生长素调控植物气孔发育的研究进展

气孔是分布于植物表皮由保卫细胞围成的小孔, 是植物体与外界环境进行水分和气体交换的重要通道, 通过影响光合作用、蒸腾作用及一系列生物学过程来促进植物适应环境的变化。生长素是最早被发现的植物激素, 在植物生长发育中发挥重要作用。近年来的研究表明, 生长素通过载体蛋白-TIR1/AFB受体-AUXIN/IAA-ARFs信号通路, 调控STOMAGEN的表达; 之后, 经STOMAGEN-类LRR受体蛋白激酶ERf-MAPKs级联反应激酶-SPCH转录因子信号通路, 启动气孔的发育进程。EPF1、EPF2和类LRR受体蛋白激酶TMM不是该过程的必需元件。生长素对气孔的调控受光信号影响, 光信号通路组分E3泛素连接酶COP1位于MAPKs激酶的上游, 参与气孔的发育调控。     

蕨类植物孢子囊形态 I. 鳞始蕨科

孢子囊是蕨类植物的繁殖器官, 其形态在蕨类植物的分类和系统发育研究上具有重要意义。用次氯酸钠溶液处理新鲜成熟的孢子囊, 在光学显微镜下获得清晰的孢子囊图像, 系统研究了中国鳞始蕨科4属13种孢子囊的形态特征。结果表明, 鳞始蕨科孢子囊呈椭球形, 孢子囊柄由3列细胞构成, 环带类型为垂直环带。通过分析孢子囊形态数据探讨了中国鳞始蕨科属内及属间差异。结果表明, 乌蕨属(Odontosoria)、香鳞始蕨属(Osmolindsaea)、达边蕨属(Tapeinidium)和鳞始蕨属(Lindsaea)的孢子囊环带细胞数依次减少, 囊蒴体积、唇细胞数和囊壁细胞数的变化由大(多)到小(少)依次为乌蕨属、达边蕨属、香鳞始蕨属和鳞始蕨属。孢子囊属内差异最大的是阔片乌蕨(Odontosoria biflora)与乌蕨(O. chinensis)以及香鳞始蕨(Osmolindsaea odorata)与日本鳞始蕨(O. japonica); 而达边蕨属和鳞始蕨属的属内差异则很小。研究结果为揭示鳞始蕨科系统发育关系提供了形态基础, 特别是提出阔片乌蕨和乌蕨以及香鳞始蕨和日本鳞始蕨在孢子囊形态上的差异值得进一步研究。     

植物颗粒结合淀粉合酶GBSS基因家族的进化

为全面理解植物颗粒结合淀粉合酶(GBSS)基因在植物中的进化模式并重建其进化历史, 利用20种陆生植物和2种藻类植物的基因组数据, 通过生物信息学手段, 深入挖掘和分析植物类群基因组中GBSS基因家族的构成和基因特点, 推测其可能的扩增和丢失规律。结果共识别42条同源序列。系统发育和进化分析表明, GBSS基因起源古老, 可能在所有绿色植物的祖先中就已经出现, 之后在进化过程中不断发生谱系的特异扩张和拷贝丢失, 并最终通过功能分化的形式在植物类群中被固定。     

寿锦的离体植株再生及组培产业化增殖

以寿锦(Haworthia retusa×cooperi cv.‘Variegata’)的幼嫩花蕾为外植体,对其进行了离体植株再生及组培产业化增殖研究。结果显示,外植体在MS+5.0 mg·L~(–1) 6-BA+0.5 mg·L~(–1) IBA培养基上诱导产生愈伤组织;不添加激素的MS基本培养基最适宜寿锦愈伤组织的分化;再生芽在MS+0.2 mg·L~(–1) 6-BA培养基上增殖时,不定芽增殖率及斑锦类型不定芽的诱导率最高,分别为16.7和79.9%。研究结果表明,通过愈伤组织途径能够诱导寿锦不定芽的再生,适当浓度的细胞分裂素有利于提高寿锦的诱导率。研究结果对于珍稀斑锦多肉植物种质资源的保护及其产业化应用具有重要的指导意义。     

侧金盏花双受精进程研究

应用荧光显微镜和常规石蜡切片观察侧金盏花(Adonis amurensis)花粉管生长和受精作用的全过程。结果表明,侧金盏花为湿型柱头,授粉后1–2小时,花粉粒与柱头识别;授粉后2–4小时,花粉粒萌发;授粉后4–6小时,花粉管进入柱头。侧金盏花的受精模式为珠孔受精,授粉后10小时,精子被释放;授粉后30小时,精核与卵核融合;授粉后7天合子形成;授粉后15天合子进入分裂期,合子休眠期为8天。2个极核在受精前不融合,授粉后14–16小时,精核与1个极核融合;授粉后20–22小时,受精极核与另1个极核融合形成初生胚乳核。双受精作用属于有丝分裂前配子融合型。通过实验确定了侧金盏花受精过程的雌雄性细胞融合形态变化与相应经历的时间及其合子休眠期。研究结果丰富了侧金盏花胚胎学资料,对其今后的育种及转基因研究具有重要意义。     

作物杂种优势遗传基础的研究进展

杂种优势是指两个遗传基础有差异的亲本杂交生成的杂合子在生长势和生物量等方面优于两个亲本的现象。虽然杂种优势在农业生产中已经得到很好的利用,但对于其形成的遗传机理仍没有统一的解释。目前,解释杂种优势遗传基础的模型主要有显性、超显性和上位性。分子数量遗传学的发展加快了杂种优势的研究。该文主要综述了近期在数量性状位点(QTL)水平的杂种优势遗传基础的研究进展,对作物杂种优势的QTL定位进行了回顾和展望。     

我国植物光信号转导研究进展概述

光是影响植物的重要环境因子,可调节植物生长和发育的各个过程,如种子萌发、形态建成、庇荫反应、开花和衰老等。自20世纪80年代以来,借助模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana),科学家在光调控植物生长与发育研究领域取得了重要进展,不仅鉴定了一系列光受体和重要蛋白因子,而且初步建立了光信号转导的调控网络,这其中包含中国科学家的杰出贡献。该文对近10多年来我国学者在光信号转导领域的主要研究进展进行了概述,并对该领域发展提出展望。     

Determination of procarbazine in human plasma by liquid chromatography with electrospray ionization mass spectrometry

Procarbazine is a cytotoxic chemotherapeutic agent used in the treatment of lymphomas and brain tumors. Its pharmacokinetic behavior remains poorly understood even though more than 30 years have elapsed since the drug was approved for clinical use. To characterize the pharmacokinetics of procarbazine in brain cancer patients during a phase I trial, a method for determining the drug in human plasma by reversed-phase high-performance liquid chromatography (HPLC) with electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) was developed and thoroughly validated. Plasma samples were prepared for analysis by precipitating proteins with trichloroacetic acid and washing the protein-free supernatant with methyl tert-butyl ether to remove excess acid. The solution was separated on a Luna C-18 analytical column using methanol-25 mM ammonium acetate buffer, pH 5.1 (22:78, v/v) as the mobile phase at 1.0 ml/min. A single-quadrupole mass spectrometer with an electrospray interface was operated in the selected-ion monitoring mode to detect the [M+H](+) ions at m/z 222.2 for procarbazine and at m/z 192.1 for the internal standard (3-dimethylamino-2-methylpropiophenone). Procarbazine and the internal standard eluted as sharp, symmetrical peaks with retention times (mean+/-S.D.) of 6.3+/-0.1 and 9.9+/-0.3 min, respectively. Calibration curves of procarbazine hydrochloride in human plasma at concentrations ranging from 0.5 to 50 ng/ml exhibited excellent linearity. The mean absolute recovery of the drug from plasma was 102.9+/-1.0%. Using a sample volume of 150 microl, procarbazine was determined at the 0.5 ng/ml (1.9 nM) lower limit of quantitation with a mean accuracy of 105.2% and an interday precision of 3.60% R.S.D. on 11 different days over 5 weeks. During this same time interval, the between-day accuracy for determining quality control solutions of the drug in plasma at concentrations of 2.0, 15 and 40 ng/ml ranged from 97.5 to 98.2% (mean+/-S.D., 97.9+/-0.4%) and the precision was 3.8-6.2% (mean+/-S.D., 5.1+/-1.2%). Stability characteristics of the drug were thoroughly evaluated to establish appropriate conditions to process, store and prepare clinical specimens for chromatographic analysis without inducing significant chemical degradation. The sensitivity achieved with this assay permitted the plasma concentration-time profile of the parent drug to be accurately defined following oral administration of standard doses to brain cancer patients.