广义青篱竹属(Arundinaria)中有关争议类群的代表种或模式种(毛竹为外类群)等18种竹种的核糖体DNA内转录间隔区(Internal Transcribed Spacers,ITS)序列。通过最简约性分析产生的ITS系统发育树表明,供试竹种形成一个自然的单系类群,这说明广义青篱竹属中这些不同的类群归属青篱竹属是合理的。17种竹种可聚为2大分支：其中斑苦竹(A,oleosa)、仙居苦竹(A．hsienchuensis)、茶秆竹(A．amabilis)、长叶苦竹(A．chino)、苦竹(A．amara)、宜兴苦竹(A．yixingensis)、菲白竹(A．fortunei)、翠竹(A．pygmaea)为一个分支;而大明竹(A．graminea)、巴山木竹(A．fargesii)、冷箭竹(A．faberi)、凤竹(A．hupehense)、鼓节矢竹(Pseudosasa japonica cv．Tsutsumiana)、矢竹(Pseudosasa japonica)、短穗竹(Brachystachyum densiflorum)、肿节竹(A．oedogonata)、少穗竹(A．sulcata)组合在另一分支。ITS系统发育树还表明,大明竹与巴山木竹、鼓节矢竹与矢竹、少穗竹与短穗竹和肿节竹关系极为密切,均得到较高的Bootstrap(分别为99％、100％和87％)的支持;茶秆竹与仙居苦竹关系非常密切,茶秆竹可归隶到青篱竹属中;翠竹和菲白竹关系密切,且与苦竹类竹种分为两个分支。     

鹅掌柴花蜜腺的发育解剖学研究

对鹅掌柴(Scheffler octophylla Harms．)花蜜腺的发育进行解剖结构观察。鹅掌柴花盘蜜腺位于下位子房上方环绕花柱基部。蜜腺由分泌表皮、产蜜组织组成,心皮维管束与其相邻并发出一些伸入蜜腺基部的短分枝。蜜腺起源于心皮原基基部外侧的几层细胞。鹅掌柴花蜜腺为淀粉型蜜腺,淀粉粒为许多微小颗粒聚集成的复粒。原蜜汁由蜜腺基部维管束的筛管提供,达产蜜组织细胞和表皮细胞后以淀粉粒的形式贮藏。泌出的蜜汁一部分来自淀粉粒的降解,一部分来自泌蜜期输入的原蜜汁。表皮和产蜜组织细胞均具泌蜜功能。泌出的蜜汁大部分通过气孔排出,还有部分由角质层渗出。     

寿竹的秆形特征及纤维形态研究

为探讨寿竹(Phyllostachys reticulata ‘Shouzhu’ Yi)的材质特性,分析寿竹的造纸性能, 以毛竹(Phyllostachys edulis)和慈竹(Bambusa emeiensis L. C. Chia & H. L. Fung)为对照,对重庆市梁平县寿竹秆形结构的垂直变化、材积与生物量以及纤维形态特征进行研究。结果表明,寿竹秆的节间长度随竹高度呈现先长后短的变化趋势,直径与壁厚均随竹秆高度的增加而逐渐减小。寿竹材积的模型为V=0.000939H+0.001861D-0.01374,生物量模型为W=1.297D+2.053H-16.666。寿竹纤维长度平均为2.47 mm,以2~3 mm分布最多,长宽比大于100,属于制作优良纸张的较好纤维;纤维壁腔比较大,达3.85。相对毛竹而言,寿竹竹秆的节间长度更长,垂直方向上材积分布更加均匀,纤维长、长宽比大。寿竹与慈竹的纤维长度差异不大,但纤维长宽比小于慈竹,壁腔比大于慈竹。寿竹节间长,垂直分布均匀,材积和生物量大,是优良的板材利用原料;寿竹纤维长,长宽比大,是优良的造纸原料,造纸性能优于毛竹略次于慈竹。     

毛竹地下茎对创伤的反应

研究了在中国最为广泛栽培的毛竹(Phyllostachys edulis(Cart.)H.de Lehaie)的地下茎的创伤反应。创伤后的第1天,在伤口附近没有明显反应;2d之后,创口附近可以观察到生理反应的代谢物,在后生木质部的导管中以及在基本组织细胞的胞间隙出现粘状物质,这些粘状物质具有果胶特性;创伤后1周,创口附近的筛管及基本组织中的短细胞的细胞壁变成木质化。同时,基本组织中的长细胞的内壁出现新的次生壁的沉积;2周后,创伤反应的组织与未受创伤的组织之间的区别变得更加明显;4周后,一些导管完全充满了粘性物质,但没有观察到侵填体。由于细胞壁的木质化及酚类物质的填充,筛管完全失去了功能。对创伤后6周的材料进行观察的结果表明,其创伤反应的范围不再扩展,在创伤组织与未受伤组织之间的基本组织的细胞壁变得相当厚,从而在两者之间形成一道屏障。毛竹地下茎的这种创伤反应与毛竹竹竿的创伤反应基本上是一致的,只是略有不同。     

毛竹茎秆纤维发育过程的超微结构观察

利用透射和扫描电镜观察了毛竹(Phyllostachys edulis(Carr.)H.De Lehaie)茎秆纤维发育过程中的超微结构变化.在纤维细胞初生壁形成期,细胞质中线粒体、内质网、高尔基体等细胞器数量有明显的增加,出现大量的由内质网与高尔基体分泌形成的运输小泡,周质微管平行分布于质膜内侧,出现环状片层结构,并在细胞壁与质膜之间出现壁旁体结构.随着次生壁的逐渐形成,细胞质中细胞器逐渐地解体并出现多泡小体;纤维细胞核出现染色质凝聚并边缘化,但在8年生的纤维中可以持续存在;在纤维次生壁形成的整个阶段都存在与周围细胞相联系的胞间连丝和运输小泡;次生壁在前4年加厚明显,以后加厚程度减缓,但可以持续很长一段时间,并随着加厚出现宽窄交替的多层结构.结果表明,线粒体、内质网、高尔基体和壁旁体等细胞器与周质微管一起参与了初生壁和次生壁早期的形成;纤维细胞次生壁的形成过程就是一个漫长的程序性细胞死亡(PCD),而PCD的产物与胞间连丝一起参与了次生壁的形成与加厚;染色质凝聚并边缘化的细胞核与胞间连丝的持续存在,证明毛竹茎秆纤维细胞是一种典型的长寿细胞.