2008年中国植物科学若干领域重要研究进展

在国家各类重大研究计划的持续支持和推动下,2008年中国植物科学研究继续快速发展,中国科学家在植物科学各领域中取得了大量的原创性研究成果,尤其是在水稻株型功能基因组、水稻开花控制和种子发育、生殖隔离机制以及转基因生态安全研究等方面取得了一系列重大进展,受到了国内外的广泛关注。该文对2008年中国本土科学家在植物生命科学若干领域取得的重要研究进展进行概括性评述,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,并展现我国科学家所取得的杰出成就。     

杉木人工林蒸散规律的研究及乱流扩散法应用的探讨

 本文根据乱流扩散法原理,利用实验集水区连续6年实测数据,对杉木人工林蒸散规律进行了探讨。结果表明：杉木人工林年平均蒸散量875.45mm,占年降雨量的82.2%。其中,林冠蒸散量781.77mm,林地93.68mm,分别为总蒸散量的89.3%和10.7%。与水量平衡法的结果比较,为水量平衡法的101.2%。在研究蒸散规律的同时,对乱流扩散法的应用及参数的估算也进行了较详细的分析。     

转基因大豆、玉米、油菜和水稻品系特异性检测质粒标准分子的快速构建及应用

本文采用重叠延伸PCR技术快速构建了转基因大豆GTS40-3-2、玉米NK603、油菜RT73和水稻TT51-1的4种品系作物的质粒标准分子.经快速PCR鉴定及测序分析验证后,将构建的阳性质粒标准分子应用于实时荧光定量PCR标准曲线的构建,并建立其相应的荧光定量PCR检测体系,同时对该体系的扩增效率、精确度、灵敏度等指标进行了评估. 结果显示,建立的实时荧光定量PCR检测体系中,目标序列的扩增效率均在97.434%~101.479%正常范围内（R2≥0.995）,定量极限为20 copies,表明我们已成功构建了这4种转基因作物的品系质粒标准分子,并能有效应用于实时荧光定量PCR标准曲线的构建.     

新疆紫草细胞生产阶段培养中细胞生长及产物合成的研究Ⅱ:发酵培养

用内循环气升式反应器进行新疆紫草细胞生产阶段培养,当培养基浓度增加时,色素产率也随之提高,其数量及增长的幅度远大于悬浮培养。当接种量为180gFW／1,培养基为3倍的M9时能获得最大的色素产率：2．28g／l,是培养基非加倍时的5．4倍,太高的接种量不利于色素的合成。为降低成本而减少培养基中某些成份的用量时,要得到较高的色素产量,需同时调整其它成份的浓度。     

绣球花栽培基质筛选

以泥炭土、松鳞、木薯渣、蚯蚓粪按照不同体积比混配成5种基质,以种植土为对照,研究不同配比基质的理化性状及其对绣球花扦插苗生长的影响。结果显示,当基质配比为木薯渣:泥炭土=75:25(V/V)时绣球花的株高、叶面积、生物量积累、叶片SPAD值均显著高于对照和其他处理。主成分分析显示,木薯渣:泥炭土=75:25(V/V)基质的综合得分最高,即在该混合基质中绣球花扦插苗的生长状况最佳。相关性分析显示,绣球花的株高、叶面积和地上干重与基质的EC值呈显著正相关,与基质的孔隙比呈显著负相关,因此对基质EC值及孔隙度的调控,更有助于绣球花生长。     

连栽第1和第2代杉木人工林养分循环的比较

森林生态系统的养分循环是生态系统的重要功能过程之一,直接影响着森林的生产力,很大程度上影响和制约着林地的肥力水平,而且人工林连栽地力衰退和生产力下降现象普遍存在,寻求杉木林连栽两代杉木人工林养分循环差异与连栽林分生产力下降的关系,无疑具有重要的现实意义。利用30多年连续定位的测定数据,分析了连栽第1、2代杉木人工林在物质生产养分利用有效性、生物地球化学循环、地球化学循环的差异。结果表明,杉木速生阶段,第2代林每生产1 t干物质需要的养分比第1代林多1.58-3.29 kg,干材生长阶段,第2代林每生产1t所需养分比第1代林多4.23-5.92kg;速生阶段生物地球化学循环的养分利用系数第2代林比第1代林分下降19.7%-22.8%,养分循环系数下降12.8%-15.6%,干材生长阶段养分利用系数比第1代林分下降35.3%-36.2%,养分循环系数下降23.2%-27.0%,养分周转利用的生物地球化学循环功能第2代林比第1代林差;由干材生长进入成熟阶段的生长期内,伴随水文学过程的养分地球化学循环中,第2代杉木人工林生态系统的养分积累的地球化学循环的能力下降,养分流失率是第1代林的2倍左右,养分的积累率还不到第1代林的60%,对森林地力的维持和林木生长都是不利的。从生态系统水平上定位研究,定量分析了杉木连栽两代人工林养分循环功能过程,研究成果为我国南方人工林持续经营措施的制定提供了理论指导和科学依据。     

保水渔业对千岛湖食物网结构及其相互作用的影响

为预防千岛湖连续暴发了2a(1998—1999)的蓝藻水华和改善千岛湖水质,于2000年起在千岛湖开展了以人工放养鲢鳙和控制凶猛鱼类为主要措施的保水渔业试验。作为试验的主要研究内容之一,通过构建1999和2000年千岛湖生态系统的Ecopath模型,比较分析了实施保水渔业对千岛湖生态系统食物网结构及其相互作用的影响。结果表明:实施保水渔业,使千岛湖中的银鱼和鲤生物量减少,而鲌类(主要是蒙古鲌)、鲴类和大眼华鳊等增加;使各种鱼类的捕食者和食饵生态位重叠指数下降;各主要鱼类的相互作用中,鲢、鳙对鳡、鲌的促进作用增强,鳡对鲌的抑制作用及鲌对虾类、银鱼和鲤等以及银鱼对浮游动物的抑制作用减弱,鳙对银鱼、大眼华鳊对鲤的抑制作用增强。这些影响,使千岛湖食物网结构更趋合理,如底层碎屑食性鱼类如鲴类等的增加,有利于营养物的再循环和再利用,从而增强了水体对营养物的净化作用。     

肺炎链球菌磷壁酸胆碱成分介导细菌的侵袭

分析肺炎链球菌细胞壁胆碱成分在其侵袭宿主细胞的过程中的作用。通过肺炎链球菌对人脐静脉内皮细胞的侵袭实验 ,观察血小板活化因子受体 (PAF R)拮抗剂BN 5 2 0 2 1对肺炎链球菌侵袭率的变化 ,以及乙醇胺取代细胞壁胆碱后肺炎链球菌侵袭率的变化。研究发现受体拮抗剂BN 5 2 0 2 1处理活化血管内皮细胞后 ,肺炎链球菌的侵袭率显著降低 (P <0 0 1 ) ,乙醇胺取代肺炎链球菌细胞壁成份中的胆碱同样降低了细菌对活化内皮细胞的侵袭 (P<0 0 1 )。实验表明肺炎链球菌可能是通过脂磷壁酸和磷壁酸的胆碱成分与内皮细胞表面的血小板活化因子受体结合来介导侵袭作用的     

激光诱变黑曲霉原生质体选育高酶活生淀粉糖化菌的研究

本研究对生淀粉糖化菌黑曲霉S-1原生质体制备与再生因素进行了探讨。该菌菌丝体酶解2小时后,可制得2×108/ml原生质体,其再生率达13.3%。采用波长(λ₁=260hm,λ_2=266nm)能量8mj的激光直接照射该菌原生质体。结果表明:激光对原生质体的致死率比对孢子的致死率高;激光对原生质体的诱变效应也较好,其正突变率比孢子的正突变率高34%;与出发菌株相比生淀粉糖化酶活性平均提高37.4%,最高突变株酶活提高91%。     

太岳山不同郁闭度油松人工林降水分配特征

利用2011年5-9月生长季观测的30场降雨数据,分析了山西太岳山不同郁闭度下油松人工林林冠截留、穿透雨以及树干茎流与降雨量的关系,以及林冠截留过程的特点.结果表明:(1)实验观测期间,该地区降雨总量为634.79mm,单次平均降雨量为21.16mm,单次最大降雨量为58.15mm,单次最小降雨量为0.54mm.其中,8月份的降雨总量最大,为190.77mm,6月份的降雨总量最小,为41.81mm.(2)郁闭度为0.8的油松人工林林冠截留量与降雨量呈一元线性关系,郁闭度为0.7、0.6和0.5均呈幂函数关系;对于各郁闭度的油松人工林,其林冠截留率与降雨量均呈对数函数关系;穿透雨量、树干茎流量与降雨量均呈明显的一元线性关系,穿透雨量和树干茎流量都随着降雨量的增加而增加.(3)不同郁闭度油松人工林之间林冠截留、穿透雨和树干茎流不同,总的趋势为随着郁闭度的减小,林冠截留量减小,穿透雨量增大,树干茎流量增大.林冠截留量与郁闭度表现出正相关关系,而穿透雨量、树干茎流量都与郁闭度表现出负相关关系.(4)各郁闭度林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量的月动态变化与总降水量的月变化基本一致.