栀子对自然降温的适应性研究

以多年生栀子为材料,对其在自然降温过程中的适应性进行了研究。结果表明：随温度的降低,低温半致死温度不断降低;渗透调节物可溶性糖、可溶性蛋白含量增加,淀粉含量下降;内源激素ABA含量上升,与低温半致死温度呈负相关（相关系数为 －0.967 3）,GA含量下降与低温半致死温度呈正相关（相关系数为0.812 5）。综上所述在自然降温过程中,这些物质的适应性变化导致低温半致死温度的下降,从而使栀子的抗寒性增强,能很好的适应栽培地的低温条件而安全越冬。     

IBA和ABT对曼地亚红豆杉插穗生根的影响

红豆杉属(Taxus Linn.)植物为红豆杉科(Taxaceae)常绿乔木或灌木.由于红豆杉属植物含有的紫杉醇(taxol)等活性化合物对卵巢癌、乳腺癌效果显著,因而资源需求量剧增,导致野生资源遭到毁灭性破坏.     

不同光强对曼地亚红豆杉抗寒性的影响

用生理生化的方法从低温半致死温度、自由水、束缚水含量、渗透调节物质含量及内源激素含量等生理指标研究了不同光强对曼地亚红豆杉(Taxus media cv. Hicksii)抗寒性的影响,各项所得结果趋于一致,确定了曼地亚红豆杉抗寒性的大小顺序为:自然光、一层遮荫、二层遮荫。同时也表明将这几项指标结合起来评定植物的抗寒性大小效果较好。     

细菌肥料Agr、PfPt和Mic对曼地亚红豆杉幼苗生长和次生代谢物含量的影响

运用单因素随机区组设计,在田间栽培条件下,对曼地亚红豆杉(Taxus media Rehder)1年生幼苗施用3种细菌肥料﹝放射性土壤杆菌肥料(Agr)、荧光假单胞菌肥料(PfPt)和微球菌肥料(Mic),浓度为2×107 CFU·mL-1,施肥2次﹞,对翌年生长期幼苗株高和冠幅的增长量变化以及枝叶中4种次生代谢物﹝紫杉醇、三尖杉宁碱、10-去乙酰紫杉醇和10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ(10-DAB Ⅲ)﹞含量进行比较分析。结果表明：施用Agr、Mic和PfPt后的翌年11月份,曼地亚红豆杉幼苗株高和冠幅的增长量均大于CK(不施肥,对照)组,其中,施用PfPt后幼苗株高增长量最大,且显著高于CK组(P<0.05);施用Mic后幼苗的冠幅增长量最大,但与CK组间无显著差异(P>0.05)。施用Agr、Mic和PfPt后枝叶中紫杉醇、三尖杉宁碱和10-DABⅢ含量均显著高于CK组,其中,施用Mic后紫杉醇含量最高,施用PfPt后三尖杉宁碱和10-DAB Ⅲ含量最高,且总体上显著高于其他处理组;施用Mic后10-去乙酰紫杉醇含量最高,且显著高于CK组及其他处理组,而施用Agr和PfPt后10-去乙酰紫杉醇含量与CK组无显著差异。研究结果显示：施用Agr、Mic和PfPt均对曼地亚红豆杉幼苗生长以及枝叶中次生代谢物积累有一定的促进作用,但不同细菌肥料的促进效应存在差异,因此,在曼地亚红豆杉的栽培过程中应根据不同需求选择适宜的细菌肥料。     

不同施肥处理对曼地亚红豆杉‘Hicksii’生长和紫杉醇含量的影响

采用L9（3^4）正交实验设计,研究了温室盆栽和田间栽培条件下,不同氮、磷、钾施用水平对曼地亚红豆杉‘Hicksii’（Taxus media‘Hicksii’）生长及紫杉醇含量的影响。结果表明,不同的氮、磷、钾施用水平对曼地亚红豆杉‘Hicksii’盆栽苗和田间栽培苗的生长量、枝叶产量和紫杉醇含量有显著影响,影响效应从大至小依次为氮、磷、钾。根据生长综合指标确定最有利于曼地亚红豆杉幼苗生长的氮、磷、钾施用量分别为400、66和200mg·L^-1;最有利于紫杉醇积累的氮、磷、钾施用量分别为200、66和133mg·L^-1。此外,曼地亚红豆杉‘Hicksii’田间栽培苗的生长量、枝叶产量和紫杉醇含量显著高于盆栽苗。     

曼地亚红豆杉RAPD反应体系与程序的优化

以曼地亚红豆杉为研究对象,采用L16(45)正交组合实验和单因素梯度实验对MgCl2、dNTP、随机引物、Taq酶、模板DNA浓度和退火温度、循环次数等影响RAPD扩增的重要因素进行优化,以期建立最优的RAPD反应体系与程序。实验结果表明,各因素最适条件为:25μLPCR反应体系中10×Buffer2.5μL,MgCl21.5mmol/L,dNTP0.2mmol/L,随机引物0.6μmol/L,Taq酶1.0U,模板DNA80ng;退火温度为37℃,循环次数为45次。     

曼地亚红豆杉春梢生长过程生理生化变化研究

测定自然生长状态下曼地亚红豆杉春梢的生理生化指标(过氧化物酶、蛋白质、硝态氮),以了解和研究它们的变化趋势。结果表明,过氧化物酶活性、蛋白质含量和硝态氮含量的变化都呈现出先升后降的过程;在春梢生长的第4～8天都为积累上升过程,到第8天达到了最大值;8～12 d过氧化物酶活性和蛋白质含量急剧下降,硝态氮含量也在8～28 d间下降幅度较大;1 2 d或28 d之后过氧化物酶活性、蛋白质含量和硝态氮含量都维持较低的水平,但变化幅度不大。因此,在自然状态下,应及时给予土壤更多的肥料,才能为植物供给营养并为其生长提供充足的条件。     

曼地亚红豆杉植株中GGPP合成酶的克隆与分析

从 5年生曼地亚红豆杉 (Taxusmedia)的当年生新鲜枝叶中提取分离出mRNA ,然后根据已知植物的牛儿基牛儿基焦磷酸合成酶基因 (GGPPS基因 )DNA序列保守区设计特异简并引物。RT PCR获得了一条大小约 60 0bp的扩增谱带 ,回收该特异谱带并进行TA克隆 ,蓝白斑筛选 ,得到若干阳性克隆。经过质粒大小比较和PCR验证后 ,进行序列测定和同源性比较。发现该序列属于GGPP合成酶的片断 ,与Taxuscanadensis (AAD 1 60 1 8 1 )和Abiesgrandis (AAL1 761 4 2 )的GGPP合成酶相应区段的氨基酸序列一致性为 98%和 86%。蛋白质序列分析发现该序列含有一个特征的异戊二烯合成酶保守的结构域。进化树分析表明 ,曼地亚红豆杉GGPPS在进化上位于植物类 ,靠近古细菌类。曼地亚红豆杉GGPPS基因的克隆为研究红豆杉生产紫杉醇的分子机理和转基因植株的构建奠定了良好的基础。     

曼地亚红豆杉对甲醛胁迫的生理响应

以一年生曼地亚红豆杉(Taxus media cv.hicksii)扦插苗为材料,采用密闭箱静态熏气法,研究不同甲醛（CH₂O）浓度(0、5、10、20和40 mg·m^-3)和熏气时间（1、3、5、7 d）对曼地亚红豆杉的生理响应。结果显示:（1）在5~20 mg·m^-3CH₂O浓度下,曼地亚红豆杉叶片均无受害症状,在40 mg·m^-3CH₂O熏气1 d时,叶片开始出现受害症状,并随时间的延长逐渐加重;（2）随着CH₂O浓度的增加和熏气时间的延长,叶片MDA、Pro含量和相对电导率皆呈增加趋势,SS含量表现为先升后降,但仍显著高于对照;（3）在5 mg·m^-3CH₂O处理下,叶片SOD、CAT、PPO和GR作为第一道防线共同作用以清除过多的活性氧,其中PPO最为敏感;在10、20 mg·m^-3CH₂O处理下,SOD、POD、CAT、PPO、APX和GR共同作用加快对活性氧的清理;在40 mg·m^-3CH₂O浓度下,各酶的活性均受到抑制,其中APX、PPO和GR活性显著低于对照,而SOD、POD和CAT活性仍显著高于对照。研究表明,在中低CH₂O浓度（5~20 mg·m^-3）处理下,曼地亚红豆杉主要通过合成渗透调节物质和活性氧自由基的酶促清除机制共同作用来适应逆境,在40 mg·m^-3CH₂O浓度下,APX、PPO、GR活性受到显著抑制,细胞膜过氧化程度加剧,植物叶片受到伤害;在CH₂O浓度低于20 mg·m^-3时,曼地亚红豆杉通过自身的应激保护系统来维持正常的生理活动,表现出较强的CH₂O耐受性。     

曼地亚红豆杉‘Hicksii’花粉活力检测条件优化和适宜诸藏温度分析

采用单因素实验设计对适宜于曼地亚红豆杉‘Hicksii’(Taxus media‘Hicksii')花粉活力检测的TTC染色法和离体培养法的实验条件进行了选择,并采用优化条件研究了在25℃～-196℃条件下储藏13周花粉活力的变化.结果表明:采用TTC染色法测定的花粉活力均高于离体培养法.在TTC染色法的3个影响因素(染液pH、TTC浓度和染色温度)中,染液pH对检测结果有极显著影响,而染色温度和TTC浓度则无显著影响,但温度对染色速率有影响.在离体培养法的3个影响因素(培养基中蔗糖添加量、H3BO3和Ca(NO3)2浓度及培养温度)中,蔗糖添加量对检测结果有极显著影响,在含质量体积分数15％蔗糖的培养基上花粉活力最高,而在含质量体积分数20％和25％蔗糖的培养基上花粉均不能萌发;在含100和200 mg ·L-1H3BO3的培养基中添加200 mg·L-1Ca(NO3)2均能显著提高花粉活力;培养温度对花粉萌发速率有影响但对花粉活力没有明显影响.TTC染色法的最优检测条件为:用5.0g·L-1TTC染液(pH 7.0)在35℃下染色2.0h;离体培养法的最优检测条件为:用含质量体积分数15％蔗糖、100 mg·L-1H3BO3和200 mg·L-1Ca(NO3)2的培养基暗培养4d.在25℃、4℃、0℃、-20℃、-80℃和-196℃条件下储藏13周,‘Hicksii'花粉活力和保持时间有明显差异,其中,于-80℃和-196℃储藏3d 花粉就丧失活力;于25℃和-20℃储藏7周、4 ℃储藏10周,花粉仍有一定的活力;而在0℃条件下花粉活力最高,且储藏11周花粉仍有活力.推测曼地亚红豆杉‘Hicksii’花粉对低温的抗性较差,0℃为其适宜的储藏温度.     

红豆杉营养器官的解剖学研究

通过对红豆杉营养器官的解剖学研究,阐明其根、茎、叶的结构特征,为红豆杉的开发利用研究提供了解剖学依据。研究结果表明红豆杉营养器官具有以下特征：（1）根、茎、叶中均无树脂道;（2）根、茎皮层中均有含单宁类物质的细胞分布;（3）根、茎中均有石细胞分布,（4）叶气孔器为双环型,略内陷;（5）根为二原型,（6）幼根的内皮层具凯氏带加厚,中柱鞘细胞富含单宁类物质;（7）根的次生维管组织中射线发达。     

罗汉果营养器官的结构

1.罗汉果根、茎、叶的结构与葫芦科其它植物大致相似;不同之处有三方面：(1)叶子主脉中维管束为5个：(2)叶子中有硅质细胞成群分布;(3)块根具异常次生生长;在次生木质部中围绕导管形成形成层,由之分化出多个具韧皮部与木质部的小维管束。2.叶中的硅质细胞分布于表皮、栅栏组织、海绵组织中,多个细胞集合在一起。其细胞壁加厚并硅质化,细胞内容物消失。推测与增加叶子的支持力量有关。3.罗汉果雌株叶子上、下表皮气也数之比为0.04,雄株为0.03,比值均很低,同时根据叶的解剖结构推测罗汉果为C3植物。4.雌株叶子下表皮单位面积气孔数比雄株的多26%,差异很显著,值得进一步研究简化观察统计方法,以用于鉴别幼苗的性别。     

潮滩红树植物抗低温适应的生态学研究

采用电导法定量测定了中国东南沿海红树植物叶片的抗寒力变化。结果表明;(1)海南琼山东寨港主要红树种类冬季抗寒力(半致死温度)介于-2.3～-6.8℃之间,其中红树科植物抗寒力较强,多数种类属于低温敏感性相对较弱的L类型;海桑科和楝科红树种类抗寒力较弱,属于低温敏感性较强的H类型。(2)随纬度升高(个别地点除外),秋茄(Kandelia candel)、桐花树(Aegiceras corniculatum)和红海榄(Rhizophors,stylosa)抗寒力增强,呈现种群分化趋势。(3)同一地点,秋茄和桐花树抗寒力有明显季节变化：夏季最低,秋冬两季高于春季。(4)同一群落内,生长于中潮区滩面的秋茄抗寒力强于高潮区,但桐花树抗寒力在各个滩面相差木大。(5)秋茄和桐花树树冠上不同部位叶片的抗寒力不同,由表及里,由上至下,呈降低趋势。红树叶片抗寒力的种群分化、季节变化和部位差异是其趋异适应的结果,有益于红树植物的生存和繁育。     

植酸对红豆杉细胞悬浮培养影响作用的研究

针对红豆杉细胞培养中经常遇到的褐变问题,以植酸做抗氧化剂,添加到悬浮细胞培养基中,能提高细胞鲜重,明显抑制细胞多酚氧化酶和过氧化物酶活性,从而有效地控制细胞褐变,促进红豆杉悬浮细胞生长。以005%浓度的添加效果最好。     

川芎叶精油的化学成分

用毛细管气相色谱和色谱-质谱-计算机联用系统对不同时期采摘的川芎叶精油化学成分进行了研究。从50m×0.25mm键合甲基硅酮弹性石英毛细管柱分离出来的202个和200个色谱峰中,初步鉴定出44个组分。其主要成分随采摘季节不同而有所不同。川芎有效成分之一——藁本内酯在早期(1986、3)采摘的叶精油中含量只有0.36％,而在较晚(1986、4)采摘的叶精油中达16.92％。     

湖北红豆杉属一栽培新变种及其生物学特性

荆江红豆杉〔Ｔａｘｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｐｉｌｇｅｒ）Ｒｅｈｄｃｖ．‘ｊｉｎｇｊｉａｎｇｅｎｓｉｓ’Ｙ．Ｊ．Ｆｅｉｃｖ．ｎｏｖ．〕是笔者于１９９６年在湖北荆州古城庭园观赏树种南方红豆杉〔Ｔ．Ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｐｉｌｇｅｒ）Ｒｅｈｄ．ｖａｒ．ｍａｉｒｅｉ（ＬｅｍéｅｅｔＬéｖｌ．）ＣｈｅｎｇｅｔＬ．Ｋ．Ｆｕ〕居群中发现的一栽培变种,并详细观察研究了它的生物学特性,以期为保护扩繁这一新种质资源提供科学依据。图１　荆江红豆杉的雄球花Ｆｉｇ．１　ＴｈｅｍａｌｅｃｏｎｅｆｒｏｍＴ．ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（…     

EVOLUTIONARY ADAPTATION TO TEMPERATURE. III. ADAPTATION OF ESCHERICHIA COLI TO A TEMPORALLY VARYING ENVIRONMENT

Six lines of the bacterium Escherichia coli were propagated for 2,000 generations in a temporally varying environment. The imposed environmental regime consisted of alternating days at 32°C and 42°C, with rapid transitions between them. These derived lines are competitively superior to their ancestor in this variable temperature regime. We also measured changes in the fitness of these lines, relative to their common ancestor, in both the constant (32°C and 42°C) and transition (from 32°C to 42°C and from 42°C to 32°C) components of this temporally varying environment, to determine whether the bacteria had adapted to the particular constant temperatures or the transitions between them, or both. The experimentally evolved lines had significantly improved fitness in each of the constant environmental components (32°C and 42°C). However, the experimental lines had not improved in making the sudden temperature transitions that were a potentially important aspect of the temporally variable environment. In fact, fitness in making at least one of the transitions (between 32°C and 42°C) unexpectedly decreased. This reduced adaptation to the abrupt transitions between these temperatures is probably a pleiotropic effect of mutations that were responsible for the increased fitness at the component temperatures. Among the six experimental lines, significant heterogeneity occurred in their adaptation to the constant and transition components of the variable environment.     

EVOLUTIONARY ADAPTATION TO TEMPERATURE. VII. EXTENSION OF THE UPPER THERMAL LIMIT OF ESCHERICHIA COLI

What factors influence the ability of populations to adapt to extreme environments that lie outside their current tolerance limits? We investigated this question by exposing experimental populations of the bacterium Escherichia coli to lethally high temperatures. We asked: (1) whether we could obtain thermotolerant mutants with an extended upper thermal limit by this selective screen; (2) whether the propensity to obtain thermotolerant mutants depended on the prior selective history of the progenitor genotypes; and (3) how the fitness properties of these mutants compared to those of their progenitors within the ancestral thermal niche. Specifically, we subjected 15 independent populations founded from each of six progenitors to 44°C; all of the progenitors had upper thermal limits between about 40°C and 42°C. Two of the progenitors were from populations that had previously adapted to 32°C, two were from populations adapted to 37°C, and two were from populations adapted to 41–42°C. All 90 populations were screened for mutants that could survive and grow at 44°C. We obtained three thermotolerant mutants, all derived from progenitors previously adapted to 41–42°C. In an earlier study, we serendipitously found one other thermotolerant mutant derived from a population that had previously adapted to 32°C. Thus, prior selection at an elevated but nonlethal temperature may predispose organisms to evolve more extreme thermotolerance, but this is not an absolute requirement. It is evidently possible to obtain mutants that tolerate more extreme temperatures, so why did they not become prevalent during prior selection at 41–42°C, near the upper limit of the thermal niche? To address this question, we measured the fitness of the thermotolerant mutants at high temperatures just within the ancestral niche. None of the four thermotolerant mutants had an advantage relative to their progenitor even very near the upper limit of the thermal niche; in fact, all of the mutants showed a noticeable loss of fitness around 41°C. Thus, the genetic adaptations that improve competitive fitness at high but nonlethal temperatures are distinct from those that permit tolerance of otherwise lethal temperatures.     

季节及人工低温对大蟾蜍肌组织ATP酶的影响研究

本文研究了大蟾蜍心肌和腓肠肌肌球蛋白钙激活ATP酶的活性。实验结果显示,大蟾蜍心肌和腓肠肌肌球蛋白钙激话ATP酶活性具有不同的季节变化规律。并且这种酶活性的季节变化不受人工低温环境因素的影响。此外,大蜍蟾心肌中ATP酶的活性始终高于腓肠肌的。上述酶活性的变化均具有一定的生理意义。