‘寒富’苹果二倍体及其同源四倍体叶片超微结构和叶绿素荧光参数特征

采用扫描电镜和石蜡切片法,以‘寒富’苹果二倍体及经秋水仙素加倍获得的同源四倍体植株为材料,比较两种倍性植株叶片超微结构、叶绿素含量及叶绿素荧光参数的日变化规律。结果显示:(1)与二倍体植株相比较,其同源四倍体叶片厚度、栅海比、气孔长、气孔宽、分别增加了15.1%、16.1%、70.5%、27.2%,而气孔密度显著减少了58.7%;其同源四倍体叶保卫细胞中叶绿体数和叶绿素含量分别比二倍体植株高出125.3%、37.7%。(2)‘寒富’苹果同源四倍体与其二倍体的叶绿素荧光参数PSⅡ的原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在光化学效率(Fv/F0)和以吸收光能为基础的光合性能指数(PI)值的日变化趋势相似,但PI平均值比二倍体显著高出38.6%。研究表明,同源四倍体较二倍体叶片在形态上更大、更厚,气孔更大、密度更小,栅海比更大,表现出抗病的叶片结构;同时同源四倍体较二倍体含有更高的叶绿素含量,表现更优良的光合特性。     

二倍体和四倍体杂交兰幼苗对低温胁迫的生理响应差异分析

为探究不同倍性杂交兰（Cymbidium hybrid）对低温胁迫的生理响应差异,对低温胁迫下（昼温10℃、夜温4℃）二倍体杂交兰以及四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、MDA和叶绿素含量,O-·2产生速率以及SOD、POD和CAT活性的动态变化进行了测定和分析;在此基础上,比较了二倍体和四倍体杂交兰的耐低温特性差异。结果显示：随着胁迫时间的延长,二倍体杂交兰和四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质和MDA含量,O-·2产生速率以及POD和CAT活性总体呈逐渐增加的趋势;叶绿素含量呈逐渐下降的趋势;SOD活性呈先上升后下降的趋势,并分别在胁迫后第9天和第6天达到峰值。在常温（25℃）下恢复生长3d后,二倍体杂交兰和四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质和MDA含量,O-·2产生速率以及SOD、POD和CAT活性均降低,而叶绿素含量升高。总体上,二倍体杂交兰叶片中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量以及SOD、POD和CAT活性的增幅明显小于四倍体杂交兰,MDA含量和O-·2产生速率的增幅则大于四倍体杂交兰,而叶绿素含量的降幅则明显大于四倍体杂交兰。综合分析结果表明：在低温胁迫下,四倍体杂交兰叶片中渗透调节物质含量和保护酶活性均较高,其对低温的耐性强于二倍体杂交兰。     

高温胁迫对二倍体和四倍体杂交兰相关生理生化特征的影响

以二倍体杂交兰及其加倍后形成的四倍体为材料,研究了高温胁迫(40℃/30℃,光周期为12h/d)处理对二倍体及其四倍体杂交兰幼苗叶片叶绿素含量、膜损伤程度、渗透调节物质含量以及保护酶活性等生理生化特性的影响,以明确其抗热性差异。结果显示:高温胁迫后,各材料叶绿素含量均随胁迫时间延长呈下降趋势,且四倍体杂交兰的下降幅度小于二倍体;两种倍性杂交兰叶片丙二醛(MDA)含量均增加,O2.-释放速率总体呈下降的趋势,但四倍体MDA含量增幅和O2.-释放速率始终低于二倍体;四倍体叶片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量的增幅均大于二倍体,其SOD、CAT活性的增幅也均显著大于二倍体,但其POD活性的降幅则小于二倍体。研究表明,四倍体杂交兰具有较强的细胞渗透调节能力、蛋白质合成能力、蛋白质稳定性以及消除活性氧伤害的能力,耐热性强于二倍体。     

同源四倍体紫菜薹的诱导鉴定及其营养品质比较

该研究以二倍体紫菜薹为材料,采用浓度为0.1%、0.2%和0.3%的秋水仙素溶液,在二倍体紫菜薹生长至子叶期时对植株茎尖生长点进行4次点滴处理,鉴定筛选同源四倍体紫菜薹并进行二倍体和四倍体紫菜薹的营养品质比较。结果表明:(1)使用浓度为0.2%秋水仙素溶液点滴4次对紫菜薹的处理效果最好,四倍体紫菜薹的诱导率为6.62%。(2)在形态学上,四倍体植株的叶片、花簇、花器官、角果和种子与二倍体相比都在巨大性上呈现出明显差异;在解剖学上,四倍体植株在气孔密度减小的同时气孔变大,其花粉表现出矩形、梯形以及其他一些不规则的形状;在细胞学上,四倍体和二倍体植株的染色体数目分别为40条和20条;流式细胞仪鉴定结果显示,四倍体植株的DNA分子荧光强度(2 092 385.03)约为二倍体植株(956 725.15)的2倍。(3)植株营养品质方面,四倍体紫菜薹的游离氨基酸、叶绿素总浓度分别比二倍体植株显著增加了228.58%、110.02%,但四倍体紫菜薹的硝态氮、可溶性蛋白、维生素C、可溶性糖、纤维素总含量分别比二倍体植株显著减少了48.99%、43.20%、45.81%、44.50%、59.97%。(4)与二倍体植株相比,四倍体紫菜薹的单株质量、十叶厚、叶宽、叶柄宽都有不同程度的增加,叶片开展度有一定程度的降低。研究发现,秋水仙素诱导产生四倍体紫菜薹的最适浓度为0.2%;四倍体紫菜薹表现出明显的高产性,但多数营养品质极显著低于二倍体紫菜薹。     

镉胁迫对大青杨不同倍体的生长及生理生化的影响

以大青杨不同倍体当年生扦插苗为研究对象，用不同浓度CdCl₂溶液对其进行镉胁迫处理，研究不同镉浓度对大青杨3种倍体的生长和生理生化的影响。结果表明：镉胁迫对大青杨3种倍体生长有显著的抑制作用，随着镉浓度的增加，与对照苗（二倍体，CK）相比受胁迫苗的苗高和地径都显著下降；叶绿素含量先升高后下降；大青杨二倍体和四倍体的叶片含水量随镉浓度增加呈下降趋势，而三倍体叶片含水量则在低浓度时增加，高浓度时降低；三倍体和四倍体的过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）的酶活性在镉浓度低时增加，在镉浓度高时降低，而二倍体中酶活性则呈下降趋势。这说明镉浓度低时3种倍体都有较好的耐受性，而在高浓度胁迫下三倍体含水量、叶绿素含量、CAT的活性和丙二醛（MDA）含量比四倍体分别高5.47%、25.47%、8.59%、28.47%，比二倍体分别高23.47%、44.63%、17.23%、31.48%，说明大青杨三倍体在镉胁迫下细胞膜损伤最小，抗氧化能力最强，有较好的抗重金属镉的能力。本研究为在重金属污染地区进行育种工作提供了理论依据。     

不同倍性大青杨的光合特性及叶片解剖结构比较

通过对二年生二倍体、三倍体和四倍体大青杨叶片结构和光合特性的研究,探讨不同倍性大青杨生长性状差异的原因。结果表明：不同倍性大青杨的净光合速率（Pn）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）等光合指标差异显著。三倍体的最大净光合速率（Pmax）高出二倍体21%。叶片厚度、表皮细胞厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织与海绵组织厚度的比值,都是三倍体和四倍体大青杨比二倍体高,且均呈现增加的趋势。其中,四倍体大青杨表皮细胞最厚,上下表皮分别高出二倍体64%和17%。三倍体大青杨的栅栏组织厚度及栅栏组织与海绵组织厚度的比值最大,比值高出二倍体50%。通过叶片光合特性和解剖结构比较证明,三倍体和四倍体大青杨对光的适应性和光合作用能力强于二倍体。     

潞党参四倍体优良株系LDSS-5号的性状观察及多糖含量研究

目的:验证选育出的潞党参四倍体株系LDSS-5号的优良特性,以期解决生产中产量低和抗逆性差的问题。方法:以不同的方法繁殖四倍体株系LDSS-5号,与二倍体植株进行性状比较和多糖含量研究。结果:与二倍体植株比较,该株系在叶、花、茎、根及种子等方面均表现出了巨大型,增产率达到76.0%以上,种子出苗率降低了49.3%~51.1%,且差异显著,三年生根中多糖含量比二倍体根提高3.60%,符合多倍体的特征。结论:潞党参四倍体株系LDSS—5号,性状优良、且有效成分多糖含量高。     

二倍体和四倍体扬花萝卜的品质特性及抗寒性比较研究

对二倍体扬花萝卜及其同源四倍体萝卜的生长和品质特性及幼苗在低温胁迫下的生理生化特性进行比较研究。结果表明:(1)与二倍体萝卜相比,四倍体萝卜叶片极显著增厚、增宽、增重、叶色加深,叶片中的还原糖和VC含量极显著提高(P<0.01);肉质根的长、直径、重量和小区产量均极显著增加,其可溶性蛋白、还原糖和VC含量极显著提高,而硝酸盐含量则极显著降低(P<0.01)。(2)经过2℃、10 d低温胁迫后,四倍体幼苗的可溶性蛋白、脯氨酸和叶绿素含量大于二倍体,SOD、POD活性大幅度提高且高于二倍体,MDA含量低于二倍体。研究发现,四倍体较二倍体萝卜在叶片和肉质根形态上表现出巨大性,优质高产,且耐寒能力强于二倍体。     

四倍体刺槐的抗盐性

 以四倍体刺槐(Robinia pseudoacacia)为主要试验材料,以二倍体刺槐为对照材料,在两种盐胁迫下,对苗木的形态、生理生化、光合特性和解剖结构等指标的变化规律进行了研究。利用NaCl和Na₂SO₄盐溶液对两种刺槐进行盐处理,在30 d后每7 d处理1次,共处理4次,并在处理前和处理后每7 d进行各项指标的测定。结果发现：1)在盐胁迫下二倍体刺槐的植株生长受到强烈抑制,叶片含水量和叶绿素含量显著低于对照,有明显的盐害症状;对四倍体刺槐植株的生长影响较小,叶片含水量和叶绿素含量也与对照差异不显著,无盐害症状。2)四倍体刺槐经过盐处理后相对电导率和脯氨酸(Proline, Pro)含量虽然也稍有上升,但与对照相比未达到显著水平,而二倍体刺槐显著高于对照;同时作为保护酶系统的过氧化物酶(Peroxidase, POD)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)在四倍体刺槐经盐胁迫后期也保持了较高的活性,从而提高了其抗盐性,而对盐敏感的二倍体刺槐3个保护酶活性均较低。 3)经盐胁迫后对四倍体刺槐光合特性影响不大,净光合速率（Net photosynthetic rate, P_n）和胞间CO₂浓度（Intercellular CO₂ concentration, C_i）均无显著变化,而二倍体刺槐P_n和C_i显著下降。4)经盐胁迫后四倍体刺槐在解剖结构上做出了积极的反应：叶肉栅栏组织拉长、排列更为紧密、 海绵组织变小、排列紧密。而二倍体刺槐出现了相反的现象。综合以上分析认为：四倍体刺槐具有较强的抗盐性。     

大麦籽粒蛋白质含量的配合力研究

采用蛋白质含量不同的6个大麦品种,以双列杂交设计,经过2年3个世代研究大麦籽粒蛋白质含量的杂种优势与配合力。试验表明:(1)大麦籽粒蛋白质含量在F_2、F_3代几乎全为负向优势(-10.81—16.92%)。低蛋白质含量为显性;(2)一般配合力方差为特殊配合力方差的3—4倍。亲本的表型与一般配合力效应相关密切。通过亲本可以大体预测杂种群体的蛋白质含量。Hiproly为高蛋白含量的优良亲本,Pally为低蛋白含量的优良亲本。(3)杂种组合籽粒蛋白质含量的特殊配合力高低与杂种优势相关密切,但与表型不密切,故不能完全以此评定杂种组合的价值。 对亲本籽粒蛋白质含量配合力的应用作了讨论。     

不同倍性不结球白菜营养品质及同工酶比较研究

对二倍体、同源四倍体不结球白菜主要营养品质及叶片和花蕾EST、POD、SOD同工酶谱带进行研究.结果表明:(1)同源四倍体可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、有机酸、干物质和纤维素含量分别比二倍体增加16.65%、14.08%、18.18%、15.81%、15.82%和60.00%,差异极显著.(2)叶片中,二倍体EST谱带比同源四倍体多1条;花蕾中二倍体比四倍体多2条谱带;而POD和SOD在谱带条数上没有差异,只是四倍体的谱带亮度较二倍体强,表明其表达量较高,说明它们的酶种类相似但剂量不同.     

夏谷籽粒蛋白质积累和旗叶蛋白质周转的关系

谷子灌浆期旗叶蛋白水解酶活性、籽粒和旗叶游离氨基酸含量均呈双峰曲线变化。第一峰在花后１３天;第二峰分别在２５、２８天。籽粒和旗叶游离氨基酸峰稍滞后,且后者不明显。籽粒总蛋白积累和干重增加均为Ｓ型变化,与旗叶总蛋白和可溶性蛋白变化趋势相反。花后２２─２５天上述物质和酶活变化均出现─转折。转折点之前,蛋白质合成和周转活跃;之后,由叶片蛋白酶活性升高引起的旗叶氮素撤离对籽粒蛋白质积累仍有一定贡献（约１０％）。     

Involvement of abscisic Acid in potato cold acclimation

Upon exposure to 2°C day/night (D/N), leaves of Solanum commersonii (Sc) began acclimating on the 4th day from a −5°C (killing temperature) hardy level to −12°C by the 15th day. Leaves of S. tuberosum L. (St) cv `Red Pontiac' typically failed to acclimate and were always killed at −3°C. Leaves of control (20/15°C, D/N) and treated plants (2°C, D/N) of St showed similar levels of free abscisic acid (ABA) during a 15-day sampling period. In treated Sc plants, however, free ABA contents increased 3-fold on the 4th day and then declined to their initial level thereafter. The increase was not observed in leaves of Sc control plants.

Treated St plants showed a slightly higher content of leaf soluble protein than controls. In Sc, leaves of controls maintained relatively constant soluble proteins, but leaves of treated plants showed a distinct increase. This significant increase was initiated on the 4th day, peaked on the 5th day, and remained at a high level throughout the 15-day sampling period.

Exogenously applied ABA induced frost hardiness in leaves of Sc plants whether plants were grown under a 20°C or 2°C temperature regime. When cycloheximide was added to the medium of stem-cultured plants at the beginning of 2°C acclimation, or at the beginning of the ABA treatment in the 20°C regime, it completely inhibited the development of frost hardiness. However, when cycloheximide was added to plants on the 5th day during 2°C acclimation, the induction of frost hardiness was not inhibited. The role of ABA in triggering protein synthesis needed to induce frost hardiness is discussed.

     

Age dependent alterations in photosystem II acceptor side in Cucumis sativus cotyledonary leaf thylakoids: analysis of binding characteristics of herbicide [14C]-atrazine.

Senescence induced temporal changes in photosystems can be conveniently studied in cotyledonary leaves. We monitored the protein, chlorophyll and electron transport activities in Cucumis sativus cv Poinsette cotyledonary leaves and observed that by 20th day, there was a 50%, 41% and 30-33% decline in the chlorophyll, protein and photosystem II activity respectively when compared to 6th day cotyledonary leaves taken as control. We investigated the changes in photosystem II activity (O2 evolution) as a function of light intensity. The photosystem II functional antenna decreased by 27% and the functional photosystem II units decreased by 30% in 20-day old cotyledonary leaf thylakoids. The herbicide [14C]-atrazine binding assay to monitor specific binding of the herbicide to the acceptor side of photosystem II reaction centre protein, D1, showed an increase in the affinity for atrazine towards D1 protein and decrease in the QB binding sites in 20th day leaf thylakoids when compared to 6th day leaf thylakoids. The western blot analysis also suggested a decrease in steady state levels of D1 protein in 20th day cotyledonary leaf thylakoids as compared to 6th day sample which is in agreement with [14C]-atrazine binding assay and light saturation kinetics.     

Studies on the Nucleic Acid and Protein Content in the Cotyledon Cells of Lotus Using Fluorescent Imaging System with a Scientific grade Charge Coupled Device

Enzyme dissociated cotyledon cells were obtained from red lotus ( Nelumbo sp. ) on the 5th day and 20th day after fertilization respectively. DNA, RNA and total protein content of individual 5 d and 20 d cell were measured correlatively by microfiuorescent imaging system with a cooled scientific-grade Charge coupled deviced (CCD) camera. The results showed that DNA content of the 20 day cell has become polyploidized from 4C to 8C approximately. The window analysis indicated that relative content of RNA and total protein of the 20 day cell was more than 11 times that of the 5 day cell in the same 4C DNA window respectively. The multiple in-creased of RNA and total protein content was about the same as that of DNA in 2 DNA windows (4C and 8C) of the 20 day cell. These data showed that the enormous accumulation of storage proteins in the cotyledon cells of red lotus depends on both DNA ploidy and selective expression of the subunit genes of the storage proteins during the developmental process.     

低磷胁迫下大麦叶片磷素利用特征

以大麦(Hordeum vulgare)磷高效基因型(DH110和DH147)和低效基因型(DH49)为材料, 采用盆栽实验研究大麦在极低磷(25 mg·kg^-1土)、低磷(50 mg·kg^-1土)和正常磷(75 mg·kg^-1土)处理下叶片的磷组分和酸性磷酸酶活性特征。结果表明, 低磷胁迫显著降低大麦叶片的无机磷含量, 但对难溶态磷含量影响较小。高效基因型上部叶核酸态磷含量显著高于低效基因型, 而下部叶则显著低于低效基因型, 是低效基因型的18.4%-91.4%。大麦下部叶酯磷含量和分配比例表现为高效基因型低于低效基因型, 而上部叶仅在低效基因型中显著低于高效基因型。核酸态磷和酯磷在高效基因型叶片中的含量分配表明其上部叶的磷素营养状况较优, 而下部叶易溶性有机磷的分解转化作用更强。低磷和极低磷胁迫下, 下部叶酸性磷酸酶的活性显著增加, 且高效基因型显著高于低效基因型, 分别为低效基因型的1.29-1.41倍。磷高效基因型大麦通过提高下部叶酸性磷酸酶活性加强酯磷和核酸态磷的分解, 转化为无机磷, 增加可移动性磷源的含量和比例, 以提高生育后期大麦的磷素再利用能力。     

Effect of autopolyploidy on quantity and quality of protein in barley

Summary The range and mean protein content of autotetraploids of high-lysine Notch-2 mutants of barley were consistently higher than the diploids in C₃ and C₄ generations of colchicine treated seeds. Amino acid analysis of whole grain meal of diploid Notch-2 and one strain of its autotetraploid revealed differences in the amino acid composition. The proportion of albumin in the diploid and the autotetraploid Notch-2 was higher by 21% and 45% respectively, in comparison to the parent N.P. 113, whereas the glutelin fraction was significantly higher in the autotetraploid. The autotetraploid, with increased glutelin and decreased prolamin, showed no increase in lysine. It is possible that the recessive high-lysine gene may be lacking dosage effect, resulting in no increase in lysine in the autotetraploid, whereas protein content, a polygenically controlled trait, is enhanced due to genome duplication.     

用荧光影像系统研究莲子叶细胞中核酸和蛋白质的含量

用酶解法解离受精后５ ｄ 和２０ ｄ 的红莲（ Ｎｅｌｕｍｂｏ ｓｐ．） 子叶细胞,应用冷却型科学级电荷偶联装置（ＣＣＤ） 摄像式显微荧光影像系统对单个５ ｄ 细胞和２０ ｄ 细胞的ＤＮＡ、ＲＮＡ和总蛋白相对含量进行了相关测量。实验结果表明：２０ ｄ 细胞ＤＮＡ成为多倍化,为４Ｃ～８Ｃ水平。视窗分析表明：同一４ＣＤＮＡ 视窗中,２０ ｄ 细胞比５ ｄ 细胞的ＲＮＡ和总蛋白含量增加１１ 倍以上。２０ ｄ 细胞的两个ＤＮＡ视窗（４Ｃ和８Ｃ） 中,随着ＤＮＡ倍性的增高,ＲＮＡ 和总蛋白含量也以大致上相应的倍数增高。这些数据表明：红莲子叶贮存蛋白的大量积累既与ＤＮＡ 倍性有关,又与发育过程中贮存蛋白亚基基因选择性的表达有关     

极田鼠基础代谢率对单宁酸反应的格局

采用Kalabukhov-skvortsov封闭式流体压力计测定根田鼠基础代谢率对食物单宁酸的反应格局。在食物蛋白质为10％条件下,摄入3％单宁酸食物的根田鼠在第5天、10天和20天的基础代谢率分别较第0天增高10．94％、20．82％及23．54％;摄入6％单宁酸食物的根田鼠在第5天、第10天和第20天的基础代谢分别较第0天增高18．67％、29．07％及27．71％、当食物蛋白质为20％时,摄入3％单宁酸食物的根田鼠在第5天、第10天和20天的基础代率分别较第0天增高6．67％、10．63％及11．21％;摄入6％单宁酸食物的根田鼠在第5天、第10天和20天的基础代谢率分别较第0天增高9．01％、14．50％及16．09％。说明,食物单宁酸能显地增加根田鼠的基础代谢率,充分检验了单宁酸使植食性小哺乳动物基础代谢率增高的假设。