植物开花的组蛋白甲基化调控分子机理

开花是指植物从营养生长转变到生殖生长的生理过程, 是植物个体发育和后代繁衍的中心环节, 既受遗传基础决定,同时又受到温度和光周期等多种环境因素的调控。在拟南芥中, 已经分离了大量的与开花相关的基因, 从遗传学上已初步形成了一个开花调控的网络。组蛋白甲基化是植物发育过程的重要调节方式, 近年来关于其参与开花调控的研究有了重要进展。本文综述了具有代表性的组蛋白H3赖氨酸甲基化修饰参与调控植物开花发育的机制, 提出该研究领域的发展方向和前景。     

植物开花的组蛋白甲基化调控分子机理

开花是指植物从营养生长转变到生殖生长的生理过程,是植物个体发育和后代繁衍的中心环节,既受遗传基础决定,同时又受到温度和光周期等多种环境因素的调控。在拟南芥中,已经分离了大量的与开花相关的基因,从遗传学上已初步形成了一个开花调控的网络。组蛋白甲基化是植物发育过程的重要调节方式,近年来关于其参与开花调控的研究有了重要进展。本文综述了具有代表性的组蛋白H3赖氨酸甲基化修饰参与调控植物开花发育的机制,提出该研究领域的发展方向和前景。     

高山垫状植物团状福禄草开花面积与方位随海拔的变化及其适应性

作为高山生态系统中的奠基种(foundation species), 垫状植物自身种群的繁殖与扩张, 对高山生态系统功能稳定性起着关键作用。但是, 垫状植物如何在极端环境条件下实现资源的有效利用与分配, 达到繁殖最优化, 至今鲜为人知。该研究在滇西北白马雪山沿海拔梯度选择具有不同坡度及坡向的5个团状福禄草(Arenaria polytrichoides)种群, 调查、比较种群内、种群间以及具有不同性系统的植株个体之间的开花面积比、开花方位, 并分析不同生态因子对其开花特性的影响。结果表明: 随着海拔的升高, 团状福禄草个体变小, 其分配到开花的资源比例总体上随海拔上升呈现下降的趋势, 说明团状福禄草的繁殖分配受到由海拔所引起的生态因子的调控。但是, 部分低海拔种群内植物个体的繁殖分配显著低于部分高海拔种群, 说明海拔并非控制植物繁殖分配的唯一因素。此外, 植株开花总面积随植株个体增大而增加, 但开花面积比却随个体增大而变小, 说明植株分配到开花的资源增长速率可能低于植株个体的增长速率。在性别差异方面, 两性植株对开花的资源分配比例要显著高于雌性植株, 但是, 其差异程度受到海拔因素的影响。最后, 在同一种群内, 团状福禄草在冠层表面不同方位上的开花面积比存在显著差异性, 这种差异性在不同种群之间又具有不同的表现形式。     

植物开花时间的遗传调控通路研究进展

开花时间对植物的繁殖成功至关重要。广泛分布的物种经常发生开花时间的分化, 从而能够更好地适应不同的环境条件。为了探索植物开花行为发生适应性分化的分子机制, 首先要明确调控开花行为的遗传通路。本文梳理了植物各类群调控开花时间的遗传通路, 以期为开花时间适应性分化的分子机制研究提供依据。 植物从营养生长向繁殖转变时, 其开花行为主要受到光照、温度、水分等外界环境因子和赤霉素等内在因素的影响。通过对模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和其他类群的研究, 总结出了调控植物开花时间的6条通路, 包括日照长度和光质影响开花的光依赖通路, 长时间冷暴露后促进植物开花的春化通路, 高温或低温环境影响开花的温度通路, 以及赤霉素通路、年龄通路和自主通路3条内部调节过程。植物开花时间调控的6条上游通路信号传递到下游的开花整合基因FT(FLOWERING LOCUS T)和SOC1(SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS 1), 整合基因将这些复杂的调节因子整合后进一步传递到下游花分生组织, 从而启动开花。此外, 非编码RNA、转座子对开花时间的调控也具有重要作用。部分遗传通路被证实在植物适应环境的过程中起到了重要作用。目前对植物开花调控的研究已经有一百多年历史, 理论相对成熟。然而, 仍然存在许多具有争议和未解决的问题, 如开花基因的表达方式、开花行为的特殊调控机制、开花时间变异的适应性意义等等, 需要更进一步的研究。     

开花的奥秘

正植物开花是大家都熟悉的一种自然现象。然而,你想过吗?开花是由什么决定的,由什么物质控制的?很多人不一定会考虑到这样的问题。在科学界,对这一问题的研究也是在20世纪30年代才开始的。开花涉及有性繁殖和遗传物质等诸多问题,在20世纪50     

迁地保护条件下两种沙冬青的开花物候比较研究

沙冬青属(Ammopiptanthus)植物是我国西北荒漠区唯一的常绿阔叶灌木。作者对吐鲁番沙漠植物园迁地保护的两种沙冬青的开花物候进行了详细的比较观察,旨在探讨它们在同一生境条件下开花特性的异同点及其影响因素。主要结果如下:(1)两种植物在开花频率、花序开放顺序、开花振幅曲线及单花寿命等开花参数上相似,但在始花时间、单株花期、花序的开花数及开放持续时间与频率分布、开花振幅等参数上明显不同;(2)在个体和群体水平上,蒙古沙冬青(A.mongolicus)始花时间均比新疆沙冬青(A.nanus)早,蒙古沙冬青开花全过程为20–21d,新疆沙冬青为13–14d;(3)蒙古沙冬青花序的开花数比新疆沙冬青多、开放持续时间长,两者在开花数(F=17.51,P<0.01)和持续时间(F=14.08,P<0.01)上均存在显著差异;(4)花序上的花大多从近基部向两端开放,开花振幅呈单峰曲线,但新疆沙冬青的开花振幅较高;(5)花序开放持续期的频率分布明显不同,新疆沙冬青较蒙古沙冬青更为集中,但两者的单花寿命稳定,均在7d左右;(6)花序上每天的开花数与其座果数呈正相关(蒙古沙冬青,r=0.885,P<0.05;新疆沙冬青,r=0.827,P<0.01),但其开花数和座果数与始花时间存在不同程度的相关关系,这些特点可能与开花对传粉者的吸引以及物种本身的遗传特性有关。对上述观察结果及其影响因素的分析表明,两种植物在开花参数上所表现出的一致性可能是受系统发育限制的,而彼此间的差异可能与其进化历史及所处的环境异质性有关,是在与环境的长期适应过程中分别形成的一些可遗传的变异;而不同年份间两种沙冬青在花序的开花数及开放持续时间上表现出的差异可能与环境温度的变化有关。这些结果对于探讨该属植物的繁殖生物学特性及其保护对策具有重要意义。     

漫谈动物的生殖

生殖,更精确地说,繁殖,是生物生命现象的主要特征之一。凡生物均具此特征,否则就会断子绝孙了。植物的开花结子,动物的产卵、下仔,都是繁殖。各类生物,从低等到高等,各有其繁殖方式。这里只谈动物的繁殖。母鸡下蛋,母羊产     

活用教材"演"好演示实验

教师的演示实验往往在课堂讲授内容之前进行,实行先观察,再讨论,最后获得结论的认知程序。怎样才能“演”好演示实验呢?1 教师要关注学生的歧义思想 有位初一学生在预习“细胞对水分的吸收”一课时,对萝卜条失水变软、吸水变硬的演示实验提出了疑问:为什么稻谷晒干前“软”,晒干后变硬?按照书中的演示实验进行演示,放在浓盐水的萝卜条虽然变软了,但演示实验未能显示出萝卜条失去了的水;浸在清水的萝卜条虽然变硬了,但演示实验无法让人察觉到清水减少了。难怪学生有此一驳。     

成花素FT的调控运输及生理功能的研究进展

开花作为植物从营养生长到生殖生长的转折点,受外界环境变化影响,对植物发育和繁殖有着至关重要的作用。成花素(flowering locus T FT)蛋白作为拟南芥开花信号核心分子,在开花调控中扮演重要角色。拟南芥叶片在感应外界温度光照等因素变化后,通过生理钟(constants,CO)等蛋白及部分Mico-RNA正负协调调控筛管伴胞中的FT基因表达,FT蛋白通过筛管从叶片运输到茎顶端分生组织后,与一个碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,b ZIP)蛋白FD结合调控茎顶端分生组织(shoot apical meristem,SAM)中的花组织形成相关基因表达,继而诱导开花。对近年来FT基因在叶片中的调控、FT蛋白的运输及其在顶端分生组织中的开花诱导机理进行综述,为进一步完善FT表达调控及功能研究提供参考。     

高寒草甸矮嵩草种群繁殖对策的研究

繁殖对策是指生物对环境的生殖适应趋势,是资源或能量向生存、生长和生殖等活动中最适分配的结果,在不同的环境中具有其独特的表现形式.研究植物在不同环境中的繁殖对策可以反映出植物对环境的适应能力和在该生境中的生殖潜能.国内外学者对植物繁殖对策的研究已有不少报道 [2,4,5,6]. 但对高寒草甸矮嵩草(Kobresia humilis)种群繁殖对策的研究报道甚少.     

西藏高原高寒植物长鞭红景天生殖特征成功及影响因子

为了探索高寒植物长鞭红景天(Rhodiola fastigiata)濒危的生殖生态学机理,寻找保护和恢复该物种的有效途径,对其繁育系统、开花物候特征、生殖过程(开花、结实、种子产量和发育)及其影响生殖成功的主要因子进行调查分析。结果表明:长鞭红景天包括两性植株和雌性植株两种类型,其中两性植株仅执行雄性功能,种群繁殖为异交,属风媒传粉方式。种群花期出现在1a中降雨和气温较高的季节,6月下旬开始开花,7月下旬结束,时间30d左右。单株开花动态呈现单峰和双峰曲线两种模式,两性植株花期(9.29d)大于雌性植株花期(7.06d),并先于雌性植株开放,但雌性植株开花的高峰期比两性花早。从花蕾到开花,雌性单株有16%—25%的花蕾损失;开花到结实,单株36%—57%的花败育;至种子成熟,共有84%—94%的胚珠损失,仅6%—16%的胚珠发育成种子。雌性单株平均种子产量估计值约为285粒,说明长鞭红景天生殖潜力较大。人工条件下种子发芽率为93.6%,可见种子质量不是导致其濒危的原因,花粉限制和种子产量可能是影响生殖成功的主要因素。     

大花百子莲的开花物候与生殖特性

连续2年对引种植物大花百子莲在中国上海市人工种群的开花物候、结实情况进行观测记录,从不同水平分析了大花百子莲的开花物候对其生殖的影响。结果显示:（1）大花百子莲在引种地的开花时间为6月初至7月末;种群花期历时40 d左右,单株花期在14～31 d波动,单花寿命主要为2～3 d;2年的开花振幅平均在6朵·株^-1·d^-1左右,花朵开放百分率值在3.69%~4.87%左右,平均开花式样为11~17朵。（2）大花百子莲种群内2007年比2008年的各项开花物候指标均提前6～9 d;种群开花进程为渐进式的双峰曲线;种群花期重叠时间较长,2年的平均开花同步指数分别为0.663、0.695;植株个体相对开花强度主要分布频度为50%～70%。（3）开花物候指数与座果率的相关分析表明,始花时间与开花数目、座果数、花期长度呈显著负相关关系,开花数目与座果数、花期长度以及花期长度与座果数均呈显著正相关关系,同一花序内单花所发育成果实的数量与单花开放时间呈极显著负相关关系。研究表明,大花百子莲始花时间早的植株比始花时间晚的植株花期更长,开花数目多的植株比开花数目少的植株花期更长,花期长的植株比花期短的植株座果率更高;而且在同一花序上,越早开放的单花其结实的可能性越大。作为引种植物,大花百子莲开花物候年度间具有相似性,说明其在引种地可以适应环境压力,形成稳定的开花时间与开花模式;较长的花期重叠和大量的开花数目可以吸引较多的传粉者访问,为其生殖成功奠定了良好基础。     

开花式样对传粉者行为及花粉散布的影响

理解植物花的特征可以从单花特征和群体特征两个层次入手。开花式样是植物的花在群体上的特征体现, 通过在开花数目、开花类型以及花的排列上的变化, 不同的开花式样对传粉者具有不同的吸引力, 影响昆虫在植株上的活动, 使花粉运动的方向发生相应变化, 从而影响着植物最终的交配结果。此外开花式样随环境改变也会发生一些变化。本文介绍了开花式样研究的进展, 对开花数目、开花类型以及花的排列等3个方面的已有研究进行了分别阐述, 并提出开花式样研究应更多地考虑影响传粉的各种因素。     

植物生殖方式的遗传研究

植物生殖方式的遗传研究王洪新,钟敏,胡志昂,钱迎倩（中国科学院植物研究所,北京１０００４４）高等动物是完全异交的。但高等植物,特别是有花植物,有各种不同的生殖方式。有自交为主的,有异交为主的。也有自交和异交兼有的。更有部分行无融合生殖的。不同的繁殖方...     

生物教学改革的尝试

在教学过程中,学生是学习的主体.为了调动学生的学习积极性和主动性,开发智力和能力,从而提高课堂效果,我们从1983年秋季开始,在初中三个年级的部分班级,分别将传统的教学方法与发现法结合,进行教法改革的探索和实验.现以蕨类植物一节课为例,简述如下: 在复习提问之后,教师演示蕨的标本和盆栽蕨,提出问题引导学生思考. (一)蕨的形态师:你们知道这棵植物的名称吗? 生:小孩拳(当地俗名). 师:这种植物叫蕨.它们生活在什么地方? 生:山沟阴湿的地方. 师:现在请大家看小黑板上的问题. 1.蕨的植物体分几部分?各部分有什么特点?(其余各题用白纸遮挡,逐步提出问题,逐步解决问题).     

利用"种子的萌发"实验培养学生的观察能力

教师在教学中应通过各种手段,创造观察条件,培养学生的动手能力及观察能力,提高学生的学习兴趣,让生命活动的过程永久地留在学生的记忆中。 我在初中生物“种子的萌发”这课教学中,除了通过演示讲清楚种子萌发的条件,还让学生做个小实验。我分别发给每一位学生一些油菜种子和小麦种子,让他们回去找２个大些的瓶盖子或小盘子,在瓶盖或盘子上垫几层皱纹纸,把小麦种子和油菜种子分别放在皱纹纸上,每天浇些水。由于１０月份天气暖和,过几天种子就发芽了。我自己同时用两个培养皿,垫上几层皱纹纸,分别放上小麦种子和油菜种子,每天…     

濒危植物长柄双花木自然种群生殖构件的时空动态

根据野外观测数据,研究了濒危植物长柄双花木(Disanthus cercidifolius var.longipes)在不同生境条件下自然种群开花物候变异以及生殖构件的时空动态.结果表明,不同群落类型中长柄双花木开花物候存在一定差异,在纯林中个体的平均花期最长,达75d,而个体间开花同步性最低,仅为0.717;竹林中的个体花期最短,只有47d,而同步指数最高,达0.968.生殖枝数量及花序数均随个体年龄增长而增加,在年龄为30～35年时达最高,此后又呈下降趋势;在海拔为810m左右处,个体生殖枝数及着生的花序数均达最大值,且冠层间差异明显.纯林中个体着生的生殖枝数及每生殖枝上着生的花序数均最高,分别为411.39和7.857;竹林中个体每生殖枝着生的花序数显著低于其它群落.年龄小的个体,各时期生殖构件败育率均高于年龄大的个体;另外,生殖构件的败育与海拔高度间无相关性,而与构件发育时间、分布的树冠层次以及所处的群落类型相关.影响生殖构件败育的主要因子是光照条件.     

“生物技术实践”教学研讨 “微生物的利用”的教学组织

按照课程标准“‘选修1：生物技术实践’模块重在培养学生设计实验、动手操作、收集证据等科学探究的能力,增进学生对生物技术应用的了解”这一课程设计思路的要求．教师在教学实践活动中,要注意指导学生自己设计并进行实验,学会收集和整理资料,写出实验报告并进行交流。教师的主要任务不是详细讲解各个实验步骤和实验结论,而是给学生提供必要的实验条件和相应的参考资料,指导学生设计和进行实验,创造条件尽量让每个学生都有动手的机会,使学生从做中学,不断提高学生的探究技能和实践能力,从而激发学生学习生物技术的兴趣,为那些将来学习理工科的学生进入高校进一步学习奠定坚实的基础。 为帮助实验区教师更好地开展实验教学活动,本刊将结合相关教材．分别发表一系列的文辛,供实验区教师参考．     

怎样使学生获得嫁接的技能和技巧

在中学植物课的教学中,教给学生管理植物的方法占有很重要的地位。因此,教师必须充分钻研教材,挖掘教材中基本生产技术的因素,使理论和实际结合,培养学生管理植物的技能和技巧。反之,在教学中如果不能充分利用直观教具和领导学生实际操作,而只恁课堂上的讲述,是很难达到这一目的的。过去,我们在讲授“植物的繁殖”“嫁接”这一部分时,只是利用挂图来说明嫁接方法,结果多数学生在     

"生殖的类型"教学建议

1 回归学生生活 学生生活一方面是课程和学习的源泉,另一方面又是创造生命意义的过程."生存"和"生活"都是"生命"的存在方式.两者的根本区别在于,"生存"仅仅是生命延续的过程,而"生活"却是创造生存意义的生命活动.动物在生命活动中形成它的"生存世界",人类则在生命活动中创造了自己的"生活世界".笔者在许多场合多次重复的一句话是:"课程因为生活而生动,生活因为课程而精彩!"教师要将课程变成一溪流动的活水,让她既流过生活,又成为生活的源泉.哪怕是在呈现一个古老的经典,也应该让它像刚出水的鱼儿一样鲜活.