点击化学反应在植物细胞标记中的应用

点击化学又称“链接化学”或“速配结合式组合化学”。其可通过碳-杂原子键(C-X-C)连接产生出诸多功能强大、高度可靠且具较强特异性的反应,是一种快速合成大量化合物的新方法。近几年,点击化学在药物开发、新材料合成、材料表面功能化修饰和生物大分子标记等方面取得了较大进展。2022年,点击化学的开拓者获得了诺贝尔化学奖。该文简要介绍点击化学的原理和反应类型,重点总结其在标记生物大分子上的研究进展,特别是在植物细胞壁聚糖标记方面的应用,以期为解析植物细胞壁结构、合成和动态转运机制提供新思路。     

花粉发育的研究进展

近年来,随着现代生物学技术及分子生物学技术在花粉生物学研究领域中广泛的应用,从而使花粉发育过程中一些关键问题及其有关分子机理的研究均获得了重要进展。目前已克隆了许多与花粉发育有关的基因,并鉴定了一些花粉发育的突变体。本文针对花粉发育过程中的细胞质改组;胼胝质壁、淀粉粒和细胞器的动态变化;绒毡层的发育;花粉发育特异基因;以及不对称分裂和细胞命运等几个生物学问题的研究进展作了简要综述,最后还提出了一些研究展望。     

北美香柏雌球果的发育

用扫描电镜(SEM)观察了北美香柏 Thuja occidentalis 雌球果的发育过程。在北京,北美香柏的雌球果是在八月初由营养芽转变而来,雌球果一般有4~6对苞片,中间2~3对可育,每一苞片腋部着生两枚胚珠,在可育苞片腋部最先观察到一扁平的隆起,并在其上分化出两个胚珠原基,接着分化出珠被和珠心,最后形成扁平而两侧对称的胚珠。在北美香柏雌球果发育过程中,约一半的雌球果在2~3对可育苞片中位于下面的1~2对的腋部产生3个胚珠原基,中间一个较小,并在以后的发育中逐渐退化。由此推测北美香柏的雌球果可能是由祖先类群中每一苞片具多于2个胚珠的雌球果演化而来。在光镜下对雌球果维管系统的观察发现,传粉前幼小雌球果的苞片内仅有一束维管束,传粉后随着苞片基部的居间生长,有4—8束维管束在苞片内形成,但是新发育的维管束木质部和韧皮部相对位置与正常叶性器官一致,这与在以往报道的柏科植物成熟雌球果的苞片中均有反向维管束的发育不同。北美香柏雌球果早期发育和维管束分析结果支持傅德志和杨亲二提出的解释裸子植物生殖器官形态演化的“苞鳞-种鳞复合体”理论。关键词北美香柏;雌球果的发育;胚珠分化;SEM     

薄层包埋法的改进

薄层包埋法是北京大学胡适宜教授的实验室最先将其应用到植物材料的制作中（胡适宜和徐丽云,１９９３）。它主要是针对一些植物样品如花粉、花粉管和细胞原生质体等在超薄切片制作中较难定位而设计的。由于该方法能准确定位,因而大大提高了这些样品的超薄切片效率和质量...     

植物环核苷酸门控离子通道及其功能研究进展

环核苷酸门控离子通道(CNGC)是非选择性的阳离子通道, 可以直接被细胞内信使小分子——环核苷酸(cAMP和cGMP)活化。该通道蛋白包含6个跨膜α-螺旋, C端各具一个交叠的环核苷酸与钙调蛋白结合区。CNGC广泛存在于各种植物细胞中。研究表明, 模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的CNGC家族有20个成员, 分为4个亚群, 它们在抗病、花粉管生长、对Ca²⁺响应、抵抗重金属离子毒害和抗盐等多种信号途径中发挥重要作用, 协助植物细胞应对各种生物与非生物胁迫。该文简要介绍了CNGC的结构、表达谱及其调控因子, 并着重总结了近年来CNGC生物学功能的研究进展, 以期为今后系统开展其功能研究提供理论依据。     

CO2浓度加倍对辽东栎维管组织结构的影响

 以辽东栎(Quercus liaotungensis)的13年生幼树为材料,分别培养在大气CO2浓度加倍(700μl·L-1)与对照(350μl·L-1)的开顶式熏气室中,研究CO2浓度升高对其茎次生木质部和次生韧皮部结构的影响。结果表明：经CO2浓度加倍处理的两个生长季内,辽东栎的年轮宽度明显增加,为对照的300％～370％,其中晚材宽度的增加更为显著,为对照的750％～830％。另外,晚材中导管的密度和径向直径分别比对照增加50％和20％;木纤维细胞的比例约为对照的170％。但早材的导管分子和木纤维细胞与对照相比均无显著变化。在CO2浓度加倍条件下,辽东栎的次生韧皮部中含晶韧皮薄壁细胞的数目,每条韧皮纤维切向带中韧皮纤维细胞的数目,以及韧皮纤维长度均有显著增加(p≤0.05)。相反地,韧皮纤维细胞的直径和筛管分子长度却无明显变化。值得提出的是,在CO2浓度加倍的条件下,次生韧皮部的宽度、筛管分子的直径、以及每年形成的韧皮部细胞总数分别为对照的82％、87％和80％。综上所述,大气CO2浓度加倍对辽东栎次生木质部的生长发育具明显的正效应,而对次生韧皮部的细胞总数与筛管分子的影响则呈负效应。     

柏科4个属(Fokienia、Cupressus、Chamaeyparis 和Juniperus)植物雌球果的发育

通过扫描电镜和常规石蜡切片技术,观察了柏科4个属(Fokienia、Cupressus、Chamaeyparis 和Juniperus)植物雌球果中胚珠的发育及苞片的结构变化.在所有研究的种类中,可育苞片腋部最先观察到的结构是一扁平的突起,并在其上分化出发育为胚珠的胚珠原基.在雌球果的发育过程中,未观察到独立的珠鳞发育.不同的种中,胚珠怕数量和发育顺序有所不同,但苞片的发育是相似的.传粉前,苞片的结构与叶相似.传粉后,由于剧烈的居间维管束发育.我们还对柏科植物雌球果的形态学特性及其可能的演化趋势进行了讨论.     

柏科4个属(Fokienia、Cupressus、Chamaecyparis和Juniperus)植物雌球果的发育(英文)

通过扫描电镜和常规石蜡切片技术,观察了柏科4个属(Fokienia、Cupressus、Chamaecyparis和Juniperus)植物雌球果中胚珠的发育及苞片的结构变化。在所有研究的种类中,可育苞片腋部最先观察到的结构是一扁平的突起,并在其上分化出发育为胚珠的胚珠原基。在雌球果的发育过程中,未观察到独立的珠鳞发育。不同的种中,胚珠的数量和发育顺序有所不同,但苞片的发育是相似的。传粉前,苞片的结构与叶相似。传粉后,由于剧烈的居间生长,苞片发育为盾形,形成球形的球果。另外,在发育后期,苞片内维管系统变得复杂,并且在近轴面有反向的维管束发育。我们还对柏科植物雌球果的形态学特性及其可能的演化趋势进行了讨论。