叶异形水生植物不同发育阶段叶片的结构和无机碳获取策略

以睡莲(Nymphaea tetragona Georgi)、萍蓬草(Nuphar pumila (Timm) de Candolle)、条叶萍蓬草(Nuphar sagittifolia Pursh)、眼子菜(Potamogeton distinctus A. Bennett)、南方眼子菜(Potamogeton octandrus Poir)和泽泻(Alisma plantago-aquatica L.)6种叶异形水生植物为材料,对它们的叶绿素含量、气孔性状、解剖结构和HCO₃^-利用等指标进行分析,比较了两种不同发育阶段叶片结构和无机碳获取策略的差异。结果显示,幼态叶比成熟叶的叶片更薄,具有更少的细胞层数,幼态叶上下表面均不具备气孔,而成熟叶上表皮有气孔。说明幼态叶在结构上增加细胞比表面积,增加水下吸收无机碳的能力,而成熟叶的结构能更好地吸收大气中的CO₂。pH-drift分析结果证明,幼态叶具有更高获取水下无机碳的能力,以适应沉水环境。本研究还发现眼子菜和南方眼子菜的幼态叶可以利用水体中HCO₃^-为额外碳源,更有利于其在沉水环境中生长。研究结果阐明了叶异形水生植物不同发育阶段叶片结构和利用无机碳获取策略对水下和气生环境的适应性。     

水菜花异形叶片叶绿素荧光特征与HCO3-利用能力的研究北大核心CSCD

以生长发育过程中具有异形叶的水生植物水菜花( Ottelia cordata (Wall.) Dandy)为材料,利用叶绿素荧光技术和pH-漂移(pH-drift)实验测定具有两型叶片的水菜花正常沉水叶(submerged leaves, S)、正常浮水叶(floating leaves, F)、处于淹没状态的浮水叶(submerged floating leaves, SF)以及只有浮水叶植株的浮水叶(floating leaves only, OF)的叶绿素荧光特征与HCO3^-利用能力。快速光曲线分析结果显示:沉水叶(S)的相对电子传递速率( rETR )显著低于其他类型的叶片,且随着光强的增强,差异增大;由光化学引起的荧光淬灭 q P 、潜在最大电子传递速率( rETR max )、半饱和光强( E k )等指标均为沉水叶(S)显著低于浮水叶(F)。沉水叶(S)与淹没状态的浮水叶(SF)表征HCO3^-利用能力的C T /Alk值显著低于两种浮水叶(F和OF)。研究结果表明水菜花成年期的浮水叶比幼年期的沉水叶具有更高的光合效率,并且更适合在高光强下生长;当水位发生波动时被淹没的浮水叶会增强对HCO3^-的利用能力以适应淹水低浓度CO 2 环境。     

6-羟基-3-琥珀酰吡啶单加氧酶HspB的结构研究

在蛋白晶体结构难以获得的情况下,通过设计突变体来获取6-羟基-3-琥珀酰吡啶单加氧酶Hsp B的结构信息。首先获取Hsp B蛋白的同源序列并进行比对,之后对Hsp B蛋白进行同源建模和从头建模,并与底物2,5-二羟基吡啶(HSP)进行对接模拟;通过分子模拟、序列比对和参考同源蛋白晶体三种方式,设计并构建Hsp B酶的25个突变体;通过突变体的表达纯化和酶动力学常数测定来研究Hsp B的结构性质。根据实验结果,推测FAD的正确结合在稳定Hsp B蛋白结构中具有重要的作用,同时推测底物HSP和辅酶NADH处于同一活性中心并与不同位点相互作用。吡啶衍生物是极具工业价值的化合物,生物催化法是合成吡啶衍生物的有效途径,而吡啶衍生物的生物催化研究较少,通过考察突变体的性质,推测了Hsp B的部分结构信息,为此类吡啶单加氧酶的工业改造和应用奠定了基础。     

干旱胁迫与不同储藏时间对杠柳种子萌发的影响

为了阐明干旱胁迫与不同储藏时间对杠柳种子萌发的影响机理,在室内采用不同浓度的聚乙二醇（PEG）模拟干旱胁迫条件,对3种不同储藏时间的杠柳种子进行了萌发期对比试验,观测了种子的总萌发率、发芽势、活力指数和胚根的生长情况,分析了抗旱特性,结果表明：不同程度的干旱胁迫与储藏时间对杠柳种子萌发均有一定的影响,当PEG-6000浓度为5%,对储藏1年杠柳种子的萌芽率和发芽势起促进作用,对储藏2年种子萌芽率轻度抑制,对储藏3年种子抑制影响较大,当PEG-6000浓度>5%,3种种子的萌芽率和发芽势均呈下降趋势,但当胁迫浓度增大到25%时,种子基本没有萌发。在不同的水分胁迫处理中,3种种子的活力指数和胚根生长速度一直呈下降趋势,尤其3年种子的下降幅度最大。不同储藏时间杠柳种子对干旱胁迫的适应性有差异,储藏1~2年的杠柳种子在PEG-6000浓度为5%~15%中萌发效果较好,且储藏1年种子好于2年种子,3年种子较差。3种种子的耐旱能力由强到弱依次为：1年种子>2年种子>3年种子。     

水菜花异形叶片叶绿素荧光特征与HCO3-利用能力的研究

以生长发育过程中具有异形叶的水生植物水菜花（Ottelia cordata（Wall.）Dandy）为材料,利用叶绿素荧光技术和pH-漂移（pH-drift）实验测定具有两型叶片的水菜花正常沉水叶（submerged leaves,S）、正常浮水叶（floating leaves,F）、处于淹没状态的浮水叶（submerged floating leaves,SF）以及只有浮水叶植株的浮水叶（floating leaves only,OF）的叶绿素荧光特征与HCO₃^-利用能力。快速光曲线分析结果显示：沉水叶（S）的相对电子传递速率（rETR）显著低于其他类型的叶片,且随着光强的增强,差异增大;由光化学引起的荧光淬灭q_P、潜在最大电子传递速率（rETR_max）、半饱和光强（E_k）等指标均为沉水叶（S）显著低于浮水叶（F）。沉水叶（S）与淹没状态的浮水叶（SF）表征HCO₃^-利用能力的C_T/Alk值显著低于两种浮水叶（F和OF）。研究结果表明水菜花成年期的浮水叶比幼年期的沉水叶具有更高的光合效率,并且更适合在高光强下生长;当水位发生波动时被淹没的浮水叶会增强对HCO₃^-的利用能力以适应淹水低浓度CO₂环境。     

水菜花异形叶片叶绿素荧光特征与HCO_3~-利用能力的研究

以生长发育过程中具有异形叶的水生植物水菜花(Ottelia cordata (Wall.) Dandy)为材料,利用叶绿素荧光技术和pH-漂移(pH-drift)实验测定具有两型叶片的水菜花正常沉水叶(submerged leaves,S)、正常浮水叶(floating leaves,F)、处于淹没状态的浮水叶(submerged floating leaves,SF)以及只有浮水叶植株的浮水叶(floating leaves only,OF)的叶绿素荧光特征与HCO_3~-利用能力。快速光曲线分析结果显示:沉水叶(S)的相对电子传递速率(r ETR)显著低于其他类型的叶片,且随着光强的增强,差异增大;由光化学引起的荧光淬灭qP、潜在最大电子传递速率(r ETRmax)、半饱和光强(Ek)等指标均为沉水叶(S)显著低于浮水叶(F)。沉水叶(S)与淹没状态的浮水叶(SF)表征HCO_3~-利用能力的CT/Alk值显著低于两种浮水叶(F和OF)。研究结果表明水菜花成年期的浮水叶比幼年期的沉水叶具有更高的光合效率,并且更适合在高光强下生长;当水位发生波动时被淹没的浮水叶会增强对HCO_3~-的利用能力以适应淹水低浓度CO_2环境。