五种作物基因库种子繁殖更新技术研究

用大白菜、荞麦、多花菜豆、薏苡和芝麻等五种作物,每作物4个品种,各设25、50、100、150、200株不同群体的田间种植试验。采用纱网隔离,人工链式杂交,成对杂交,混合授粉,人工辅助授粉或虫媒(蜜蜂、苍蝇)等不同传粉方法。观察、记栽主要农艺性状。室内考种并测定各繁种方法与原种繁殖前后10种同工酶,计算遗传多样性指数;比较不同种群及原种与不同繁种方法繁殖后代间的差异显著性(遗传相似性)。提出这5种作物基因库种子最佳繁种措施：大白菜种植50～100株,群体内进行人工链式杂交;荞麦在网罩内种50～100株,采用家蝇传粉;多花菜豆在全封闭网棚内种50株以上,放蜜蜂传粉;薏苡种50～150株群体,套袋人工混合授粉;芝麻采用非隔离区种植40～50株或利用温室隔离种植。     

繁殖群体量及隔离对蚕豆种质遗传完整性的影响

为研究繁殖群体量和隔离方式对常异花授粉作物蚕豆种质繁殖更新的影响,以9份蚕豆地方种质为对象,以国家库保存的原种为对照群体,采用AFLP分子标记方法,对比了50株和20株群体量及开放无隔离群体和网棚隔离群体更新后代的遗传完整性差异。结果表明:与对照群体相比,50株和20株群体的多态性位点数、多态位点百分率、每位点有效等位基因数、香农指数、遗传多样性指数均出现不同程度下降,但下降幅度20株大于50株群体;遗传相似性和UPGMA聚类分析表明50株群体与对照群体的遗传相似性高于20株群体;网棚隔离可降低群体间串粉与花粉污染,但其遗传完整性却较开放无隔离群体低。     

甜荞种质资源创新方法的研究

甜荞是异花授粉作物,自然界中的甜荞种质资源多存在生物学混杂现象。每份甜荞种质资源可以分化出若干份新的遗传资源类型,其遗传背景复杂。简化甜荞种质资源的遗传背景,准确描述新品种的亲子代关系和遗传背景一直是世界荞麦工作者面对的技术难题。甜荞种质资源的繁育需要采取隔离措施,实施过程中需要考虑甜荞花粉粒大小、甜荞授粉机制、访问昆虫种类以及种子量多少等。为解决上述问题,本研究建立了以隔离杂交圃、隔离单繁圃、隔离扩繁圃、隔离比较圃和田间试验圃的荞麦繁育新方法——"五圃法",以期开发出不同类型的新的荞麦资源,在育种中可针对性的配制强优势组合,为新品种选育提供种质材料。     

意大利蜜蜂和小峰熊蜂在温室桃园的传粉行为及其影响因素

意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica和小峰熊蜂Bombus hypocrita是我国设施农业中的两种主要授粉昆虫, 二者的传粉方式和传粉效率因不同作物而各有不同。为了选用最理想的蜂种为温室作物授粉, 提高作物的授粉效率, 我们于2008-2010年连续3年在北京的温室桃园进行了意大利蜜蜂和小峰熊蜂的传粉行为及其影响因素的研究。结果表明, 两种蜂的日活动规律不同, 和意大利蜜蜂相比, 小峰熊蜂的活动起点温度低、 日工作时间长、 单花访问时间长, 采集蜂在温室内距离蜂巢不同距离之间扩散比较均匀。而意大利蜜蜂采集蜂的数量随授粉半径的增大而明显减少。温室内环境因子对两种蜂传粉活动的影响基本一致, 温度对两种蜂的传粉活动影响最大, 其次是湿度、 单花花蜜浓度和光照强度, 而单花花蜜体积对蜂活动无明显影响。本研究认为对于温室桃授粉应优先选用授粉性能稳定的小峰熊蜂, 并且适当调节温室内环境条件, 以提高其授粉效率。     

河南芝麻授粉昆虫初步调查

为了清楚了解芝麻花授粉昆虫种类、昆虫的授粉规律和授粉时间,2009年对河南省平舆县高杨店乡的13个样点芝麻花授粉昆虫进行调查,采集到授粉昆虫标本65份.经过整理鉴定,芝麻花授粉昆虫共计5目14科25种.其中,蜜蜂占授粉昆虫的92%,是大田芝麻主要的授粉昆虫.蜜蜂授粉出勤高峰出现在8:00～8:50和18:00～18:50.     

榕树种间杂交研究进展

杂交是生物进化的重要方式和新物种的重要来源, 在植物界普遍存在, 但在不同植物类群中的发生率差异很大。高度专性传粉体系中, 宿主植物和传粉者经历长期协同进化, 形成远高于其他物种的互利共生机制和合子前生殖壁垒, 被认为不太可能发生种间杂交。榕树和传粉榕小蜂是动植物间专性传粉关系的典范, 甚至发展出一对一高度专性关系。但随着研究的深入, 发现了一定程度的宿主转移现象, 引发学者对榕树种间杂交的研究和探讨。本文从人工杂交、外来种和本地种杂交、岛屿种自然杂交、同域分布近缘种自然杂交, 以及利用系统发育不一致推测杂交等5个方面, 综述了榕树种间杂交的研究进展, 并对未来研究进行展望。同一亚属内人工榕树种间杂交F₁代一般可育, 不同亚属榕树的种间杂交亲和性强度在不同性系统上表现有所不同。种间存在单向或不对称的双向基因流, 依赖专性传粉榕小蜂传粉可能使得渐渗杂交成为榕树种间杂交的主要方式。一系列的合子前隔离机制, 包括化学隔离、形态隔离、地理隔离、生态隔离、季节隔离等有效维持了榕树物种在遗传和形态上的完整性; 而合子后隔离作用较弱, 传粉榕小蜂在非专性宿主上的繁殖适合度一般表现为显著降低。未来有待在评估杂交对榕树生物多样性和榕-传粉榕小蜂共生体系稳定性的影响, 分析榕树天然杂交带的杂交模式, 以及探讨影响宿主转移和榕树杂交的因素等方面开展深入研究。     

露珠杜鹃繁育系统及杂交亲和性

为种质资源保护和乡土园林树种推广提供技术支持,对野生露珠杜鹃（Rhododendron irroratum）繁育系统和杂交亲和性进行研究,试验包括开花生物学特性,繁育系统特性,与高山杜鹃优良园艺品种杂交授粉,荧光显微镜观察授粉花粉萌发及花粉管生长过程,以及坐果率和结实率统计。结果表明（：1）露珠杜鹃开花时间为4月下旬到5月下旬,花粉活力与柱头可授粉性随开花时间的延长逐渐下降。（2）杂交指数（OCI）为3,P/O值为343.47。（3）主要传粉者为膜翅目中华蜜蜂（Apis cerana）,繁育系统为兼性异交型,自交亲和,需要传粉者,属虫媒花。（4）人工控制授粉发现不存在无融合生殖,能自动自花授粉,异株异花、同株异花、自花授粉坐果率分别为46.96%、45.03%、37.16%,人工授粉平均坐果率与自然传粉坐果率基本一致。（5）露珠杜鹃作为亲本进行人工杂交授粉表现出杂交不亲和,母本花粉管中存在胼胝质栓塞,导致花粉管不能延伸至子房。通过观察发现,露珠杜鹃杂交亲和难点在于花粉管生长过程。     

中国特有种——沙芥繁育系统和传粉生物学研究

运用定位观察、杂交指数、花粉-胚珠比、套袋试验和重力玻片法等方法,对沙芥自然居群和人工栽培种群的开花日动态、繁育系统和传粉习性进行了研究.结果显示:沙芥在自然居群和人工栽培种群开花日高峰分别在19:00和15:00～18:00.沙芥繁育系统为异花授粉植物.沙芥传粉媒介中风的飘移能力非常微弱;沙芥自然居群的访花昆虫有19种,分属于6个目;人工栽培种群的访花昆虫有11种,分属于6个目.意大利蜜蜂、熊蜂、黑带食蚜蝇和拟蜂食蚜蝇是两个居群共有的主要传粉昆虫,在自然居群熊蜂每天的访花频率呈双峰曲线,其中访花最高峰与开花日高峰基本重叠.     

大白菜雄性不育株的组织培养

在唐山大白菜的“杂优”利用中,采用“雄性不育两用系”制种由于存在的育性分离,需要待植株开花时拔除群体中约占50%的可育株,这不仅费工费时,也不易保障一代杂种的纯度。为克服这一缺点,我们参考李曙轩等(1983)关于大白菜腋芽组织培养繁殖种子的方法,进行雄性不育株的组织培养,获得了性状整齐一致、不育株率100%的优良雄性不育无性系、为白菜杂交制种提供了新方法。     

农作物授粉生态系统服务评估——以丽江老君山地区为例

为科学评估野生传粉昆虫对农作物授粉生态系统服务能力以及空间格局,基于不同土地利用/覆被类型上各种野生传粉蜂的蜜粉源植物和其巢穴资源的可得性,并结合其传粉的飞行行为及对其传粉有一定依赖性的作物,以ArcGIS9.2为平台构建了针对每个农作物像元的生态系统传粉授粉服务能力评估模型。并在云南丽江老君山地区,以当地野生东方蜜蜂(Apiscerana Fabricius)为例进行了模型的应用。结果表明:当地野生东方蜜蜂在森林的平均生境质量指数最高,达到2.24×10-2;而在栽培植被最低,为0.37×10-2。由于研究区西部农作物区分布零散,周边天然林可提供丰富的蜜粉源和栖息地;而东部农作区集中连片,作物相单一,传粉有较大的空间障碍,且周边多为次生林,研究区农田范围内授粉服务能力空间分布呈现"西高东低"格局。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism