单倍体在海带遗传研究中的应用

几年来从海带的遗传实验中发现海带单倍体(配子体和配子)是遗传研究的良好材料。科研工作从分离单个海带配子体开始,由此得到了雌配子体和雄配子体的无性生殖系、雌性孢子体和雄性孢子体。这些不同来源的配子体和孢子体在性质上都是“纯系”。配子体的无性生殖系寿命可以很长,它们都能保持原来的性别,而且年年可以由此得到孢子体。由于雌性孢子体能产生大量的雌配子体,完成自己的生活史,用雌配子体来分析海带孢子体性状的遗传情况,或用来研究杂种优势和突变,都很适宜。     

海带一个突变型的初步观察

1976年我们在海带单倍体遗传育种的实验中,培养出若干个海带雌配子体无性生殖系。这些无性生殖系在适宜条件下一般都能进行孤雌生殖,由此长成雌性孢子体。 1976年秋,从“无1”(即无性生殖系1号)得到若干孤雌生殖的孢子体,我们把其中的一棵孢子体后代命名为“单19”。     

海带杂种优势的初步实验

自从1977年我们获得了“纯系”的雌雄孢子体后,为海带杂种优势利用的研究提供了方便。 本实验用的是两个品种海带和15个“纯系”雌性海带进行杂交。品种海带的孢子萌发成雌雄配子体。“纯系”雌性海带是对雌配子体分离培养,通过孤雌生殖产生的孢子体,它们都起源于单倍体的雌配子体。这些孢子体所产生的孢子都萌发长成雌配子体。     

海带不同基因型的雌配子体对钼的反应

本实验用的是四种不同基因型的海带材料,即杂种海带、“860”品种海带、雌性海带纯系“无1”和雌性海带纯系“单20”,其中后两种是我们最近建立的。方法是在早期配子体阶段用钼酸钠处理。所用钼的浓度为1、10、100 ppm;另一组不加钼,作为对照。观察的对象都是雌配子体,实验得到如下结果:     

海带孤雌生殖的初步观察

本实验对海带雌配子体成功地进行了分离培养,由此诱发起孤雌生殖。孤雌生殖所长成的孢子体有一部分是正常的,大部分是畸形的。从细胞学观察证明其染色体是单倍体。但这种单倍体孢子体中有些孢子体的某些细胞是二倍体,有些孢子体的某些细胞是多核的,有些孢子体的某些细胞有巨核的现象。这大概是造成畸形的主要原因;第二,造成畸形的原因可能与孢子体细胞中存在染色体组的染色体的缺少或不分离有关;第三,造成畸形的另一原因可能是单倍体的隐性基因能够得到表现。海带在人工条件下孤雌生殖的成功,为育种工作开辟了新途径。     

甜菜无融合生殖单体附加系M14雌配子体的发生与发育

利用常规石蜡制片法,对甜菜单体附加系M14(Beta vulgarisL.VV 1C、2n=18 1)雌配子体的发生与发育进行了研究,结果表明:二倍体孢子生殖雌配子体为韭型(Allium odorum-type)和蝶须型(Antennaria-type),有性生殖雌配子体为蓼型(Polygonum-type)。韭型和蝶须型的大孢子母细胞发育成为二倍体雌配子体,蓼型大孢子母细胞形成单倍体的雌配子体。在二倍体孢子生殖雌配子体发育过程中,出现发育迟缓,胚囊败育等情况,正常发育的雌配子体只有25%。讨论了二倍体孢子生殖雌配子体发生与发育特点。     

生物法合成维生素C棕榈酸酯

研究了不同的脂肪酶在有机溶剂体系中催化合成L-维生素C棕榈酸酯的反应。针对维生素C在有机溶剂中溶解度较低这一问题,对催化合成维生素C棕榈酸酯反应的脂肪酶和反应介质进行比较,同时对影响合成维生素C棕榈酸酯反应的因素（温度、底物浓度、底物摩尔比、反应时间和酶量等）进行探讨,优化了反应条件：在10mL的丙酮中,1.094g棕榈酸与0.107g维生素C在酶量为20％（W/W, 固定化酶/维生素C）的固定化脂肪酶催化下,初始含0.4nm分子筛20%,温度为60℃,转速为200r/min,反应48h转化率可以达到80%,产物维生素C棕榈酸酯的浓度可达20g/L。     

海带雌配子体对He-Ne激光反应的初步实验

激光的生物学效应,及其在农作物育种中 的作用,国内外已有许多研究^[1-3.9.10],据报道, He-Ne激光能活化植物色素,提高光合作用的 强度^[8],并能引起染色体畸变,有诱发突变的作 用。我们实验室于1977年曾用裙带菜（Ur, daria 洲nnali fida）作材料,进行激光实验,发现He-Ne 激光和红宝石激光都有促进雌配子体发育和促 进抱子体生长的作用^[4]。本实验是用海带作材 料,进一步探明He-Ne激光对三种不同来源的 海带雌配子体生长和发育的影响。     

苔藓植物生殖生态学研究

近年来苔藓植物生殖生态学研究主要集中于繁育系统、生殖代价与对策,以及不同生殖方式对种群遗传变异的影响等方面。生殖结构的原始性及其对水分的独特需求,以及雌雄异株比例较高等导致苔藓植物中有性生殖比例偏低;雌配子体很少完成整个有性生殖过程,其“真实的生殖代价”主要指雌性性表达(雌配子发生)的能耗,并且显著低于雄性性表达;基于对资源有效分配的生殖对策而导致雌性偏向及部分孢子体败育。无性生殖有利于不同生境条件下有效种群的发展与维持,其多样化的繁殖方式导致复杂的种群动态。苔藓植物具有较高的种群遗传多样性,生殖方式与种群遗传变异无直接因果关系,孢子与无性繁殖体不同的散布能力对于种群间遗传分化具有一定的影响。     

不同海带品系抗氧化系统活性与耐热性的相关性研究

以山东沿海广泛培育的两个海带品系耐高温海带901(简称901)和热敏感海带荣成1号(简称RC)为实验材料,研究不同温度条件下其抗氧化系统活性与耐热性状的相关性.结果表明,常温条件下(10℃)901与RC抗氧化系统的基础活性与耐热性状间无显著相关.高温胁迫条件下(18℃)RC体内的活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量快速升高,而901的ROS在整个胁迫过程中变化不大,说明ROS可能对高温氧化胁迫具有重要意义.RC的抗氧化系统对高温胁迫比901敏感,表现为出现活性有效抑制的时间和幅度都强于901.超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和抗坏血酸和维生素E可能在保护海带细胞免受高温胁迫方面具有重要作用.901的叶绿素对高温胁迫的响应明显滞后于RC,叶绿素含量的半伤害时间可作为判定幼苗期901和RC耐热性的灵敏指标.导致不同品系海带耐热性差异的并非其抗氧化系统基础活性的高低,而是该系统对高温胁迫的应激性和敏感性差异.     

维生素C与体细胞核移植介导的重编程

维生素C (vitamin C,VC)是一种常见的天然小分子,可作为抗氧化剂在各种生化反应中发挥重要作用.近年来有研究发现,体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer, SCNT)胚胎的发育率在VC的存在下可以显著提高,其中一个重要的原因可能是VC参与了DNA和组蛋白的去甲基化,使供体细胞...     

玉米穗、茎腐病串珠镰孢菌nit突变体的筛选及营养亲和性测定

在真菌的生活史中,不同个体间常形成异核体,它能使单倍体菌丝享受双倍体菌丝在功能上的优越性,如杂种优势等(Leslie,1993)。菌丝间营养亲和的过程即是形成异核体的过程。菌丝间能否进行营养亲和形成异核体,受营养非亲和性基因(VIC)控制,VIC基因代表一种识别自身的机制,这种机制在生物界的大部分生物中均有存在。若不同菌株能相互亲和,形成稳定的营养异核体,表明菌株在每一个VIC位点的等位基因都是一致的,因此亲和与否能反应菌株在遗传进化过程中亲缘关系的远近。属于同一营养亲和群(VCG)的菌株,在遗传上是同源的(鲍建荣等,1992)。Puha…     

醇溶蛋白水平上甘、青两省春小麦品种间的遗传多样性现状及演变趋势

用APAGE技术检测了43个春小麦品种在醇溶蛋白水平上的遗传变异,在计算Jaccard相似系数的基础上用UPGMA方法进行聚类分析。共得到42种不同的带型,电泳共分离出37条带,其中33条具有多态性。品种间在醇溶蛋白水平上的遗传距离变异范围很大(0．0000～0．8148),平均遗传距离GD=0．5073。说明43个品种在醇溶蛋白编码位点上存在较大变异。聚类结果显示,除佛手麦白成一类外(GS=0．28),地方品种和引进品种与大多数育成品种(GS=0．46)分属不同的亚类,说明育成品种同地方品种和引进品种在醇溶蛋白编码基因上存在较大变异。育成品种间在醇溶蛋白水平上的遗传多样性程度不高,这一结果提示在这一地区进行与醇溶蛋白相关的品质育种很难在现有的育成品种间杂交的基础上取得成功。从遗传多样性的演变趋势来看,历史上以地方品种间醇溶蛋白的遗传变异程度最大(GD=0．5455),50年代引进品种变异程度最小(GD=0．3310)。从60～90年代,育成品种醇溶蛋白水平上的遗传多样性有一先增后减的过程,但总体上变异程度要低于地方品种,其原因与亲本单一和育种目标由高产到优质变化条件下人工选择压由弱到强有关。     

鄂尔多斯高原不同降雨量地区中间锦鸡儿(Caragana davazamcii Sancz)种群的ISSR遗传分析

采用简单重复间序列（ISSR）方法,对鄂尔多斯高原从东向西降雨量逐渐减少选5个地区的中间锦鸡儿种群进行分子生态学研究的结果表明,随着这一地区多年平均降雨量由东向西的逐渐减少,中间锦鸡儿种群遗传多样性有所增加,大部分变异发生在种群内（79.95％）,属异交类型,中间锦鸡儿群体间遗传距离缓慢增加,遗传一致度降低。这种随着水分递减呈现生态梯度变异的现象,说明水分变化特别是长期形成的水分条件对中间锦鸡儿的遗传多样性可能有一定的影响。     

蔗糖磷酸化酶全细胞催化AA-2G的条件优化

目的:使用表达蔗糖磷酸化酶(EC 2.4.1.7,Sucrose phosphorylase,SPase)的大肠杆菌重组工程菌E.coli BL21/pET-spase,作为全细胞催化剂,合成2-O-D-吡喃葡糖基-L-抗坏血酸(Ascorbic acid 2-glucoside,AA-2G)。通过反应条件的优化研究,提高AA-2G的收率。方法:分别考察菌体量、缓冲液pH、蔗糖浓度、维生素C浓度、反应时间和温度对AA-2G合成反应的影响,再组合上述最佳条件进行反应。AA-2G的产量使用高效液相色谱法进行定量。结果:最佳反应条件为:菌体量15 mg/mL,缓冲液pH 4.5,蔗糖浓度100 g/L,维生素C浓度175 g/L,反应时间20 h,温度37℃。在此条件下,AA-2G产量达到了35.7 g/L。结论:以蔗糖为底物,使用SPase合成AA-2G的研究报道较少。本研究通过优化此方法的反应条件,让AA-2G的产量得到了大幅提高。同时本研究中成功地采用了大肠杆菌工程菌作为全细胞催化剂,这比传统的使用粗酶液的方法更省时省力,有良好的应用潜力。     

介紹“北京市高級中学試用課本——生物学”(下册)(續)

第八章生物的遗传和变异一、主要内容: (一) 孟德尔-摩尔根学派对遗传和变异的研究 1.遗传的基本规律 (1)分离规律;(2)自由组合规律;(3)连锁和交换规律。 2.遗传物质基础的变化 (1)染色体变异;(2)基因突变。 (二) 米丘林学派对遗传和变异的研究 1.遗传性 (1) 生物体和生活条件的统一;(2)遗传性的概念及其形成;(3) 遗传性的保守性和变异性。 2.植物的阶段发育 (三) 定向控制遗传性的方法和原理二、教材分析生物同时存在着遗传和变异两种现象,这是生物     

不同供水下白羊草(Bothriochloa ischaemum)离体根呼吸特征——基于稳定碳同位素示踪技术

植物根呼吸是土壤呼吸的主要组成,研究根呼吸对生态系统碳收支及碳平衡有重要意义。采用~(13)C脉冲标记技术,在3种供水条件下,对比不同根离体时间(标记后0,6,24,48,216,360 h)的白羊草离体根呼吸速率和根呼吸释放的δ~(13)C同位素比值变化,分析根参数与离体根呼吸相关性。结果表明:1)不同离体时间的离体根呼吸速率变化趋势一致,3种供水条件下无显著差异,均在0—20 min急剧下降,下降范围为32%—39%。2)测定离体根呼吸释放的δ~(13)C在不同离体时间的变化,为实时监测转移到白羊草根系的~(13)CO_2在根部释放的过程提供了新思路;不同离体时间,3种供水条件下根呼吸释放的δ~(13)C在2 h内均值大小呈:供水充分轻度胁迫重度胁迫。随离体时间(0—360 h)推移根呼吸释放的δ~(13)C均值先增大后减小,在216 h达到峰值31.46‰;3)离体根呼吸速率和根呼吸释放的δ~(13)C受根系根面积、比根面积、N含量、C/N及根组织δ~(13)C的影响显著。4)轻度水分胁迫可促使根系生长(C固定)和根呼吸(C代谢)同时增加。     

拟南芥温度诱导脂质运载蛋白TIL1参与雌配子体发育

雌配子体的正常发育是种子形成的前提条件之一,拟南芥温度诱导的脂质运载蛋白编码基因TIL1突变使胚珠败育,结实率下降明显。基因表达分析表明T-DNA插入使得TIL1基因敲除,突变体TIL1基因功能缺失;互交实验、Alexander染色、花粉离体培养和胚珠透明实验结果表明till-1突变体雄配子体发育正常、雌配子体胚囊发育有缺陷;通过遗传互补实验证明外源克隆的TIL1基因能恢复突变体的败育表型,并确定了TIL1基因主要在胚珠的胚囊中表达。实验结果表明TIL1基因参与了植物雌配子体发育这一重要的生理过程。     

海带种质资源遗传多样性的RAPD分析

利用RAPD分子标记技术对种质库中保存的19个海带品种(系)的36个海带配子体进行了遗传多样性分析。从100条引物中筛选出16条可扩增出清晰条带的引物,在36个海带配子体中共扩增出362条DNA条带,其中多态性条带比例达99.45%。遗传相似性分析表明,这36个配子体之间的遗传相似性范围为0.682-0.978,以0.756为最低遗传相似系数,可将36个种质材料分为6个大类,UPGMA聚类分析结果表明同一品系的雌雄配子体大部分能聚在一起,品系间遗传多样性较高。     

湖南同名地方稻资源SSR标记及表现型的比较分析

本研究以湖南种质库中保存的不同来源的同名湖南地方稻种质11组(同近名为1组)共136份为研究材料,进行SSR分子标记及农艺性状比较分析,目的是评价湖南同(近)名地方稻的遗传差异程度,为同(近)名地方稻种质资源的保存、供种以及重点利用种质遴选提供理论依据。研究结果表明,各组同名材料的表型遗传距离数值变化较大,各组最大遗传距离变幅1.25(D6/D13)~1.51(G1/G5),最小遗传距离变幅0.16(E7/E9)~0.81(B2/B11)。各组同名材料的SSR标记相似系数差异也大,最小相似系数变幅0.38~0.71,最大相似系数变幅0.86~1.00;同组内同(近)名材料交叉聚类。基于表型性状遗传距离与基于SSR标记遗传相似系数判别组内材料间遗传关系的结果有一致的,也有存在一定差异的。C8/C11、D16/D18、G1/G2、M2/M3、M2/M6、M3/M6、N2/N4、N5/N6、F2/F25、P3/P4的SSR标记相似系数达0.95以上,而其表现型却有1~3个性状存在有统计学意义的差异,说明供试同名材料有明显变异,即使同(近)名但也都值得保存。同时也证实了24对SSR标记分析同名地方稻遗传多样性的不足。