能源植物麻疯树分子育种研究进展

麻疯树作为一种重要的能源植物,虽然在常规育种方面的研究比较多,但在分子育种上仍处于起步阶段。在详细综述了国内外能源植物麻疯树基因的克隆,组织培养再生体系的建立相关研究进展的基础上,重点介绍了农杆菌介导转化法、基因枪介导转化法和纳米载体转化法等几种新技术在麻疯树育种中的应用,提出了当前麻疯树分子育种中存在的问题,并对其前景进行了展望。     

木本油料植物麻疯树的研究进展

近来,麻疯树(Jatropha curcas L.)因可以作为生物柴油的原料而受到广泛关注。虽然麻疯树具有含油量高且可在边际土地种植的优势,但同时存在理想品种缺乏、种植面积限制、基础研究薄弱等方面的问题。为了使常规育种和生物技术改良工作者更好地了解麻疯树的研究进展,确定日后麻疯树育种和遗传改良的方向,综述了麻疯树种质资源与遗传多样性分析、生理及对环境适应性、组学研究、油脂合成功能基因研究、育种等方面国内外的最新进展。     

大戟科麻疯树属三种植物花器官发生

利用扫描电子显微镜观察了大戟科Euphorbiaceae麻疯树属Jatropha麻疯树J. curcas L.、佛肚树J. podagrica Hook.和棉叶麻疯树J. gossypifolia L.花器官发生。结果表明: 麻疯树、佛肚树和棉叶麻疯树花萼原基均为2/5型螺旋发生。在同一个种不同的花蕾中, 花萼的发生有两种顺序: 逆时针方向和顺时针方向。远轴面非正中位的1枚先发生。5枚花瓣原基几乎同时发生。雄花中雄蕊两轮, 外轮对瓣, 内轮对萼。研究的3种麻疯树属植物雄蕊发生方式有两种类型: 麻疯树亚属麻疯树的5枚外轮雄蕊先同时发生, 5枚内轮雄蕊后同时发生, 佛肚树亚属佛肚树和棉叶麻疯树雄蕊8-9枚, 排成两轮, 内外轮雄蕊同时发生。雌花的3枚心皮原基为同时发生。麻疯树属单性花, 雌花的子房膨大而雄蕊退化, 雄花的雄蕊正常发育, 子房缺失。根据雄蕊发生方式, 支持将麻疯树属分为麻疯树亚属subgen. Jatropha和佛肚树亚属subgen. Curcas。     

麻疯树分子生物学研究进展

麻疯树Jatropha curcas L.作为一种新兴的生物柴油型能源树种已经得到广泛的认可,关于它的各项研究持续升温。文中综述了近年来国内外关于麻疯树分子生物学方面的研究进展,一是揭示麻疯树遗传多样性和系统分类的分子标记研究;二是全面解析麻疯树分子网络的基因组、转录组和蛋白质组研究;三是以培育优质高抗品系为目标的代谢和发育调控相关基因的分离、克隆和功能研究;最后讨论了目前研究的不足和麻疯树未来分子生物学研究的方向。     

麻疯树水通道蛋白新基因JcPIP干旱胁迫下的功能分析

采用RT-PCR和RACE技术,从大戟科(Euphorbiaceae)耐旱植物麻疯树(Jarropha curcas)cDNA中克隆得到了一个麻疯树质膜内膜蛋白(PIP)新基因,命名为JcPIP.聚类分析表明,麻疯树PIP蛋白与蓖麻、葡萄和菠菜的PIP蛋白在进化上有最近的亲缘关系.将JcPIP基因在非洲爪蟾卵母细胞(xenopus oocytes)中异源表达发现细胞膨胀率扩大了10倍,表明JePIP基因编码的是一个水通道蛋白.合成亲水性、抗原性好的JcPIP保守序列多肽,制备并纯化JcPIP多克隆抗体.Western-bbt检测显示JcPIP蛋白富集在29 kDa区段,且在麻疯树各组织中均有大量表达.PEG-6000干旱胁迫下麻疯树叶片JcPIP蛋白丰度增加,复水后丰度开始下降,表明JcPlP与麻疯树的耐旱性相关.     

麻疯树植物资源研究概况

麻疯树为大戟科麻疯树属植物,主要分布于热带和亚热带地区,绝大多数生长在美州和亚洲热带地区。主要概述了麻疯树的化学成分、毒理研究、药理活性及其临床应用等研究的一些进展,并且探讨了麻疯树的开发利用前景。     

麻疯树的二萜成分

从麻疯树（Jatropha curcas L.)的根中分离得到3个二萜,鉴定为麻疯树酚酮A（iatropholone A)。麻疯树酚酮B（jatropholone B)和一个新的二萜,其结构推定为16－羟基麻疯树酚酮（16-hydroxyjatropholonc),定名麻疯树醇（jatrophol),同时还得到麻疯素（jatrophin),β-谷甾醇－β-D－葡萄糖甙（β－D－glucoside-β-sitosterol),tomentin,蒲公英脑（taraxerol)以及β-谷甾醇。     

基于最大信息熵模型的能源物种麻疯树潜在适宜区

麻疯树(Jatropha curcas L.)为传统能源植物,是作为生物柴油最具希望的植物资源之一。本研究通过收集麻疯树分布点的经纬度数据,基于气候、土壤和地形等37个相关生态因子,采用最大信息熵模型,预测麻疯树的潜在适宜区域,分析影响其生长的主要生态因子特征。结果显示,麻疯树生长最适宜区域主要分布在我国华南地区的广东、海南、香港、台湾和西南地区的广西、云南、四川;对麻疯树分布贡献率较大的主要生态因子为:最暖季度降水量(53.5%)、温度季节性变化标准差(15.8%)、降水量变异系数(9.3%)、年均温变化范围(5.8%)、最湿季度降水量(3.6%)、最干月降水量(3.2%);Maxent模型预测的AUC值大于0.9,表明对麻疯树潜在分布的预测结果较准确。本文对麻疯树潜在分布区域以及影响其分布的主要生态条件的研究结果,可为麻疯树的种植栽培提供科学依据。     

响应面法优化麻疯树花粉离体萌发培养基的研究

麻疯树因其种子含油率较高,种子油提炼的生物柴油可部分替代汽油,而成为一种极具潜能的能源作物,但由于产量低,麻疯树在热带、亚热带的发展受到极大限制。杂交育种是提高产量的重要手段,杂交亲本花粉生活力的高低直接影响到育种的成效。因此,寻求麻疯树离体花粉萌发的最适培养基配方,探明花粉萌发培养基中各主要培养基成分间的交互作用对生产上麻疯树杂交结实率和种子产量的提高具有重要意义。该研究以麻疯树开花初期雄花上花药刚散粉时的成熟花粉粒为材料,采用Box-Behnken设计(Box-Behnken design,BBD)的响应面法,对麻疯树花粉离体萌发培养基中各主要培养基成分的浓度配比及各主要培养基成分的交互作用进行了研究。以花粉萌发率为响应指标,建立了4种营养成分(蔗糖、硼酸、硝酸钙、硝酸钾)与花粉萌发率的响应面模型,并对各主要培养基成分的浓度配比进行了优化。通过R软件进行响应面分析的结果表明:4因素对花粉萌发率的影响顺序为蔗糖硼酸硝酸钙硝酸钾;蔗糖与硼酸、蔗糖与硝酸钙、蔗糖与硝酸钾之间的交互作用显著。响应面建模优化后的最佳培养基为13.77%蔗糖+32.14 mg·L~(-1)硼酸+22.21 mg·L~(-1)硝酸钙+19.95 mg·L~(-1)硝酸钾+200 mg·L~(-1)硫酸镁,在此条件下的理论萌发率为99.73%。采用此培养基成分配比得到麻疯树花粉离体试验萌发率为98.97%,与理论响应值相吻合,同时也表明利用BBD设计的响应面模型进行麻疯树花粉离体萌发培养条件优化方法的有效性。     

麻疯树的二萜成分

从麻疯树（Jatropha curcas L.)的根中分离得到3个二萜,鉴定为麻疯树酚酮A（iatropholone A)。麻疯树酚酮B（jatropholone B)和一个新的二萜,其结构推定为16－羟基麻疯树酚酮（16-hydroxyjatropholonc),定名麻疯树醇（jatrophol),同时还得到麻疯素（jatrophin),β-谷甾醇－β-D－葡萄糖甙（β－D－glucoside-β-sitosterol),tomentin,蒲公英脑（taraxerol)以及β-谷甾醇。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism