Patterns of flower morphology and structural changes during interconversion between chasmogamous and cleistogamous flowers in Viola philippica

Aims Viola philippica is a species with a typical chasmogamous-cleistogamous (CH-CL) mixed breeding system. It provides a flower model system to investigate floral organs development under different photoperiods. Morphological changes of intermediate cleistogamous (inCL) flowers have been observed, the trends in variation of changes from CH flowers to CL flowers or from CL flowers to CH flowers have been analyzed, the localized effects of poorly developed stamens and petals in CL and inCL flowers have been identified. This research provided morphology and structural changes with implication for the evolutionary significance of the dimorphic flower formation for further study in dimorphic flower development.Methods We used methods of anatomy and structural analysis to observe the morphological structures of flowers under different photoperiods.Important findings Photoperiod played an important role in the development of CH and CL flowers in V. philippica. Under short-day light and intermediate-day light, both CH and inCL flowers developed simultaneously. Most of the floral buds were CH flowers under a photoperiod of short-day light, but most of the floral buds were inCL flowers under mid-day light. Complete CL flowers formed under long-day lights. However, there were a series of transitional types in the number and morphology of stamens and petals among inCL flowers, including five stamens with three petals related to CH flowers and two stamens with one petal related to CL flowers. The former type was dominant under short-day light conditions, and the latter type was dominant under mid-day light. Further more, there were localized effects in stamen and petal development for CL and inCL flowers. The development of ventral lower petal (corresponding to the lower petal with spur of CH flower) and the adjacent two stamens in inCL flowers were best, and the back petal was similar to that of CL flowers, an organ primordium structure. The adjacent stamens with the back petals tended to be poorly developed. In extreme cases, these stamens in inCL flowers had no pollen sac, only a membranous appendage or even a primordium structure. When the plants with CL or CH flowers were placed under short-day light or long-day light, the newly induced flowers all showed a series of inCL flower types, finally the CL flowers transformed into CH flowers, and the CH flowers transformed into CL flowers. This result indicates the gradual effects of different photoperiods on dimorphic flowers development of V. philippica. A long photoperiod could inhibit the development of partial stamens and petals, and a short photoperiod could prevent the suppression of long-day light and promote the development of stamens and petals.     

氯通道膜蛋白内部Cl-/H+耦合转运机制研究进展

氯通道是细胞膜上一类离子选择性跨膜蛋白,其功能是调节细胞内部溶液pH、细胞容积、盐类离子转运以及细胞电兴奋性。按照离子输运方式的差异,氯通道膜蛋白可分为氯离子通道和Cl^-/H⁺转运体两类,其中Cl^-/H⁺转运体内部的离子转运过程具有显著耦合性,且该过程需要借助水分子参与。本文针对Cl^-/H⁺耦合转运微观机制研究进行总结及展望,为氯通道实验研究、临床疾病诊治和新药研发提供理论依据。     

斑马鱼Zar1和Zar1-like基因的克隆及其表达分析

合子阻滞基因1(Zygote arrest 1,Zar1)及Zar1-like(Zar1L)作为母源基因,在小鼠卵子-合子转变过程中发挥着极其重要的作用。研究以斑马鱼为对象,采用cDNA末端快速克隆(RACE)技术获得了Zar1L cDNA全长,并采用RT-PCR技术检测Zar1和Zar1L在斑马鱼不同组织器官、卵母细胞和胚胎发育时期的表达情况。Zar1L cDNA的全长为1146 bp,编码311个氨基酸残基,5′非编码区20 bp,3′非编码区190 bp。多重序列比对结果显示,C-末端的序列非常保守,相似性高达74%,具有非典型的PHD基序(Plant homeo domain),并具有两个C4类型的锌指结构。在基因结构上,Zar1和Zar1L均由四个外显子构成,两个基因的每一个外显子在大小上也比较相近。分子进化表明斑马鱼Zar1和Zar1L属于两个不同的基因,可能是同一来源的祖先基因重复和进化的结果。RT-PCR结果表明斑马鱼Zar1和Zar1L的表达模式相似,都是卵巢特异表达基因,在卵母细胞及早期胚胎中可检测到大量转录本的存在,囊胚、原肠胚期后下降,但在整个胚胎发育期都可检测到转录本。斑马鱼Zar1和Zar1L mRNA的表达水平的一致性,似乎暗示着两个基因的功能基本一致。表达模式分析表明Zar1和Zar1L可能与斑马鱼卵子-合子转变有关,也可能与其他的胚胎发育过程有关。       

湖北海棠实生树童区与成年区基因组DNA的RAPD研究

本试验以具无融合生殖特性的１４年生湖北海棠实生树为试材,对其童区和成年区的叶片基因组ＤＮＡ进行ＲＡＰＤ分析。结果显示：从１５０个引物中由Ｐ７０１从童区叶片基因组ＤＮＡ中扩增出１个约２．１ｋｂ的片段,成年区基因组ＤＮＡ中未能扩增出该片段。文中对阶段转变的机理及基因组ＤＮＡ多态性的原因作了讨论。     

地球的生态负债与人类的可持续发展挑战——WWF《生命行星报告2006》分析

世界自然基金会(WWF)<生命行星报告2006>的最新数据(2003 年)显示,从1961 年以来,人类的"生态足迹"已经增长了3倍.目前的生态足迹已经超出地球自身再生能力的25%.报告中的"生命行星指数"(LPI)显示出自1970年来脊椎动物的数量减少了大约1/3,生物多样性正快速持续地遭到损失.影响 "生态足迹"的最主要因素是生产和使用能源的方式.如生命行星指数所示那样,人类对释放CO2的燃料的需求在不断增长.这些影响气候变化的污染气体占到了生态足迹的48%.将生态足迹与"人类发展指数"(HDI)进行对比发现,目前全球的发展还在继续背离可持续发展之路,人类发展的代内不公平、代际不公平还在加剧,人类向可持续发展的转变之路仍遥远而漫长.     

沉积物记录揭示的深圳湾红树林生态系统稳态转变

稳态转换作为滨海生态系统的一种灾变现象,其过程伴随着生态系统质量下降和功能退化。深圳湾位于粤港澳大湾区的核心区域,深入理解其生态系统演化过程是进行适应性管理的重要前提。2014年于深圳湾福田红树林湿地获得4根岩芯沉积柱,通过分析沉积和生物地球化学指标（包括金属元素、营养盐、粒度和有机质指标）,重建半个世纪以来深圳湾环境的历史变迁,揭示其生态系统发生的稳态转变过程。结果表明：稳态转换发生前（1954-1980）,福田红树林沉积物中重金属、无机营养和有机物含量稳定增加,但处于较低水平;稳态转换发生后（1990-2014）,深圳湾中污染输入增加,沉积物中重金属和营养盐含量发生明显变化,深圳湾生态系统质量持续下降。通过揭示深圳湾生态系统演变过程及其稳态转变的发生规律,为粤港澳大湾区生态系统修复和管理提供重要的理论依据和参考。     

封面故事

蛋白质折叠是蛋白质从一级结构向三级结构转变的物理过程。蛋白质的正确折叠对其行使正常的生理功能至关重要,错误折叠可以导致疾病的发生。研究蛋白质折叠机理存在诸     

猪粪堆肥化处理过程中的氮素转变及腐熟度研究

经过63d堆肥化处理后,猪粪与木屑混合堆肥及猪粪,木屑与树叶混合堆肥的T－N分别从开始的1．57％和1．78％增加到2．0％和2．11％;水溶性NO3－N／水溶性T－N均从接近于0的水平增加到3％左右;水溶性有机N／水溶性T－N分别增加到70％和76％;水溶性NH4－N／水溶性T－N则分别从开始52％和61％下降至堆肥结束时的30％和24％。种子发芽系数的测定结果表明,加入树叶有利于猪粪的腐熟化,可使猪粪堆肥化处理所城的时间从42d缩短至35d。化学指标与种子发芽系数的相关分析结果表明,水溶性NH4－N／水溶性T－N,水溶性NO3－N／水溶性T－N和水溶性有机N／水溶性T－N均与种子发芽系数呈显著相关,可作为堆肥的腐熟度评价指标。     

B→O血型转变工具酶α-半乳糖苷酶cDNA克隆及表达

 α-半乳糖苷酶是实现 B→O血型转变、制备通用型血的关键工具酶 .利用反转录 PCR方法从中国海南 Catimor咖啡豆中克隆α-半乳糖苷酶 c DNA,插入嗜甲基酵母 P.pastoris分泌表达载体 p PIC9K中 ,转化 P.pastoris GS1 1 5,筛选高表达重组菌株 .经甲醇诱导表达 7d后 ,发酵液总蛋白分泌量约 1 .2 mg/ml,SDS- PAGE呈现约 41 k D特异表达带 ,与专一性底物对 -硝基 -苯基 -α- D-吡喃半乳糖苷反应证明 ,表达产物具有 α-半乳糖苷酶活性 ,最高达到 1 8U/ml.初步实验表明 ,表达的 α-半乳糖苷酶可酶解 B型红细胞 ,成功实现 B→O血型转变 .     

陆地生态系统类型转变与碳循环

 土地利用变化引起的陆地生态系统类型转变对于全球碳循环有着极其重要的作用。　通过总结国内外有关森林砍伐以及森林、草地转变成农田对于碳循环的影响,阐述了可能引起全球“未知汇”现象的重要原因,强调未来中国陆地生态系统碳循环研究应充分重视陆地生态系统类型转变对于全球碳循环的影响研究,包括研究陆地生态系统的不同发展阶段(自然与退化生态系统)、利用方式的改变(森林转化为人工林或农田,草地转化为农田、退耕还林草等)所引起的碳库类型转换的增汇机理及其对全球变化响应,并指出了建立统一观测方法与规范的陆地生态系统碳通量观测网