无融合生殖与柑橘多胚现象的研究进展

植物无融合生殖是指植物的胚珠组织不经历正常的减数分裂和受精作用,而直接进行胚发育形成种子的无性生殖方式。无融合生殖植物完全继承了母体的全部基因型,因而具有独特研究与育种意义。芸香科柑橘属植物具有独特的多胚现象,其珠心组织能够发育成不定胚(称为珠心胚)进行无融合生殖。文中介绍了柑橘类植物的珠心胚生殖现象、细胞学和遗传学研究进展。珠心胚现象虽然对柑橘杂交后代获得有较大影响,但在生产上可产生性状整齐一致的后代,可以培育无病毒苗木。     

无融合生殖

自1745年博内(Bonnet)在研究蚜虫中发现孤雌生殖以来,世界各地的植物学家,也在众多的植物中发现了这种奇特的生殖现象,迄今为止,已记录到36科300余种植株的孤雌生殖。为同有性生殖和无性生殖相区分,植物学家把它定名为无融合生殖。 由于无融合生殖生理机制十分复杂,长期以来,对其概念的界定,植物学界一直没有统一。我国学者蔡得田和陈冬玲,在1993年提出:无融合生殖是指发生在植物胚珠中,不经过精卵融合形成胚,以种子进行繁殖的生殖方式。此界定包括三部分内容,一是它与无性生殖明显的区别是发生在性器官中;二是没有性融合过程而区别于有性生殖;三是以种子繁殖     

被子植物的无融合生殖

被子植物的无融合生殖孙敬三刘永胜辛化伟（中国科学院植物研究所,北京１０００９３）ＡＰＯＭＩＸＩＳＩＮＡＮＧＩＯＳＰＥＲＭＳＳｕｎＪｉｎｇ－ｓａｎ,ＬｉｕＹｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ,ＸｉｎＨｕａ－ｗｅｉ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｏｔａｎｙ,ＡｃａｄｅｍｉａＳ...     

植物的无融合生殖

植物的无融合生殖肖辅珍,王景林（首都师范大学生物系,北京１０００３７）１无融合生殖及其类型无融合生殖（Ａｐｏｍｉｘｉｓ）是被子植物不经过精卵结合而产生种子的特殊生殖方式［１］。它广泛存在于自然界的多种植物中,或代替有性生殖（专性的）,或与有性生殖共存...     

无融合生殖

在自然界,大多数高等生物的生活周期都有明显的配子体世代和孢子体世代交替的现象。孢子体经过减数分裂产生配子,雌雄配子受精融合,成为下一代孢子体的开始,这就是有性生殖,是生物最主要的生殖方式。但是,有些生物的生活周期绕过了这个重要过程,不经过雌雄配子融合,直接从配子体或孢子体的一个或一群细胞发育为子代新个体,这种生殖方式叫做无融合生殖(apomixis),这是无融合生殖的广义概念。无融合生殖的狭义概念则认为是有性生殖的一种特殊方式或变态。这种生殖方式在动、植物界都存在,但在植物界更为普遍,且类型较多。     

几种具有无融合生殖特性的植物多胚和多苗现象的观察

报道６种具无融合生殖特性的植物种子的胚数和萌发实生苗数的观察结果。金桔、密桔、和花椒具珠心胚,含多胚种子频率分别为９７．５％、１００％和５４．００％,多胚种子的胚数范围分别为２￣４９、３￣５４和２￣６。草地早熟禾、滨草和湖北海棠具非减数配子体无融合生殖特性,含多胚种子频率依次为４３．２５％、８．１１％和３７．５０％,前两种的多胚种子中胚数范围为２￣３,后为２￣１５。密桔、草地早熟禾和湖北海棠种子     

几种具无融合生殖特性的植物多胚和多苗现象的观察

报道6种具无融合生殖特性的植物种子的胚数和萌发实生苗数的观察结果。金桔(Fortunellamargarita (Lour.)Swingle)、蜜桔(Citrus unshiu Marcoritch)和花椒(Zanthoxylum bungeanum Maxim.)具珠心胚,含多胚种子频率分别为97.50％、100％和45.00％;多胚种子的胚数范围分别为2～49,3～54和2～6。草地早熟禾(Poa pratensis L.)、滨草(Elymus rectisetus)和湖北海棠(Malus hupehensis(pampon.)Rehd.)具非减数配子体无融合生殖特性,含多胚种子频率依次为34.25％、8.11％和37.50％;前两种的多胚种子中胚数范围为2～3,后者为2～15。蜜桔、草地早熟禾和湖北海棠种子萌发多苗的频率分别为22.00％、6.14％和2.22％。描述了多胚种子中胚的形态、位置和分布。对6种植物含单胚种子的胚的来源进行了分析。初步结论:1.具无融合生殖现象的植物种子含多胚和萌发多苗的特性可作为寻找具无融合生殖特性的植物的形态学指标;2.对其筛选的材料进行大孢子发生、胚囊形成和早期胚胎发育的研究,以期阐明多胚来源和生殖类型。     

龙须草无融合生殖的胚胎学证据

采用石蜡切片技术对龙须草(Eulaliopsisbinata(Rotz)C.E.Hubb)进行了系统的胚胎学研究,证明龙须草为禾本科植物中一种新的无融合生殖材料。龙须草无融合生殖方式为无孢子生殖,在胚珠发育早期,多个珠心细胞特化为无孢子生殖原始细胞,由原始细胞发育为单核胚囊,经两次有丝分裂形成4核胚囊,进一步分化形成两种类型的成熟胚囊:(1)具1个卵细胞,1个助细胞和2个极核,占观察总数的67.6%;(2)具1个卵细胞,2个助细胞和1个极核,占观察总数的32.4%。胚囊发育属大黍型。多个无孢子生殖原始细胞可以同时发育,最后形成2个或多个胚囊,其比例为17.7%。胚珠内没有有性胚囊的发育。胚的发生有两种类型:(1)早发生胚(74%),开花前1~2d,极核未分裂前卵细胞分裂形成胚;(2)迟发生胚(26%),开花后2~3d,极核分裂形成多个胚乳游离核后,卵细胞启动分裂形成胚。存在多胚现象,多胚来自不同胚囊内卵细胞的孤雌生殖,多胚发生率为13%。胚乳由极核不经受精自发分裂产生。     

龙须草无融合生殖的胚胎学证据

采用石蜡切片技术对龙须草(Eulaliopsis binata(Rotz)C.E.Hubb)进行了系统的胚胎学研究,证明龙须草为禾本科植物中一种新的无融合生殖材料.龙须草无融合生殖方式为无孢子生殖,在胚珠发育早期,多个珠心细胞特化为无孢子生殖原始细胞,由原始细胞发育为单核胚囊,经两次有丝分裂形成4核胚囊,进一步分化形成两种类型的成熟胚囊:(1)具1个卵细胞,1个助细胞和2个极核,占观察总数的67.6%;(2)具1个卵细胞,2个助细胞和1个极核,占观察总数的32.4%.胚囊发育属大黍型.多个无孢子生殖原始细胞可以同时发育,最后形成2个或多个胚囊,其比例为17.7%.胚珠内没有有性胚囊的发育.胚的发生有两种类型:(1)早发生胚(74%),开花前1～2 d,极核未分裂前卵细胞分裂形成胚;(2)迟发生胚(26%),开花后2～3 d,极核分裂形成多个胚乳游离核后,卵细胞启动分裂形成胚.存在多胚现象,多胚来自不同胚囊内卵细胞的孤雌生殖,多胚发生率为13%.胚乳由极核不经受精自发分裂产生.     

花椒精油研究进展

花椒在我国栽培面积大,产量高。近年来研究发现花椒精油具有多种药理作用和临床功能,现就20年来花椒精油的提取方法、化学组分和药理作用等研究作一综述。     

花椒ISSR-PCR反应体系的建立与优化

采用单因子试验和正交设计2种方法对影响花椒ISSR-PCR反应体系的4个因素（TaqDNA聚合酶、Mg2＋、dNTP、引物）在3个水平上进行优化试验。选用L9（34）正交设计方案,从电泳结果中直观获得影响因素的最佳组合。单因子试验分别研究各影响因素不同含量对ISSR-PCR反应的影响情况,找出最佳反应水平。结果表明,适宜花椒ISSR-PCR反应的最佳体系为：20μL的反应体系中,Taq酶1.0U,Mg2＋2.0 mmol/L,dNTP 0.2mmol/L,引物1.0μmol/L,10×PCR buffer2.5μL,50 ng模板DNA,53℃退火,35个循环。     

我国花椒害虫研究进展

危害我国花椒的害虫种类达190余种,隶属于16目82科。文章对我国广泛分布及危害严重的花椒害虫的危害特点、发生规律及防治技术进行综述,将我国花椒害虫分布及危害区分为北部、东部、西南部、华南部4个区域。北部地区的主要害虫包括5目24科30余种,危害严重的害虫为花椒窄吉丁甲、花椒桔啮跳甲、台湾狭天牛等;东部地区的主要害虫包括4目11科20余种,危害严重的害虫为台湾狭天牛、二斑黑绒天牛、吹棉蚧等;西南地区的主要害虫包括5目19科20余种,危害严重的害虫为棉蚜、桑拟轮蚧、花椒伪安瘿蚊等;华南地区的主要害虫包括3目16科20余种,危害严重的害虫为棉蚜、花椒桔啮跳甲、星天牛等。     

花椒籽黑色素提取和脱蛋白技术研究

采用二次回归正交旋转组合试验优化了花椒籽黑色素的浸提工艺,并用蛋白酶酶解-Sevag法联用脱除花椒籽黑色素中的蛋白.结果表明:影响花椒籽黑色素提取效果的因素依次为温度>NaOH浓度>料液比,花椒籽黑色素提取的优化工艺参数为NaOH浓度为1.20 mol/L,料液比为1∶24.64,温度为70℃下提取2 h,共2次,所得花椒籽色素粗品为棕黑色无定型粉末,得率为6.1%,色价为201.62,蛋白质含量为44.83%~48.63%.碱性蛋白酶脱蛋白条件为温度50℃,pH 9,加酶量为粗色素溶液(浓度为1 mg/mL)体积的6%,再用Sevag法处理3次,蛋白质脱除率可达81.23%,花椒籽黑色素色价可提高1.5倍.     

Sensory Characteristics and Antioxidant Activity of Zanthoxylum bungeanum Maxim. Pericarps

Zanthoxylum bungeanum extracts were prepared using seven solvents: water, methanol, ethanol, acetic acid, ethyl acetate, chloroform, and benzene. The volatile composition in the extracts was qualitatively analyzed using headspace solid‐phase microextraction coupled with gas chromatography mass spectrometry detection, and the alkylamide composition was determined using high‐performance liquid chromatography. The extract compositions differed with respect to the solvents. A total of 49 volatile components belonging to four groups, terpenoids, alcohols, esters, and ketones, were identified in the extracts. The Z. bungeanum extracts were either ester or terpenoid type, dominated by linalyl acetate. The extracts were divided into three distinct groups based on principal component analysis and hierarchical clustering analysis. Water, methanol, and ethanol extracts could be applied in the food and pharmaceutical industries.     

The complex genome and adaptive evolution of polyploid Chinese pepper (Zanthoxylum armatum and Zanthoxylum bungeanum)

Zanthoxylum armatum and Zanthoxylum bungeanum, known as ‘Chinese pepper’, are distinguished by their extraordinary complex genomes, phenotypic innovation of adaptive evolution and species-special metabolites. Here, we report reference-grade genomes of Z. armatum and Z. bungeanum. Using high coverage sequence data and comprehensive assembly strategies, we derived 66 pseudochromosomes comprising 33 homologous phased groups of two subgenomes, including autotetraploid Z. armatum. The genomic rearrangements and two whole-genome duplications created large (~4.5 Gb) complex genomes with a high ratio of repetitive sequences (>82%) and high chromosome number (2n = 4x = 132). Further analysis of the high-quality genomes shed lights on the genomic basis of involutional reproduction, allomones biosynthesis and adaptive evolution in Chinese pepper, revealing a high consistent relationship between genomic evolution, environmental factors and phenotypic innovation. Our study provides genomic resources and new insights for investigating diversification and phenotypic innovation in Chinese pepper, with broader implications for the protection of plants under severe environmental changes.     

花椒呈香部位的气相色谱指纹图谱研究

采用气相色谱分析技术对代表性产地的13批花椒水蒸气蒸馏-乙醚萃取物进行了比较,建立了花椒水蒸气蒸馏-乙醚萃取物化学成分的指纹图谱,在本文采用的条件下,花椒图谱具有较好的特征性,可作为花椒蒸馏法精油的专属性指纹图谱。     

花椒挥发油的化学成分分析

在实验室条件下,采用常压水蒸气蒸馏法提取花椒中的挥发油并用气相色谱．质谱连用仪分析了挥发油的化学成分及其百分含量,通过测定,从挥发油中分离出了100余种化合物,共鉴定出52种,占挥发油总量的61．47％,其中绝大多数为萜类化合物及其衍生物,萜烯醇含量高达20．03％,桉油精为5．57％,胡椒酮为4．6％。     

花椒园昆虫群落结构及时间动态的聚类分析

【目的】通过调查花椒园生态系统中昆虫群落的组成,分析其动态及其时空特征,评价花椒园昆虫各亚群落间的相互关系,旨在为花椒园立体农业的构建及其害虫的生态调控提供科学依据。【方法】采取5点取样法,调查记录枝条和树干上的昆虫种类和数量。同时采用糖醋液诱集、黄板诱集、滴水黄盘诱集、目测和网捕等方法调查。利用群落特征指数对群落的基本特征进行分析,采用系统聚类方法对各群落特征指数时间动态进行分类。【结果】通过对花椒园昆虫群落的系统调查,共查到花椒园昆虫(包括蜘蛛类)359种,隶属19目148科。半翅目相对丰盛度最高,为0.3036,其次为蜘蛛类,其相对丰盛度为0.2033。在分析花椒园昆虫群落结构的基础上,对花椒园昆虫群落进行聚类分析。结果表明,对不同时期的总群落、亚群落进行模糊聚类,其结果显示:总群落的24次调查结果可以聚为9类,阈值T=0.98,3月20日,5月20日,3月30日,4月28日,4月10日,10月10日各分为一类,10月20日、10月30日、11月12日为一类,其余归为一类;天敌亚群落调查结果聚为7类,T=0.95,3月20日,5月30日,11月12日,3月30日各自归为一类,4月20日、4月28日归为一类,4月10日、10月30日归为一类,其余归为一类;非天敌亚群落调查结果聚为9类,T=0.97,3月20日、3月30日、5月20日、6月20日、9月30日、10月10日各自归为一类,6月10日和6月30日归为一类,10月20日、10月30日、11月12日归为一类,其余归为一类。【结论】聚类结果反映了群落状况的季节差异,聚类交替现象反映了群落结构复杂性,聚类结果的复杂性反映了各时期的非生物因素对群落动态有较大影响。     

Anti-Inflammatory and Anti-Osteoclastogenesis Activities of Different Kinds of Zanthoxylum bungeanum Seed Oil in Vitro

Our previous study has exhibited that one kind of Zanthoxylum bungeanum seed oil (ZSO), extracted from Zanthoxylum bungeanum seed, had inhibitory effects on osteoclastogenesis. However, the anti-osteoclastogenesis activities of different kinds of ZSO are scarcely reported. Since inflammation is related to bone loss and osteoporosis, in this study, three kinds of ZSO, Zanthoxylum schinifolium Siebold et Zucc seed oil (ZSSO), Zanthoxylum armatum DC. seed oil (ZDSO) and Zanthoxylum bungeanum maximum seed oil (ZBSO), were obtained with Soxhlet extraction and their fatty acid constituents were detected by GC-FID. RAW264.7 macrophages induced by lipopolysaccharide (LPS) were used to evaluate the inhibitory effects of three kinds of ZSO on inflammation via detecting the expression levels of inflammatory factors by RT-qPCR. Moreover, RANKL-induced osteoclastogenesis was applied to demonstrate the anti-osteoclastogenesis activities of them through tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) staining and RT-qPCR. The GC-FID results exhibited that the highest constituent in ZSSO and ZDSO was oleic acid (OA) and palmitoleic acid (PLA), respectively. While linoleic acid (LA) and α-Linolenic acid (ALA) in ZBSO were dominant. At the concentration of 0.5 μL/mL, all three kinds of ZSO could decrease the expression levels of inducible NO synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2), tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), interleukin-1 beta (IL-1β) in LPS-induced macrophages. At the concentration of 0.25 μL/mL, only ZSSO could decrease the expression levels of iNOS and COX-2, which implied the inhibitory effects of ZSSO were stronger than other ZSOs. The number of RANKL-induced osteoclasts and the expressions of nuclear factor kappa-B (NF-κB), TNF-α and IL-6 in the cells were decreased after being treated with ZSOs at the concentration of 0.5 μL/mL, while the number of RANKL-induced osteoclasts after treated with ZBSO were less than those treated with other ZSOs, this indicated that the anti-osteoclastogenesis effect of ZBSO were stronger than other ZSOs. In conclusion, the fatty acid compositions of three major kinds of ZSO were compared and the content of unsaturated fatty acids especially ω-3 polyunsaturated fatty acids in ZBSO were the highest among them. All ZSOs tested had anti-inflammatory and anti-osteoclastogenesis activities. And their anti-osteoclastogenesis effects might be related to the suppression of the NF-κB pathway.