干旱胁迫对红松幼苗针叶超微结构的影响

在土壤逐渐失水和PEG溶液模拟的两种不同形式的干旱胁迫下,红松幼苗针叶细胞中叶绿体和线粒体超微结构的变化呈现出显著的差异。在土壤干旱胁迫下,叶绿体的片层结构发生严重的扭曲并在中央部分形成电子密度较高的黑色团块物质。PEG模拟的干旱胁迫下,叶绿体肿胀,空泡化明显,但在叶绿体的中央没有黑色团块物质的形成。在土壤干旱胁迫后,线粒体的膜结构仍然完整清晰,基质比胁迫前更为浓厚,而PEG溶液的干旱胁迫下,线粒体的数量增多,嵴明显减少,基质变得十分稀薄。可见两种不同方式的干旱胁迫处理下,细胞结构的损伤机制及损伤后产生的生理意义并不完全相同。     

白桦下胚轴再生系统的建立

本文对白桦下胚轴的再生系统作了研究。讨论了不同的基本培养基、激素组成、培养条件及外植体的生理年龄在不同阶段产生的效应。通过诱导、分化和生根阶段, 得到了再生植株, 提出了最适的基本培养基、激素组成、培养条件及下胚轴外植体的生理年龄, 为白桦的遗传转化奠定了基础。     

次生针阔混交林动态经营后空间结构动态分析

本文运用"时空替代"方法和分形理论,探讨了对现有的次生针阔混交林实施"团块状保留母树团"经营后,不同经营时间林分组成树种的空间结构的动态变化。得出随经营时间的推移,乔木层占据空间的总体能力逐渐增强,也趋于稳定,形成多层次的林冠郁闭,同时红松、椴树、水曲柳逐渐占据优势地位;而灌木层与乔木层相反,随经营时间的推移占据空间的能力逐渐减小并趋于稳定,在它们中,经营之初占优势地位的喜光种类逐渐退出,以典型针阔混交林下种类如丁香、山梅花、刺五加逐渐占据优势。反映出该经营方式促进了林分快速地向典型的红松针阔混交林演替的趋势。     

豚草叶片和果实气体交换特性与11种土壤重金属相关性

对10个样地中Cu、Pb、Zn、Mn、Cr、Co、Ni、Cd、As、Sb和 Hg 11种土壤重金属含量及样地内豚草叶片和果实气体交换特性进行测定.结果表明,样地内豚草叶片的净光合速率在1.88～9.41 μmol·m^-2·s^-1,而果实的净光合速率最高可达2.81 μmol·m^-2·s^-1.叶片的呼吸速率、气孔导度、光合速率和水分利用效率的平均值分别为1.81 μmol·m^-2·s^-1、75.7 mmol·m^-2·s^-1、6.05 μmol·m^-2·s^-1和4.72 μmol·mmol^-1,分别是果实的5.26、0.64、1.31和1.69倍,说明非同化器官幼嫩果实具有与叶片相当,甚至更强的呼吸、光合能力和水分利用效率;研究地点重金属Ni达到轻微污染水平,其它重金属含量都接近或者显著低于重金属污染的阈值.相关分析和多元回归分析显示,大部分土壤重金属（如Cu、Pb、Zn、Cd、As、Sb和Hg）含量的高低对豚草气体交换特性没有显著影响,仅部分重金属含量与豚草的叶片、果实气体交换特性密切相关,如Ni和Cr对豚草叶片、果实的气孔导度及水分利用效率显著相关;Cr与豚草叶片饱和光合速率显著相关;而As与豚草果实的气孔导度显著相关.表明大部分土壤重金属对叶片和球果的气体交换没有直接影响,而Ni、Cr和As可以在轻微污染甚至没有达到污染水平时影响豚草的气体交换特性.     

薇甘菊叶和茎的光合特性

薇甘菊(Mikania micranth)是世界性的入侵有害植物,对其入侵特性的理解将有助于我们更进一步揭示入侵机理和开展植物入侵的防治工作。叶片的光合作用是入侵植物薇甘菊入侵特性的研究内容之一,但到目前为止,仍没有开展对薇甘菊非同化器官茎的同化特性的研究。该文采取对比的研究方法,使用LICOR-6400气体交换系统和荧光系统对其幼嫩的绿色茎和成熟叶片的气体交换和叶绿素荧光特性进行测定,并对测定结果进行了对比分析,同时应用激光共聚焦显微镜对薇甘菊茎中叶绿体分布进行观察。使用叶绿素荧光系统测量瞬时叶绿素荧光特性表明,茎和叶的电子传输速率(Electron transport rate, ETR)和光系统Ⅱ实际光化学量子产量(Φ_PSⅡ)存在较好的正比例关系,相关系数达到0.97,说明茎中存在和叶中类似的光合结构。但在应用LICOR-6400气体交换系统测量稳定状态下的CO₂的气体交换速率时,观察到叶的气体交换速率稳定性较好,而茎的气体交换速率出现较大的波动,这可能是由于茎的气孔因素引起。综合来看,在相同面积和饱合光强下(光通量密度(Photosynthetic photo flux density, PPFD)=2 000 μmol·m ^-2·s^-1),叶的ETR为42.44 μmol·m ^-2·s^-1,茎的ETR为30.32 μmol·m ^-2·s^-1。在相同面积和低光强(PPFD=10 μmol·m ^-2·s^-1)下,叶的Φ_PSⅡ为0.69;茎的Φ_PSⅡ为0.57。在单位SPAD下,茎中ETR是每单位SPAD 4.24 μmol·m ^-2·s^-1,是叶的2.3倍,实际光化学量子产量是每单位SPAD 0.08,是叶的3倍。在比较茎和叶ETR中观察到茎比叶有更强的强光适应能力。激光共聚焦图像观察到薇甘菊茎的叶绿体主要分布在两个区域:皮层区和维管束周围。对照以往关于茎中叶绿体功能的研究表明,可能分布在两个区域中的叶绿体功能上存在差别。如上,薇甘菊茎中存在一定的光合作用能力,且在叶绿体的光能利用瞬时效率上茎明显强于叶,但在茎中这些光合作用的具体作用仍不清楚。     

烟草叶片愈伤组织BECTLIN Ⅰ基因的表达

分别以烟草盆栽实生苗和组培继代苗的叶片为外植体,在MS (1.0 mg·L^-1 6-BA与0.5mg·L^-1 2, 4-D)培养基中诱导形成的愈伤组织为材料,检测与细胞程序性死亡有关的BECTLIN Ⅰ基因。RT-PCR检测表明,烟草盆栽实生苗和组培继代苗的叶片及其愈伤组织均有BECTLIN Ⅰ基因的表达,但组培继代苗叶片愈伤组织的BECTLIN Ⅰ基因表现出持续、稳定的表达,说明培养基中的激素可能对BECTLIN Ⅰ基因的表达产生影响,同时表明烟草叶片愈伤组织形成过程中可能产生了细胞程序化死亡,其结果可能导致烟草叶片原初形态不同、功能各异的细胞在脱分化阶段形成了形态结构和功能完全相似的胚性细胞。     

北五味子果实超临界CO2萃取工艺的研究

通过正交设计的试验方法,探讨了超临界CO₂法萃取五味子果实中木脂素的工艺条件,确定了最佳工艺条件为萃取压力30 Mpa,萃取温度50℃,萃取时间120 min。     

植物叶片原生质体分离的可能机制

分析了植物叶片在分离液环境中形成原生质体的过程,文中提出,分离液配方中的酸性物质使植物叶片处于酸性环境中并导致植物正常细胞首先发生细胞壁酸性降解,随后出现原生质体脱离细胞壁进入分离液,继而又进一步发生质膜的酸性降解,使细胞核和细胞器进入分离液中,最终分离液中的细胞器以细胞核为中心进行细胞器重组,最后产生外貌形态一致的新的原生质体。植物细胞壁和质膜是植物细胞的包被系统。植物细胞包被系统的酸性降解使植物细胞器重组并产生新的原生质体成为可能。     

A Hybrid One-Way ANOVA Approach for the Robust and Efficient Estimation of Differential Gene Expression with Multiple Patterns

Background

Identifying genes that are differentially expressed (DE) between two or more conditions with multiple patterns of expression is one of the primary objectives of gene expression data analysis. Several statistical approaches, including one-way analysis of variance (ANOVA), are used to identify DE genes. However, most of these methods provide misleading results for two or more conditions with multiple patterns of expression in the presence of outlying genes. In this paper, an attempt is made to develop a hybrid one-way ANOVA approach that unifies the robustness and efficiency of estimation using the minimum β-divergence method to overcome some problems that arise in the existing robust methods for both small- and large-sample cases with multiple patterns of expression.

Results

The proposed method relies on a β-weight function, which produces values between 0 and 1. The β-weight function with β = 0.2 is used as a measure of outlier detection. It assigns smaller weights (≥ 0) to outlying expressions and larger weights (≤ 1) to typical expressions. The distribution of the β-weights is used to calculate the cut-off point, which is compared to the observed β-weight of an expression to determine whether that gene expression is an outlier. This weight function plays a key role in unifying the robustness and efficiency of estimation in one-way ANOVA.

Conclusion

Analyses of simulated gene expression profiles revealed that all eight methods (ANOVA, SAM, LIMMA, EBarrays, eLNN, KW, robust BetaEB and proposed) perform almost identically for m = 2 conditions in the absence of outliers. However, the robust BetaEB method and the proposed method exhibited considerably better performance than the other six methods in the presence of outliers. In this case, the BetaEB method exhibited slightly better performance than the proposed method for the small-sample cases, but the the proposed method exhibited much better performance than the BetaEB method for both the small- and large-sample cases in the presence of more than 50% outlying genes. The proposed method also exhibited better performance than the other methods for m > 2 conditions with multiple patterns of expression, where the BetaEB was not extended for this condition. Therefore, the proposed approach would be more suitable and reliable on average for the identification of DE genes between two or more conditions with multiple patterns of expression.     

斑马鱼tbx2b调控心脏房室间隔发育的功能研究*

tbx2是早期心脏发育的关键基因。为进一步探究其对房室间隔(AVC)发育的影响,研究利用CRISPR/Cas9介导的基因敲除技术,成功构建了斑马鱼tbx2b突变体。通过T7E1酶切对其F₀进行敲除效率检测,结果显示平均敲除效率约为57.5%。F₁进一步筛选获得tbx2b杂合突变体,测序结果显示突变类型为11 bp碱基缺失的移码突变。tbx2b杂合子内交获得纯合子,tbx2b纯合突变体在5 dpf死亡并出现早期心脏环化异常表型。斑马鱼整胚原位杂交实验显示在3 dpf tbx2b纯合突变体中, 心脏腔室分化特异性标志基因nppa、nppb表达上调并异位表达在AVC,而AVC发育关键基因has2的表达消失。高效构建tbx2b突变体并初探其对下游基因的影响,为后续深入研究tbx2b对心脏AVC发育的作用奠定了基础,同时加深了人们对早期心脏调控网络的认识。