旱生蕨类植物金毛裸蕨配子体发育及其生态意义

采用光学显微镜对旱生金毛裸蕨(Gymnopteris vestita)配子体发育的全过程进行了观察。结果显示,(1)旱生金毛裸蕨孢子三裂缝,成熟时黄褐色,接种后10～15d萌发,萌发类型为书带蕨型。原叶体母细胞首先形成单列的丝状体,其后配子体发育明显区别于非旱生的蕨类,金毛裸蕨配子体发育最明显的特征是形成大量的分枝,通常单列的丝状体基部细胞可通过细胞纵分裂形成丝状分枝,这些分枝又可进一步产生新的分枝,分枝的末端可形成片状体,这些片状体又可产生分枝丝状体或片状体,最终整个配子体可发育为群丛。有时,单列的丝状体也可直接发育为片状体,然而这些片状体并不发育为原叶体而是产生大量的丝状分枝。当群丛形成时,在丝状体或片状体表面可产生数量较多的精子器,但在人工培养条件下并没有发现颈卵器。如果培养条件适宜,配子体可进行营养繁殖,持续较长时间,老的片状体上可产生新的丝状体。金毛裸蕨位于群丛外的大型心形原叶体可进行无配子生殖产生孢子体。金毛裸蕨的配子体发育特征,包括多分枝、发达的营养繁殖及无配子生殖现象的发生,表明了金毛裸蕨配子体群丛的形成是对于旱生环境的一种适应性。     

过氧化氢预处理增强敏感型黑豆抗铝能力的生理机制

以铝敏感型黑豆(简称SB)幼苗为实验材料,在水培条件下进行不同浓度过氧化氢(H2O2)和AlCl3处理,考察其生长和相关生理指标变化,探讨H2 O2预处理缓解黑豆铝毒害的生理以及分子机理.结果显示:(1)黑豆幼苗根的相对生长量在0.1和1.0 μmol·L-1 H2O2处理下始终得到显著促进,并以后者效果更好,而在10.0和100.0 μmol·L1 H2O2处理下先表现促进后受到显著抑制.(2)经过1.0 μmol·L-1 H2O2预处理的SB幼苗在不同程度Al3+胁迫(50～400 μmol·L 1)3周后,其叶片和根中总蛋白含量分别显著增加了16.7％～41.2％和10.0％～25.0％,MDA含量减少了近50％;而其同期的SOD和POD活性显著增加.(3) H2 O2预处理可诱导SB根和叶中的SOD基因(Mg/Fe-SOD和Mn-SOD)的表达水平明显提高.研究表明,低浓度H2O2能显著促进铝胁迫下铝敏感型黑豆幼苗生长,且主要是通过增加植株抗氧化酶活性和相关基因表达水平来提高其对铝胁迫的抗性.     

MHO对苹果虎皮病发生和果皮活性氧代谢的影响

为研究6-甲基-5-庚烯-2酮(MHO)诱导苹果虎皮病发病以及对果皮活性氧代谢的影响,该实验将冷藏210d的红星苹果用0.5、1.0、2.0mL/L的MHO进行外源处理后,测定其内源MHO含量,在25℃下放置10d后,期间定期测定货架期果皮中的MDA、O2.-、H2O2含量,以及PPO、SOD、CAT、POD活性的变化。结果表明,随着MHO处理浓度的增加,红星苹果果皮中MDA、O2.-、H2O2的含量也随之增加;果皮中的PPO活性逐渐上升,SOD、CAT、POD的活性随着MHO的处理浓度增加而降低;随着MHO处理浓度的增加,果实虎皮病的发病率也随之升高,同时果皮内源MHO含量也随之逐渐增加。研究认为,外源MHO可能通过降低抗氧化酶活性进而参与苹果虎皮病的发病过程。     

采收期对青皮核桃果实生理特性与耐贮性的影响

以‘中林5号’(早熟)、‘辽宁4号’(中熟)、‘西扶1号’(中晚熟)青皮核桃果实为试材,于8月上、中、下旬3个采收期采果,在0~1℃冷藏过程中测定贮期生理指标和保鲜效应。结果显示:(1)各采收期和各品种果实呼吸强度(RI)均呈双峰型变化;8月中旬采收的果实呼吸峰出现较早,其纤维素酶(Cx)活性较另2个采收期多1个高峰;多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性增强最早,其贮后核仁酸价上升幅度最大,果实腐烂最快。(2)8月下旬同期采收的3个品种果实的贮期各生理指标变化趋于一致;贮藏54d时,果实腐烂率依次为‘辽宁4号’>‘中林5号’>‘西扶1号’。(3)‘辽宁4号’核仁可溶性蛋白质含量越高,贮后下降率最大。研究表明,青皮核桃果实采后生理代谢活性与耐贮性主要与采收时期有关,受品种影响较小,且8月中旬采收的果实采后生理代谢旺盛,耐贮藏性均最差;‘辽宁4号’果实在各采收期的耐贮性均小于其他品种果实。     

天山雪莲LEA14基因克隆及功能分析

从天山雪莲叶片低温诱导的EST文库中获得了1个胚胎发育晚期丰富蛋白基因(LEA)cDNA全长序列。序列分析表明,该基因含有1个468bp编码155个氨基酸的开放阅读框。NCBI保守域预测此蛋白属于LEA_2家族,命名为SiLEA14。系统进化分析表明,该蛋白与北柴胡的LEA-2蛋白亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,SiLEA14表达量在低温、盐和干旱胁迫条件下迅速升高。亚细胞定位结果表明,SiLEA14蛋白定位于细胞核中。利用农杆菌介导法将该基因导入烟草,测定并分析转基因植株在冷冻和盐胁迫处理下的生理指标,结果表明,SiLEA14基因在烟草中的过量表达提高了烟草的抗冻和耐盐能力。     

10种梅花品种及其3种近缘种的核型分析

采用压片法,对10种梅花品种及其3种近缘种杏、山杏和紫叶李进行了核型分析。结果表明:10种梅花品种及杏、山杏和紫叶李均为二倍体2n=2x=16,核不对称系数为55.17%~61.71%,核型类型有1A、1B、2B等3种类型,所有品种或种的核型都由其中部或近中部的着丝点染色体组成。‘丰后’和‘俏美人’等2个杂种品种染色体信息介于梅花与杏、山杏和紫叶李之间。     

蓖麻毒蛋白A链基因RNAi转化研究

通过基因沉默技术调控蓖麻毒蛋白A链基因的表达,以期获得低毒蓖麻新材料.利用基因克隆技术获得蓖麻毒蛋白A链基因762 bp片段,命名为RTA基因.进一步利用该基因构建了植物RNAi表达载体pBI-RTA-S-AS,通过农杆菌介导法转化蓖麻子叶节,用卡那抗性筛选转化再生植株,PCR进一步鉴定转基因植株.结果表明:克隆得到目的基因长762 bp,与预期结果一致;卡那抗性筛选和PCR鉴定结果显示,获得了3株转基因阳性植株.     

拟南芥PKS5点突变体对盐碱胁迫的响应特性

拟南芥蛋白激酶PKS5参与植物对外界的盐碱胁迫信号响应过程.为探求PKS5不同结构域对外界盐碱胁迫下的响应功能,以PKS5点突变体pks5-2、pks5-4、pks5-5、pks5-6、pks5-7、pks5-8和pks5-9为材料,分析PKS5不同点突变体在外界盐碱胁迫下的特性.结果显示:(1)pks5-2、pks5-6、pks5-7和pks5-8对外界盐碱胁迫的主根生长表型与野生型存在差异,pks5-4、pks5-5和pk5-9则无差异,其中的pks5-2和pks5-8主根生长对盐碱胁迫表现出抗性表型,而pks5-6和pks5-7表现出敏感表型.(2)当PKS5发生点突变后其突变基因的表达发生改变,与野生型基因相比,PKS5-2、PKS5-6与PKS5-7的表达均有所降低.(3) PKS5点突变蛋白的亚细胞定位与野生型相比不存在差异,在细胞核、细胞质及细胞膜中均有分布.(4)pks5各点突变体内的Na+含量在野生型与点突变体间存在显著差异,pks5-2体内的Na+含量较野生型降低,而pks5-6和pks5-7体内的Na+则升高.研究表明,PKS5不同位置点突变导致植物对外界盐碱胁迫有着不同的响应过程,预示PKS5不同的结构域在其功能上存在差异.     

秦岭南坡油松-锐齿槲栎混交林群落不同层次多样性特征及环境解释

在秦岭山脉南坡陕西省境内设置11个样地进行实地调查,从植物物种组成、多样性指数差异以及多样性指数沿环境梯度排序等方面对该区域油松-锐齿槲栎天然混交林的群落总体以及乔木层、灌木层、草本层的各自4个α多样性指数（Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数）特征进行分析,以揭示该群落多样性特征及其与环境因素的关系。结果显示：（1）11个样地共记录维管束植物112种,隶属于45科77属,分布较广的物种有蔷薇科、菊科、百合科、松科、禾本科和忍冬科。（2）研究区群落中建群种锐齿槲栎和油松的优势地位突出,乔木层伴生种稀少,平均仅为4.8种,多样性水平较低;灌木层物种组成丰富,平均11.4种;草本层次之,平均9种。（3）单因素方差分析表明,该群落不同层次的多样性指数之间均存在极显著差异（P<0.01）;LSD多重比较及多样性指数变化趋势分析表明,群落多样性水平表现为总体>灌木层>草本层>乔木层。（4）CCA法将群落不同层次多样性指数沿地形因子和土壤养分等12项环境指标梯度的分布划分为界线明显的3个区域,即Ⅰ区（中等浓度土壤磷素和有机质制约区）、Ⅱ区（非环境因子制约区）和Ⅲ区（高浓度土壤磷素制约区）;群落总体多样性主要受灌木层影响,同时也受乔木层均匀度影响,但环境因子对乔木层多样性基本无限制性作用。（5）土壤速效磷、全磷和有机质是造成研究区群落不同层次多样性差异的主要因素,海拔、坡向等地形因子对群落多样性影响不大,可能是由于土壤养分的直接影响削弱了地形因子的间接性生态作用。研究表明：保持中等水平的土壤速效磷（3.775±1.529 mg·kg^-1）和有机质含量［（4.079±1.001）%］,并通过合理补植松栎幼树和伐除枯死木等抚育手段提高乔木层均匀度是维持秦岭南坡油松-锐齿槲栎混交林群落生物多样性的有效措施。     

箭叶淫羊藿居群形态及遗传多样性比较研究

箭叶淫羊藿（Epimedium sagittatum）是淫羊藿属中分布最广、形态变异最大、分类学最难处理的一个物种,不同箭叶淫羊藿居群其形态、活性成分等差异较大,质量极其不稳定。本实验选择湖北罗田等12个不同的箭叶淫羊藿地理居群,在武汉植物园进行同园栽培,分析其主要形态数量性状及遗传多样性。结果发现箭叶淫羊藿不同居群在形态上表现出各自明显的差异。基于AFLP数据进行的遗传多样性分析显示,各居群聚类关系与地理分布密切相关,柳州居群（LZ）、西南居群（CL、HH、ZY）、华东华中居群（YT、WN、NF、HS、QZ、SG、LY、LT）依次分出。而形态分层聚类分析显示各居群形态变异复杂,只有部分与遗传多样性有一定的相关性。本研究结果对箭叶淫羊藿分类研究及资源筛选具有重要指导作用。