2004 年中国植物科学若干领域研究进展

随着模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)基因组测序工作的完成, 国际植物科学的研究在近年来得到了极大的推动。我国植物科学领域也在整体上取得了重大进展, 特别是水稻基因组框架图(Yu et al., 2002)和4 号染色体基因组精细图(Feng et al., 2002)以及水稻控制分蘖的MOC1基因发现(Li et al., 2003)等重大研究成果在Science和Nature等国际顶级科技刊物上的发表, 使国际科学界对中国的科学研究水平刮目相看, 亦使中国科学家为之振奋。据不完全统计, 2004年中国科学家本土取得研究成果在植物科学专业顶级学术刊物The Plant Cell、The Plant Journal 和Plant Physiology 上发表的论文有2 2 篇, 在其他重要综合性期刊Nature、Science、PNAS、Trends in Plant Science、Molecular Biolgy and Evolution、Ecology Letters和Conservation Biology等上也有论文发表, 这反映了我国科研总体水平正在迅速提高。本文基于我国科学家发表在这些著名刊物上的成果对《植物学通报》的读者作一简单介绍, 希望从一些侧面反映我国科学家在本土所做研究的主要进展, 由于篇幅有限, 不能对每个领域各项逐一介绍, 收集文献不尽完善请同行和读者见谅。下面就不同研究领域举例作一介绍。     

海南近海30株抗B16细胞活性放线菌的16S rDNA多样性分析

从海南近海 ,包括文昌红树林、海口红树林以及洋浦港等地采集样品 ,经苯酚、SDS、加热等预处理 ,稀释涂布麦芽汁_酵母膏琼脂 (YE)、淀粉酪素琼脂 (SC)、葡萄糖天冬氨酸琼脂 (GA) ,或者直接将样品稀释涂布加有重铬酸钾的高氏一号琼脂 (Gause)和麦芽汁_酵母膏琼脂等进行平板分离。共获得 35 4株放线菌 ,其中有 76株具有不同程度的抗B16细胞毒活性。比较发现加热预处理法和重铬酸钾选择培养法对于广泛分离筛选抗肿瘤活性放线菌不失为一种快速、简便、行之有效的方法。YE、Gause培养基无论在分离到的放线菌总数 ,还是细胞毒活性菌株的比例上都显示了良好的效果。对 30株具有较强抗B16细胞活性的链霉菌进行了扩增性 16SrDNA限制性酶切片段多样性分析 (16SARDRA) ,表明这 30株链霉菌之间有较大的基因差异性。 0 5 0 6 4 2、0 6 0 386和 0 6 0 5 2 4等 3株菌序列分析进一步证明这 3株菌属于链霉菌属 ,其中菌株 0 5 0 6 4 2与其亲缘关系最近的Streptomycescattleya的相似性仅为 95 % ,因此可能是一个新种。     

HPLC法测定红景天居群中红景天苷的分布式样

本文以HPLC法作为测定红景天苷的方法,调查红景天苷在红景天不同种、不同居群中的分布式样。实验中采集不同种、同种不同居群、同居群不同个体的红景天样品,进行红景天苷的含量测定。结果表明红景天苷在不同红景天中分布差异较大,同种不同居群间多型性、居群内及个体间多态性显著。HPLC比法简便、快速、准确、重复性好,适用于研究红景天苷在药用红景天居群中的分布。     

川西高原12种风毛菊属植物瘦果形态和发芽特征

分析了12种风毛菊属植物瘦果形态、果皮微形态和发芽特征,并探讨了瘦果形态和发芽特征与植物地理分布范围之间的关系.瘦果形状包括倒披针形、圆柱形和圆柱状倒三角形3种类型.瘦果长度、宽度和厚度变幅较大,平均变幅达10％.瘦果果皮微形态可区分为条纹型、网纹型和孔纹型,以条纹型最为普遍.种内瘦果微形态特征十分稳定,是很好的分类学依据.种子(瘦果)发芽率差异较大,最高达98％,而最低仅为40％.风毛菊属植物地理分布范围与瘦果冠毛长度和百粒瘦果重量显著相关,与瘦果饱满率、冠毛比重、发芽率之间均为正相关,但相关性不显著.本文涉及的风毛菊属植物瘦果冠毛比重较高,有利于远距离传播,且高发芽率和百粒瘦果重量为幼苗的成功定居提供了保障,在青藏高原有更广的潜在分布区.     

广州市城乡梯度森林公园雨季空气PM2.5浓度及水溶性离子特征

2012年雨季（4-9月）,收集广州市城市区、近郊区和远郊区森林公园的PM_2.5样品,测定PM_2.5质量浓度,分析了其中SO₄^2-、NO₃^-、NO₂^-、Cl^-、F^-、Na⁺、NH₄⁺、Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺ 共10种水溶性无机离子含量.结果表明：帽峰山（远郊）、大夫山（近郊）、火炉山（城区）PM_2.5质量浓度的日变化分别为17.2～66.5、19.4～156.3、21.8～161.7 μg·m^-3,平均值分别为44.4、49.8、55.9 μg·m^-3.SO₄^2-、Na⁺和NH₄⁺为水溶性无机离子主要组分,其中,SO₄^2-含量最大,并从城区至郊区呈递减趋势.固定源对3个森林公园空气中SO₂和NO_x的贡献大于移动源,从城区至远郊呈递减趋势,说明机动车对城区空气中SO₂和NO_x的贡献大于近郊和远郊森林公园.采样期间,海盐对大夫山空气PM_2.5中水溶性组分的贡献最大,其中K⁺受海盐的影响超过其他元素.NH₄⁺当量浓度远小于SO₄^2-和NO₃^-的当量浓度,中和度远小于1,反映PM_2.5酸性较强,且从远郊至城区PM_2.5粒子酸性呈增强趋势.     

大豆、玉米与水稻配置对稻田寄生蜂的影响

本文研究了稻田生境和非稻田生境间寄生性天敌的迁移扩散规律及其对水稻主要害虫的控制作用.结果表明,寄生蜂从大豆生境扩散到稻田生境的数量显著高于其从玉米生境扩散到稻田生境,而田埂种植玉米的寄生蜂扩散数量与不种植玉米相比无显著性差异.田埂配置大豆的有机稻田内二化螟Chilo suppressalis、三化螟Tryporyza incertulas、稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis cnienee和褐飞虱Nilaparvata lugens的卵寄生率分别为17.8％,20.3％,10.2％和12.4％,与未配置大豆的对照相比分别增加了4.3％,7.5％,2.1％,和3.4％;它们的幼虫寄生率分别为14.7％,31.7％,21.3％,7.3％,与对照相比分别增加了5.3％,9.8％,5.7％和2.8％.而田埂配置玉米的有机稻田的二化螟,三化螟,稻纵卷叶螟和褐飞虱的卵寄生率分别为10.3％,14.4％,8.6％和9.3％;与未配置玉米的对照相比分别降低了3.2％,增加1.6％,0.5％和0.3％;它们的幼虫寄生率分别为10.3％,19.4％,17.5％和2.6％,与对照相比分别增加了0.9％,降低了2.5％,增加了1.9％和降低了1.9％.研究结果可为通过建立合理的水稻邻作模式进行害虫生物防治提供重要科学依据.     

北部湾近海珊瑚礁区系沉积物抗菌活性放线菌类群

通过对大肠埃希菌和枯草芽胞杆菌抗菌活性初步筛选,从北部湾近海珊瑚礁区5个沉积物样品中成功分离得到51株具有不同抗菌活性的放线菌,其中9株具有较强抗菌能力。根据这9株放线菌的菌落和孢子形态,可确定它们都属于链霉菌属。 RAPD-PCR分析表明这9株放线菌为6种不同类型,16S rDNA序列和系统发生树分析表明,9株放线菌可划分到4个大的类群6种不同类型,且结果显示RAPD-PCR聚类分析与16S rDNA序列聚类分析的结果具有较大的一致性。生理生化鉴定结果表明,分离株与亲缘关系最近的放线菌模式菌株的生理生化特征均存在差异,这说明分离株为放线菌新种的可能性比较大。这6种放线菌具有较为广谱的抑菌活性,并且抑菌活性均存在一定的差异,说明其可能分泌出多种结构功能不同的活性次生代谢产物。研究结果表明,广西北部湾近海珊瑚礁区系沉积物蕴藏着丰富的可供药物开发的放线菌资源。     

天蓝色链霉菌Streptomyces coelicolor中几丁质酶C(Chi C)的生物信息学分析

利用生物信息学的方法,分析天蓝色链霉菌Streptomyces coelicolor中几丁质酶C（Chi C）的一些基本性质,并针对链霉菌属菌种的几个几丁质酶基因做了进化树,进而验证了天蓝色链霉菌中至少8种几丁质酶的分类;同时对天蓝色链霉菌Streptomyces coelicolor中几丁质酶C（Chi C）蛋白的高级结构作出了预测,得到其编码的属于18家族的蛋白质高级结构图谱。