AtsHsp17.6-CⅠ和AtsHsp17.6-CⅡ基因对非生物胁迫的应答研究

小分子热激蛋白是植物受到热胁迫后的主要表达产物之一,与植物细胞耐热有密切关系。该研究发现,拟南芥小分子热激蛋白基因AtsHsp17.6-CⅠ和AtsHsp17.6-CⅡ 除热激之外,重金属离子Ni⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Al³⁺均能诱导这2个热激蛋白基因的表达;氧化胁迫和渗透胁迫同样也能诱导它们表达。该研究将由CaMV35S启动子驱动的这2个小分子热激蛋白基因导入拟南芥,RT-PCR分析表明,2个小分子热激蛋白基因在转基因植物中呈现组成型表达。实验结果表明,组成型表达小分子热激蛋白基因AtsHsp17.6-CⅠ的转基因植物表现出对6 μmol·L^-1 Cd²⁺胁迫、0.4% NaCl胁迫的耐受性。研究表明,这2个小分子热激蛋白基因可能参与着多种抗逆途径,推测其能够减轻或抵抗逆境胁迫引起的伤害并对其进行修复。     

科尔沁沙地南缘樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林天然更新障碍

针对科尔沁沙地南缘樟子松人工林不能天然更新的特征,从森林天然更新的必要条件出发,通过种子萌发、幼苗存活与生长所需条件的系列试验,探讨了科尔沁沙地南缘樟子松人工林不能天然更新的障碍特征。结果表明,沙地樟子松人工林不能天然更新的主要原因有：（1）由于土壤的干旱胁迫使沙地樟子松人工林中天然下种的种子很少有萌发的机会,尤其是在春季;（2）在水分条件相对充足的季节（秋季）,樟子松种子能够萌发,但萌发产生的更新幼苗数量极少,即便这些更新幼苗得以存活,但由于沙地表层（0～5 cm）与樟子松共生的外生菌根菌几乎不能存活而导致幼苗根系无法形成菌根,从而致使存活的樟子松幼苗抗旱、抗病能力非常弱,不能越冬,即不能更新。     

番茄泛素蛋白基因LeEBF1和LeEBF2的克隆表达分析

通过RACE和RT-PCR方法从番茄中克隆了LeEBF1（EIN3 binding F-box protein 1）和LeEBF2（EIN3 binding F-box protein 2）的全长cDNA序列,两个基因LeEBF1、LeEBF2全长分别是2 866和2 891 bp,对序列的分析表明,它们的开放阅读框分别是1 911和1 995 bp,编码区编码637和665个氨基酸残基,在氨基端含保守的F-box区域和在羧基端有14个亮氨酸重复单位,通过BLAST软件和DNAMAN分析表明这两个基因的氨基酸序列与拟南芥EBF1和EBF2有58.6％相似,同时又与其他物种的EBF蛋白的F-box区域比较有24.4％到73.2％的相近。Northern杂交指出：LeEBF1与LeEBF2在野生型和Nr的幼叶中的表达量高于成熟叶;当在果实发育期,LeEBF1与LeEBF2在青果期的表达量相比其他时期要弱。初步结果表明,LeEBF1与LeEBF2可能在番茄的生长发育中起着重要的作用。     

马蔺（Iris lactea var.chinensis）抗盐生理特性的研究

采用溶液培养的方法,对马蔺（Iris lactea var.chinensis）耐盐生理特性进行了研究。结果表明,NaCl胁迫使马蔺叶片中叶绿素含量减少,干物质累积下降,株高降低;使叶片中活性氧产生速率增加,细胞膜质过氧化加剧,致使MDA含量和电解质渗透率增大,并且随着胁迫时间的延长和浓度的增加,对马蔺的生长影响就越严重。渗透调节物质脯氨酸和可溶性蛋白在马蔺抗盐特性中发挥了很重要的作用。     

海链藻(Thalassiosira)与圆筛藻(Coscinodiscus)的形态学比较研究

海链藻属（Thalassiosira）和圆筛藻属（Coscinodiscus）的种类繁多,是硅藻门中的大属和代表属。两者的形态学特征具有较多相似之处,易混淆鉴定。通过光学显微镜和电镜观察,比较研究了海链藻和圆筛藻种类的形态学特征。海链藻种类除了具有1~2个唇形突之外,还具有数量较多的支持突,少数种类具有闭合突;筛膜位于壳面内侧;中孔在壳面外侧。而圆筛藻种类只具有数量众多的唇形突,且其中两个较大;筛膜位于壳面外侧;中孔在壳面内侧。由于两属形态学特征的区别只有在电镜下才能清晰观察到,因此尚有较多的分类修订工作需要进行。     

宝山堇菜（Viola baoshanensis）、紫花地丁(V. yedoensis)光合异质性比较

利用荧光成像技术,研究了特定和不同光合有效辐射下,宝山堇菜（Viola baoshanensis）、紫花地丁 (V. yedoensis)不同叶龄（幼叶和成熟叶片）叶片纵向（叶基、叶中部、叶尖）间的光合异质性特征。特定光化光照射下,两种堇菜不同叶龄的F_v/F_m、ΦpsⅡ、qP、PS/50和Abs在叶尖、叶中部、叶基间呈依次降低趋势,NPQ/4和qN变化趋势与之相反。F_v/F_m、ΦpsⅡ和Abs在两种堇菜不同叶龄的叶片纵向间均没有显著性差异,NPQ/4和qN均显示宝山堇菜不同叶龄的叶片纵向间存在显著差异;但NPQ/4和qN分别显示紫花地丁成熟叶和幼叶叶片的叶尖和叶基处差异显著。qP的显著差异只存在于宝山堇菜幼叶的叶尖和叶基处,PS/50在两种植物幼叶纵向间均有显著差异。快速光曲线的变化中,两种堇菜α由叶尖向叶基下降幅度不明显,幼叶纵向间P_m差异显著,成熟叶叶尖处P_m显著高于叶中部和叶基。两种堇菜成熟叶叶尖处I_k显著高于叶中部和叶基,宝山堇菜幼叶纵向间I_k差异显著,而紫花地丁幼叶纵向间I_k差异不显著。以上结果反映出两种堇菜叶片纵向间F_v/F_m和ΦpsⅡ具有较高的均质性,F_v/F_m和ΦpsⅡ的下降受到NPQ/4、qN、qP、PS/50和Abs的综合影响,但F_v/F_m和ΦpsⅡ的变化与NPQ/4、qN、qP、PS/50的显著变化并不一致。叶龄对两种堇菜叶片纵向间α影响不显著,对P_m影响显著,α的小幅下降反映两种堇菜叶片纵向间捕光能力基本相同。叶片纵向间I_k的显著差异受叶龄和植物种类的综合影响。     

花青素合成基因bz1和bz2在莲藕染色体上的定位

Bronze 1(bz1)是编码UDP葡萄糖类黄酮葡糖基转移酶(UFGT)的基因,UFGT是种子糊粉层中的花青素生物合成酶。Bronze 2(bz2)是另一种花青素生物合成基因,与类黄酮的酰化、糖基化、转运、沉积等有关。以生物素标记的重组质粒pUC19中含有玉米bz1和bz2基因作为探针,与莲藕(Nelumbo nucifera L．)的有丝分裂染色体标本进行荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)。结果显示,bz1和bz2基因分别位于莲藕的第2和第4号染色体长臂上,与着丝粒的相对距离分别为79％和67％。这是首次提供莲藕染色体上的FISH杂交信息,从而为增加莲藕染色体组中的遗传标记和建立遗传图谱奠定基础。     

黄花角蒿(Incarvillea sinensis var. przewalskii)开花动态及繁育系统的研究

通过野外定点观察,运用花粉—胚珠比、联苯胺—过氧化氢法、杂交指数、人工授粉和套袋试验等方法,对黄花角蒿(Incarvillea sinensis var. przewalskii)的开花动态及繁育系统进行了研究。结果表明：黄花角蒿种群花期一般为6~9月,单花花期一般为2~3 d,花雌雄异熟,雄蕊先熟,雌雄蕊异位。单花花期依其形态和散粉特征可分为散粉初期、散粉盛期、散粉末期、凋谢期4个时期。黄花角蒿花粉—胚珠比为331.3,杂交指数等于5,结合人工授粉和套袋实验结果可以确定该物种的繁育系统为异交,部分自交亲和,需要传粉者。套袋实验及实地观察显示黄花角蒿为虫媒传粉。     

雕鸮（Bubo bubo）和长耳鸮（Asio otus）体内金属元素含量的测定

采用ICP-AES电感耦合等离子光谱仪对来源于北京地区的长耳鸮(Asio otus)和雕鸮(Bubo bubo)体内的金属元素Cr,Pb,Co,Cd,Ni和Mn含量进行了检测.长耳鸮各组织中的重金属含量,仅Cd(p=0.000)在不同组织中有显著性差异,雕鸮各组织中Cr(p=0.002),Ni(p=0.000),Co(p=0.009),Cd(p=0.010), Mn(p=0.002)在不同组织中有显著性差异.Cr在长耳鸮的肾脏中含量最高,而在雕鸮各组织中则是在脑中的含量最高.Cd的含量在各种金属中是最少的,而Mn的含量最高.两种鸮类中,Ni在长耳鸮胸羽中的含量高于其他组织,而在雕鸮体内则是在脑中的含量高于其他组织.Co在长耳鸮的肾脏中含量最高,雕鸮的脑中含量最高,肾脏次之.并且实验还发现无论是长耳鸮还是雕鸮,背羽都是检测重金属的最佳选择.     

家蚕丝蛋白Fhx/P25基因启动子区域的克隆及序列分析

为研究家蚕Fhx/P25基因在时空上的调控机制，通过PCR扩增获得家蚕丝素蛋白Fhx/P25基因的启动子序列并进行克隆和序列分析。进一步构建了由Fhx/P25启动子驱动报告基因DsRed的表达载体pSK-P25-DsRed-PolyA，并通过家蚕BmN细胞进行瞬时表达。结果显示：Fhx/P25基因的启动子序列符合真核生物启动子特点，具有丝腺特异性表达启动子的特征，TATA框的保守序列为TATAA，位于-28—-32处，CAAT基序有3个，其中-110—-117和-90—-87处的2个CAAT基序可能具有活性；二级结构分析显示：Fhx/P25启动子区域具有复杂的茎环结构，这可能与蛋白表达的组织特异性、时间性以及活性有关。基因启动子可以驱动红色荧光基因DsRed在家蚕BmN培养细胞中的瞬时表达。     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP合成酶 atp6 基因转录本 RNA 编辑

紫稻（Oryza sativa L.）细胞质雄性不育系紫稻A是本实验室构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT-PCR、DNA测序等技术,得到了紫稻细胞质雄性不育水稻不育系（樱香A）及其保持系（樱香B）线粒体atp6基因转录本cDNA序列。通过与基因组序列比对发现：樱香Aatp6cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香Batp6 cDNA序列中有16个编辑位点,在樱香B cDNA序列16个编辑位点位于15个密码子中,所编码的氨基酸均发生改变：在1003位点由C替换为T,导致原来编码谷氨酰胺密码子（CAA）成为终止密码子（TAA）,保证atp6 mRNA编码一个正常的ATP6多肽;而由于没有发生RNA编辑,樱香A mRNA就不能翻译成正常的多肽。研究表明,RNA编辑在合成正常的ATP6多肽的过程中具有至关重要的作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

毛竹(Phyllostachy pubescens)、杉木(Cunninghamialanceolata)人工林生态系统碳贮量及其分配特征

研究比较了湖南会同林区毛竹、杉木人工林生态系统碳含量和碳贮量分配特征,结果表明, 15年生杉木各器官碳含量在47.15%～50.43%之间,不同器官碳含量高低依次为树干、树叶、树皮、树枝、树根;毛竹不同器官碳含量波动在44.51%～4991%,各器官碳含量高低依次为竹鞭、竹枝、 竹叶、竹干、竹蔸、竹根,但是毛竹不同器官碳含量与年龄之间没有明显变化规律。林地土壤3个层次(60cm深)碳素含量为0.746%～2.390%,各层次碳素含量分布不均,表层（0～20cm）土壤碳素含量和碳贮量最高。毛竹、杉木人工林生态系统碳贮量分别为166.34tC•hm^-2和150.19tC•hm^-2,并且其碳贮量空间分布格局基本一致, 土壤层是主要部分,其次为乔木层,林下植被层和凋落物层所占比例最小。其中,毛竹林土壤层有机碳贮量占83.92%,乔木层占15.38%,林下植被和凋落物层分别占0.38%和0.32%;杉木人工林土壤层碳贮量占62.03%,乔木层占34.99%,林下植被和凋落物层分别占0.70%和2.28%。另外,碳贮量在两个树种各器官中的分配,基本与各自的生物量成正比例关系。从植被年固定碳量来看,毛竹林为9.94 tC•hm^-2•a^-1,相当于年固定CO2量为36.44 tCO2•hm^-2•a^-1,是杉木林的1.39倍。     

马尾松（Pinus massoniana）、湿地松(Pinus elliottii) 挥发性化学物质的昼夜节律释放

用TCT-GC/MS分析了马尾松、湿地松挥发性有机化合物的昼夜节律变化。结果表明：马尾松昼夜节律中检测到的挥发物主要是萜烯类化合物,其中单萜种类最多,且α-蒎烯和β-蒎烯含量约占整个挥发物的80％,其次是含氧化合物等。这些挥发物的释放高峰多数在10:30,少数在1:30;整个变化中有两个低峰期,即13:30和22:30。湿地松中检测到的挥发物组分与马尾松相似,多数释放高峰在12:00~15:00之间;另一些在6:00;α-蒎烯的释放高峰在3:00,而此时其它挥发性化合物的释放量最低。挥发物的释放也受到外界环境的影响,一定范围内随着温度的升高、湿度的减小,其释放量增加。     

柽柳（Tamarix spp.）和梭梭（Haloxylon ammodendron）的“肥岛”效应

灌丛“肥岛”是全球干旱生态系统中的普遍现象,其发生和发展对干旱灌木、草原生态系统的结构和功能都具有重要影响,但其物种效应容易得到忽视。对准噶尔盆地南缘柽柳（Tamarix spp.）和梭梭（Haloxylon ammodendron）这两种不同地表形态灌木的冠下、冠缘和灌丛间地3种生境的土壤进行了采样、分析,结果表明：(1）柽柳和梭梭都存在“肥岛”现象,主要表现在土壤表层,其土壤性状与“岛”外土壤的差异随土壤深度增加而减弱;(2）生物性限制土壤养分由“岛”内向外梯度递减,而非生物性限制土壤要素可能高于、也可能低于“岛”外土壤,或者两者无显著差异;(3）从“肥岛”的空间尺度来看,柽柳“肥岛”的水平范围可能超出了本身冠幅覆盖区,而梭梭“肥岛”要小于本身冠幅覆盖区,其深度亦小于柽柳“肥岛”;(4）相对于不同土壤要素而言,即使是同一物种,其“肥岛”也具有不同的空间范围。总的来看,研究区灌丛“肥岛”的发育具有明显的物种效应,相对梭梭而言,柽柳“肥岛”发育更广、更深,养分聚集更明显,其原因主要是柽柳的半球型树冠更利于保护和捕获凋落物,而较多的凋落物输入与土壤结构和土壤养分间的正反馈机制使柽柳冠下加速的生物地球化学循环能达到更广、更深的范围。灌丛“肥岛”的发育是干旱景观中生物过程与物理过程交互作用的产物,全面揭示其形成机理,探讨其对干旱生态系统结构、功能与动态的影响,需要更系统的研究。     

地黄属（Rehmannia）和崖白菜属（Triaenophora）植物的叶表皮形态特征

利用扫描电子显微镜对车前科(P lantaginaceae)地黄属(Rehmannia)和崖白菜属(Triaenophora)8种植物成熟叶片的背面进行了观察。地黄属和崖白菜属的气孔都突出于叶表面,气孔类型均为无规则型;毛被有2种类型,即单列多细胞疏柔毛 单列多细胞腺毛和单列多细胞棉毛 单列多细胞腺毛。气孔和毛被在种间无明显的差异,不能作为分种依据,但毛被在属间具有明显的差异,具有一定的属间分类意义。     

RT-PCR 方法同步检测兰州百合(Lilium davidii var. unicolor )两种主要病毒

建立并优化了以18S rRNA为内参照的特异性检测兰州百合（Lilium davidii var.unicolor）两种主要病毒：黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus,CMV）和百合无症病毒（Lily symptomless virus,LSV）的三重RT-PCR体系。结果表明,52.5°C的退火温度、0.025 U/μL的Taq DNA聚合酶、0.6 mmol/L的dNTP浓度、4 mmol/L的Mg2＋浓度、0.4μmol/L的各引物浓度以及30个循环等是三重PCR体系扩增的最佳条件;同时用该优化体系检测了兰州百合不同取样部位的病毒差异,发现LSV在不同取样部位的特异扩增条带的强度比较一致,而CMV差距相对较大,外鳞片CMV相对含量在整个感病植株中最高。为兰州百合主要病毒检测、脱毒组培快繁提供了技术支撑。     

日本菟丝子（Cuscuta japonica）寄生对加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)生理生态特性的影响

调查发现,野外有日本菟丝子(Cuscutajaponica)寄生于加拿大一枝黄花(Sotidago canadensis)植株的现象,被寄生的加拿大一枝黄花植株矮小,叶片枯黄,生长严重受阻.在实验控制条件下,观测了日本菟丝子寄生后加拿大一枝黄花生理生态特性的相关指标,并对寄主进行了解剖观察,探讨了应用日本菟丝子防除加拿大一枝黄花的可行性.结果表明:(1)日本菟丝子可以寄生于加拿大一枝黄花的茎及叶片,寄生根能够穿过加拿大一枝黄花表皮、皮层直至髓部,从寄主植株吸收水分和养分,使自身生物量得到增加,并严重影响了寄主的生长;(2)寄生50-60d后,被寄生植株最大光合速率只有对照的58.81%,而光合补偿点则为对照的153.39%;脯氨酸和丙二醛含量分别为对照的2.88和1.29倍,可溶性蛋白、可溶性总糖含量则分别下降了43.45%、44.47%;(3)金华地区,自然条件下生长的加拿大一枝黄花一般在9月中旬现蕾,10月中旬进入盛花期,而被寄生植株直到10月下旬才开始现蕾,花序长度不到正常植株的10%,当菟丝子生物量(干重)超过加拿大一枝黄花植株的13.14%时该植株不能开花结实.从实验结果看,日本菟丝子寄生可以严重影响加拿大一枝黄花的营养生长和开花结实.因此,利用日本菟丝子有望成为防治加拿大一枝黄花危害的一种辅助手段.