不同性别桑树幼苗对镉与酸雨复合处理的生长响应及镉积累差异

为研究不同性别桑树在镉(Cd)与酸雨(AR)复合处理条件下的生长与镉积累差异,本试验以‘强桑1号’(雌株)和‘农桑14号’(雄株)两种不同性别桑树为材料,研究重金属镉(100 mg·kg^-1干土)和模拟酸雨(pH 3.0)处理下,两者生物量积累和分配、最大净光合速率(A_max)和叶绿素荧光参数,以及Cd积累与分配的差异.试验共设置无Cd和AR(对照)、单独Cd、单独AR、Cd+AR复合4个处理.结果表明:单独Cd处理虽然显著增加了雌株和雄株根茎叶中Cd含量,而且雌株各部分Cd含量显著高于雄株,但是只有雄株根、茎和总生物量、最大净光合速率显著下降,而雌株除了A_max显著下降外,各部分生物量积累下降均不显著,且两者的最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(q_P)和非光化学淬灭系数(q_N)均未发生显著变化.复合处理下,雄株和雌株的总生物量、A_max均显著降低,与单独镉处理相比,雌株根和叶中的Cd含量显著升高,但雄株没有明显变化,两者的F_v/F_m、q_P没有显著变化,但q_N均显著降低.短时间处理下桑树雌株对单独镉胁迫的耐受性高于雄株,但是酸雨的加入会降低雌株对镉的耐受性,可能是因为酸雨促进雌株根系对镉的吸收,并导致叶片积累了更多的镉.     

基于生理发育时间和生长度日的烤烟生育期预测模型

利用2010-2011年在云南具有代表性的植烟县开展烤烟种植试验数据,建立基于生理发育时间和生长度日的生育期模型,再利用农业气象观测资料进行模型验证.结果表明：在移栽期之前,两种预测模型都有很好的模拟效果,平均误差日数较低,移栽期之后,受移栽、打顶等农事活动的影响,误差日数增大;使用生理发育时间法进行模拟的预测值与实测值符合度较好,尤其是在移栽期之前,平均误差日仅为2 d,预测精度明显高于生长度日法;受光周期效应的影响,生理发育时间模型在较低纬度地区的模拟效果偏差,而在较高纬度地区模拟精度较高.     

棉花生育时期及蕾铃发生发育模拟模型研究

通过定量分析南京、安阳、保定和石河子4个试验点2002年不同播期3个品种(早熟品种中棉所36号、中早熟品种中棉所35号、中熟品种中棉所41号)的生育时期与环境因子之间的动态关系,建立了基于生理发育时间(DPT)的棉花生育期、果枝出现时间及其蕾铃发育阶段的模拟模型.模型的热效应计算考虑了不同棉区昼夜温较差对棉花发育速率的影响以及薄膜覆盖的增温效应,在模型中引入了果枝始节系数(I_FIN)、日照时数因子(F_SH)和果枝节位光照系数(I_FBR).利用不同年份、生态区、基因型的试验资料对模型进行了测试检验.结果表明,不同条件下模拟值与观测值的符合度较好.不同生育时期的模拟值与观测值的根均方差(RMSE)从播种到出苗、出苗到现蕾、开花到吐絮及播种到吐絮分别为0.9、2.2、17和2.1d,平均2.1d;棉株各果节点从现蕾到开花日期的模拟值与观测值的RMSE为1.8～3.7d,从开花到吐絮日期的RMSE值为4.6～5.8d.     

大白菜发育的日长气温机理模型及生物学意义

以发育效应指数和生物气象时间尺度概念为基础,建立了不同品种大白菜在各发育阶段上的发育机理模型．通过对模型的数值模拟,研究了模型的生物学意义．     

基于生理生态过程的大麦顶端发育和物候期模拟模型

为改进已有的大麦生理发育时间模拟模型(YDmodel),以扬州地区5个品种春播条件下的顶端发育和物候发育观测资料和历史资料为依据,构建了基于生理发育时间的顶端发育和物候期机理模型.模型量化了热效应、光周期、春化效应对发育的影响,引入了7个遗传参数,分别为播种到出苗所需的有效积温、灌浆期发育基点温度、生理春化时间、临界日长、光周期反应起始点、最短苗穗期、最短灌浆期.本模型在YDmodel基础上的改进主要有3点:(1)将每日生理发育时间的增量乘以水肥丰缺因子,改为除以水肥丰缺因子表现水肥对大麦发育的影响,客观体现了大麦在水肥丰缺条件下的发育延迟或提早现象;(2)将三段线性函数改为非线性函数表达春化效应和相对热效应,确立了不同品种相对春化效应和相对热效应的曲线族;(3)将线性函数改为正弦函数表达不同品种光周期效应.经测算,各大麦品种到达单棱期、二棱期、雌雄蕊分化期、药隔形成期、雌蕊柱头二裂分叉期、雌蕊柱头毛状突起期等顶端发育阶段的生理发育时间分别为2.6、5.6、11.3、13.1、15.3、18.2、28.7d,到达出苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期等主要物候期的生理发育时间为0、13.1、28.7、32.8、51.5d,形成了不同大麦品种在不同气候和栽培条件下统一的衡量发育的定量尺度.     

基于生理生态过程的大麦顶端发育和物候期模拟模型检验

为测试研究I 模型BarleyGrow,采用4个生态区(南京、扬州、武汉、昆明)、10个大麦品种在不同播期下的顶端发育和物候期资料,对BarleyGrow、YDmodel和SUCROS模型进行对比检验和评价.利用遗传-模拟退火算法确定各品种的遗传参数,提高了应用程序求算参数的精度.从模型的整体预测效果来看,BarleyGrow对不同地区、不同播期、不同品种的各顶端发育和物候期预测准确而稳定,均方差RMSE在1.06～7.94d之间,而YDmodel为6.26～13.35d,SUCROS为11.22～20.28d.各参试品种对BarleyGrow中灌浆期基点温度、生理春化时间、临界日长、最短苗穗期4参数反应敏感.经改进的生理发育时间(PDT)模拟模型(BarleyGrow)对中国广大地区不同温光条件下的大麦顶端发育和物候发育均具有较好的预测效果,尤其对药隔期、二裂期、毛状期、抽穗期、灌浆期、成熟期的模拟精度高而稳定,表现出较强的机理性以及较好的预测性.     

利用果蝇模型研究人类心脏早期发育的分子机理(英文)

近年来 ,果蝇心脏特化的遗传机制已初步研究清楚 ,但控制人类心脏早期发育的基因尚待鉴定。因为调控果蝇和脊椎动物早期心脏细胞命运定型的途径具有保守性 ,果蝇是一种探讨人类心脏早期发育的分子机理的理想动物模式。为此目的 ,我们采用P转座子和EMS诱变技术建立了约 3 0 0 0个隐性致死基因平衡系。通过心脏前体细胞特异性抗体免疫组化筛选 ,我们检出 2 0 0余个表现心脏突变表型的平衡致死系。我们进一步利用RNAi技术对一些基因的功能进行了初步的研究 ,证明这些基因表现RNAi的突变表型 ,该类突变表型与基因突变时表现的表型相似 ,即心管呈缺陷型或无心脏前体细胞形成。利用果蝇和人类基因组计划获得的成果 ,我们从果蝇心脏侯选基因中初步克隆和鉴定了 5 0个人类同源基因 ,其中 2 0个是新基因。Northen印迹分析表明 ,一部分人类基因在心脏组织中有表达 ,从而为研究这些基因在人类心脏早期发育中的作用提供了信息。目前 ,我们正在建立转基因果蝇 ,以此为模型研究这些基因是否对心肌细胞发生或心肌功能起调控作用。产生心肌细胞突变类型的基因如果类似于人类心脏病综合症 ,则可以作为人类心脏疾病侯选基因作进一步的分析。     

油菜花蜜腺发育过程的超微结构变化与泌蜜机理的研究

油菜花蜜腺由２枚侧蜜腺和２枝中蜜腺组成,其基本结构类似。在蜜腺发育过程中,产蜜组织细胞内的内质网、高尔基体、质体和线粒体以及液泡都发生有规律变化。泌蜜前,细胞器的数量增加。其中,质体内积累淀粉,此过程与蜜腺内初皮部的分化并和线粒体的增加相关。泌蜜时,内质网数量增多,并产生小泡．小泡向质膜移动。泌蜜后,细胞液泡化,细胞器数量减少,细胞萎缩。根据观察结果分析,其原蜜汁来源于韧皮部,转运至产蜜组织细胞的质体、内质网和高尔基体内加工成蜜汁,最后通过胞吐和渗透相结合的方式泌出。     

小麦与玉米及鸭茅状摩擦禾杂交后胚发育过程中内源激素的动态变化

小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ．）与玉米（Ｚｅａ ｍ ａｙｓＬ．）及鸭茅状摩擦禾（Ｔｒｉｐｓａｃｕｍ ｄａｃｔｙｌｏｉｄｅｓ Ｌ．）杂交后,由于胚乳组织不能正常形成,从而导致胚很难在母本小麦植株上发育至成熟。通过对杂交后的胚不同发育时期的子房内源ＩＡＡ、玉米素（Ｚ）及玉米素核苷（ＺＲ）和ＡＢＡ 的ＥＬＩＳＡ 分析,发现远缘杂交后的胚发育过程中子房内源ＩＡＡ 的浓度明显低于正常发育的子房;而且Ｚ＋ ＺＲ 和ＡＢＡ 的含量的动态变化也和正常自交发育的子房不同,然而ＩＡＡ／（Ｚ＋ ＺＲ）和ＩＡＡ／ＡＢＡ 的比率变化在远缘杂交与正常自交的子房之间有某些相似趋势。ＩＡＡ、Ｚ＋ ＺＲ和ＡＢＡ 与这３ 种激素之和的比率变化在上述两类子房中也有相似之处。可以推断,植物胚胎的正常发育需要多种激素的动态平衡及某一时期某一激素的主导性作用。远缘杂交后的胚之所以不能够顺利发育至成熟,除了缺乏胚乳组织的营养保护之外,或许也和其内源激素的水平及多激素平衡体系偏离常规动态变化有关联     

小麦灌浆特性的遗传研究Ⅰ.遗传模型及基因效应

利用8个小麦品种双列杂交的F~1|及其亲本, 按Hayman分析法研究了小麦籽粒灌浆特性的遗传规律。结果表明,小麦籽粒灌浆特性符合加性-显性遗传模型。基因作用以加性效应为主,呈部分显性。籽粒灌浆期的显性方向指向增效,籽粒灌浆速率的显性方向指向减效。所有性状均有较高的狭义遗传力h^2|~N|=0.71-0.93,可在杂种早代选择。     

小麦不同品种和播期对发育阶段的效应

以热时间（thermal time)为尺度研究了小麦不同品种和播期对发育阶段的效应,结果表明,小麦分蘖发生的早晚以生态因子调控为主,基因型差异较小;分薛- 节期为冬性品种（京411）一生中可变性最大的生育阶段,穗分化进入单棱斯的早晚以基因型效应为主,生态因子的影响次之,单棱－二棱期为春化作用的敏感期,冬性品种晚播（3月2日）春化效应可延迟到小花原基分化期之前,小麦物候期与穗发育阶段的对应关系具有一定的可变性,冬性品种较强的春化作用增加了其生态可变叶原基数;春化过程结束前,物候发育及穗发育阶段累计GDD与相应生殖器官原基分化的数的相关性不明显,春性品种（扬麦158）的物候发育及药隔分化期之前的穗发育阶段与各类顶端原基的分化数均具有极显著的正相关关系。     

铜尾矿对小麦生长发育和生理功能的影响

通过盆栽实验,分析了铜陵铜尾矿对小麦生长发育和生理功能的影响。结果表明,小麦种子能在铜尾矿上萌发,但发芽率和发芽速率均小于正常土壤中播种的小麦,高比例尾矿抑制小麦的株高,尾矿降低叶绿素含量,但对叶绿素a/b无影响,与对照组相比,尾矿组根系表现为变短变粗,须根数减少,尾矿能增加小麦根和茎叶部分生物量,且能明显提高根冠比,在尾矿胁迫下,小麦叶片的细胞膜透性和游离脯氨酸含量随尾矿比例增加而增大,可作为鉴定植物相对抗性的指标。     

A minimal mechanistic model for temporal signal processing in the lateral geniculate nucleus

The receptive fields of cells in the lateral geniculate nucleus (LGN) are shaped by their diverse set of impinging inputs: feedforward synaptic inputs stemming from retina, and feedback inputs stemming from the visual cortex and the thalamic reticular nucleus. To probe the possible roles of these feedforward and feedback inputs in shaping the temporal receptive-field structure of LGN relay cells, we here present and investigate a minimal mechanistic firing-rate model tailored to elucidate their disparate features. The model for LGN relay ON cells includes feedforward excitation and inhibition (via interneurons) from retinal ON cells and excitatory and inhibitory (via thalamic reticular nucleus cells and interneurons) feedback from cortical ON and OFF cells. From a general firing-rate model formulated in terms of Volterra integral equations, we derive a single delay differential equation with absolute delay governing the dynamics of the system. A freely available and easy-to-use GUI-based MATLAB version of this minimal mechanistic LGN circuit model is provided. We particularly investigate the LGN relay-cell impulse response and find through thorough explorations of the model’s parameter space that both purely feedforward models and feedback models with feedforward excitation only, can account quantitatively for previously reported experimental results. We find, however, that the purely feedforward model predicts two impulse response measures, the time to first peak and the biphasic index (measuring the relative weight of the rebound phase) to be anticorrelated. In contrast, the models with feedback predict different correlations between these two measures. This suggests an experimental test assessing the relative importance of feedforward and feedback connections in shaping the impulse response of LGN relay cells.     

UV-B辐射对植物影响的分子水平研究进展

大气平流层中的臭氧层被破坏,导致到达地球表面太阳的UV-B辐射增强,对植物产生了多方面影响,其中包括对DNA、抗氧化酶系统、光系统Ⅱ（PSⅡ）的作用以及植物体内类黄酮等保护物质的生物合成等。UV-B辐射也是环境中重要的非生物因子,植物在长期的进化演替过程中,形成了对它的适应机制,可能被作为一种环境信号调节植物体内一系列的基因表达过程。本文论述了近些年来在分子水平上UV-B辐射对植物DNA损伤的修复、抗氧化酶和光系统Ⅱ的基因表达影响,以及有关UV-B信号传导,并对UV-B辐射的植物分子生物学研究作了展望。     

Intracellular motility and the evolution of the actin cytoskeleton during development of the male gametophyte of wheat (Triticum aestivum L.)

The uniaperturate pollen of wheat is dispersed in a partially hydrated condition. Amyloplasts are concentrated in the apertural hemisphere where they surround the two sperms, while vigorously moving polysaccharide-containing wall precursor bodies (P-particles) together with the vegetative nucleus occupy the other. This disposition is the product of a post-meiotic developmental sequence apparently peculiar to the grasses. During vacuolation of the spore after release from the tetrad, the nucleus is displaced to the pole of the cell opposite the site of the germination aperture, already defined in the tetrad. Following pollen mitosis, the vegetative nucleus migrates along the wall of the vegetative cell towards the aperture, leaving the generative cell at the opposite pole isolated by a callose wall. As the vacuole is resorbed, the generative cell rounds up, loses its wall and follows the vegetative nucleus, passing along the wall of the vegetative cell towards the aperture where it eventually divides to produce the two sperms. Throughout this period of nucleus and cell manoeuvrings, minor inclusions of the vegetative cell cytoplasm, including mitochondria, lipid globuli and developing amyloplasts, move randomly. Coordinated vectorial movement begins after the main period of starch accumulation, when the amyloplasts migrate individually into the apertural hemisphere of the grain, a final redistribution betokening the attainment of germinability. In the present paper we correlate aspects of the evolution of the actin cytoskeleton with these events in the developing grain, and relate the observations to published evidence from another monocotyledonous species concerning the timing of the expression of actin genes during male gametophyte development, as revealed in the synthesis of actin mRNA.     

小麦目标产量设计及适宜品种选择的动态知识模型

运用知识工程和系统建模方法,在综合考虑决策点光温生产潜力、历史平均产量水平、土壤肥力、肥水管理水平和生产技术水平等诸多因子对增产系数影响的基础上,通过定量计算动态增产系数,建立了具有时空适应性的小麦目标产量设计知识模型;通过定量计算小麦品种特征值与环境因子和生产需求之间的符合度,建立了适宜品种选择的量化知识模型．利用南京、郑州、泰安、保定和太原5个不同生态点的不同年型每日气象资料以及不同历史平均产量水平、土壤肥力和肥水管理水平,对目标产量设计模型进行了实例分析;利用广州、南京、泰安、北京、哈尔滨5个不同生态点常年气象资料以及15个不同品种资料,对品种选择知识模型进行了实例分析．结果表明,所建知识模型具有较好的决策性和广泛适应性．