光温外界信号、植株状态与成花决定

植物由营养生长状态转向生殖生长状态（成花转变）是发育过程中的重要一步。经过一段时期营养生长的植株,便自动进入成花感受态,在这种状态下植株才能够对外界信号产生应答反应而启动成花过程。本文主要讨论光周期和温度对成花的作用     

垂向湍流、温、光对浅水湖泊下沉藻类垂向分布的影响

垂向湍流、温、光等是影响藻类生长和垂向分布的关键因素。基于大型浅水湖泊（太湖）的背景物理场（辐射、水深、水温和消光等）,利用藻类生长-扩散模型的敏感性试验,探讨物理过程对浅水湖泊中下沉藻的垂向分布的影响机制。水温是次表层叶绿素峰值（Subsurface Chlorophyll Maxinmum：SCMax）或谷值（Subsurface Chlorophyll Minimum：SCMin）形成的限制性条件;当水温大于阈值时,随深度的增大,过强光能抑制藻类的生长转变为弱光限制藻类的生长是SCMax形成的关键;垂向湍流的裹挟作用是弱化SCMax强度的关键过程。该研究有利于厘清物理过程对藻类群落演替的作用机制,强化对水生态系统的修复效果。     

高等植物光信号应答的分子基础

光不仅为高等植物进行光合作用提供能源,同时还作为一种重要的发育信号而调控植物形态建成,影响其几乎全部的生命周期。就高等植物对光信号感受和应答的分子基础进行了综述,根据已有研究结果对高等植物可能的光信号传导通路作了一个粗略的概括,并简要介绍本试验室在水稻农垦58S光周期育性转换研究中所取得的初步结果。     

光温交叉胁迫对菜豆幼苗叶黄素循环启动的影响

弱光下,温度胁迫很难启动叶黄素循环,仅在高温下生成少量玉米黄质。随光强的上升,玉米黄质的生成量增加,紫黄质脱环化状态相应增大。强光高温最大程度上启动叶黄素循环。紫黄质脱环化抑制剂二硫苏糖醇的引入抑制玉米黄质的形成,但紫黄质的脱环化状态仍可由于环氧玉米黄质的形成而增加。     

光信号与激素调控种子休眠和萌发研究进展

休眠是种子植物在长期进化过程中产生的适应性性状, 通过抑制种子在不适宜的环境中萌发进而保证植物能够在逆境中生存。此外, 休眠有助于种子的长距离运输和扩散, 因此休眠对种子延续和物种保存具有重要意义。种子由休眠向萌发的发育转变不仅关系到物种的繁衍, 而且对保证农业生产中作物的产量和品质也具有重要作用。种子的休眠和萌发受到内源激素和外源光信号的共同调控。其中, 外源光信号主要通过调控内源ABA和GA的生物合成及信号转导进而调控种子休眠和萌发。该文系统综述了外源光信号和内源激素调控种子休眠和萌发的作用通路以及两类信号通路之间的交互作用, 旨在为农业生产中利用光和激素调控种子休眠与萌发提供参考。     

昆虫体细胞遗传性别决定信号通路的研究进展

昆虫遗传性别决定可分为体细胞性别决定、生殖细胞分化和剂量补偿效应3个层次。昆虫体细胞性别决定信号通路基本上都遵循从初始信号到关键基因,再到双性基因的信息流传递基本模式。不同昆虫间,体细胞性别决定初始信号(如X染色体剂量、M强雄基因、母系印迹及与PIWI相作用的RNA等)很复杂,关键基因(如sxl和tra/fem)有所变化,但双性基因(如dsx)很保守,且重要基因的剪接方式(如选择性剪接)非常保守。结合作者昆虫性别决定的研究工作,本文总结了双翅目、膜翅目和鳞翅目代表性昆虫种类的性别决定初始信号、关键基因及双性基因的研究进展及一般规律,为昆虫性别决定分子机制的进一步揭示、昆虫不育技术(SIT)的开发以及昆虫性别的人为操控提供理论基础。     

光信号与激素调控种子休眠和萌发研究进展

休眠是种子植物在长期进化过程中产生的适应性性状, 通过抑制种子在不适宜的环境中萌发进而保证植物能够在逆境中生存。此外, 休眠有助于种子的长距离运输和扩散, 因此休眠对种子延续和物种保存具有重要意义。种子由休眠向萌发的发育转变不仅关系到物种的繁衍, 而且对保证农业生产中作物的产量和品质也具有重要作用。种子的休眠和萌发受到内源激素和外源光信号的共同调控。其中, 外源光信号主要通过调控内源ABA和GA的生物合成及信号转导进而调控种子休眠和萌发。该文系统综述了外源光信号和内源激素调控种子休眠和萌发的作用通路以及两类信号通路之间的交互作用, 旨在为农业生产中利用光和激素调控种子休眠与萌发提供参考。     

光棘豆悬浮细胞原生质体培养再生小植株(简报)

迄今为止,药用植物原生质体培养再生植株的报道还不多。光棘豆(Oxytropis leptophylla)是多年生豆科植物,可饲用,是一种常用的野生中草药。全株入药有清热解毒功能,用于治疗痈疤肿毒。已有研究表明,光棘豆具有离体培养时愈伤组织增殖快、植株再生频率高的特点。进行原生质体培养再生植株的研究将有助于光棘豆的改良和驯化,为其开发利用提供基础。本文首次报道了光棘豆悬浮细胞原生质培养再生小植株的结果。     

内蒙古河套灌区春玉米苗期光温指标

利用2012-2013年在内蒙古河套灌区巴彦淖尔市的春玉米分期播种试验数据,结合农业气象站多年的作物观测资料,分析了河套灌区光温条件变化对春玉米苗期生长发育的影响,得到不同适宜度光温指标体系,并应用多项式拟合方法将温度指标插值到苗期生长的每一天,形成动态连续温度指标曲线,可以更客观和精细地反映温度对春玉米苗期生长发育的影响.结果表明: 播种 出苗期和出苗 拔节期温度每上升1 ℃,出苗速率和发育速率分别约提升11%和12%,生物学下限温度分别为7.4和11.9 ℃;播种 出苗期适宜温度为16.0～18.0 ℃,三叶期叶面积指数可达0.0172以上;出苗-拔节阶段适宜温度为21.6～23.0 ℃,气温越高,地上部光合作用越强,叶片和植株生长越快,拔节期叶面积指数和株高分别可达2.15和120 cm以上;出苗 拔节阶段日照百分率≥74%、平均日照时数≥11.0 h·d^-1或总日照时数≥540 h,植株叶片干质量可达34 g以上.     

光敏核不育水稻育性转换的光温生态

光敏核不育水稻的花粉育性,可依种植地区与种植季节而变化。同一品系既可用作不育系而制杂交稻种子,又可自交繁殖而省去保持系。为水稻杂种优势利用改“三系法”为“二系法”开辟了新途径。光敏核不育材料育性可转换是该材料的宝贵之处。同时,这种可转换特性,特别是温度参预育性转换的调控引起的育性波动,给生产利用带来了一定困难。这种困难同其他科学研究中所遇到的困难一样,有待于进一步研究,加以     

Multimodal Floral Signals and Moth Foraging Decisions

Background

Combinations of floral traits – which operate as attractive signals to pollinators – act on multiple sensory modalities. For Manduca sexta hawkmoths, how learning modifies foraging decisions in response to those traits remains untested, and the contribution of visual and olfactory floral displays on behavior remains unclear.

Methodology/Principal Findings

Using M. sexta and the floral traits of two important nectar resources in southwestern USA, Datura wrightii and Agave palmeri, we examined the relative importance of olfactory and visual signals. Natural visual and olfactory cues from D. wrightii and A. palmeri flowers permits testing the cues at their native intensities and composition – a contrast to many studies that have used artificial stimuli (essential oils, single odorants) that are less ecologically relevant. Results from a series of two-choice assays where the olfactory and visual floral displays were manipulated showed that naïve hawkmoths preferred flowers displaying both olfactory and visual cues. Furthermore, experiments using A. palmeri flowers – a species that is not very attractive to hawkmoths – showed that the visual and olfactory displays did not have synergistic effects. The combination of olfactory and visual display of D. wrightii, however – a flower that is highly attractive to naïve hawkmoths – did influence the time moths spent feeding from the flowers. The importance of the olfactory and visual signals were further demonstrated in learning experiments in which experienced moths, when exposed to uncoupled floral displays, ultimately chose flowers based on the previously experienced olfactory, and not visual, signals. These moths, however, had significantly longer decision times than moths exposed to coupled floral displays.

Conclusions/Significance

These results highlight the importance of specific sensory modalities for foraging hawkmoths while also suggesting that they learn the floral displays as combinatorial signals and use the integrated floral traits from their memory traces to mediate future foraging decisions.     

叶片中的花色素苷及其对植物适应环境的意义

简要介绍了花色素苷的化学组成、生物合成过程和其生物合成的诱导因子,以及花色素苷对植物适应环境的意义.     

ERFs转录因子及其在植物胁迫应答中的作用

ERFs(ethylene-responsive factors)是植物特有的一类转录因子,位于乙烯信号转导途径的下游,具有一个高度保守的含58或59个氨基酸的DNA结合域,通过结合相关基因的启动子顺式作用元件调控植物生物和非生物胁迫反应。综述ERF转录因子的结构特征和分类及其在植物抗逆作用中的研究进展。     

植物细胞中钙信号的时空多样性与信号转导

近年来,对钙信号的研究,包括对钙信号的产生,传导及最终靶蛋白的研究,越来越受到人们的重视,植物生长发育过程的信息传递,包括对各种内外刺激的反应都涉及到钙信号,钙信号的产生及传导是通过胞质自由钙离子的浓度变化来实现的,本文综述了胞质自由钙离子的测定,钙信号的时空多样性及钙信号的靶蛋白如CaM,Ca^2 依赖的蛋白激酶,钙调磷酸酶,磷脂酰肌醇－磷脂酶C等方面的一些最新进展,展望了今后钙信号研究的方向所用到的一些技术方法等。     

植物细胞中钙信号的时空多样性与信号转导

近年来,对钙信号的研究,包括对钙信号的产生、传导及最终靶蛋白的研究,越来越受到人们的重视。植物生长发育许多过程的信息传递,包括对各种内外刺激的反应都涉及到钙信号。钙信号的产生及传导是通过胞质自由钙离子的浓度变化来实现的。本文综述了胞质自由钙离子的测定、钙信号的时空多样性及钙信号的靶蛋白如CaM、Ca2+依赖的蛋白激酶、钙调磷酸酶、磷脂酰肌醇_磷脂酶C 等方面的一些最新进展,展望了今后钙信号研究的方向及所用到的一些技术方法等。     

Finding Signals for Plant Promoters

The strongest signal of plant promoter is searched with the model of single motif with two types. It turns out that the dominant type is the TATA-box. The other type may be called TATA-less signal, and may be used in gene finders for promoter recognition. While the TATA signals are very close for the monocot and the dicot, their TATA-less signals are significantly different. A general and flexible multi-motif model is also proposed for promoter analysis based on dynamic programming. By extending the Gibbs sampler to the dynamic programming and introducing temperature, an efficient algorithm is developed for searching signals in plant promoters.     

植物多肽信号分子的特点和功能

近几年研究表明,植物体内存在类似动物和酵母的多肽信号分子,调控植物生长发育以及对环境的响应.介绍了植物中的系统素、迅速碱化因子(RALF)、早期结瘤蛋白40(ENOD40)、植物磺化激动素(PSK)、S位点富含半胱胺酸蛋白(SCR)、CLV3以及相应受体的特点和功能研究进展,并且对多肽信号在植物中的作用及其应用前景进行了探讨.     

植物的防御性萜类挥发信号分子

植物生长发育过程中会合成大量萜类化合物,其中多数具有挥发性。这些挥发性萜类成分除参与保护光合器官免受光合作用产生的热量灼伤之外,还作为信号分子参与了大量的化学生态过程,例如对昆虫和其他动物的吸引以利于花粉和种子的传播。另一方面,自上世纪80年代以来,逐渐有研究工作表明,挥发性萜类化合物也可以作为信号介导植物对植食性昆虫的防御反应,以及在植物．害虫．天敌的三级营养关系中发挥作用。同时,研究工作还显示萜类化合物可以作为信号在同株植物的不同部位之间及邻近植物之间进行有效传递以促进对虫害的防御,并证明了这些萜类分子在细胞和分子水平上的调控作用。这些工作为利用化学生态学手段对虫害进行有效控制提供了新的策略。文章仅就近年来对植物萜类挥发信号分子在合成、识别、传输及其作用等方面的研究进展做简要回顾。