水稻两性生殖细胞的N-甲基-N-亚硝基脲诱变方法

N-甲基-N-亚硝基脲(MNU)被用于水稻(Oryza sativa)受精卵的诱变。通过水稻辽盐6号成熟生殖器官的MNU体内同步处理及后代群体筛查, 确立了水稻两性生殖细胞的MNU诱变方法。与辽盐6号受精卵的MNU处理相比, 各组条件下两性生殖细胞的MNU处理明显使M₁群体生长发育的指标降低及M₁-M₂群体中突变性状的发生率升高。两性生殖细胞在含有1.5 mmol?L ^-1 MNU和10 mmol?L ^-1 PO₄ ^3-的缓冲液(pH4.8)中处理60分钟, 突变性状发生率是基于受精卵MNU处理的3倍。进一步筛查M₃群体, 获得了包含新型植株和籽粒突变体的纯合突变体系列。研究结果表明, 水稻两性生殖细胞的MNU诱变可显著提高广谱诱变效率。该技术的应用可为水稻的未知功能基因鉴定和育种所需的各种突变体规模化开发提供高效的技术支撑。     

金黄花滇百合植株再生与离体快繁技术体系的建立

以金黄花滇百合(Lilium bakerianum var. aureum)的鳞片为外植体, 探讨不同部位外植体和不同配比的植物生长调节剂对愈伤组织诱导和植株再生的影响。研究结果表明, 鳞片诱导愈伤组织和不定芽的最适培养基为MS+1.0 mg∙L ^-16-BA+0.1 mg∙L ^-1NAA+30 g∙L ^-1蔗糖; 不定芽增殖的最适培养基为MS+0.5 mg∙L ^-16-BA+0.1 mg∙L ^-1NAA+30 g∙L ^-1蔗糖; 不定芽诱导小鳞茎的最适培养基为MS+1.0 mg∙L ^-1NAA+30 g∙L ^-1蔗糖; 小鳞茎膨大生根的最适培养基为1/2MS+0.01 mg∙L ^-1NAA+60 g∙L ^-1蔗糖。该研究为金黄花滇百合种质资源保护和快速繁殖提供了技术支撑。     

不同激素对青钱柳外植体和愈伤组织褐化的影响

以青钱柳(Cyclocarya paliurus)叶片为研究材料, 采用单因素完全随机试验法比较不同激素(6-BA、GA₃和NAA)浓度组合对叶片外植体褐化的影响; 在此基础上, 分别采用二因素、单因素完全随机试验法比较6-BA+NAA不同浓度组合、不同基本培养基对愈伤组织褐化的影响。结果表明, 改良MS+1.0 mg∙L ^-1 6-BA+1.0 mg∙L ^-1 GA₃+0.3 mg∙L ^-1 NAA是抑制青钱柳叶片外植体褐化的最佳培养基, 其褐化率为0, 愈伤组织诱导率100%; 改良MS+0.5 mg∙L ^-1 6-BA+0.2 mg∙L ^-1 NAA是抑制愈伤组织褐化的最佳培养基, 其褐化率为0, 愈伤组织增殖倍数达4.80倍, 愈伤组织呈黄绿色或黄色, 颗粒状, 颗粒小而紧密、质硬且表面干燥。该方法有效解决了青钱柳叶片外植体和愈伤组织褐化问题, 为青钱柳组织培养褐化控制提供了一条简单高效的离体培养途径, 也为青钱柳叶片离体再生体系的建立奠定基础。     

植物生长调节剂对银柴胡细胞生长特性的影响

利用细胞悬浮培养技术,研究不同激素对银柴胡细胞生长特性及过氧化氢酶和硝酸还原酶活性的影响。结果表明,第4种激素配比的培养液M₄(MS+6-BA 1.0 mg·L^-1+2,4-D 1.0 mg·L^-1+NAA 1.0 mg·L^-1)的细胞鲜重、干重,细胞数目均明显高于其他处理;M₄处理可有效增强银柴胡细胞硝酸还原酶的活性,提高氮素利用率;M₂(MS+6-BA 1.0mg·L^-1+NAA0.5 mg·L^-1)处理有利于增强银柴胡细胞过氧化氢酶活性。     

一个新的水稻叶绿素缺失黄叶突变体的特征及基因分子定位

从粳稻“嘉花1号”⁶⁰Coγ射线辐照的后代中筛选到一个叶绿素缺失黄叶突变体(yl11), 与野生型“嘉花1号”相比该突变体表现为全生育期植株叶片呈黄色, 叶绿素含量以及净光合速率明显下降, 叶绿体发育不完善, 并且伴随着株高等主要农艺性状的变化。遗传分析表明, 该突变性状受一对隐性核基因(yl11)控制。该突变体与籼稻“培矮64S”杂交生产的F₂、F₃群体中的分离出突变体型920个单株作为定位群体, 利用SSR和InDel分子标记将yl11基因定位在水稻第11染色体长臂上的MM2199和ID21039分子标记之间, 其物理距离约为110 kb, 目前该区域内没有发现与水稻叶绿素合成/叶绿体发育相关已知功能基因。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

山杏叶片光合生理参数对土壤水分和光照强度的阈值效应

以半干旱黄土丘陵区主要灌木树种山杏(Prunus sibirica)为试验材料, 应用CIRAS-2型光合作用仪测定不同土壤质量含水量(W_m)下山杏叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)及水分利用效率(WUE)的光响应过程, 探讨山杏光合特性对土壤水分和光照条件的适应性。结果表明: P_n、T_r及WUE对W_m和光照强度的变化有明显的阈值响应。随着W_m (6.5%-18.6%)的递增, 光补偿点降低, 光饱和点、表观量子效率和最大净光合速率均升高; 在W_m为18.6%时, 山杏利用弱光和强光的能力最强, 光照生态幅最宽。随着W_m (9.2%-18.6%)的递增, P_n、T_r有明显升高的趋势, 水分过高或过低, 两者均呈现下降趋势; 山杏对光照环境的适应性较强, 在光合有效辐射为800-1 200 µmol∙m^-2∙s^-1时, P_n和WUE都具有较高水平, 饱和光强在983-1 365 µmol∙m ^-2∙s^-1之间。以光合生理参数为指标对山杏土壤水分有效性及生产力进行分级与评价, 确定W_m < 9.2%或W_m > 22.3%时为“低产中效水”; W_m在20.5%-22.3%和9.2%-12.9%时, 分别为“中产低效水”和“中产中效水”; W_m在12.9%-20.5%时为“高产高效水”。其中W_m为18.6%时为“最佳产效水”, 对应光强为1 365 µmol∙m^-2∙s^-1。     

基于FvCB模型分析盐分胁迫对棉花叶片光合作用的影响

为深入理解叶片光合特性对盐胁迫的响应机理,以棉花为试验材料,设置5个盐分(NaCl)浓度处理:0(CK)、50、100、150和200 mmol·L^-1,利用FvCB模型分析盐胁迫对棉花幼苗叶片光合特性的影响。结果表明:与CK相比,50和100 mmol·L^-1盐分处理增加了棉花叶片的最大羧化速率(V_{c max})和最大电子传递速率(J_max),但150和200 mmol·L^-1盐分处理显著降低了V_{c max}和J_max。叶片净光合速率(P_n)、叶肉导度(g_m)和暗呼吸速率(R_d)随盐分浓度升高而下降;与CK相比,50和100 mmol·L^-1盐分处理对g_m无显著影响,但P_n和R_d显著降低。150和200 mmol·L^-1盐分处理明显降低了P_n、g_m和R_d,且与0、50和100 mmol·L^-1盐分处理间存在显著差异;利用FvCB模型模拟了不同盐分胁迫下叶片净光合速率。与不考虑g_m的模拟结果相比,考虑g_m提高模拟值和实测值间的决定系数,并降低了平均绝对误差。棉花幼苗耐盐阈值为100～150 mmol·L^-1,随盐分浓度的增加,光合限制因素由叶肉因素转变为光合机构受损;引入g_m可以提高FvCB模型的模拟精度。     

盐胁迫下外源Ca2+对花生生长发育、生理及产量的影响

以‘花育22’为试验材料,使用外源钙[0、6、12 mmol·L^-1的Ca(NO₃)₂]处理盐胁迫(100 mmol·L^-1 NaCl)及正常条件下生长的花生,以盆栽方式研究了不同Ca²⁺浓度处理对盐胁迫条件下花生整个生育期的相关生理与产量指标的影响.结果表明: 在100 mmol·L^-1 NaCl条件下,施加不同浓度外源钙均可提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及叶绿素含量,降低丙二醛(MDA)含量和电解质外渗,增加根系活力,改善植株的农艺性状,增加生物积累量,最终提高花生产量,并且12 mmol·L^-1 Ca²⁺处理的效果最显著.通过增强活性氧的清除能力、维持细胞膜的稳定性以及完整性,是外源钙有效缓解花生植株的盐胁迫伤害并最终提高荚果产量的重要原因.     

盐胁迫下外源Ca2+对花生生长发育、生理及产量的影响

以‘花育22’为试验材料,使用外源钙[0、6、12 mmol·L^-1的Ca(NO₃)₂]处理盐胁迫(100 mmol·L^-1 NaCl)及正常条件下生长的花生,以盆栽方式研究了不同Ca²⁺浓度处理对盐胁迫条件下花生整个生育期的相关生理与产量指标的影响.结果表明: 在100 mmol·L^-1 NaCl条件下,施加不同浓度外源钙均可提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及叶绿素含量,降低丙二醛(MDA)含量和电解质外渗,增加根系活力,改善植株的农艺性状,增加生物积累量,最终提高花生产量,并且12 mmol·L^-1 Ca²⁺处理的效果最显著.通过增强活性氧的清除能力、维持细胞膜的稳定性以及完整性,是外源钙有效缓解花生植株的盐胁迫伤害并最终提高荚果产量的重要原因.     

有机肥氮投入比例对双季稻田根际土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的影响

为探明不同有机肥氮素占总氮投入的百分比对双季稻区早、晚稻各生育时期稻田根际土壤微生物的影响,本研究以大田定位试验为平台,应用氯仿熏蒸-K₂SO₄提取法和化学分析法系统分析了施用化肥N(M₁)、30%有机肥N(M₂)、50%有机肥N(M₃)、100%有机肥N(M₄)和无N对照(M₀)5个不同施肥处理双季稻田根际土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物熵的差异.结果表明: 在早稻和晚稻各主要生育时期,施肥措施均能提高稻田根际土壤MBC、MBN和微生物熵,各施肥处理根际土壤MBC、MBN和微生物熵均随水稻生育期推进呈先增加后降低的变化趋势,均于齐穗期达到最大值,成熟期为最低值;其中,各处理双季稻田根际土壤MBC、MBN、MBC/MBN值和微生物熵一般均表现为M₄＞M₃＞M₂＞M₁＞M₀,M₂、M₃和M₄处理间均无显著差异,但均显著高于M₀处理.可见,单独施用化肥措施对提高根际土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵效果有限,施用有机肥或有机无机肥配施提高根际土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的效果较好.     

模拟降雨格局变化对亚热带地区两树种液流特征的影响

在全球变化的影响下, 中国亚热带地区近几十年降水格局发生了急剧变化。这种变化对亚热带常绿阔叶林植物的生长和森林水分平衡的影响尚不清楚。为此, 该研究从植物整树蒸腾角度出发, 通过在天然次生林中进行人工隔除降雨模拟降水格局变化, 研究降水变化对植物水分利用的影响。试验于2012年9月至2014年12月在广东鹤山森林生态系统国家野外科学观测研究站内的常绿阔叶林内进行, 通过林下搭建遮雨棚, 截留干季(10月至次年3月)的降雨, 并在湿季(次年4至9月)等量返还到样地中, 在保证总降水量不变的前提下模拟干季更干、湿季更湿(DD)的降雨格局变化。在此期间对样地内的木荷(Schima superba)与火力楠(Michelia macclurei)树干液流特征进行连续监测。运用独立样本t检验对对照组(AC)两个树种间的平均最大液流通量密度(¯J_S)差异性进行分析, 并将DD处理下两个树种的¯J_S与AC进行对比, 来检验隔除降雨对森林蒸腾的效应。结果表明: 当光合有效辐射(PAR)大于1 100 μmol·m ^-2·s ^-1时, 对照样地火力楠和木荷的¯J_S分别为(49.5 ± 1.7)和(43.6 ± 2.0) mL∙m ^-2∙s ^-1, 且前者表现出对光合有效辐射(PAR)更强的敏感性。截留降雨处理开始后(2012-10), 两个树种DD与AC处理的¯J_S比值(DD:AC)均先减小后增加, 其中木荷的比值从处理前的0.74下降到了第1次截留降雨处理期(2012-10至2013-03)的0.68, 增加到了第2次截留降雨处理期(2013-10至2014-03)的0.93以及第3次截留降雨处理期(2014-10至2014-11)的1.04; 火力楠则从处理前的1.00下降到了第1次截留降雨处理期的0.94, 在第2次截留降雨处理期增长到1.06, 变化幅度小于木荷。此外, 在第3次截留降雨处理期, 木荷在相同的水汽压亏缺及PAR下能够保持更高的¯J_S。这些结果表明, 短期干旱事件会促使森林蒸腾急剧下降, 然而在长期干旱下, 植物会通过提高¯J_S来弥补干旱带来的损失, 而木荷由于具有较大的¯J_S可塑性, 从而使其在干旱条件下维持更高的水分传输速率。     

纳他霉素对芒果采后胶孢炭疽菌的抑菌效果及机理

以纳他霉素为抑菌剂, 实验测定了离体条件下不同浓度纳他霉素对胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)的孢子萌发及菌丝生长的抑制效果, 以及活体损伤接种炭疽病菌后, 纳他霉素对芒果(Mangifera indica)果实炭疽病的防治效果。通过测定纳他霉素处理后胶孢炭疽菌的细胞膜相对渗透率、可溶性蛋白含量、细胞膜完整性、孢子内活性氧水平和线粒体分布情况, 初步探明其抑菌机理。结果表明, 3 mg∙L ^-1纳他霉素可显著抑制胶孢炭疽菌孢子萌发、芽管伸长和菌落生长, 80 mg∙L ^-1纳他霉素可有效抑制芒果贮存过程中果实炭疽病斑的扩展。纳他霉素处理后胶孢炭疽菌细胞膜相对渗透率和可溶性蛋白含量增加; 2 mg∙L ^-1纳他霉素处理8小时, 处理组胶孢炭疽菌孢子细胞膜损伤染色率为33.6%, 对照组染色率为13.9%; 处理组胞内活性氧产生染色率达46.9%, 比对照组高39.7%; 同时观察到纳他霉素使胞内线粒体分布不均且荧光信号微弱。以上结果表明, 纳他霉素可以破坏胶孢炭疽病菌细胞膜, 诱导活性氧大量积累, 并降低线粒体活性, 从而干扰菌体正常生理活性, 使其代谢活动受影响, 从而达到抑菌目的。     

Spring Time and Autumn Time Toxic Effects of Copper (II), 3-(2-Furyl) Prop-2-Enal Semicarbazone and [CuCl2(FASC)2] Complex in Mice

In vitro, 3-(2-furyl) prop-2-enal semicarbazone-copper (II) complex [CuCl₂(FASC)₂] presents antimitotic effects. In this work we studied the in vivo seasonal toxic effects in male Swiss mice of CuCl₂, and FASC and the [CuCl₂(FASC)₂] complex. In spring, one injection of CuCl₂8.10^-2 mmol killed 16% of animals after 24 h. Cupric chloride lethal dose was up to 64.10^-2 mmol with 100% mice dead after 24 h. FASC was well tolerated from 0.65 to 1.3 mmol. The complex was 100% lethal with 48.10^-2 mmol. In autumn, mice were more sensitive to CuCl₂ and to the complex with lethal doses up to 32.10^-2 mmol and 8.10^-2 mmol, respectively. On the other hand, FASC was well tolerated. It is concluded that the in vivo toxic effects of CuCl₂ and [CuCl₂(FASC)₂] complex are quite different in spring and autumn.     

Synthesis, NMR spectroscopy study, and antimuscarinic activity of a series of 2-(Acyloxymethyl)-1,3-dioxolanes

A series of 1,3-dioxolane-based ligands, bearing hydroxymethyl or ester functionalities, was synthesized and tested as potential muscarinic antagonists. The compounds display moderate to low affinity for the three receptor subtypes M₁-M₃, with some of them showing a significant selectivity for the M₃ subtype. The configurational and conformational properties were studied using NOE experiments and vicinal coupling constants. The ¹H and ¹³C NMR chemical shifts show stereochemically dependent trends. Quantitative analysis of conformer populations showed that the exocyclic CH₂N⁺(CH₃)₃ group is prevalently in a pseudo-axial orientation in the cis isomers and in a pseudo-equatorial orientation in the trans isomers.     

水杨酸调控盐胁迫下羽衣甘蓝种子萌发的机理

盐胁迫是植物种子萌发与植株生长的重要限制因子。以羽衣甘蓝(Brassica oleracea var.acephala)名古屋为材料,研究不同盐分对其种子萌发的影响,探索水杨酸(SA)及其合成抑制剂氨基茚磷酸(AIP)处理对羽衣甘蓝种子萌发的调控效应。实验结果表明,150与200 mmol·L^–1 NaCl处理后的羽衣甘蓝种子活力显著降低。盐胁迫显著降低种子的吸水速率、种子活力与幼苗质量,降低苯丙氨酸裂解酶活性与内源SA含量,提高过氧化氢(H2O2)与超氧阴离子(O2^–.)含量。SA可以缓解盐胁迫对羽衣甘蓝种子活力的抑制作用,通过促进内源SA合成,从而提高种子吸水率与种子活力,促进种子对K^+、Mg^2+的吸收,降低Na+含量。此外,外源施加SA能够显著增强超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性,降低H2O2与O2^–.的积累。相反,氨基茚磷酸(AIP)处理能够增强盐胁迫对种子萌发的抑制作用,推测这与AIP处理能够显著降低种子内源SA含量密切相关。研究表明外源SA主要通过提高保护酶活性、降低活性氧积累和维持体内离子平衡来增强羽衣甘蓝的耐盐性。     

指数改进模型在大麦光合-CO2响应曲线中的适用性

光合-CO₂响应曲线是研究植物对CO₂响应的重要工具。常用的光合-CO₂响应曲线模型, 除直角双曲线修正模型外, 均无法准确地计算出CO₂饱和点和光合能力。该文利用新的指数改进模型拟合大麦(Hordeum vulgare)光合-CO₂响应曲线, 与直角双曲线修正模型、直角双曲线模型、指数模型、非直角双曲线模型进行比较, 并随机选取部分数据进行检验, 同时得到了各个光合-CO₂响应曲线模型的主要生理参数, 对这些数据进行了比较分析, 讨论了各模型之间的优缺点和准确合理性。结果表明, 指数改进模型在5个模型中具有最好的精确度和合理性, 能准确地描述出大麦的光合-CO₂响应曲线, 计算出CO₂饱和点为484 μmol∙mol^-1, 光合能力为25.9 μmol CO₂∙m^-2∙s^-1。