植物应对干旱胁迫的气孔调节

气孔是植物控制叶片与大气之间碳、水交换的重要门户,植物的生长和生存都依赖于叶片气孔对碳获取和水散失的调控.因此,气孔调节机理研究与气孔导度模型研发是精确模拟陆地生态系统碳、水循环过程不可或缺的内容.近年来,随着气候变化的加剧,干旱事件愈发频繁,对植物的存活、生长和分布产生深刻影响.为了深入理解植物碳-水耦合机理过程、预测全球变化下植物及群落的动态,开展植物应对干旱胁迫的气孔调节研究尤为重要.本文综述了植物在干旱胁迫条件下气孔调节机制和模型研究进展.首先阐述了植物气孔对干旱胁迫的主动调节与被动调节,讨论了气孔调节的演化过程,包括蕨类和石松类植物的被动水力调节、被子植物的主动调节和裸子植物的双重调节机制,认为裸子植物的气孔调节方式是植物进化过程中介于蕨类、石松类植物和被子植物之间的一种重要过渡类型.然后分析了气孔调节与水力调节的关系,讨论了“植物水势和气孔导度解耦”问题中存在的争议.之后介绍了基于水分利用效率假说和最大碳增益假说所建立的气孔导度优化模型的应用,并指出后者有更强的预测能力和应用前景.最后,为了有效减少植被对气候变化响应预测中的不确定性,提出了2个亟待开展的研究问题:将植物叶片的气孔调节功能研究由个体扩展到生态系统甚至更大尺度,改进陆地生态系统碳水循环机理模型;量化气孔调节的主动水力反馈过程,修正植物气孔功能水力模型.     

东北温带森林20种乔木树种叶片干旱容忍性特征

全球范围内干旱频率和强度的增加严重影响树木生长,甚至导致森林大面积死亡。压力-容积(PV)曲线能够反映树木对干旱的容忍能力,但在局域尺度上尚未确定哪个PV曲线参数具有最优指示性。通过测定东北温带森林20种主要树种(包括16种被子植物和4种裸子植物)的PV曲线性状,包括质壁分离时的相对含水量(RWC_tlp)、失膨点叶水势(TLP)、饱和含水时的叶渗透势(π₀)、细胞弹性模量(ε)、叶水容(C_leaf)及叶结构性状(比叶面积和叶密度),研究局域尺度上叶片耐旱性的最佳指示性状,并分析叶片PV性状与结构性状间的相关性。结果表明: 被子植物的RWC_tlp 显著大于裸子植物,但其C_leaf 显著小于裸子植物,这表明用RWC_tlp和C_leaf可以指示东北温带森林不同功能型树种间耐旱性的大小。在被子植物中,TLP和π₀与叶密度呈显著负相关,且均与比叶面积呈显著正相关;而ε与比叶面积呈显著负相关。然而,裸子植物PV曲线性状与叶结构性状之间呈现与被子植物完全相反的趋势。裸子植物与被子植物树种之间PV曲线性状与叶结构性状关系的差异,可能归因于二者采取不同的干旱响应和适应策略。     

植物叶片水力与经济性状权衡关系的研究进展

叶片既是植物光合产物形成的主要场所, 又是整株植物的水力瓶颈、应对灾难性水力失调的安全阀门, 是植物碳水耦合权衡的重要器官。叶经济型谱反映了叶片经济性状“投资-收益”的权衡, 为验证植物进化过程中形成的物种对策提供了适用的理论框架。叶片水力性状变化会影响叶片经济性状及植物存活和生长。因此, 探索植物叶片水力与经济性状的权衡关系, 对建立植物碳-水耦合模型、揭示植物水-碳投资机理、扩展植物性状型谱等均有重要意义。该文首先综述了叶片水力性状、经济性状及两者之间的权衡关系, 分析了叶片导水率与水力脆弱性、失膨点水势、水容、安全阈值等水力性状以及与叶片的形态、结构和气体交换功能性状之间的关系。然后, 从叶片形态、解剖和叶脉网络结构以及气孔功能方面探讨了叶片水力性状与经济性状的调节机制。最后, 提出今后应加强三方面的研究: (1)探索建立植物根-茎-叶水力输导系统的碳-氮-水资源的整株经济型谱, 以揭示植物功能结构耦合、高效固碳用水的生理生态学机制; (2)探索叶片水力安全、水力效率和固碳效率之间的普适性权衡关系, 以深入理解抗旱植物叶片构建的生物物理结构与生理代谢的关系; (3)探索个体水平碳水代谢关系、水分运输与生长速率的耦合, 为代谢推演理论和植物群落尺度预测提供基础。     

精子获能的分子机制

精子获能作为受精的前提条件,其机制目前尚未完全研究清楚。本文主要讨论了一些生化因子（如：血清、Ca^ 、HCO3^-、cAMP、PTP等）及生理因子（如pH、膜电位、自由基等）在精子获能中的重要作用。     

选择性剪接的理论预测

可变剪接作为真核生物转录后加工机制普遍存在于不同组织、不同发育时期或不同病理状态下的基因表达调控过程中。对同一基因不同剪接变体的研究可使我们更深入的了解发育、进化、疾病发生机理等基本的生物学问题。讨论了一些基于序列比对而建立的可变剪接的理论预测方法,尚存不足之处,有待于进一步完善。     

木本植物水力系统对干旱胁迫的响应机制

干旱导致树木死亡对生态系统功能和碳平衡有重大影响。植物水分运输系统失调是引发树木死亡的主要机制。然而, 树木对干旱胁迫响应的多维性和复杂性, 使人们对植物水分运输系统在极端干旱条件下的响应以及植物死亡机理的认识还不清楚。该文首先评述衡量植物抗旱性的指标, 着重介绍可以综合评价植物干旱抗性特征的新参数——气孔安全阈值(SSM)。SSM越高, 表明气孔和水力性状之间的协调性越强, 木质部栓塞的可能性越低, 水力策略越保守。然后, 阐述木本植物应对干旱胁迫的一般响应过程。之后, 分别综述植物不同器官(叶、茎和根)对干旱胁迫的响应机制。植物达到死亡临界阈值的概率和时间, 取决于相关生理和形态学特征的相互作用。最后, 介绍木本植物水力恢复机制, 并提出3个亟待开展的研究问题: (1)改进叶片水分运输(木质部和木质部外水力导度)的测量方法, 量化4种不同途径的叶肉水分运输的相对贡献; (2)量化叶片表皮通透性变化, 以便更好地理解植物水分利用策略; (3)深入研究树木水碳耦合机制, 将个体结构和生理特征与群落/景观格局和过程相关联, 以便更好地评估和监测干旱诱导树木死亡的风险。     

小鼠胚胎体外培养方法的优化及胚胎质量评估

实验采用输卵管收集获得的 2 细胞、原核受精卵和体外受精得到的胚胎。 2 细胞胚胎在所有培养浓度下均达到较高的囊胚发育率 ,而ISF和IVF受精卵在减低培养浓度后发育率显著降低 (p <0 .0 1 ) ,ISF受精卵从高密度 (1 /μl)下约 82 .5 %的发育率到低密度 (1 /1 0 0 0 μl)下 2 2 .3 %的发育率。而IVF胚胎的这两个值分别为 46 .3 %和5 .2 %。2 细胞胚胎与其他两种受精卵相比 ,每个囊胚所含的细胞数目差异显著 (p <0 .0 1 )。添加 1ng/ml(1 /1 0 μl)和 1 0ng/ml(1 /1 0 0 μl)的PAF显著增加了IVF胚胎的囊胚发育率 (p <0 .0 1 )。在胚胎密度为 1 /1 0 μl的培养密度下 ,添加 1 0ng/ml以上的IGF Ⅰ同样改善IVF受精卵的发育能力 (p <0 .0 1 )。培养液中添加EGF对囊胚的发育率没有影响。PAF和IGF Ⅰ协同作用的效果与IGF Ⅰ单独处理的结果并无差异 (p >0 .0 5) ,但高于PAF单独处理组 (p <0 .0 5)。结果表明 ,胚胎生长所需的生长因子在低密度培养条件下被稀释并影响胚胎的正常发育。PAF和IGF Ⅰ作为自分泌性胚胎营养因子在一定程度上补偿了由于低密度培养所带来的负效应。     

实用淋巴细胞培养技术

采自人体的外周静脉血液,用淋巴细胞分离液进行分析,收集分离得到淋巴细胞,同时回收血液的血清成分,此血清不经灭活可直接用于培养。本实验对影响淋巴体外激少在、增殖的相关因子进行了详细的统计分析,实验结果表明,在基础培养液ＲＰＭＩ１６４０中添加１００μｇ／ｍｌ的ＰＨＡ、１００ｉｕ／ｍｌ的ＩＬ－２和１０％的自体或胎血清,可以有产地激活淋巴细胞并在营养条件允许的情况下长期处于增鱼的状态。     

绿荧光蛋白(GFP)研究进展

ＧＦＰ作为一种全新的标记基因,在生物学的各研究领域得到了广泛的应用,本文概述了的近年来相关方面的研究进展和重要应用,以及尚存在的不足。     

FRAP法对内源性GFP在活细胞中动态分布的共焦显微镜成像

各种分子在核质问的动态分布与它们的跨膜转运密切相关。离子、r证矾A和多数小分子量蛋白可以通过核孔复合物（NPG,nuclear pore complexes）在核质问自由扩散,而分子量大于70kDa的分子需要ATP和核定位序列才能实现跨膜转运。本实验利用荧光漂白后恢复（FRAP,fluorescence recovery after photobleaching）法观测人肺腺癌肿瘤细胞（ASTC-a-1）中表达的27 kDa EGFP在核质问的被动扩散,并以激光共焦显微镜进行实时成像。转染EGFP外源基因的肿瘤细胞系在经过半年的传代培养后仍能稳定而高效的表达其荧光标记。实验表明,EGFP分子可以通过核孔在核质间被动扩散,但扩散速度远低于在核内或质内的速度,没有证据表明EGFP可以在细胞问扩散。