对瑞典植物生理学科的专业考察报告

1986年4月6日到24日,我有机会对瑞典进行了20天访问。访问期间先后参观了隆德(Lund)大学植物生理研究所、斯德哥尔摩(Stockholm)大学植物生理研究所、乌普萨拉(Uppsala)大学植物生理系、瑞典农业大学(Uppsala)植物生理系、哥德堡大学(Gothenburg)植物生理系、Alnarp Biotron(生物气候室)(Lund附近)、瑞典农业大学人工气候室(位于斯德哥尔摩)、斯德哥尔摩的Bergianus植物园和哥德堡植物园,此外,还访问了瑞典农业大学园艺系、哥德堡大学的化学生态系、哥德堡大学     

动物避暑掇趣

炎热的夏季,人们用电扇、空调等现代化设施降温避暑。一些动物虽没有人类的高级智慧,但却有着一些别具一格的避暑良方。撒哈拉沙漠中有一种蜘蛛,每当到了夏季,它便在沙丘里挖一个深达40厘米的圆柱形井,并在井口织一张密密的网挡住阳光,它便躲在井下纳凉。沙漠中还有一种狐狸,白天藏在太阳晒不到的洞穴或岩石裂缝中,晚上才出来捕食。生活于澳大利亚沙漠中的袋鼠,在阳光灼人找不到可以躲避太阳的遮避物时,便一个个站在电线杆的阴影处,一直等到太阳下山。美洲东南部沙漠中的袋鼠,白天炎热的时候退到洞穴中,塞住洞口,以保持里面的温度和湿度,     

光质、光照时间和振荡对‘紫叶’酢浆草叶感夜性运动的影响

为探究光质、光照时间和振荡对‘紫叶’酢浆草(Oxalis triangularis ‘Purpurea’)叶片感夜性运动的影响,在人工气候室中调控光质、光照时间,利用振荡器进行振荡处理,并用摄像机记录叶片的运动状态。结果表明,波长越长,叶片展开越快;波长越短,叶片闭合越慢。持续3 d光照,除红光下叶片仅在18:00时有开闭的变化外,其他5种光质下叶片均不会闭合;12 h/12 h (光照/黑暗)光周期持续3 d,早上叶片展开需45～61 min,夜晚叶片完全闭合需85～120 min,且除白光外的5种光质下,叶片在早上8:00光照前已展开;持续黑暗叶片仍可以每天展开3～5h。振荡可以改变夜间运动方式,300r/min振荡0.5～6 h,叶片在振荡时不会完全闭合,只闭合至60°左右;振荡时间越长,停止振荡后叶片闭合速率越快,但振荡2 h后停止振荡,叶片则不闭合,所以植物对于外界应力的适应能力存在一定的范围。在园林中应用‘紫叶’酢浆草时,可以利用短波长光照,延长叶片的展开时间,增加其观赏效果,以及在中午时段避免暴晒。     

水稻子房培养中助细胞无配子生殖的稳定性及其发育条件的探讨

通过本文的实验研究,表明助细胞无配子生殖是水稻未传粉子房培养中不易受培养条件影响的一个稳定特性。无配子生殖原胚的诱导不完全依赖外源激素,不一定必需子房直接接触培养基,对有无光照也没有严格要求;但原胚的继续生长发育则需要在适当的外源激素,子房的液体漂浮培养和黑暗条件下才能顺利进行。     

真菌Mucor amphibiorum RCS1中一个类S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶基因的蓝光诱导表达

【目的】确定真菌Mucor amphibiorum RCS1中一个类S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶基因(S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase-like,sahhl)受蓝光诱导表达。【方法】以真菌M.amphibiorum RCS1为研究对象,在随机PCR过程中从中获得了一段555 bp长度的DNA序列。以地高辛对这段已知序列进行标记制备探针,通过Northern杂交检测M.amphibiorum RCS1菌丝体培养过程中,由黑暗到蓝光再到黑暗这一光照条件改变的情况下,sahhl基因的转录情况。同时结合应用real-time PCR方法进行分析检测。【结果】经过比对确定这段555bp序列与已经发表的人(Homo sapiens)、家鼠(Mus musculus)和部分真菌的S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶基因sahh有较高的同源性。因此,初步确认这段mRNA序列来自M.amphibiorum RCS1的一个类S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶基因。sahhl基因在黑暗预培养24 h的情况下,蓝光诱导24 h时通过Northern杂交和real-time PCR均可从菌丝体中检测到sahhl基因的大量转录。但sahhl基因在黑暗预培养48 h的情况下,通过real-time PCR没有检测到sahhl基因的大量表达。【结论】上述结果说明,蓝光可以诱导M.amphibiorum RCS1中生长旺盛的菌丝体中sahhl基因的表达。     

不同光照周期下鲇仔鱼的日摄食节律

水温23±1℃时,对鲇仔鱼自然光照、持续光照和持续黑暗下的日摄食节律研究表明,3种光照周期下,鲇仔鱼有明显的日摄食节律.持续光照与自然光照的日摄食节律基本一致,但持续黑暗与自然光照的日摄食节律不同;鲇仔鱼在自然及持续光照周期下均属典型的夜晚摄食类型,而在持续黑暗周期下不属于此类型;光照周期的改变对鲇仔鱼日摄食率的影响显著(P<0.05).     

从agarose胶回收DNA的方法

到目前为止,已经建立了很多从agarose胶回收DNA的方法,但所有这些方法中没有一种令人完全满意。两个主要的问题是:第一,大部分agarose均被硫粘多糖所污染,当抽提DNA时,它们被一起抽提出来。     

在光、暗及高温下氧与鱼腥藻7120固氮的关系

鱼腥藻7120从光转暗不同时间后，照光检测固氮活性的损失速度与氧量直接相关。在黑暗12小时后，复光时的活性恢复被氧霉素、氯化铵或38—40℃空气氧所阻遏，黑暗中生成的酶易被氧失活。在光下和黑暗中短时暴露于不同氧压时，黑暗中氧引起固氮活性的下降比光下快得多。抗坏血酸大大减少高氧引起的失活，高温可能增加固氮酶活性对氧的敏感性。在光下100％O2处理120分钟，活性没有进一步下降，也没有活性的恢复，没有观察到构型保护。讨论了环境条件与氧保护的关系。     

万物生长靠什么?

“万物生长靠太阳” ,这是多少年来人们从实际生活中总结出来的一个公认的事实。的确 ,地球上的各种生物 ,皆因靠了太阳发出的光和热才能生机勃勃。可以这样说 ,没有太阳带给地球的光和热 ,地球上具有生命的东西就难以正常生存。一句话 ,太阳孕育和哺育着地球的生命。然而 ,近年来科学家们研究发现 :月球对地球的影响远大于太阳。美国太空总署的科学家谢鲁·皮尔逊博士研究指出 ,在太阳系最初形成时 ,月球即受到地球的吸引 ,成为它的卫星。在月球被扯到靠近地球的过程中 ,月球曾经对地球产生出了极大的影响。当月球靠近地球时 ,地球表面的海…     

葡萄糖和δ-氨基酮戊酸促进水稻在黑暗中合成叶绿素

本研究检测单子叶被子植物水稻(Oryza sativa L.)在完全黑暗中是否能合成叶绿素.以5 cm高的水稻黄化幼苗为研究材料,在黑暗中用不同浓度的葡萄糖和δ-氨基酮戊酸(δ-aminolevulinic acid, ALA)处理之.定时采收叶片检测其叶绿素、原卟啉Ⅸ (Proto)、 Mg-原卟啉Ⅸ (Mg-Proto)及原叶绿酸酯(Pchlide)的含量,并计算它们的卟啉的摩尔百分比.在黑暗中12 d,水稻幼苗的叶绿素从2.5 μg/g增加到7.5 μg/g,但叶绿素总量从0.36 μg/g增至3.6 μg/g.在黑暗中未经处理的幼苗Proto、Mg-Proto及Pchlide的摩尔百分比分别为65%、27.5%和7.5%; 而光照下幼苗相应的摩尔百分比分别为42.5%、35.0%和22.5%.在黑暗中用葡萄糖处理水稻黄化幼苗2 d,其卟啉的摩尔百分比即可恢复到正常值(如光照下之相同比例).在黑暗中以3%和6%的葡萄糖处理水稻黄化幼苗2 d,其叶绿素含量分别增加2.5和4.0倍;若同时辅以1 mmol/L δ-氨基酮戊酸,其叶绿素含量分别增加22和24倍.因此,被子植物在黑暗中可以合成叶绿素;葡萄糖或δ-氨基酮戊酸可以促进被子植物在黑暗中合成叶绿素;葡萄糖和δ-氨基酮戊酸并用有加成作用.葡萄糖或δ-氨基酮戊酸促进水稻在黑暗中合成叶绿素的生理机制有待研究.     

葡萄糖和δ—氨基酮戊酸促进水稻在黑暗中合成叶绿素

本研究检测单子叶被子植物水稻（Oryza sativaL.)在完全黑暗中是否能合成叶绿素。以5cm高的水稻黄化幼苗为研究材料,在黑暗中用不同浓度的葡萄糖和δ-氨基酮戊酸（δ-aminolevulinic acid,ALA)处理之,定时采收叶片检测其叶绿素,原卟啉Ⅸ（Proto),Mg-原卟啉Ⅸg-Proto)及原叶绿酸酯（Pchlide)的含量,并计算它们的卟啉的摩尔百分比。在黑暗中12d,水稻幼苗的叶绿素从2.5μg/g增加到7.5μg/g,但叶绿素总量从0.36μg/g增至3.6μg/g。在黑暗中未经处理的幼苗Proto,Mg-Proto及Pchlide的摩尔百分比分别为65%,27.5%和7.5%;而光照下幼苗相应的摩尔百分比分别为42.5%,35.0%和22.5%。在黑暗中用葡萄糖处理水稻黄化幼苗2d。其卟啉的摩尔百分比即可恢复到正常值（如光照下之相同比例）。在黑暗中以3%和6%的葡萄糖处理水稻黄化幼苗2d,其叶绿素含量分别增加2.5和4.0倍;若同时辅以1mmool/Lδ-氨基酮戊酸,其叶绿素含量分别增加22和24倍,因此,被子植物在黑暗中可以合成叶绿素;葡萄糖或δ-氨基酮戊酸可以促进被子植物在黯部合成叶绿素;葡萄糖和δ-氨基酮戊酸并用有加成作用。葡萄糖或δ-氨基酮戊酸促进水稻在黑暗中合成叶绿素在生理机制有待研究。     

作为生物的“人类”

正美国动画片《狮子王》中有这样一段对话:木法沙:一个国王的统治就跟太阳的起落是相同的。总有一天,太阳将会跟我一样慢慢下沉,并且在你当国王时一同上升。辛巴:这一切都是我的吗?木法沙:所有的一切。辛巴:阳光能照到的所有东西!那有阴影的地方呢?木法沙:那在我们的国度之外,你绝不可以去那个地方。辛巴:我以为国王可以随心所欲呀!     

花生入地结荚原因的研究

黑暗是花生入地结荚的必要条件,机械刺激也可使处于光照下的子房膨大形成荚果。黑暗或机械刺激单独可使花生结荚,不必同时存在。这种地上荚果的种子发育充分,可正常发芽生长。红、绿、蓝和紫色光线以及弱光可使子房大大延长,但只略微膨大,发育不正常。花生荚果在土中发育到子叶形成期及真叶分化期后,已经完成入地结荚的特殊内在要求。可以认为,子叶形成期及真叶分化期是花生入地结荚的阈时。     

拟南芥低温黑暗发芽基因的鉴定及QTL定位

低温发芽是一个重要农艺性状,提高作物的耐寒性并确定控制低温发芽的基因是一个全球性的重大育种课题。通过对300多份拟南芥种子进行发芽试验,鉴定了低温黑暗下发芽的自然变异,并比较了两种生态型Bay-0和Shahdara低温黑暗下的发芽特性,这种自然变异被用来鉴定低温黑暗中发芽基因的遗传位点;利用这两个生态型杂交产生的重组近交系,结合分子标记和QTL方法,检测到种子在低温黑暗下发芽至少受6个QTL所控制,其中3个为主效位点,它们所解释的自然变异为61%,利用异源近亲代(HIF)验证了这3个主要QTL,为低温黑暗发芽基因的精细定位和基因克隆等研究奠定了基础。     

氧气在黑暗-水淹诱导植物叶片光合机构损伤中的作用

本研究排除了光照和根部信号的影响,在完全黑暗条件下对离体叶片进行水淹处理,并在处理过程中分别通入空气或者氮气来控制水淹过程中水中的含氧量。通过分析叶片叶绿素含量、活性氧含量以及叶片光化学活性的变化,探讨叶片水淹时水中缺氧因素对叶片光合机构的直接影响及作用机制。结果表明,与放置在湿润空气中的对照叶片相比,黑暗-水淹处理叶片的最大光化学效率（Fv/Fm）、捕获的激子将电子传递到QA以后的其他电子受体的概率（ψo）均发生显著下降。然而,黑暗．水淹处理36h后,叶片的叶绿素含量并未下降,叶片中H2O2含量也未大量增加。另外,黑暗一水淹导致的叶片光化学活性的下降随着水中含氧量下降的加剧而加剧,补充氧气可以缓解甚至消除这一伤害。这表明黑暗．水淹处理过程中叶片光合机构的伤害与叶片衰老或活性氧的积累无关,而是由于水中缺氧因素对光合机构的直接伤害所致。     

黄化水稻幼苗转绿期AOX1基因家族的表达与功能分析

完全黄化的水稻幼苗叶片在持续光照下总呼吸速率、交替途径的速率以及交替途径在总呼吸中的比值均上升,但以水稻AOX1基因家族3个成员的特异性片段为探针,仅观察到其中AOX1c转录本的增加。交替途径的专一性抑制剂SHAM可以降低水稻幼苗在持续光照过程中的相对光合放氧速率与叶绿素含量。同时,水稻黄化幼苗光照前黑暗处理时间越长,在恢复光照后交替途径能力的增加越显著,表现了转绿进程与交替途径之间的相关性。推测加强交替途径可能是植物缓和能量和物质需求矛盾的一个重要调控机制。     

光照下菜豆叶片抗氰呼吸与光合作用关系的分析北大核心CSCD

为了进一步了解光照下植物呼吸作用的内在机理以及呼吸作用和光合作用的关系,该文研究了在光照下菜豆(Phaseolus vulgaris)叶片抗氰呼吸与光合作用的关系。研究发现,将黑暗下生长的菜豆幼苗叶片转到光照下10 h,总呼吸、抗氰呼吸以及抗氰呼吸在总呼吸中的比例均逐步上升;光照也导致了叶片叶绿体光合放氧和CO2固定的出现及其速率的增加,但光合放氧和CO2固定速率的增加均滞后于抗氰呼吸的增加。将黑暗下生长的叶片转到光照下之前用抗氰呼吸的抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)处理叶片,发现用SHAM处理并没有导致叶片在光照下光合放氧和CO2固定速率的明显变化,这也提示了黑暗下生长的叶片转至光照的过程中,抗氰呼吸和光合作用没有产生偶联。进一步研究发现,在黑暗中对叶片施加短时间的光照能够增加抗氰呼吸在总呼吸中的比例,但短时间的光照对叶片光合CO2固定速率没有影响。这些结果表明了光照对抗氰呼吸的诱导可以不依赖于光合作用,光照可能是作为一种直接的信号去诱导抗氰呼吸。     

向日葵向阳性的初步观察

向日葵的学名是 Helianthus annuus L.,He-lianthus 是“太阳的花朵”之意,由其命名即可知向日葵有朝向太阳的习性。关于年幼的向日葵花盘随太阳光线移动的情形,在十九世纪出版的泰里也夫所著“生物观察”一书中即有详细的描写。他写道:“尚未张开的向日葵的小盘子追随着太阳整日地移动着。在早晨,全部向日葵的头转向东方,到了中午,便朝向南方。当太阳将西沉时,它们早已在向西方探望了。到了夜间,向日葵的花盘又旋转来向着东方,……向日葵的花盘张开以后,大概那时由于茎干的生长停止的缘故,便丧失这种追随太阳的能力,但是它们依旧还不变地望着光线和热量射来较多的一个方面——     

关于茭白黑粉菌的正名问题

茭白黑粉菌在文献中出现Yenia esculenta(P.Henn.)Liou及Ustilago esculenta P.Henn.两个名字。现经形态发生学的研究以明确新名字是否有效。此菌冬孢子没有休眠期,孢子成熟后在适宜的环境中即可萌发。萌发的最适pH值为6;最适温度为25％;不需要外界光的诱导,在黑暗条件下也能正常萌发;培养基中的营养成份对孢子萌发的速率有一定影响。冬孢子在不同的环境条件下,其萌发形态及方式都是稳定的:孢子萌发时产生有隔的担子或先菌丝(promycelium)。该先菌丝起初可以是无隔的,但生长到一定程度,便产生分隔,分隔多为2—4个。初生的先菌丝和小孢子是单核的,但成熟的先菌丝、小孢子及短菌丝细胞内均是双核的。可以认为,该菌的双核期在整个生活史中占有相当长的时间,它只有短暂的单核期。没有发现先菌丝、小孢子彼此之间或相互间融合的现象;未见到双核的融合及减数分裂过程。茭白黑粉菌在人工组合培养基上生成厚壁的孢子,较自然界中的冬孢子为大,但萌发方式则相同。最后作者等认为茭白黑粉菌仍应保留在Ustilago属中,而Yenia esculenta(P.Henn.)Liou的名字是无效的。     

关于茭白黑粉菌的正名问题*

茭白黑粉菌在文献中出现Yenia esculenta(P.Henn.)Liou及Ustilago esculenta P.Henn.两个名字。现经形态发生学的研究以明确新名字是否有效。此菌冬孢子没有休眠期,孢子成熟后在适宜的环境中即可萌发。萌发的最适pH值为6;最适温度为25％;不需要外界光的诱导,在黑暗条件下也能正常萌发;培养基中的营养成份对孢子萌发的速率有一定影响。冬孢子在不同的环境条件下,其萌发形态及方式都是稳定的:孢子萌发时产生有隔的担子或先菌丝(promycelium)。该先菌丝起初可以是无隔的,但生长到一定程度,便产生分隔,分隔多为2—4个。初生的先菌丝和小孢子是单核的,但成熟的先菌丝、小孢子及短菌丝细胞内均是双核的。可以认为,该菌的双核期在整个生活史中占有相当长的时间,它只有短暂的单核期。没有发现先菌丝、小孢子彼此之间或相互间融合的现象;未见到双核的融合及减数分裂过程。茭白黑粉菌在人工组合培养基上生成厚壁的孢子,较自然界中的冬孢子为大,但萌发方式则相同。最后作者等认为茭白黑粉菌仍应保留在Ustilago属中,而Yenia esculenta(P.Henn.)Liou的名字是无效的。