植物钙感受器及其介导的逆境信号途径

钙信号是植物生长发育和逆境响应的重要调控因子, 是植物生理与逆境生物学研究领域中的热点之一。当植物细胞受到外界逆境刺激时, 其胞内会产生具有时空特异性的Ca2+信号变化, 这种变化首先被胞内钙感受器所感知并解码, 再由钙感受器互作蛋白将信号传递到下游, 从而激活下游早期响应基因的表达或相关离子通道的活性, 最终产生特异性逆境响应。植物细胞通过感知胞内钙信号的变化如何识别来自外界不同性质或不同强度的刺激, 是近几年植物生物学家所关注的科学问题。文章主要总结了近几年在植物钙感受器研究领域中的最新进展, 包括钙依赖蛋白激酶(CDPKs)、钙调素(CaMs)、类钙调素蛋白(CMLs)、类钙调磷酸酶B蛋白(CBLs)及其互作蛋白激酶(CIPKs)等的结构、功能及其介导的逆境信号途径, 并提供新的见解和展望。     

蜜源食物对节肢动物天敌寿命、繁殖力和控害能力的影响

大多数节肢动物天敌除了寄生或捕食寄主或猎物外,也会取食蜜源食物,特别是包括植物花蜜、花外蜜和昆虫蜜露等富含糖分的食物。这些蜜源食物对于提高寄生性和捕食性天敌的飞行和寄主搜索能力、延长寿命、提高繁殖力和增强控害能力都能发挥重要作用。本文重点介绍了农田生态系统中3类常见的非猎物性蜜源食物即植物花蜜、花外蜜和昆虫蜜露。其中,花蜜和花外蜜能够显著延长天敌寿命,提高天敌繁殖力和控害能力;蜜露的作用虽次于花蜜和花外蜜,但仍能促进某些天敌的生态功能。还进一步综述了显花植物和蜜源食物投放在生物防治中的应用,并从筛选适宜的蜜源植物、蜜源食物中糖成分作用分析和天敌对蜜源食物的搜索和定位等方向开展对蜜源食物的研究利用进行了展望。     

古田山中亚热带常绿阔叶林动态监测样地——群落组成与结构

 亚热带常绿阔叶林是世界上主要植被类型之一,集中分布于我国,其中以中亚热带的常绿阔叶林最为典型。为了更好地研究常绿阔叶林森林生 物多样性维持机理,按照CTFS (Centre for Tropical Forest Science)样地建设的标准,于2004年11月～2005年9月在浙江开化古田山国家级 自然保护区建立了常绿阔叶林24 hm²永久样地。该文对样地内胸径≥1 cm的木本植物进行了统计,初步分析了古田山森林样地(Gutianshan (GTS) forest plot)的群落组成与空间结构。 群落的区系类型以热带成分比较多,在属的水平上53个是热带分布,44个是温带分布。共有159 种,隶属于49科103属,总计140 700株,以常绿树种为主（91个物种,占总优势度的90.6%,重要值为85.6%,占样地总个体数的85.9%）;样地 群落有明显的优势物种和大量稀有种(Rare species,每hm2个体数小于1)。甜槠(Castanopsis eyrei )、木荷(Schima superba)和马尾松 (Pinus massoniana)在群落中占有主要优势; 稀有种占总物种数的37.1％（59/159）;具有温带落叶阔叶林和热带雨林的相关特征,较好地代 表了中亚热带常绿阔叶林群落。垂直结构由林冠层（63个种）、亚乔木层（70个种）和灌木层 （26个种）组成。样地所有木本植物物种总径级 分布呈倒“J"形,群落更新良好。几个优势种空间分布随着径级增大,聚集程度降低;并且它们的分布表现出与生境紧密关联,不同的物种表 现出对生境不同的偏好。该文最后系统地比较了大样地方法与传统取样方法。     

DYNAMIC RESPONSE OF ROOT BORDER CELLS AND THEIR ASSOCIATED MUCILAGE EXUDATION IN SOYBEAN TO AI STRESS AND RECOVERY

 以耐铝性明显差异的两个大豆(Glycine max)基因型‘浙秋2号’(耐性)和‘浙春3号’(敏感)为材料, 研究根尖边缘细胞比活度、粘液分泌和根长对铝胁迫和解除胁迫的反应, 明确边缘细胞的粘液分泌对策在铝毒环境中的生态学意义。结果表明, ‘浙秋2号’在100~400 µmol&;#8226;L^–1 Al³⁺处理的3~12 h, 边缘细胞比活率呈递减趋势, 12 h后比活率又略有上升。‘浙春3号’在300和400 µmol&;#8226;L^–1 Al³⁺处理的变化与前者一致。两个大豆基因型的粘液层随着Al³⁺浓度增加和时间延长而增厚, 并于400 µmol&;#8226;L^–1 Al³⁺处理24 h时达到最大(>17 µm)。‘浙秋2号’在低浓度Al3+ (100和200 µmol&;#8226;L^–1)处理3~6 h后就会分泌大量粘液, ‘浙春3号’则在300 µmol&;#8226;L^–1 Al³⁺处理12 h后才有类似的变化。‘浙秋2号’在400 µmol&;#8226;L^–1 Al³⁺处理下的根相对伸长率均高于100~300 µmol&;#8226;L^–1 Al³⁺处理, ‘浙春3号’则表现为Al³⁺浓度越高, 根伸长受抑越明显。Al³⁺胁迫解除后, ‘浙秋2号’的粘液分泌速度和分泌量急剧下降, ‘浙春3号’在胁迫解除后的24 h, 仍会持续、大量地分泌粘液(>19 µm)。可见, 耐性大豆通过在铝胁迫初期快速、大量地分泌粘液以维持较高的边缘细胞活性和解除胁迫后迅速降低粘液的分泌速度及分泌量来适应铝毒害环境。     

Al3+对大豆根边缘细胞程序性死亡诱导的生理生态作用

 设置不同的Al ³⁺浓度（0、25、50、100、200、400 μmol·L^-1）和培养时间 （12、24 h）,研究了边缘细胞活性和大豆（Glycine max）根中 过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶POD）、超氧化物歧化酶SOD）随Al ³⁺浓度及处理时间变化的规律,并通过Hoec hst333 42-PI双重荧光染色、 梯状DNA（即DNA ladder）分析和末端脱氧核糖核酸转移酶介导的dUTP切口末端标记（即TUNEL原位标记）检测,研究了Al ³⁺对大豆根边缘细胞 程序性死亡诱导的生理生态作用。结果表明,Al ³⁺胁迫能诱导边缘细胞的死亡,随着Al ³⁺浓度的升高和处理时间的延长,细胞死亡率增加。通 过Hoechst33342-PI双重荧光染色、DNA ladder分析和TUNEL原位标记,检测到Al ³⁺胁迫下发生程序性死亡的边缘细胞。其表现为：在 400μmol·L^-1 Al ³⁺诱导大豆根24 h时, 核酸电泳显示细胞DNA发生特异性降解并形成阶梯状电泳条带(DNA ladder),用TUNEL原位标记检测200 和400μmol·L^-1 Al ³⁺处理12 h后的大豆根 边缘细胞,发现DNA的3′-OH端被原位特异标记,二氨基联苯胺（DAB）显色后,细胞核为阳性或强 阳性。同时,高浓度Al ³⁺ （＞100μmol·L^-1）处理下,CAT、POD和S OD活性均有不同程度的下降,CAT和SOD的活性也随处理时间的延长而降低 。说明在Al ³⁺胁迫下边缘细胞的死亡可能是一种程序性死亡形式,高浓度Al ³⁺胁迫下,通过诱导活性氧在细胞体内的产生和累积而导致细胞凋 亡,此过程是其对逆境胁迫所作出的生理生态防御性应答方式之一。     

用荧光技术检测蔬菜中的残留农药

用荧光光谱仪测试了几种用于蔬菜的常用农药的荧光光谱。从一些市售农药上记录到了荧光特征峰,从而可以区分这些农药。据此,可利用荧光光谱仪根据荧光光谱的不同,实时实地和快速地识别这些农药及其在粮食、蔬菜、水果表面上的可能残留。     

镉胁迫下龙葵叶中三种抗氧化酶的活性和抗坏血酸含量的变化

水培龙葵,设置0、10、25、50、100mg·L^-15个镉浓度,处理17和34d后测定叶片中3个保护酶活性和抗坏血酸含量。结果表明,经镉处理后的过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和抗坏血酸（AsA）含量都增加,25、100mg·L^-1。镉处理的差异显著;处理34d后,3个酶的活性呈现随着镉浓度升高而变化的规律,三者都表现出先升高后降低再升高的趋势。     

DNA C-值与被子植物入侵性关系的数据统计分析——以中国境内有分布的539种被子植物为例

统计了中国境内有分布的539种被子植物的DNA C-值,分析了它们在不同分类群、生活型、倍性、生活史类型以及在杂草和非杂草类群中的分布情况,主要结果如下:(1)539种被子植物DNA C-值平均为4.06 pg,其中木本植物的DNA C-值平均为1.84 pg,低于草本植物的平均值(5.02 pg);(2)双子叶植物(360种)的DNA C-值平均为2.20 pg,极明显地小于单子叶植物(179种)的平均值(7.80 pg);(3)1年生植物的DNA C-值平均为2.78 pg, 明显小于多年植物的平均DNA C-值(6.65 pg);(4)134种杂草的DNA C-值平均为1.93 pg,明显小于非杂草草本植物的平均值(6.75 pg),含杂草较多的科,平均DNA C-值相对较小;(5)统计的47种入侵杂草的DNA C-值平均为1.76 pg, 略小于134种杂草的平均DNA C-值(1.93 pg),极显著地小于非杂草性草本植物(6.75 pg);(6)以科为单位,不同科的DNA C-值存在着极大的差异;(7) DNA C-值与染色体倍性的关系并不明显,但是,随着倍性的增加,基因组变小;(8) 在同一科、属中,与非杂草相比,典型杂草的DNA C-值往往偏小;(9)总体上杂草或杂草性强的植物,它们的DNA C-值比非杂草性植物的要小.但是,也还存在一些例外,例如野燕麦(Avena fatua)的DNA C-值就高达14.15 pg,而相反,十字花科和葫芦科的一些非杂草栽培植物,却具有很低的DNA C-值.结论:DNA C-值在预测外来物种的入侵性方面具有一定的应用价值,但是,由于在木本植物和草本植物之间、单子叶与双子叶植物之间、一年生和多年生植物之间,特别是在不同的科之间,植物的DNA C-值较明显的差异,因此,根据DNA C-值预测外来物种的入侵性,应该严格地限于同一科(或属)内的相关物种间的比较.     

黑麂(Muntiacus crinifrons)栖息地片断化对种群基因流的影响

栖息地片断化可能影响种群的基因流,进而导致近交,降低个体生活力,是生物多样性丧失和物种绝灭的主要因素.被列为国家I级保护动物的黑麂(Muntiacus crinifrons),由于自身目前的濒危状况和生物学特异性,使得栖息地片断化对其影响更甚.为了更好的保护该珍稀物种,研究运用地理信息系统划分了浙江遂昌的九龙山自然保护区和开化的古田山自然保护区黑麂栖息地的片断化斑块,并通过所得片断化斑块数据进行两个保护区在片断化程度的计算,同时从片断化斑块获取黑麂的组织、粪便样品,提取黑麂的线粒体DNA,估算其基因流大小.以此初步确定两个保护的黑麂栖息地片断化程度对种群基因流的影响.各项片断化指数均表明,九龙山自然保护区的黑麂栖息地片断化程度要小于古田山自然保护区.九龙山自然保护区黑麂片断化种群的平均基因流Nm达到了3.65,明显高于古田山自然保护区的1.12.结果表明,栖息地片断化可能对黑麂种群的基因流产生了一定的影响.应及时采取有效措施保护和恢复黑麂栖息地,否则将严重阻碍片断化种群间的个体迁移、扩散和基因交流.     

显微镜管理的改革

显微镜管理是生物学科学实验教学工作得以顺利开展的前提和基础,基于多年的显微镜管理与教学经验及管理心理学相关理论,指出了显微镜管理中存在的问题,探讨了显微镜管理的改革方案。