厚壁毛竹快速高生长期竹秆ATP酶超微细胞化学定位

采用电镜细胞化学技术对厚壁毛竹(Phyllostachys edulis ‘Pachyloen’)快速高生长期竹秆节间的伸长发育过程（包括：分生细胞期、伸长初期、快速伸长期和成熟期四个阶段）进行ATP酶超微细胞化学定位,以揭示竹秆节间快速伸长的细胞学基础。结果表明：分生细胞期,细胞质膜、核膜、细胞器膜系统上等均有很强的ATP酶活性。伸长初期,节间上部基本组织细胞质膜上ATP酶活性较强,且短细胞质膜上的ATP酶活性更强,节间基部各细胞均未观察到ATP酶活性。快速伸长期,节间基部基本组织ATP酶活性较节间上部高,细胞质膜、运输小泡膜、胞间隙及胞间连丝上均有ATP酶活性。成熟期,仅节间上部基本组织质膜上有较弱的ATP酶活性。ATP酶在节间伸长过程中主要参与新细胞壁物质的分泌和共质体运输,促进新细胞壁的形成,晶体和淀粉粒体外膜上ATP酶活性的存在表明其具有贮存物质的作用。节隔缺失节的节间基部未观察到ATP酶活性,节部韧皮结细胞ATP酶活性较高,节隔的缺失引起节部与节间与物质运输有关结构的变化,进而影响节间伸长生长。     

磁共振成像技术在毛竹幼竹显微结构和水分含量表征中的应用

竹子节部对竹秆的中空结构以及竹秆快速高生长起着关键作用,研究竹子解剖结构有助于认识竹子生长机制。本研究利用核磁共振成像(MRI)无创、高分辨率和准确的技术优势,对毛竹幼竹去笋箨梢部进行横切面高精度核磁共振成像扫描,使用MATLAB软件对 MRI进行灰度值采集,分析节部、近节部和节间水分分布差异。结果表明: 无数维管束在毛竹幼竹节隔以及近节隔内腔反复扭曲和水平转动,组成了一个错综复杂和高度连接的网络结构,通过分轴向载荷来保护重要组织免受机械应力,同时实现水分和营养物质的横向运输,这是毛竹在短时间内快速完成高生长的重要基础。MRI信号值(亮度值)表明,幼竹维管束的水分含量远远高于周围的基本组织。节间平均水分含量和像素点间含水量标准差显著高于节部,近节部居中。MRI技术可以在未来竹子解剖学和生理生化学研究中发挥作用。     

大豆生育期中不同节位酰脲含量及尿囊素酶活性变化（简报）

同一生育时期大豆品种长农5号植株中的酰脲含量，以主茎最高，叶柄次之，叶片最低。前二者的酰脲含量从基部向上逐渐增加，茎段幼嫩部分含量最高。叶片中酰脲含量在营养生长期间稍高，生殖生长期间同一节位叶片中无明显变化。结荚期以前幼叶中酰脲含量较高，鼓粒期不同节位间无明显差异。不同节位叶片中尿囊素酶活性高低与茎和叶柄中酰脲含量大小的变化趋势基本相似。     

大豆植株发育过程中不同部位的硝态氮含量和硝酸还原酶活力的变化

同一时期的大豆品种长农5号植株中硝态氮含量是,主茎大于叶柄大于叶片,前二者中硝态氮含量随着生育进程逐渐减少,生育前期由基部向上逐渐增加,鼓粒期以后各节位间无明显变化。营养生长期间,叶片中硝态氮含量较高,不同生殖生长期间或同一时期的不同节位变化不明显。硝酸还原酶活力是成熟叶片中低,幼嫩叶片中高,且随着生育进程逐渐降低。     

大熊猫弃食竹秆皮的化学原因

大熊猫Ailuropoda melanoleuca依赖竹子才能够生存,但取食时却有很强的选择性,特别在取食竹秆时,会撕去竹秆皮。尽管这可以简单解释为大熊猫不喜欢吃坚韧的竹秆皮,但研究其背后的化学原因却有助于加深对这种行为的理解。2015年4—5月,在中国保护大熊猫研究中心雅安碧峰峡研究基地和都江堰研究基地,通过观察8只圈养大熊猫对10种竹子的采食,发现这些大熊猫只取食其中的8种竹子,并且明显表现出弃食竹秆皮的行为。进一步采用范氏洗涤分析滤袋技术、全自动纤维素分析仪对10种竹子的竹秆皮进行化学分析,结果显示:10种竹子中除个别竹种外,纤维类物质含量在竹秆皮与竹秆其余部位之间的差异有统计学意义。竹秆皮中的半纤维素含量较竹秆其余部位低15%~35%(9种:P0.01;1种:P0.05),纤维素含量较竹秆其余部位高5%~30%(3种:P0.01;5种:P0.05;2种:P0.05),木质素含量较竹秆其余部位高5%~48%(2种:P0.01;6种:P0.05;2种:P0.05)。显然,纤维类物质的含量差异,尤其是能使竹秆皮变硬的高含量纤维素和木质素,是大熊猫弃食竹秆皮的主要原因之一。观察中的个别例外也意味着纤维类物质也许不是大熊猫选择性取食的唯一原因。     

四合木扦插生根过程中淀粉粒和蛋白质积累动态研究

利用高碘酸-锡夫试剂(PAS)—萘酚黄S对染法对四合木扦插不定根发生发育过程中淀粉粒和蛋白质分布的动态变化进行观察分析,为进一步揭示四合木不定根发生、发育机理提供解剖学依据。结果表明:(1)扦插后,淀粉粒在茎的木栓层和维管形成层之间的薄壁细胞内积累,至愈伤组织发育初期达到高峰,随着愈伤组织的继续发育,淀粉粒逐渐减少;(2)蛋白质在茎的木栓层和维管形成层之间的薄壁细胞内逐渐减少,至愈伤组织形成后,细胞内含少量蛋白质;(3)淀粉粒和蛋白质主要分布在分裂旺盛的胚性细胞、不定根原基细胞、不定根细胞及其附近细胞内。研究认为,蛋白质和淀粉粒为四合木不定根的形成和发育提供了物质和能量。     

乙酰胆碱对黄化玉米幼苗中胚轴通透性与物质运转的调控效应

对乙酰胆碱处理前后的黄化玉米 (ZeamaysL .)幼苗中胚轴切段节和节间的通透性和物质运转进行了比较。用电阻法测定通透性 ;通过加在胚芽鞘切口的经共质体转运的特异荧光物质羧基荧光素 (carboxyfluorescein ,CF)的分布检察物质运转。节间由柱状的、排列方向多少和长轴方向平行的细胞构成 ;而构成节的细胞短、排列不规则。结果表明跨节比电阻比节间的高 ,通透性低的短的节细胞比柱状节间细胞累积更多的CF。 0 .1mmol/L乙酰胆碱 (ACh)处理增加了节和节间的通透性 ,促进了CF的运转。物质在节和节间运转的不同 ,以及ACh对此的调控效应很大程度上可归结于细胞通透性的差异     

水稻BCAT4基因突变株幼苗对PEG模拟干旱胁迫的响应

以水稻野生型‘日本晴’(NIP)及其BCAT4基因突变体BCAT4 1为材料,在苗期进行PEG 6000模拟干旱处理,分析其对幼苗形态、生长和抗逆生理指标的影响,以探究BCAT4基因在水稻响应干旱胁迫中的作用。结果表明：(1)20% PEG处理后野生型NIP幼苗叶片中BCAT4表达量显著高于对照(处理0 d),复水后幼苗存活率显著高于突变体BCAT4 1。(2)20% PEG处理后,两水稻材料幼苗叶片的相对叶绿素含量下降,脯氨酸和可溶性糖含量上升,抗氧化酶活性先上升后下降,且突变体BCAT4 1中上述各指标均显著低于同期NIP。(3)两材料幼苗叶片中丙二醛和过氧化氢含量及相对电导率随胁迫处理天数增加而上升,且BCAT4 1均显著高于同期NIP。(4)在20% PEG处理后,两水稻材料间根系各形态、生长和生理指标的差异均小于相应叶片。研究发现,BCAT4基因突变加剧了干旱胁迫下水稻幼苗叶片叶绿素含量的下降,抑制了地上部渗透调节物质的积累及抗氧化酶活性上升的幅度,促进了丙二醛和过氧化氢积累以及相对电导率增加,从而降低了水稻的耐旱性。     

基于叶绿体基因组数据的芸香科属间系统发育初步分析（专题约稿）

该研究在人工控制水分条件下,设置3个干旱胁迫处理,选用3个主栽油菜品种‘陇油10号’、‘陇油2号’、‘青杂5号’幼苗进行盆栽试验,测定干旱胁迫条件下叶片相对含水量、叶绿素含量、光合气体交换参数及叶绿素荧光参数等指标,考察各指标在干旱胁迫过程中的变化特征,并通过主成分分析(PCA)和隶属函数法评价品种的抗旱性及其主要响应因子,以揭示西北地区油菜幼苗响应干旱胁迫的光合调控机制。结果表明：(1)各品种油菜幼苗的叶片相对含水量(RWC)均随干旱胁迫程度的递增而逐渐降低,最大水分亏缺(WSD)却逐渐上升。(2)各品种油菜幼苗叶片的叶绿素a含量、叶绿素总含量随着干旱胁迫程度的递增而先增加后递减,且同一种幼苗在不同处理间差异显著。(3)各品种油菜幼苗叶片的净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)、单株生物量、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)均在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著,而其叶片蒸腾速率(T_r)在干旱胁迫下无显著变化。(4)各品种油菜幼苗叶片光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)随着干旱胁迫程度的递增先增加后递减,最大光化学效率(F_v/F_m)和电子传递速率(ETR)在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著。(5)主成分分析结果表明,在油菜幼苗受到干旱胁迫时RWC、C_i、G_s、P_n、WUE、叶绿素总含量、叶绿素a含量和NPQ起主要调控作用;隶属函数法综合评价表明,3个品种油菜幼苗耐旱能力由高到低依次为‘陇油10号’＞‘陇油2号’＞‘青杂5号’。     

微管骨架在轮藻节间细胞伸长生长中的作用

利用免疫荧光定位及激光共聚焦扫描显微镜,结合细胞生长曲线的定量测定,对不同生长阶段的轮藻节间细胞微管骨架进行了观察研究,结果如下:轮藻顶端生长活跃的新生细胞中,与细胞长轴垂直的周质微管(cortical microtubules)占绝对优势,随着生长速率的减慢,周质微管由垂直于细胞长轴逐渐转为平行排列;基部生长基本停止的节间细胞中,胞内微管则以平行细胞长轴为主;不同生长阶段节间细胞的微管骨架,对微管特异解聚剂黄草消(oryzalin)处理的敏感性表现不相同。顶端生长活跃的节间细胞经oryzalin处理40min后,绝大多数周质微管发生解聚;而基部生长基本停止的老细胞中,即使延长处理时间,仍残留一些尚未完全解聚的微管片段;10μmol/L微管解聚剂oryzalin处理轮藻顶端新生细胞,在高精度的细胞伸长生长测定装置监测下,发现oryzalin对细胞的伸长生长速率有明显的抑制作用,去掉药剂后,伸长生长又有一定的恢复。并且发现,经o-ryzalin处理后,微管的解聚(40min左右)与顶端节间细胞伸长生长的停止(100min左右)两者间存在着时间上的差异,即微管解聚在先,细胞伸长停止在后。以上结果均说明微管骨架在轮藻节间细胞生长中具有重要作用。     

黄瓜贴接苗砧木子叶淀粉代谢的动态变化特征

该研究以黄瓜品种‘中农18号’、南瓜砧木品种‘京欣砧5号’为试验材料,以南瓜自根苗(P)和去除1片子叶及生长点的南瓜苗( /P)为对照,采用单子叶贴接法进行黄瓜/南瓜异体嫁接(C/P)和南瓜/南瓜自体嫁接(P/P),测定嫁接后砧木子叶形态指标和淀粉代谢的动态变化,分析嫁接后去除砧木子叶对嫁接苗生长发育的影响,以揭示砧木子叶淀粉代谢在黄瓜嫁接苗生长中的作用,为黄瓜嫁接苗的壮苗培育提供理论依据。结果显示：(1)贴接后,C/P、P/P和 /P砧木子叶鲜质量和面积显著增大,且增加量依次递减,表现为 /P > C/P > P/P > P。(2)贴接后,C/P和P/P砧木子叶中淀粉含量在嫁接后0~3 d时降低,之后迅速升高,至嫁接后13 d再次逐渐降低,且C/P砧木子叶淀粉含量及其淀粉分支酶(SBE)和水解酶(β AL)活性均显著高于P/P。(3)在嫁接后0~10 d 去除砧木子叶可显著抑制C/P嫁接苗接穗和根系生长,减弱根系活力,同时降低根系可溶性糖含量及其CWIN、HXK基因表达水平,并以嫁接后0 d 去除砧木子叶的抑制效果最显著。研究表明,黄瓜C/P单子叶贴接苗中,砧木子叶作为贮存器官,在幼苗生长早期以淀粉形式储存光合产物,之后淀粉水解成单糖为嫁接苗接穗和根系快速生长提供物质和能量。     

麻竹节间伸长过程的初步研究

竹子秆茎的快速生长是禾本科生物学的一个未解之谜,而秆茎的生长又是以节间为单位进行的。本研究以第8节为标准节,利用统计学及石蜡切片的方法,获得了麻竹的节间伸长曲线以及节间组织发育的形态解剖信息。麻竹节间的伸长呈现“慢-快”的生长趋势,早期节间以细胞分裂为主,然后节间由上到下逐渐进入细胞伸长阶段,最后节间停止伸长进入成熟生长阶段。本研究为大型丛生竹节间发育的研究提供了基础数据,有助于推动对竹子笋株快速生长机制的研究。     

3个向日葵品种生长期内水分、蛋白质和总黄酮含量动态变化

本实验研究了3个向日葵品种在生长周期内茎、叶及茎叶混合样的水分、蛋白质和总黄酮含量的动态变化.结果表明:向日葵不同品种、不同生长期以及同一品种的不同部位的水分、蛋白质、总黄酮含量均存在差异.水分含量整体呈现下降趋势,且茎＞茎叶混合＞叶;蛋白质含量为叶＞茎叶混合样＞茎,其中高秆食用葵叶片中蛋白质含量为8.10g/100g...     

胡萝卜花药发育的组织化学研究

胡萝卜四分体时期的花药在药室内壁和绒毡层细胞中积累淀粉粒,随着花药的发育,花粉先出现大液泡,同时药室内壁和绒毡层细胞中淀粉粒消失;以后花粉中的大液泡消失,在花粉细胞质中出现淀粉粒。伴随着花粉的发育,绒毡层细胞退化,在细胞中积累较多的脂类物质,同时花粉中脂类物质含量也明显增加。胡萝卜成熟花粉粒的储存物主要为脂滴,也有少部分淀粉颗粒。胡萝卜花药在特定时间和特定部位积累营养储存物的过程也是其发育的一个特征。     

毛竹快速生长期茎秆不同节间光合色素和光合酶活性的差异

为揭示毛竹(Phyllostachysedulis)快速生长期茎秆中的光合碳同化特征及其在不同节间的变化规律,以毛竹笋竹茎秆为材料,测定不同节间光合色素含量、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、苹果酸脱氢酶(NADP-MDH)、NADP-苹果酸酶(NADP-ME)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)以及丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)活性。结果显示,茎秆中叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素含量随节间升高均呈下降趋势,叶绿素a/b比值呈逐渐上升趋势;随着节间的升高,茎秆中Rubisco、PEPC和PPDK活性在第1–10节间显著下降,之后酶活性降幅逐渐减缓;NADP-ME活性在第1–13节间呈显著下降趋势,之后酶活性趋于平稳;NADP-MDH活性在第1–25节间显著下降。PEPC/Rubisco活性比值随节间升高而不断增加,其范围介于18.37–65.09之间,明显大于典型C3植物中的活性比值。上述结果表明,茎秆不同节间的光合碳同化能力存在明显差异,中、下部节间生长相对较快;茎秆中存在多种C4酶且活性较高,这为此时期茎秆中存在C4光合途径提供了有力证据。     

微管骨架在轮藻节间细胞伸长生长中的作用

利用免疫荧光定位及激光共聚焦扫描显微镜,结合细胞生长曲线的定量测定,对不同生长阶段的轮藻节间细胞微管骨架进行了观察研究,结果如下：轮藻顶端生长活跃的新生细胞中,与细胞长轴垂直的周质微管(cortical microtubules)占绝对优势,随着生长速率的减慢,周质微管由垂直于细胞长轴逐渐转为平行排列;基部生长基本停止的节间细胞中,胞内微管则以平行细胞长轴为主;不同生长阶段节间细胞的微管骨架,对微管特异解聚剂黄草消(oryzalin)处理的敏感性表现不相同。顶端生长活跃的节间细胞经oryzalin处理40min后,绝大多数周质微管发生解聚;而基部生长基本停止的老细胞中,即使延长处理时间,仍残留一些尚未完全解聚的微管片段;10μmol／L微管解聚剂oryzalin处理轮藻顶端新生细胞,在高精度的细胞伸长生长测定装置监测下,发现oryzalin对细胞的伸长生长速率有明显的抑制作用,去掉药剂后,伸长生长又有一定的恢复。并且发现,经oryzalin处理后,微管的解聚(40min左右)与顶端节间细胞伸长生长的停止(100min左右)两者间存在着时间上的差异,即微管解聚在先,细胞伸长停止在后。以上结果均说明微管骨架在轮藻节间细胞生长中具有重要作用。     

滨海沙地植物厚藤叶片生理特征的季节变化

滨海沙地条件恶劣,季节气候环境差异较大,植物生存困难。厚藤是南方滨海沙地广泛分布的重要固沙植物。为探究厚藤对不同季节环境变化的适应机制,研究其叶片生理性状的季节变化,该文以广西滨海沙地自然生长的厚藤为实验材料,分别测定了不同季节厚藤叶片的叶绿素含量、渗透物质含量、抗氧化酶活性、叶绿素荧光参数等生理指标,并进行相关性分析和主成分分析。结果表明:(1)叶绿素含量随季节变化的趋势一致,春季均显著大于其他三个季节,但叶绿素a/b在各季节间无显著变化。(2)叶绿素荧光参数的F_v/F_m和F_v/F_o具有相同的变化趋势,整体表现为夏冬季显著高于春秋季。(3)脯氨酸含量随季节逐渐增大,冬季时含量最高; 可溶性糖含量冬季显著高于其他三个季节; 丙二醛(MDA)含量各季节间差异不显著。(4)春季的超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性显著高于其他季节,夏秋冬季节间无显著差异; 过氧化物酶(POD)活性在各季节间差异不显著。(5)相关性分析和主成分分析显示,各生理指标与气候因子间存在一定的关联。温度和日照数显著影响可溶性糖含量; 叶绿素含量和抗氧化酶活性能够较好地反映厚藤对季节气候变化的响应。综上可知,厚藤可通过调节叶绿素a与叶绿素b含量使叶绿素a/b保持稳定,同时提高渗透调节物质含量和抗氧化酶活性以适应季节变化,其中光合作用和抗氧化酶系统是影响其季节性适应能力的关键。     

蚕豆胚珠发育过程中淀粉动态的观察

蚕豆胚珠发育过程中淀粉动态变化如下:1.发育早期,整个胚珠中未见淀粉粒。其后首先在合点区出现淀粉,而后从合点向珠孔逐渐扩大分布范围。2.珠心和内、外珠被中均含有淀粉粒,尤以内珠被的淀粉增长迅速,数量多、个体大。受精后,内珠被解体,淀粉出现在外珠被细胞中,推测营养物质可通过整个胚囊表面进入其中。3.合点与胚囊之间的珠心细胞特化或长形。可能有助于营养物质进入胚囊。4.功能大孢子中贮存丰富的淀粉粒,它和珠心细胞一起是胚囊发育时的营养来源。5.卵细胞受精后,所含淀粉粒的数量和大小明显增长,随着合子和胚细胞的分裂,其中贮存的淀粉逐渐被消耗,到多细胞球形胚时完全消失。6.胚乳核周围始终未出现淀粉粒。7.胚器官分化之后,子叶和胚轴等处逐渐出现淀粉粒,其中生长活跃的结构如生长点、维管束等不贮存淀粉。8.子叶中的淀粉粒含量迅速增加,颗粒特大,是种子内营养物质的最终贮存场所。     

鹅掌楸属种间杂种优势与内源植物激素的关系

研究了鹅掌楸属( Liriodendron )种间F1杂种(杂种马褂木 L.chinense × L.tulipifera )及其亲本种(中国马褂木 L.chinense (Hemsl.) Sarg.和北美鹅掌楸 L.tulipifera L.)在生长性状和内源GA1/3、IAA和iPA含量上的差异性.结果表明:(1)杂种马褂木高生长性状杂种优势主要是由节间的相对伸长造成的,鹅掌楸属节间伸长区位于顶芽下第1～3节间,其中第1节间伸长量最大、是产生杂种优势的主要节间; (2)中国马褂木、北美鹅掌楸和杂种马褂木内源GA1/3、IAA和iPA含量差异很大,顶芽下第1节间GA1/3和iPA含量杂种家系分别为两个亲本种中含量相对较高的中国马褂木的133.58%～284.17%和396.64%～1 264.28%.杂种马褂木顶芽下第1节间中GA1/3和iPA含量的大量增加可能与高生长性状杂种优势有关; (3)杂种家系3年生时其苗高生长量排序与顶芽下第1节间中GA1/3和iPA含量排序并不一致,不能以第1节间GA1/3和iPA含量的高低作为预测杂种家系间杂种优势大小的依据.     

盐胁迫对‘鄞红’葡萄光合特性及叶片细胞结构的影响

采用水培法,研究了不同浓度(0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)Na Cl处理对1年生‘鄞红’葡萄幼苗生长、光合特性及叶片细胞结构的影响,为盐碱地‘鄞红’葡萄的栽培提供参考。结果表明:低浓度盐分(Na Cl≤0.4%)对葡萄生长、叶绿素含量、叶片细胞结构、气体交换参数以及叶绿素荧光参数影响不显著。随着盐浓度增大,葡萄生长受到抑制,叶片表皮层、栅栏组织、海绵组织变厚,海绵组织和栅栏组织细胞间隙变大,栅栏组织细胞叶绿体肿胀,内含淀粉粒和嗜锇颗粒变大且增多;同时,叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、光化学电子传递效率(ETR)、光化学猝灭系数q P以及栅栏组织/海绵组织比逐渐下降,非光化学猝灭系数q N逐渐上升;尤其在0.8%Na Cl浓度胁迫下,葡萄生长、叶绿素含量、叶片细胞结构、气体交换参数以及叶绿素荧光参数均发生显著性变化。由此表明,‘鄞红’葡萄能在较低含盐量(Na Cl≤0.4%)的基质中正常生长。