6-BA和GA3对牡丹叶片衰老过程中生理特性的影响

以‘洛阳红’和‘胡红’为试材,研究了牡丹衰老过程中喷施不同浓度的6-BA和GA3对叶片净光合速率(Pn),可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及细胞膜相对透性的影响。结果表明:7月30日喷施浓度100、200、300 mg·L-1的6-BA或GA3可以显著提高‘洛阳红’和‘胡红’叶片的Pn以及可溶性糖和可溶性蛋白含量,明显抑制叶片中MDA的积累,降低叶片细胞膜相对透性;2种植物生长调节剂均以300 mg·L-1处理效果最显著。8月10日喷施浓度为300 mg·L-1的6-BA或GA3,可以有效延缓‘洛阳红’和‘胡红’叶片的衰老,而低浓度的6-BA和GA3处理效果不显著。     

人工miRNA沉默基因的研究

人工miRNA(amiRNA)是一种高效的基因沉默技术,其原理是以植物内源miRNA的前体为基本骨架,将其茎环结构中的miRNA/miRNA*序列替换为amiRNA/amiRNA*序列,使产生的amiRNA作用于目标靶基因,以实现对靶基因表达的抑制。以拟南芥中转录因子基因MYB28为例,介绍了amiRNA的设计基本原理和构建方法。在MYB28基因序列的3'端、5'端和中间部分分别设计了amiRNA,以拟南芥内源的miRNA 319a前体为骨架,以靶向于MYB28的amiRNA序列替代原有的miRNA 319a序列,在拟南芥中过量表达,获得的转基因植株中MYB28表达水平平均降低了86%。根据试验结果对人工miRNA沉默基因技术的特点及应用前景进行了讨论。     

刈割和施肥对高寒草甸物种多样性和功能多样性时间动态及其关系的影响

强烈扰动和环境胁迫对植物群落的物种多样性(SD)和功能多样性(FD)有重要影响, 但SD和FD随时间的变化模式及其关系至今少有研究。该研究通过对高寒矮生嵩草(Kobresia humilis)草甸为期7年(2007-2013年)的刈割(3个水平: 不刈割、留茬3 cm和留茬1 cm)和施肥(2个水平: 施肥和不施肥)控制实验探讨了SD和FD随时间的变化模式及其关系。研究结果显示: (1)刈割显著增加了SD和FD, 施肥处理则降低了SD, 对FD增加仅有微弱影响; (2)各处理群落的SD随着时间而下降, FD则随时间增加; (3)随着刈割强度的增加, SD(x)-FD(y)关系由正线性相关变为无相关, 斜率大小为slope_l ≥ slope_m > slope_h (下标l、m和h分别表示轻度、中度和重度扰动强度), 施肥并不会改变此关系形式和斜率; (4)刈割与施肥对SD和FD的互作效应都不显著, 且不施肥群落SD(x)-FD(y)关系的斜率也为slope_l ≥ slope_m > slope_h。上述结果说明, 刈割并不一定导致植物功能性状的趋同构建, 也能引发趋异构建, 而施肥引起的强烈种间竞争也并未显著增强趋异构建过程, 这与植物群落构建理论的预测不完全一致。与施肥相比, 刈割扰动是决定群落中SD-FD时间关系形式的主要因素, 并决定着SD-FD关系斜率的变化。     

2015年中国植物科学若干领域重要研究进展

2015年中国植物科学研究处于飞速发展的态势, 主要表现在中国植物生命科学家在国际顶级学术刊物发表文章的数量呈现出明显的优势。中国科学家在植物学诸多领域取得了骄人的成果, 如高等植物PSI与捕光天线的超分子复合物晶体结构的解析、水稻感知和耐受寒害机制、乙烯信号转导分子机制研究等。2015年中国生命科学领域十大进展中, 植物科学领域有两项成果入选。值得一提的是, 中国本土科学家因青蒿素的发现与抗疟疾药物新疗法的开创首次获得自然科学领域的诺贝尔奖, 标志着中国植物化学和中药学对人类健康事业的巨大贡献受到国际高度关注, 也标志着中国科学家围绕国家重大需求开展科学技术问题研究模式的有效性和影响力。中国植物科学从跟踪、并行, 逐渐迈入领跑学科发展的方阵。该文对2015年中国本土植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述, 旨在全面追踪当前中国植物科学领域发展的最新前沿和热点事件, 并与国内读者分享我国科学家所取得的杰出成就。     

发育重塑与生物多样性

多细胞生物的成熟个体都是由单细胞的受精卵发育而来的。如果把成熟个体的表型看成生命存在的式样或模式(pattern), 那么发育就是形成和产生这种式样或模式的过程, 即塑造(patterning)或发育塑造(developmental patterning)。相应地, 对原来发育过程进行修饰或改变而产生新表型的过程就是发育重塑(developmental repatterning)。已有的研究结果表明, 发育重塑在多细胞生物的进化过程中非常普遍, 也非常重要。根据突变的类型和后果, 发育重塑既包括对相同基因在表达的时、空和量上的改变, 分别为异时(heterochrony)、异位(heterotopy)和异量(heterometry), 又包括对基因类型的改变, 即异型(heterotypy)。本文通过对一些经典案例的介绍, 揭示了发育重塑与表型变化的关系, 探讨发育重塑对生物多样性的贡献。     

'红香芋'茎尖玻璃化法保存条件的筛选

In order to screen suitable vitrification conservation conditions for shoot tip of Colocasia esculenta'Hongxiangyu', pre?culture, vitrification protection and thawing conditions were compared. The results show that with increasing of sucrose concentration in the medium and extending of pre?culture time, survival rate of shoot tip increases gradually. After different loaded and dehydrated measures, water content in shoot tip is lower than that of the control, while survival rate of shoot tip increases significantly than that of the control. Thawing for 1-2 min at 40℃-60℃ generally has no significant effect on survival rate of shoot tip. Suitable cryopreservation steps of vitrification as follows: shoot tip pre?cultured for 3 d in medium with 06 mol·L-1 sucrose firstly, then loaded for 30 min in 60% PVS2, dehydrated for 15 min in PVS2, put in PVS2 and conserved in liquid nitrogen, and shoot tip thawed for 1-2 min in 40 ℃.     

蟾蜍泛素羧基末端水解酶（tUCH）以不依赖其UCH活性的方式参与卵母细胞成熟调控

本实验室巳报道中华大蟾蜍卵母细胞的p28蛋白具泛素羧基末端水解酶活性,称作tUCH,它和哺乳类中发现的UCH Ll的氨基酸序列具高度同源性,二级结构同源性比较发现,二者可能具类似的功能。本文实验表明：未成熟卵母细胞和成熟卵母细胞的可溶性蛋白中均含有tUCH,约占提取物中蛋白质总量的2％。根据测定所得到的GST—tUCH和GST—UCH Ll对底物Ub—AMC的酶动力学参数,说明卵母细胞中tUCH可能与小鼠UCH L1有类似的生物学功能;anti—tUCH单抗可以与原核细胞表达的tUCH和显性失活突变类型tUCH C(90)S特异结合,但不识别小鼠的UCH Ll。Anti-tUCH单抗能够和tUCH结合但不能封闭它的UCH活性;当anti-tUCH单抗注入卵母细胞内,则孕酮诱导的生发泡破裂(germinal vesicle breakdown,GVBD)过程受到抑制,足见tUCH参与GVBD调节并不依赖其UCH活性。     

环太湖复合型生态网络构建

生态网络构建的定量化研究已在生态规划中发挥了重要作用,但复合型生态网络构建却仍旧停留在理论探索与创新阶段。以环太湖地区为例,基于RS和GIS软件平台,采用最短路径分析方法模拟研究区潜在的生态廊道;然后叠加景观、游憩图谱网络,进行无标度网络的构建和检测,构建空间效能好的环太湖复合型生态网络图谱,并据此有针对性地提出复合型生态网络结构和框架优化的建议。研究结果表明,环太湖区域的生态网络和景观、游憩网络可以通过图谱分析和无标度网络检测进行整合,构建出空间效能好的复合型生态网络模型,从而指导环湖生态、景观、游憩资源的耦合发展与廊道建设;通过对不同分区的图谱形态和指标分析,具有小世界网络特征的太湖北部的苏州段和无锡段应以保护和连接为重点,南部的湖州段无标度网络特征明显,成长潜力较好,需要进行高质量的规划保护和开发。     

济南市城市绿地时空梯度分析

随着社会经济的发展,人们越来越关注生活质量,而具有重要生态和社会经济功能的城市绿地是反映一个城市生活质量的重要指标。因此,城市绿地空间格局的定量研究就显得尤为重要。以济南市作为研究区,以RS和G IS为技术手段,采用梯度分析和景观指标相结合的方法,在8个方向上从市中心到边缘取样,对研究区1989、1996、2004年的城市绿地空间格局及其变化进行了定量分析。研究结果表明:(1)基于城市绿地类型图、运用移动窗口所得到的梯度分析结果能够准确的表达城市绿地空间格局及其动态变化;(2)城市绿地时空梯度的动态变化能够反映城市土地利用空间结构及政府政策的影响;(3)梯度分析方法能够实现景观指标的空间化与可视化;(4)局部区域上的景观指标量化与整个景观水平上的量化相比,能够更好的连接景观格局与过程,对进一步分析城市绿地的生态和社会经济功能具有重要意义。     

河西走廊酒泉地区盐碱土未培养放线菌多样性

采用免培养技术对河西走廊酒泉地区的原生盐碱土、次生盐碱土和农田土中的放线菌群落结构及其多样性进行分析.结果表明: 河西走廊酒泉地区原生盐碱土克隆文库分归于19个OTUs,分属于微球菌亚目、丙酸杆菌亚目、棒状杆菌亚目、弗兰克氏菌亚目、假诺卡氏菌亚目和放线菌目未知类群;次生盐碱土克隆文库分归于14个OTUs,分属于微球菌亚目、丙酸杆菌亚目和放线菌目未知类群;农田土克隆文库分归于7个OTUs,分属于微球菌亚目和棒状杆菌亚目;微球菌亚目是3种不同类型土壤中的共有种群,是原生盐碱土和农田土中的优势种群.多样性指数和稀释性曲线分析结果显示,3种不同类型土壤中放线菌种群丰富度为原生盐碱土>次生盐碱土>农田土;原生盐碱土、次生盐碱土的稀释性曲线均未趋于平稳,说明盐碱土中放线菌多样性比实际更加丰富.