中国豆科植物一新记录种——小花红豆草

报道了小花红豆草Onobrychis micrantha Schrenk在中国新疆的分布。该种的分布区以往仅在中亚的哈萨克斯坦、巴基斯坦等地以及阿富汗和伊朗有记载。它与美丽红豆草O. pulchella Schrenk接近, 区别在于前者荚果的刺分离, 而后者荚果的刺彼此结合成膜质透明的隔膜。至此, 中国红豆草属Onobrychis的种类已达4种, 包括3个野生种和1个引进栽培种。给出了4种植物的检索表。     

苜蓿红豆草属间体细胞杂种的分子生物学鉴定

通过原生质体融合和培养获得苜蓿红豆草属间体细胞杂种植株。采用一种简便方法从杂种组织再生植株叶片、红豆草羟脯氨酸抗性系再生植株叶片和苜蓿根癌农杆菌702转化系愈伤组织提取DNA用于RAPD和Southern杂交分析。随机引物扩增结果显示两种亲本的RAPD多态具有明显差异。在所用20种随机引物中,6种产生较多的DNA片段。杂种组织具有两种亲本特有的DNA片段,但倾向于排除红豆草亲本的染色体,表明该杂种为非对称杂种,两种亲本染色体之间可能发生了重组。由于红豆草DNA的介入,杂种组织表现出较强的分化能力。分别利用RAPD扩增得到的OPA141000bp红豆草羟脯氨酸抗性系特异产物和OPA141600bp苜蓿根癌农杆菌702转化系特异产物为探针进行Southern分子杂交,证明杂种组织同时具有这两种DNA片段的同源序列。     

红豆草和苜蓿的光合效率比较研究

红豆草,又名驴食草,是甘肃省近年广泛种植的豆科牧草。为了深入认识它的生长发育规律,揭示其光合生产的限制因素,我们于1986—1988连续三年在甘肃省陇中南部黄土丘陵区通渭县申家山试验场开展了红豆草光能利用率的研究。     

蒙农红豆草不同花色表型及色素成分特征分析

蒙农红豆草不仅是良好的饲草作物,还可以用作庭院观赏及蜜源植物。该研究以蒙农红豆草浅色花瓣突变体与对照群体中的粉红色、紫红色花瓣为试验材料,通过对花瓣颜色的表型和色素种类及含量的综合分析,明确影响花色形成的主要物质。结果表明:(1)蒙农红豆草浅色花突变体与对照的粉红色花和紫红色花为3种不同的色系,根据黄度(b*)和色相角(h°)将浅色花突变体的花色定义为黄白色花。(2)在3种花色中共检测到10种类黄酮和5种花青素,其中6种山奈酚衍生物、2种矮牵牛素衍生物、2种飞燕草素衍生物和1种锦葵素衍生物为首次在蒙农红豆草中报道;同时还发现山奈酚-3-芸香苷、山奈酚-3-葡萄糖苷和飞燕草素-3-羧基修饰芸香苷在3种花色中含量(36%~50%、21%~35%和27%~65%)最多。研究推测:芦丁、山奈酚-3-芸香苷-5-鼠李糖苷和山奈酚-3-p-香豆酰葡萄糖苷为影响蒙农红豆草花色变化的主要成分。     

红豆草体细胞胚胎发生的激素调控及L—脯氨酸对它的促进作用

在 LS 附加1mg/1 BA+1mg/l KT 的培养基上,红豆草(Onobrychis viciaefolia Scop.)无菌苗的下胚轴切段产生淡黄色的愈伤组织。愈伤组织转移到 LS 附加1mg/l BA 的培养基上,诱导体细胞胚胎发生,而在 LS 附加1mg/l KT 的培养基上抑制体细胞胚胎发生。同时,发现红豆草胚性愈伤组织中游离脯氨酸的含量仅为非胚性愈伤组织的2/5。向培养基中加入L-脯氨酸可以促进红豆草体细胞胚胎发生。最适浓度为1000mg/l。     

红豆草愈伤组织原生质体再生植株

红豆草又名驴豆,是一种耐旱性较强的多年生豆科牧草。其蛋白质含量高,作为饲料适口性好,并且不发生臌胀病,因此被看作是进行体细胞杂交,改良其它豆科牧草的理想亲本。然而要实现这一目标,必须掌握原生质体培养成再生植株的最适条件和规律。曾有过叶片原生质体培养的报道。本研究用我国西北地区种植的红豆草愈伤组织分离原生质体,并培养形成再生植株。     

红豆草组织培养中体细胞胚的形成及其胚胎学观察

红豆草(Onobrychis viciaefolia Scop)幼苗的茎或根放入含有Kinetin(1mg/1)和6-BA(1mg/1)的LS固体培养基上,4周后可产生愈伤组织。当愈伤组织被转移到含有6-BA(1mg/1)的LS固体培养基上3—4周后,发现在愈伤组织上形成了体细胞胚,这种胚在不含任何激素的LS液体培养基浸湿的滤纸上会发育为完整植株。在愈伤组织分化的过程中进行胚胎学显微观察,发现了从单个的胚性细胞到高级阶段胚的体细胞胚发育的各个阶段,看来十分明显,红豆草的分化植株最初来源于单个的胚性细胞,这就使得在红豆草的组织培养中通过体细胞胚发生的途径在细胞水平上进行遗传选择成为可能。     

模拟降雨下草地植被调控坡面土壤侵蚀过程

采用人工模拟降雨的方法,定量研究了黄土高原地区不同生长阶段黑麦草(Lolium perenne L.)和红豆草(Onobrychis viciaefolia Scop.)及裸地坡面的降雨产流产沙过程,并通过降雨前剪掉冠层的方法对比分析了两种牧草根系与冠层在减少坡面径流与侵蚀产沙中的贡献率。试验结果表明:与裸土坡面相比,两种牧草都能有效的控制坡面土壤侵蚀,在试验末期黑麦草和红豆草的减流效益分别为65%和45%,而两者的减沙效益均在93%以上。两种牧草根系与冠层减少坡面径流与泥沙贡献率存在一定的差异,黑麦草冠层比根系具有更大的减流贡献率,除最后试验阶段冠层减流贡献率为44.7%外,在其他试验阶段黑麦草冠层的贡献率大于60%。相反,红豆草对坡面径流的减少则主要依赖于根系的作用。植物根系在控制坡面土壤侵蚀产沙中发挥着很大的作用。从实验初期到实验末期,黑麦草和红豆草根系的减沙贡献率分别由72%和16%增加到96%和93%。     

红豆草根瘤侵染细胞中液泡内含物的超微结构特征

用透射电镜研究了红豆草（Onobrychis viciifolia）根瘤侵染细胞中液泡内含物的超微结构特征。结果表明,早期发育侵染细胞的液泡中只含有少量的纤维状物质。随着细胞的发育,液泡不断变大,液泡中的纤维状物质和膜状物质越来越多。在中央液泡形成后,液泡中的纤维状物质逐渐减少,类细胞质、泡状和膜状物质明显增多,它们常由一层来自液泡膜的膜包围,其形状一般近似圆形或椭圆形。液泡内含物的大量出现可能与红豆草及其根瘤具有高度的抗旱件有关。     

四种植物种子萌发及苗期抗旱性差异的研究

对四种豆科植物种子萌发及苗期抗旱性作了比较研究,结果表示：种子萌发期抗旱笥强的植物其苗期抗旱性亦强。干旱引起组织脱水,植株生长受到抑制,幼苗出现衩始萎蔫时间与细胞膜受害时间一致。四种植物显示萎蔫时土壤含水量明显不同,红豆草为４．８０％、羊柴２．２％、花棒１．７４％、柠条１．５１％．据种子相对发芽率、膜透性变化等生理指标综合评定四种植物种子萌发及苗期抗旱能力次序为：柠条＞花棒＞羊柴＞红豆草。     

评价植物悬浮细胞培养物两项测定指标的建立

由于在细胞培养研究中缺乏一些可操作性强的且定量化的细胞状态评价指标,人们对植物细胞状态的有些性状的评价只能停留在定性描述水平,如对悬浮细胞培养物褐化程度的评价仅能作出定性判断。这里我们提出了两项悬浮细胞培养物细胞状态评价指标。     

Establishment of embryogenic callus and high protoplast yielding suspension cultures of sugarcane (Saccharum spp. hybrids)

For 18 sugarcane cultivars, four distinct callus types developed on leaf explant tissue cultured on modified MS medium, but only Type 3 (embryogenic) and Type 4 (organogenic) were capable of plant regeneration. Cell suspension cultures were initiated from embryogenic callus incubated in a liquid medium. In stage one the callus adapted to the liquid medium. In stage two a heterogeneous cell suspension culture formed in 14 cultivars after five to eight weeks of culture. In stage three a homogeneous cell suspension culture was developed in six cultivars after 10 to 14 weeks by selective subculturing to increase the proportion of actively dividing cells from the heterogeneous cell suspension culture. Plants were regenerated from cell aggregates in heterogeneous cell suspension cultures for up to 148 days of culture but plants could not be regenerated from homogeneous cell suspension cultures. High yields of protoplasts were obtained from homogeneous cell suspension cultures (3.4 to 5.2 × 10⁶ protoplasts per gram fresh weight of cells [gfwt^-1]) compared to heterogeneous cell suspension cultures (0.1 × 10⁶ protoplasts gfwt^-1). Higher yields of protoplasts were obtained from homogeneous cell suspension cultures for cultivars Q63 and Q96 after regenerating callus from the cell suspension cultures, then recycling this callus to liquid medium (S-cell suspension cultures). This process increased protoplast yield to 9.4 × 10⁶ protoplasts gfwt^-1. Protoplasts isolated from S-cell suspension cultures were regenerated to callus and recycled to produce SP-cell suspension cultures yielding 6.4 to 13.2 × 10⁶ protoplasts gfwt^-1. This recycling of callus to produce S-cell suspension cultures allowed protoplasts to be isolated for the first time from cell lines of cultivars Q110 and Q138.     

辣椒游离小孢子细胞团培养的胚状体形成

从预培养15天后的花药中机械游离小孢子及其细胞团,经28℃液体悬浮暗培养．30天后,获得了自球形期胚到子叶期胚发育程度不等的各类胚状体。从12个花药中可以形成高达22个胚状体,且子叶期胚的比例约为23％。显微镜检表明,这些胚状体来自游离的小孢子细胞．经核的对称分裂形成多核细胞或者早期形成多细胞团,最后经细胞的分裂分化形成。胚状体体表具毛,活力有差异。在适当培养基上,具活力的鱼雷期及子叶期胚状体均能发育成正常植株。7℃、32℃、35℃8天的胁迫处理均能诱导小孢子胚状体发生。但花药培养中7℃、35℃处理下的出胚率较32℃下高,而游离小孢子细胞团培养中以35℃、32℃下较好。7℃处理下获得的胚状体数很少．对产生这种现象的原因进行了探讨。出胚率在基因型间,不同胁迫处理温度间表现明显差异。而在温度处理的不同天数间差异不明显。流式细胞仪对再生株真叶的DNA含量分析表明．获得的再生株中具有单倍体、双单倍体以及单倍一双倍嵌合体植株。本结果为进一步开展辣椒雄性生殖途径的胚状体发育研究。提高辣椒成熟胚状体的频率提供了实验体系。     

外循环气升式反应器培养新疆紫草细胞

采用两步培养法进行新疆紫草细胞悬浮培养及5L外循环气升式反应器扩大培养,探讨了培养过程中细胞生长、紫草色素合成与培养液的电导率、可溶性糖含量变化之间的关系。第一步培养时细胞生长迅速,但也有一部分色素合成,电导率及可溶性糖含量迅速下降;第二步培养初期电导率也开始下降,但当色素合成达到高峰并有一部分外泌到培养基后,电导率又开始回升。可溶性糖捎耗很快,到后期巳测不出其存在。因此通过监测培养液中电导率及可溶性糖的变化情况,可以为新疆紫草细胞大规模培养与色素合成提供有用的参数指标。     

Protection of human induced pluripotent stem cells against shear stress in suspension culture by Bingham plastic fluid

Suspension culture is an important method used in the industrial preparation of pluripotent stem cells (PSCs), for regenerative therapy and drug screening. Generally, a suspension culture requires agitation to keep PSC aggregates suspended and to promote mass transfer, but agitation also causes cell damage. In this study, we investigated the use of a Bingham plastic fluid, supplemented with a polysaccharide-based polymer, to preserve PSCs from cell damage in suspension culture. Rheometric analysis showed that the culture medium gained yield stress and became a Bingham plastic fluid, after supplementation with the polymer FP003. A growth/death analysis revealed that 2 days of aggregate formation and 2 days of suspension in the Bingham plastic medium improved cell growth and prevented cell death. After the initial aggregation step, whereas strong agitation (120 rpm) of a conventional culture medium resulted in massive cell death, in the Bingham plastic fluid we obtained the same growth as the normal culture with optimal agitation (90 rpm). This indicates that Bingham plastic fluid protected cells from shear stress in suspension culture and could be used to enhance their robustness when developing a large-scale.     

硬紫草细胞悬浮培养和紫草宁及其衍生物的形成

硬紫草细胞悬浮培养形成紫草宁及其衍生物时．细胞生长曲线呈扁平的s形。细胞停止生长后,紫草宁及其衍生物大量形成,二者的动态变化呈负相关。测定丁此过程中培养液的无机元素和可溶性糖含量、溶氧、pH值以及细胞形态的变化情况,可作为硬紫草细胞大规模培养的参考。     

大鼠早期三级卵泡中的卵母细胞能在联合培养系统中成批适当成熟

我们建立了由离体同步未分化颗粒细胞、动情前期垂体前叶和△-4雄烯二酮组成的“联合培养系统”。该联合培养系统可模拟正常生理状态下各相关细胞间的协同作用。更有效地诱发经DES刺激后所获得的大量大鼠早期三级卵泡中的卵母细胞同步达到适当成熟。从而获得符合正常生理标准的成熟卵球。使卵巢内大量卵母细胞得到充分利用。我们的实验表明,经DES刺激,每侧幼龄大鼠卵巢中平均可取得处在早期三级卵泡中的189枚卵母细胞。在联合培养系统中培养。78％的卵母细胞排出第一极体达到成熟。这些成熟的卵母细胞中88％可正常受精,93％卵裂,经体外培养96h,有59％的受精卵可发育到桑椹或囊胚。2-细胞期胚胎移植后可发育为健康个体。因此,该联合培养系统为研究大鼠卵母细胞成熟、受精和早胚发育的分子机制提供了非常有效的实验模型。     

Soluble Signals from Cells Identified at the Cell Wall Establish a Developmental Pathway in Carrot

Cells in a plant differentiate according to their positions and use cell-cell communication to assess these positions. Similarly, single cells in suspension cultures can develop into somatic embryos, and cell-cell communication is thought to control this process. The monoclonal antibody JIM8 labels an epitope on cells in specific positions in plants. JIM8 also labels certain cells in carrot embryogenic suspension cultures. We have used JIM8 and secondary antibodies coupled to paramagnetic beads to label and immunomagnetically sort single cells in a carrot embryogenic suspension culture into pure populations. Cells in the JIM8(+) population develop into somatic embryos, whereas cells in the JIM8(-) population do not form somatic embryos. However, certain cells in JIM8(+) cultures (state B cells) undergo asymmetric divisions, resulting in daughter cells (state C cells) that do not label with JIM8 and that sort to JIM8(-) cultures. State C cells are competent to form somatic embryos, and we show here that a conditioned growth medium from a culture of JIM8(+) cells allows state C cells in a JIM8(-) culture to go on and develop into somatic embryos. JIM8 labels cells in suspension cultures at the cell wall. Therefore, a cell with a role in cell-cell communication and early cell fate selection can be identified by an epitope in its cell wall.     

耻垢分枝杆菌发育过程中多形性观察

作者采用玻片培养法对快速生长的耻垢杆菌进行观察,发现该菌在生长发育的初期有一个变为圆球体的阶段,尔后可成熟为抗酸杆菌,进一步杆菌衰老可出现增长的丝状菌,丝状菌的中央或末端有局部膨大,后者与很多细菌L型的生长方式相似。细胞壁染色提示在耻垢杆菌的生长发育过程中可自发性出现少量缺壁细菌。