长春花(Catharanthus roseus)对热带珊瑚岛生理生态适应性研究

长春花(Catharanthus roseus)是夹竹桃科的一种亚灌木植物,具有重要的药用价值和观赏价值,在前期的试验性种植中,发现长春花对热带珊瑚岛环境有很强的适应性。为了探讨长春花对热带珊瑚岛环境的生理生态适应性,该文以移植到热带珊瑚岛的长春花和生长于海南省文昌市苗圃的长春花为研究对象,对其叶片的形态解剖结构、生理学特征、营养元素含量等进行了分析。结果表明:(1)与苗圃生长的长春花和其他耐胁迫的植物相比,移植到热带珊瑚岛上的长春花具有叶片厚、栅栏组织发达、比叶面积小等形态解剖特征,这些特征有利于其光能吸收、水分储存和对环境资源的利用。(2)长春花的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性较高,表现出较强的抗氧化性和抗胁迫能力。(3)长春花的叶绿素a和叶绿素b含量较低,可以减少过多的光能进入叶绿体光合系统,防止过剩的光能对光合系统产生伤害。(4)热带珊瑚岛土壤养分含量低,但生长在岛上的长春花叶片的营养元素含量高,表现出很强的养分吸收和利用能力。因此,长春花对干旱、贫瘠等恶劣生境具有很好的适应能力,可以作为热带珊瑚岛植被恢复工具种。     

群落/生态系统功能多样性研究方法及展望

功能多样性是指影响群落/生态系统功能的物种性状值和范围,是解释和预测生态系统结构和功能的有效手段之一,可将植物个体尺度与群落尺度和生态系统尺度的相关生态学问题联系起来。虽已发展出多种功能多样性定量化研究方法,但不同方法结果差异较大,难以进行多研究间的比较研究。比较探讨各功能多样性研究方法的优缺点有利于拓展功能多样性内涵,也有助于功能生态学的应用与发展。回顾了当前10种功能多样性的定量化研究方法,并指出选取合适功能多样性方法的关键在于,应考虑选取群落/生态系统中的哪些物种、哪些功能性状、选取的功能性状数目、以及如何对功能性状权重等。对比发现,功能分散性指数和Rao二次熵系数的研究方法在众多方法中优势明显,具有较高的应用潜力;标准化功能多样性的研究方法在未来仍需进一步完善。利用功能多样性指数预测群落/生态系统过程和功能当前仍多侧重于理论研究,野外实证研究较为缺乏,是功能生态学未来研究的重点和难点之一。     

滨豇豆的生态生物学特征

为探究滨豇豆(Vignamarina)的生态生物学特性及其对热带珊瑚岛的适应性,对西沙群岛野生滨豇豆的叶片形态解剖结构、生理特征和营养成分进行了分析。结果表明,滨豇豆具有叶片厚、比叶面积小、栅栏组织发达、气孔密度大、气孔面积指数大等形态特征,对减少蒸腾、保持水分起到重要作用。滨豇豆叶片的SOD活性和脯氨酸(Pro)含量高,丙二醛(MDA)含量低,表明抗氧化能力较强;滨豇豆叶片养分含量适中但其生境土壤养分含量很低,说明其对养分有着良好的吸收利用能力,利于适应贫瘠的环境。因此,滨豇豆具有能够较好地适应珊瑚岛礁高温、干旱、贫瘠生境的形态解剖结构和生理特征,加之其具有良好的固氮和养分利用能力,可作为热带珊瑚岛植被恢复的工具种。     

热带滨海植物红厚壳的抗逆生物学特性

为了解红厚壳(Calophyllum inophyllum)的抗逆特性,对西沙群岛自然生长的红厚壳叶片的形态解剖、生理生态、以及叶片和适生土壤的元素含量进行了研究。结果表明,红厚壳是阳生性植物,其上表皮厚,海绵组织发达且栅栏组织排列紧密,气孔排列松散且密度小(24.40 mm~(-2)),有利于叶片保水抵御干旱。叶片的叶绿素a、b含量低(分别为0.87和0.43 mg g~(-1)),表明红厚壳具适应强光环境的能力。叶片的MDA含量低(13.46 nmol g~(-1)),PRO含量高(127.89μg g~(-1)),SOD活性高(149.42 U g~(-1)),总抗氧化能力高(388.60 U g~(-1)),显示红厚壳能通过提高自身的抗氧化能力抵御膜脂过氧化伤害。红厚壳自然生长的珊瑚岛土壤较为贫瘠、营养元素含量低,但红厚壳植株体内具有较高的营养元素含量,表明红厚壳营养元素利用率高,对于贫瘠土壤具有很好的适应能力。因此,红厚壳具有较高的抗氧化胁迫能力和耐受干旱的能力,适宜生长在热带珊瑚岛等土壤贫瘠的生境,可以作为热带珊瑚岛防风固沙和植被恢复的工具种。     

肿瘤干细胞的研究进展

肿瘤干细胞(cancer/tumor stem cell,CSC/TSC)假说认为肿瘤组织中存在极少量的瘤细胞充当着干细胞的角色,它们具有自我更新能力、无限增殖能力,且能驱动肿瘤的形成和生长。近年来,随着在血液肿瘤和实体瘤中相继发现CSC/TSC存在的相关证据,对CSC/TSC的生物学特性的认识不断深入,对肿瘤的复发、转移、耐药性等特点也有了新的观点和研究方向,就近年来该方面的进展作一综述。     

拟南芥过氧化物酶序列与功能的生物信息学分析

植物过氧化物酶(POD)属于多基因家族,不仅是植物体内清除活性氧自由基的重要酶类之一,而且参与多种生理生化过程,在维系植物生长发育过程中发挥重要的作用。采用生物信息学方法对拟南芥过氧化物酶家族的73个基因编码的蛋白质序列的结构和功能进行了分析,其中包含氨基酸的数量、等电点、跨膜结构域、信号肽、二级结构组成及磷酸化位点等,并用Mega4.0软件构建了去除信号肽前后的系统进化树,旨在了解其结构特征。对已经进行功能研究的成员进行结构分析,以此来揭示结构与功能之间的联系,为植物抵御氧化胁迫方面研究提供理论基础。     

具有a-淀粉酶分泌活性以及低双乙酰产量的啤酒酵母工程菌的构建

扣囊复膜酵母(Saccharomycopsis fibuligera)因具有较强的a-淀粉酶以及葡聚糖酶活性, 使其在以淀粉为唯一碳源的培养基上能够良好的生长。从其基因组中克隆了a-淀粉酶的编码区, 构建了由酵母磷酸甘油酸激酶基因(PGK1)启动子、酿酒酵母a-因子信号序列以及扣囊复膜酵母a-淀粉酶基因编码序列组成的基因表达盒。将该表达盒插入到质粒pPLZ-2的ILV2基因序列内部, 使其两翼具有ILV2基因的同源区。将该表达盒通过同源重组的方式整合到啤酒酵母工业菌株YSF-5的a-乙酰乳酸合成酶(AHAS)基因ILV2内部。在以淀粉为唯一碳源的培养基上进行转化子的筛选。通过多对引物PCR、a-淀粉酶活性以及AHAS活性分析对转化子进行鉴定, 得到一株具有a-淀粉酶分泌表达活性、较低AHAS活性, 并且发酵液中双乙酰产量也相对较低的啤酒酵母工程菌。该菌株在非选择压力条件下连续培养50代后仍然保持其遗传稳定性。还对pH、温度以及金属离子对该转化菌株的a-淀粉酶活性的影响进行了研究。由于所构建的菌株不含有非酵母来源的DNA, 所以生物安全性相对较高, 对酵母育种以及啤酒生产工业都具有较为重要的意义。     

基于功能性状评价5种植物对热带珊瑚岛环境的适应性

植被新建是保护和改善热带珊瑚岛生态系统的关键环节,热带珊瑚岛极端干旱生境是影响植物存活和定居的主要限制因子之一,因此选取适生植物对热带珊瑚岛植被新建至关重要。通过测定在海南省文昌市苗圃和热带珊瑚岛上的草海桐(Scaevola taccada)、厚藤(Ipomoea pescaprae)、木麻黄(Casuarina equisetifolia)、花生(Arachis hypogaea)、椰子(Cocos nucifera)5种植物的光合/水力相关功能性状,探讨植物对热带珊瑚岛生境的适应性。研究发现:与对照(文昌苗圃)相比,热带珊瑚岛上的草海桐、厚藤、木麻黄最大光合速率(A_(max))均显著升高;除椰子外,其余4种植物的比叶面积(SLA)降低,长期水分利用效率升高(其中木麻黄和花生升高显著);5种植物的叶片碳含量(LC)均有不同程度降低。此外,厚藤、木麻黄、椰子的叶片导水率(K_(leaf))显著升高;厚藤和花生的叶片膨压丧失点(Ψ_(tlp))显著降低;厚藤和木麻黄的气孔导度(g_s)显著升高。研究结果表明草海桐、椰子、花生主要通过非气孔调节方式(提高K_(leaf),降低Ψ_(tlp)、SLA等)适应热带珊瑚岛干旱环境;而厚藤和木麻黄同时通过气孔调节(降低g_s)及非气孔调节(提高K_(leaf),降低Ψ_(tlp)、SLA等)两种方式促进植物碳同化和水分利用。综上所述,草海桐、厚藤、木麻黄具有更高的光合能力和水分利用效率,能有效协调碳同化和水分利用,表现出良好的适应能力,适合用于热带珊瑚岛的植被新建。     

榄仁树的生理和生物学特性

为了解榄仁树(Terminalia catappa)的生理生态特性,对西沙群岛永兴岛上自然生长的榄仁树的叶片形态、生理特征、营养元素含量以及根际土壤特征进行了研究。结果表明,榄仁树具有比叶面积低、叶片厚、气孔密度小等形态特征。叶绿素a/b为2.25∶1,低于理论值3∶1。叶片的SOD和POD活性较低,脯氨酸和ABA含量较高。植物体内养分含量较高,适生土壤养分含量低。这说明榄仁树叶片的吸收利用光能能力较强,保水能力较好,有较强的抗干旱和抗逆能力,适生于贫瘠的土壤并保持较高的叶片营养。因此,榄仁树是一种能够适应高温、干旱、贫瘠等恶劣生境条件的树种,可作为热带珊瑚岛植被恢复的工具种和园林绿化树种。     

光强和施肥对杜鹃红山茶成花品质的影响

杜鹃红山茶(Camellia azalea)为我国特有的珍稀濒危植物, 因四季都能开花且花色鲜艳, 具有较高的观赏价值,目前还没有影响其花观赏品质的研究。研究光照和施肥对杜鹃红山茶花瓣花青素含量和花芽数的影响。研究发现, 光照强度导致花芽数量改变, 但高光照(全光照和 80%自然光照)和过低光照环境(20%自然光照)均不利于其花瓣中花青素的积累, 50%自然光照下花青素含量显著高于其他光照环境下花青素含量。 施肥能促进杜鹃红山茶开花, 但对花色没有显著影响。研究指出, 为提高杜鹃红山茶的观赏品质, 其生长环境可参考 50%自然光照,并适当施肥。