拟南芥MS2(MALE STERILITY 2)是一个调控花药花粉发育的关键基因。水稻OsMS2(Os03g07140)基因与拟南芥MS2的序列具有高度同源性。利用RNA干扰技术研究OsMS2基因在水稻花药发育过程中的功能。与野生型水稻相比, 转基因 植株营养生长阶段正常, 但雄性育性降低。转基因植株雄性育性降低与RNA干扰引起的OsMS2基因表达水平降低有关。进一步对转基因植株花药进行细胞学观察, 结果表明OsMS2基因表达水平的降低导致绒毡层细胞退化延迟, 小孢子壁的形成出现异常。扫描电镜观察结果显示, 小孢子壁光滑, 不能形成正常的外壁。以上结果表明OsMS2基因在水稻花药发育过程中起重要作用。

通过比较分布于西双版纳热带雨林林下生境中的附生鸟巢蕨(Neottopteris nidus)和地生网脉铁角蕨(Asplenium finlaysonianum)的光合特征和光合诱导特性, 来研究不同生态型蕨类植物的光斑利用策略。研究结果表明, 2种蕨类植物的最大净光合速率、暗呼吸速率、表观量子效率、光饱和点和光补偿点没有显著差异, 但网脉铁角蕨的最大气孔导度远远高于鸟巢蕨, 表明后者具有更强的光合水分利用效率。在暗处理3小时接着光照(光强为20 mmol .m-2.s-1)30分钟后, 网脉铁角蕨的初始气孔导度显著高于鸟巢蕨。连续照射饱和强光后, 网脉铁角蕨达到最大净光合速率50%(T50%)和90%的时间(T90%)比鸟巢蕨短: 网脉铁角蕨和鸟巢蕨的T50%分别为0.57和5.31分钟, T90%分别为5.85和26.33分钟。诱导过程中, 气孔导度对强光的响应明显滞后于净光合速率。鸟巢蕨达到最大气孔导度的时间明显比网脉铁角蕨慢, 但在光合诱导消失过程中2种蕨类植物的 光合诱导维持能力却没有显著差异。上述结果表明, 与大多数地生林下植物(如网脉铁角蕨)相比, 附生鸟巢蕨的水分保护比碳获得更重要, 但却限制了附生蕨对光斑的利用。

肉苁蓉(Cistanche deserticola)是一种沙生根寄生濒危药用植物。利用光镜和电镜手段, 采用人工培养和诱导等方法详细观察并研究了肉苁蓉寄生生长过程中种子萌发、吸器产生以及植物体形态发育的过程。结果表明: (1)人工可以诱导肉苁蓉的种子萌发。肉苁蓉种胚具有明显的极性, 珠孔端细胞小于合点端, 珠孔端细胞分化、生长并产生白色的类胚根状结构。(2)有些化学物质可以诱导初生吸器的产生。用2, 6二甲氧基-对苯醌培养肉苁蓉24-26小时后, 其先端膨大并产生突起, 形成类似根毛状的结构, 即初生吸器。(3) 肉苁蓉属于主动寄生植物, 其在初生吸器与寄主幼根黏连后产生次生吸器。肉苁蓉与寄主梭梭(Haloxylon ammodendron)共培养, 其初生吸器主动与寄主幼根(0.1 mm左右)黏连, 穿过寄主根表皮和皮层后与维管束连通形成次生吸器, 肉苁蓉植物体分化、发育的基本组织形成。被寄生后的寄主根横向发育加快, 同时肉苁蓉植物体开始分化和发育。(4)肉苁蓉可以寄生在寄主幼根(0.1 mm左右)的任意部位。

谷胱甘肽转移酶和半胱氨酸合成酶在清除活性氧(reactive oxygen species,ROS)中起重要作用。采用0.36 mol.L-1NaHCO3对西伯利亚蓼(Polygonum sibiricum)进行胁迫处理, 荧光定量PCR分析表明这2个基因的表达受盐胁迫强烈诱导。为了分析2个基因是否具有抗盐能力以及其相互协同能力, 从cDNA文库中获得谷胱甘肽转移酶(GST)和半胱氨酸合成酶(CS)2个基因, 分别将GST、CS和GST+CS转入酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中, 并分别命名转基因酵母为ty-gst、tycs和ty-gc。在1 mol.L-1 Na2CO3和5 mol.L-1 NaCl胁迫处理下, 转基因酵母(ty-gst、ty-cs和ty-gc)的耐盐能力均明显高于野生型酵母(wy), 而三者之间并无显著差别。在0.4 mol.L-1 NaCl胁迫处理下, 转基因酵母(ty-gst、ty-cs和ty-gc)的抗氧化酶类相关基因SOD1、SOD2、GPX1和GPX3的表达量均低于野生型酵母(对照)(wy), 而CTA1表达量均高于野生型酵母(对照)(wy)。转基因酵母ty-cs在0.4 mol.L-1 NaCl胁迫处理前后其超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GPX)的活性均表现为最高。

生长素受体TIR1通过形成SCFTIR1复合体与生长素直接结合, 即为Aux/IAA在26S 蛋白酶体降解过程中的关键蛋白质。在Blas t检索和生物信息学分析的基础上设计特异引物, 以超级杂交水稻(Oryz a sativa)亲本株1S为材料, 通过RT-PCR扩增并经T-A克隆后测序, 获得一条长度为2 219 bp 的序列, 其开放阅读框长度为1 764 bp, 编码含587个氨基酸残基的肽链。该序列经生物信息学分析发现, 其与拟南芥TIR1相似性为77%, 同样具有2个保守的结构域, 即F-box和亮氨酸富集重复区域(LRR),且都不具有跨膜结构域和信号肽。该cDNA序列命名为OsTIR1。

利用111个家系组成的热研2号(Oryza sativa subsp. japonica ‘Reyan2’)/ Mi lyang23(Oryza sativa subsp. indica ‘Mi lyang23’)重组自交系(recombinant inbred l ines, RIL)群体(F7), 采用重病区田间自然接种方法, 以病情指数作为条纹叶枯病的表型值, 鉴定了2个亲本及111个RIL家系对条纹叶枯病的抗性。使用QTL Cartographer 软件复合区间作图法, 对水稻(Oryza a sativa)条纹叶枯病抗性基因进行了QTL分析。结果检测到2个抗水稻条纹叶枯病的QTL, 分别位于第2和第11染色体上, 其中第11染色体上的QTL贡献率为19.58%, 表明这是一个主效的QTL, 该QTL及其附近的分子标记, 可以用于水稻条纹叶枯病抗性分子标记辅助育种。

采用多元逐步回归分析对分布于浙江、福建、湖南、湖北和贵州5个省内6类不同居群药用植物雷公藤(Tripterygium wi lfordi i)的160株个体进行了雷公藤红素含量和环境因子的相关性分析。结果表明, 在空间分布上, 各居群间的雷公藤红素含量差异较大, 其中湖南黄岩居群雷公藤红素含量最高, 为1.058 5×10-2g.g-1, 贵州雷山和福建泰宁居群最低,分别为4.988 9×10-3g.g-1和4.988 7×10-3g.g-1; 而在居群内的雷公藤红素含量相对一致, 基本呈正态分布。实验结果表明, 雷公藤中雷公藤红素的积累在很大程度上受环境因子的影响。进一步利用SPSS软件对各个环境因子作逐步回归分析, 表明年均日照时长(X1)、年均降雨量(X2)和土壤含氮量(X5)是影响雷公藤中雷公藤红素含量(Y)的主导因子, 且各因素均与雷公藤红素含量呈负相关。经检验, 回归方程为Y=19.308-0.01 X1-0.02 X2-0.062 X5, R值达到0.917, F检验回归方程的线性关系显著。研究结果表明,环境因子, 特别是日照、水分和土壤含氮量能够影响雷公藤中雷公藤红素的含量。该文还对提高雷公藤中药用成分雷公藤红 素含量的研究策略进行了讨论。

高光谱植被指数以其特有的精细光谱特征, 能够获得非常细微的植被生理状况和环境胁迫差异, 因而使遥感技术在精细农业中的应用, 尤其是在叶绿素浓度和叶面积指数的反演上面有着广阔的应用前景。然而, 现有的植被指数往往和这2个参数呈非线性关系, 且只对某一区间的数值敏感, 无法适用于其它植被覆盖程度的研究。为了寻找合适的波段位置以改善植被指数与叶绿素浓度和叶面积指数的线性关系, 去除饱和区域, 进而提高这2个参数的实际估算精度, 该文选取了叶绿素浓度和叶面积指数, 以辐射传输模型PROSPECT和SAIL为基础, 模拟了这2个参数变化对3类高光谱植被指数(归一化植被指数(NDVI)、 优化的简单比值指数(MSR)和优化的叶绿素吸收率指数(MCARI))的影响。叶绿素浓度变化敏感性分析结果表明, 对这3类植被指数而言, 750 nm 和705 nm 的叶片反射率更适合实际的叶绿素浓度反演。以750 nm 和705 nm代替 800 nm/700 nm 和670 nm成功地提高了3类植被指数与叶绿素浓度的线性相关程度, 其中MCARI705 和叶绿素浓度基本呈线性关系。叶面积指数变化敏感性分析同样显示, 以750 nm 和705 nm 组成的植被指数能够获取更可靠的叶面积指数信息, 尤其对于高植被覆盖区域。其中MCARI705 能较好地降低随叶面积指数变化的饱和程度, 相比其它植被指数, 当叶面积指数大于8时, MCARI705 才出现明显的饱和。由于冠层的尺度效应, 波段位置的选择对植被指数与叶面积指数线性关系的改善不及对叶绿素浓度明显。

以服务于科罗拉多冷杉(Abies concolor)的引种工作为目的, 以科罗拉多冷杉的9个种源半年生幼苗为材料, 对其进行了模拟干旱处理, 测定了抗旱性的相关理化指标, 并与同样处理下的我国本土冷杉辽东冷杉(A. holophyl la)、峨嵋冷杉(A.squamata)及鳞皮冷杉(A. fabric)半年生幼苗的对应指标作比较分析, 估测了科罗拉多冷杉在我国的适生范围。

采用“面”上宏观调查与“点”上典型研究相结合, 集中对塔里木河下游阿拉干断面100 hm2的胡杨(Populus euphratica)林木分布与胸径结构进行了调查。结果发现, 在距河道0-20 m的范围内, 胸径为0-4 cm的幼龄胡杨占最多, 达到13.24%。以后随着离河道距离的增加, 幼龄胡杨所占比例逐渐减小。胸径分布范围简单, 胸径为16-36 cm的林木株数在胡杨林中所占的比例最多。另外, 随着离河道距离的增加, 胸径在48 cm以上的过熟林和衰老林的比例逐渐增多。距河道0-200 m的范围内, 胡杨分布占整个胡杨林的80%以上。其中以疏失度为0-50%的长势较好的胡杨为主。在200-400 m的范围内, 疏失度为50%-75%的长势较差的过熟林和衰老林的比例开始增多。距河道400 m以上, 胡杨密度开始急剧下降, 胡杨株数所占的比例几乎下降到5%以下。

产紫杉醇的内生真菌(Fusarium mairei)先培养在B5液体培养基中, 然后制备成内生真菌培养液。在东北红豆杉(Taxus cuspidata)细胞悬浮培养的不同阶段(5、10和15天), 用不同剂量的内生真菌培养液(2、4和6 mL)分别进行处理。结果表明,在用4 mL内生真菌培养液处理的植物细胞中可获得最高的紫杉醇产量(5.88 mg.L-1)与释放率(67%), 分别是对照的1.9 倍与5.6 倍。添加时间方面, 在植物细胞培养周期的第5天添加4 mL内生真菌培养液, 可获得最佳效果, 紫杉醇产量与释放率分别为6.1 mg.L-1与75%, 分别是对照的2倍与6.8倍。与其它诱导子相比, 4 mL内生真菌培养液不仅可提高紫杉醇的释放率, 而且不会引起东北红豆杉细胞膜的明显伤害, 说明内生真菌发酵液激活了紫杉醇主动运输过程中的相关酶类。

根据桂花(Osmanthus fragrans)品种的形态特征, 结合AFLP分子标记, 对部分桂花栽培品种进行了遗传多样性分析。结果表明, 桂花品种之间存在着较为丰富的遗传多样性, AFLP分子标记检测到的多态性条带占总扩增条带的57.46%。 根据桂花品种的主要性状特征, 利用数值分类法对其进行分类, 并用UPGMA法对AFLP结果进行聚类分析, 结果均显示桂林地区的桂花品种存在明显的区域性, 花色可以作为重要的分类标准, 同时对桂花品种的分类系统进行了探讨。

拟南芥属(Arabidopsis (L.) Heynhold)拥有现代分子生物学研究的模式植物拟南芥(A. thaliana (L.) Heynhold), 但其属的系统位置及与近缘属关系争议较大。根据对拟南芥属及其相关属种的种皮微形态观察, 结合测定分析各属种叶绿体DNA的trnL内含子和trnL-F基因间隔区序列, 结果表明, 拟南芥属的近缘属种包括荠属(Capsella Medic.)、亚麻荠属(Camelina (L.)Crantz)、须弥芥属(Crucihimalaya Al-Shehbaz et al.)、无苞芥属(Olimarabidopsis Al-Shehbaz et al.)、旗杆芥属(Turritis L.)、南芥属(Arabis L.)和糖芥属(Erysimum Kitagawa)。

毛竹(Phyllostachys edulis)属禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)刚竹属(Phyllostachys), 是我国分布和栽培面积最大的经济竹种, 有着广泛的开发前景。本实验以水稻(Oryza sativa)为内标, 用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI发射荧光强度进行测定, 通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系, 计算出毛竹的基因组大小。对24组样品进行重复测试, 测得毛竹基因组大小为 2 075.025±13.08 Mb, 即2 C DNA含量为4.24 pg(以1 pg DNA = 0.978×109 bp计算)。毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。

将八氢番茄红素合成酶基因(PSY)重组于植物双元表达载体pBin438, 得到重组质粒pBin438-PSY。用冻融法将其导入农杆菌EHA101中, 采用叶盘法转化人参愈伤组织, 对所获得的抗性细胞系进行PCR和Southern检测, 并对表达产物进行 了薄层层析(TLC)、光谱分析、高效液相色谱(HPLC)检测及含量测定。结果表明PSY基因已成功导入人参愈伤组织细胞基因组, 并已得到高效表达, 表达产物b-胡萝卜素含量为143 ug.g-1人参细胞干重。本研究利用转基因方法在人参愈伤组织细胞中成功地表达了八氢番茄红素合成酶基因, 为进一步提高人参的营养价值奠定了基础。

利用32对SSR引物对来自全部7个自然居群的217份广东高州普通野生稻(简称“高野”)材料进行遗传结构、多样性和遗传聚类分析。结果表明, 高野各居群因遗传结构存在差异而相对独立, 但各居群之间由于存在基因渗透又具有一定的相似性。高野总体多样性指数(Ht)为0.65, 居群内的多样性(HS=0.431)略大于居群间的多样性(DS=0.392), 二者差异并不显著。居群间的遗传分化系数(GST)为0.611, 说明高野群体的遗传差异是由居群内和居群间的遗传分化共同作用的结果。其中A、B、E居群间, D、F、G居群间遗传相似性较高, C居群与其它居群之间存在较大差异。根据7个居群的遗传结构, 结合其地理分布状况, 认为遗传多样性最大的B和E居群以及遗传分化最小的C居群应作为重点对象进行保护。

差不嘎蒿(Artemisia halodendron)主要分布在呼伦贝尔沙地和科尔沁沙地的流动和半固定沙丘上, 是良好的乡土固沙半灌木, 也是退化沙地固定和植被恢复过程中的建群种。点格局分析方法是20世纪末发展起来的多尺度空间格局分析方法。通过对差不嘎蒿种群的点格局分析, 发现差不嘎蒿幼体的空间格局多为集群分布, 在各个尺度上都极为显著, 而随着差不嘎蒿龄级的增加, 其空间分布也逐渐显现为随机分布。差不嘎蒿相邻龄级的空间关系差异不显著, 而间隔龄级间则呈空间负相关。这与其幼体聚集, 成体随机分布的空间格局相一致。

水稻落粒性是与其生产密切相关的重要性状之一。以7个染色体片段置换系为材料, 采用重叠群代换作图法对控制落粒性的2个主效QTL进行定位。结果表明, 104个SSR标记在亲本间具有多态性, 多态率为68.0%; 4个置换系的落粒性与亲本日本晴的落粒性相似, 表现难落粒。3个置换系与亲本93-11的落粒性相似, 表现易落粒; 7个染色体片段置换系在第1和第6染色体上检出7个置换片段, 其长度分别为23.6、16.5、 6.6、 9.9、 10.4、 20.2和7.1 cM; qSH-1-1被定位在第1染色体RM472－RM1387之间, 遗传距离约为6.6 cM。qSH-6-1为新发现的落粒性主效QTL, 被定位在第6染色体RM6782－RM3430之间,遗传距离约为4.2 cM。利用染色体片段置换系能准确地定位水稻落粒性QTL, qSH-1-1与qSH-6-1的鉴定和初步定位为其进一步的精细定位、图位克隆及分子标记辅助选择奠定了基础。

利用AFLP技术对26个竹子种类进行了多样性分析, 以探索引物组合数量对准确研究竹子类群系统关系的影响。实验共随机选取10对AFLP引物, 并对所得10组AFLP标记数据随机组合后进行Nei氏遗传距离/UPGMA聚类分析。每对AFLP引物 扩增数据为一组, 随着用于聚类统计的AFLP标记数据随机组合数量的增加, 26个竹子种类的聚类关系趋向一致。这提示我们,在系统学研究中, 足够数量的引物组合是获得供试材料间准确聚类关系的基础, 应采用对各AFLP引物组合数据随机累加后进行聚类分析的方法, 以聚类关系为标准来确定用于分析供试品种的最少引物组合数量。

采用单因素盆栽实验, 通过叶面喷施5、10、15和20 mg.L-1 4个浓度的ABA溶液, 研究了长期外源ABA处理对云杉(Picea asperata)幼苗生长及生理特性的影响。5年的研究结果表明: 长期不同浓度ABA处理显著影响了云杉幼苗的多种生长及生理生化指标。当ABA浓度为5、10和15 mg.L-1时有利于云杉幼苗根重、茎重和总生物量的积累, 并且提高了叶片中可溶性蛋白和脯氨酸的含量, 降低了MDA含量; 20 mg.L-1ABA处理使幼苗的叶重、总生物量、脯氨酸及可溶性糖含量显著下降,明显增加了叶片中MDA含量。此外, 各浓度ABA处理均显著降低了云杉幼苗的株高、叶绿素含量以及SOD和APX活性。本研究结果显示, 长期ABA处理对云杉幼苗生长和生理特性的影响与所喷施的ABA浓度有关, 长期高浓度ABA(20 mg.L-1)处理不利于云杉幼苗生长。

梨是配子体型自交不亲和植物, 确定不同品种的S基因型是科学杂交授粉及提高梨产量和品质的基础。本文根据砂梨S1-9等位基因一级结构特征, 设计特异引物PF和PR, 以白梨(Pyrus bretschneideri)品种鹅梨(Pyrus bretschneideri ‘El i’) 和砂梨(Pyrus pyrifolia)品种博多青(Pyrus pyri folia ‘Hakataao’) 的叶片基因组DNA为模板, 通过 PCR-RFLP系统检测、克隆测 序以及生物信息学分析, 分离鉴定了它们的片段大小相似的2条S等位基因, 从中获得1条新的S基因, 命名为S34-RNase基因, 并确定了这2个梨品种的S基因型, 分别为鹅梨S13S34和博多青S22S34。

利用光学显微镜详细观察了叉蕨科(Aspidiaceae)4属5种植物, 即肋毛蕨属(Ctenitis (C. Chr.)C. Chr.)的亮鳞肋毛蕨 (C. subglandulosa (Hance)Ching)和海南肋毛蕨(C. decurrenti-pinnata (Ching)Ching)、轴脉蕨属(Ctenitopsis Ching ex Tard.-Blot et C. Chr.)的轴脉蕨(C. sagenioides (Mett.)Ching)、黄腺羽蕨属(Pleocnemia Presl )的黄腺羽蕨(P. winitti Holtt.)以及叉蕨属(Tectaria Cav.)的剑叶叉蕨(T. leptophylla (C. H. Wright)Ching)的配子体发育过程, 记录了配子体各发育阶段的模式特征, 认为这5种植物的孢子、丝状体、片状体、生长点、翼片、细胞、毛状体和假根等具有稳定的系统学意义。检索结果与该科的经典分类结果基本相似, 并在此基础上编写了各分类群的检索表。本研究为叉蕨科系统学研究积累了详实的配子体形态学资料。

通过整合全球植物志文献资料, 结合调查中国科学院植物研究所植物标本馆(PE)、北京林业大学森林植物标本馆(BJFC)和中国科学院沈阳应用生态研究所植物标本馆(IFP)馆藏腊叶标本, 以及进行野外观测, 获取了草问荆的地理分布数据。采用地理绘图软件MapInfo Profes sional 8.0, 绘制草问荆在中国及世界的资源分布图, 首次提供了其在中国的详细分布资料, 为深入理解和开发草问荆资源提供了必要的生物学基本数据。

通过对北京市园林5种常用乔木, 国槐(Sophora japonica)、银杏(Ginkgo biloba)、白蜡(Fraxinus chinensis)、杜仲(Eucommia ulmoides)和臭椿( Ailanthus altissima)等植物蒸腾作用与周围环境气象因子(温度、湿度、太阳有效辐射)及植株叶面积指数相关关系的研究, 利用Javis公式计算冠层气孔阻力, 同时采用PM公式计算冠层蒸腾速率和植株日蒸腾量, 并分析不同乔木的冠层气孔导度对环境主要驱动因子的响应规律。结果表明: 5种被观测乔木中, 国槐耗水量最大, 白蜡耗水量最小, 植株蒸腾量大小依次为国槐>银杏>杜仲>臭椿>白蜡(P<0.01)。植物叶片气孔导度及蒸腾量与环境驱动因子太阳辐射及水气压亏缺的相关关系表明, 在土壤水分条件较好时, 国槐长势优于其它4种乔木, 但是其对水分的利用不够经济, 在干旱的情况下不能有效节水。

为探讨北京市建成区绿地植物的物种构成、外来植物组成及其在不同功能区的分布, 采用机械布点和随机抽样法对北京市建成区绿地植物资源进行系统调查。结果表明: (1)北京市建成区绿地植物外来引进种173种, 外来归化入侵种20余种; (2)外来引进种以国内引进为主, 境外起源物种中美洲和欧亚区系植物占绝对优势; (3)外来种丰度按大小排列为: 大型公园＞高等院校＞居住区绿地＞街头绿地/街心花园＞附属绿地＞街道绿地＞片林绿地, 而各绿地类型的入侵种数量没有显著差异。

利用扫描电镜观察了国产蹄盖蕨科(Athyriaceae)对囊蕨亚科(Deparioideae)10种植物及双盖蕨属(Diplazium Sw.)3种植物根状茎的管状分子。结果显示, 这些管状分子端壁和侧壁的形态及结构分别相同且侧壁具有穿孔板(多穿孔板)。根据穿孔板的形态特征, 将该亚科的管状分子分为5种类型: (1)梯状穿孔板, 无穿孔的二型性现象; (2)梯状穿孔板, 有穿孔的二型性现象; (3)网状穿孔板; (4)梯状-网状混合的穿孔板; (5)大孔状穿孔板。按照纹孔膜残留的程度又可分为3种: 部分区域有完整的纹孔膜、残留呈网状或线状以及很少或无纹孔膜残留。结合前人的研究资料, 发现蕨类植物的管状分子与被子植物的导管分子在形态和输导机理上存在明显差异, 管胞和导管分子不能仅仅根据纹孔膜的存在与否来确定, 而应根据穿孔板存在于端壁还是侧壁进行判断, 即穿孔板仅存在于端壁的管状分子为导管分子; 端壁和侧壁形态及结构分别相同, 有或无穿孔板的管状分子为管胞。由此可以推测蕨类植物和裸子植物中输导水分和矿物质的管状分子主要为管胞。单叶双盖蕨属(Triblemma(J. Sm.) Ching)与双盖蕨属管状分子的特征并不相似, 显示了将单叶双盖蕨属从双盖蕨属独立出来归入对囊蕨亚科的合理性。根据管状分子的特征, 推测假蹄盖蕨属(Athyriopsis Ching)和蛾眉蕨属(Lunathyrium Koidz.)可能是比较进化的属, 而介蕨属 (Dryoathyrium Ching)相对比较原始, 单叶双盖蕨属的系统位置应介于假蹄盖蕨属与介蕨属之间。

采用方差分析和相关分析等方法对籼粳交组合培矮64S/日本晴F2、F3及 F6代分蘖数、有效分蘖数和株高等7个主要农艺性状进行了研究。结果表明, 7个农艺性状在双亲之间均存在显著或极显著差异, 亲本在不同年份和不同地点表现出较大差异, 株高表现变异系数较大, 分别为14.4%和22.8%。各性状在3个世代中除了F2分蘖率、F3齐穗期和F6株高, 其余各性状均呈连续变异, 分布频率大致接近正态分布, 同时存在双向超亲分离现象。各性状不同世代相关系数有一定的变化, 但不改变其方向。这些结果可以为水稻数量性状基因座分析提供有价值的信息, 也可为水稻遗传改良提供理论依据; 本文还对选用测序水稻品种为亲本构建群体进行农艺性状研究的意义进行了讨论。

在自然光照条件和日光灯光照条件下, 用掺1%Ag纳米TiO2 、掺5%Fe2O3纳米TiO2、掺10%ZnO纳米TiO2和纯纳米TiO2对铜绿微囊藻(Synechocystis sp.)PCC6803和集胞藻(Microcystis aeruginosa)进行处理, 并对2种藻样的叶绿素含量、类胡萝卜素含量、体外超氧自由基含量及超氧化物歧化酶(superoxidase dismutase, SOD)活性进行测定。结果表明, 自然光照条件比日光灯光照条件更利于纳米材料光催化反应的进行; 改性后的3种纳米材料对蓝藻的抑制效果要好于纯纳米TiO2,其中效果最好的为掺1%Ag纳米TiO2; 2种藻样在适应由光催化剂引发光催化而产生的自由基胁迫时, 集胞藻的适应能力比铜 绿微囊藻更强。

利用光镜、扫描电镜和透射电镜对水蕨科(Parkeriaceae)水蕨(Ceratopteris thalictroides (L.) Brongn.)孢子壁的形成和发育进行了研究。结果表明, 水蕨孢子呈辐射对称, 三裂缝, 表面具肋条状纹饰。孢子壁由内壁、外壁和周壁三部分构成。在四分体阶段外壁已基本形成, 其外壁显著, 表面光滑, 质地均匀, 由孢粉素形成, 外壁厚约3-5 μm, 脊高约5-7 μm。周壁由绒毡层残余物在外壁表面沉积形成, 较薄, 厚度只有0.1 μm, 表面具有杆状突起。研究结果对揭示孢子纹饰和孢子壁各层的形成过程、来源和稳定性有一定的意义, 并为蕨类植物孢粉学和系统学研究提供基础资料。

以小黑杨(Populus simonii ×P. nigra)花药培养植株无菌苗叶片为外植体, 通过根癌农杆菌(Agrob acteriumtumefaciens)介导法将胆碱氧化酶基因(codA)导入小黑杨中, 共获得4株转化株系, PCR扩增和Southern杂交检测结果全部 呈阳性, 表明codA基因已整合到小黑杨花药培养植株基因组中。荧光定量RT-PCR检测证明, codA基因在小黑杨花药培养植株中获得表达。耐盐实验结果显示, 各转基因株系在0.6%的NaCl浓度下能够生长, 而非转基因对照小黑杨受盐害严重, 说明codA基因的导入提高了转基因植株的耐盐性。

用20%聚乙二醇(PEG 6000)研究了渗透胁迫对黑麦(Secale cereale L.)幼苗活性氧(reactive oxygen species, ROS)和主要抗氧化酶—— 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase, APX)和谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase, GR)活性的影响。结果表明, 与对照相比, PEG处理明显提高了叶子和根中丙二醛(malondialdehyde, MDA)的含量、ROS的水平和以上4种抗氧化酶的活性。渗透胁迫下,叶子和根中MDA和ROS水平变化的规律基本相似, 但抗氧化酶活性在2种器官中表现不完全相同, 叶子中CAT的活性在对照和处理中无显著差异, 但在根中差异明显, 表明叶子中SOD、APX和GR在植物应答渗透胁迫中起重要作用, 而根中这4种抗氧化酶都参与植物对胁迫的反应。GR活性随PEG处理变化幅度显著高于其它抗氧化酶, 表明GR在黑麦应答渗透胁迫中所起作用可能强于其它抗氧化酶。

以3-5天苗龄的散叶大速生生菜(Lactuca sativa var. capatata)无菌苗子叶为外植体, 通过根癌农杆菌介导, 将携带O型和A型口蹄疫抗原决定簇融合基因O21- O14 -A21-HBcAg导入生菜。研究结果表明, 含有20 mg.L-1潮霉素(Hyg)的S2 培养基(MS+1.5 mg.L-1 6-BA+0.2 mg.L-1 IAA+20 mg.L-1 Hyg +300 mg.L-1 Cb)为子叶外植体转化后诱导愈伤和芽再生的最适培养基, 经抗性筛选, 将抗性芽切下于S3 培养基(1/2MS+20 mg.L-1 Hyg)上诱导生根。通过PCR 和outhern杂交分析证明, 基因已经整合到生菜基因组中。RT-PCR检测初步表明, O21-O14 -A21-HBcAg基因可以在生菜中正常转录。

利用扫描电镜观察了国产岩黄耆属(Hedysarum L.)18个种(含3个居群)的种皮纹饰。结果表明: 岩黄耆属种皮纹饰性状在种的划分上具有重要的分类学意义。依据种皮纹饰特性, 大致分为光滑型和粗糙型2大类型以及断棱状、嚼烂状、龟纹状、网纹状与细网状5个亚型。依据其划分的类型及亚型, 种皮纹饰呈现出从断棱状、细网状到光滑状的演化趋势, 从而阐明了种皮纹饰在岩黄耆属系统演化上的重要意义。

采用石蜡切片技术, 对不育的丹桂(Osmanthus fragrans ‘Dangui’ )和可育的籽银桂(Osmanthus fragrans ‘Ziyingui’)花芽分化的过程进行了研究。结果表明, 桂花(Osmanthus fragrans Lour.)花芽形态分化可分为花芽分化初始期、总苞分化期、花原基分化期、顶花花被分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期6个阶段。雄蕊的发育在丹桂和籽银桂之间基本没有区别, 都能形成完整的花粉囊和成熟的花粉粒。但是, 雌蕊的发育在可育的籽银桂与不育的丹桂之间存在明显差异。根据花芽分化的过程证明, 丹桂的不育是由于雌蕊发育不正常导致的。

运用激光共聚焦扫描技术, 在p38 MAP激酶专一抑制剂SB202190处理下, 探索植物促分裂原活化蛋白激酶(mitogenactivated protein kinase, MAP激酶)介导蚕豆(Vicia faba)保卫细胞中H2O2为代表的活性氧(reactive oxygen species, ROS)信号机制, 发现: p38 MAP激酶专一抑制剂SB202190处理没有导致蚕豆保卫细胞中H2O2和Ca2+探针荧光强度增强, 与水杨酸 (salicylic acid, SA) 或脱落酸 (abscisic acid, ABA) 迅速加强2种探针荧光强度形成鲜明对比; 而该抑制剂分别与SA和ABA共同处理, 前者H2O2探针荧光强度没有增加, 而后者荧光强度仍然能够增加; 而进一步使用Ca2+螯合剂BAPTA和SB202190 ＋SA共同处理, H2O2探针荧光强度没有增加。这些结果初步表明: 无论胞质Ca2+浓度高低, SB202190调节蚕豆保卫细胞中SA诱导H2O2产生, 但是不调节植物逆境信使分子ABA 此类的反应。因此推测, 植物细胞中可能有类似动物和酵母细胞中的p38MAP激酶类, 并可能专一调节植物保卫细胞中H2O2信号通路。据我们所知, 这是首次报道SB202190和SA共同调节植物保卫细胞中ROS信号过程。

以pBI121为出发质粒, 利用烟草泛素启动子Ubi.U4、CaMV35S启动子以及Kozak序列构建4种GUS基因表达载体,通过叶盘转化法转化烟草叶片, 检测瞬时表达活性, 研究不同调控序列对外源基因表达的调控作用。结果表明: CaMV35S启动子附加Kozak序列后使GUS活性比独立使用CaMV35S提高了近2倍; 双CaMV35S启动子附加Kozak序列驱动GUS基因的表达活性与单CaMV35S附加Kozak序列相当; 烟草泛素启动子附加Kozak序列的表达活性为CaMV35S启动子附加Kozak序列的1.5倍; Ubi.U4-CaMV35S复合启动子附加Kozak序列驱动GUS基因表达水平最高, 其表达效率是双CaMV35S启动子附加Kozak序列调控下GUS表达效率的3倍, 为CaMV35S独立作用时的10倍。

构建了携带紫穗槐尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucose pyrophosphorylase, UGPase)基因和4-香豆酸: 辅酶A连接酶(4-coumarate: coenzyme A ligase, 4CL)反义基因的双价基因植物表达载体, 用热激法转化至根癌农杆菌LBA4404中, 并用制备的农杆菌工程菌进行了烟草转化。PCR及Southern 杂交结果证实, 双价基因已成功整合到烟草基因组中。综纤维素和硫酸木质素含量测定结果显示, 转基因烟草纤维素含量增加, 木质素含量减少,表明双价基因能够有效表达。

利用ODS-C18反相高效液相色谱体系研究了东北红豆杉(Taxus cuspidata)叶、茎、果肉及种子中紫杉醇含量的时空动态变化。结果表明, 东北红豆杉的4个部位均有紫杉醇存在, 但存在的时间和部位具有较大差异。紫杉醇的含量最大值为0.043 mg.g-1 (FW)出现在10月份种子中, 最小值0.001 mg.g-1 (FW)出现在11月份果肉中。叶与茎中紫杉醇的含量变化较为一致, 叶和茎中紫杉醇含量在7月份达到最高, 分别为0.032 mg.g-1 (FW)和0.029 mg.g-1 (FW), 在8月份降至最低, 分别为0.011 mg.g-1 (FW)和0.010 mg.g-1 (FW)。在新叶萌发期, 老茎叶比新茎叶中紫杉醇的含量高约2.5倍。

利用开顶式气室, 研究了CO2浓度升高条件下城市森林主要树种油松(Pinus tabulaefomis)和银杏(Ginkgo biloba)主要光合特性的变化。结果表明, 整个生长季, CO2浓度升高(700 mmol.mol-1)条件下2树种叶片的净光合速率、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量均接近或高于相应对照(自然CO2浓度)值, 但不同树种增加的幅度不同; 而2树种的叶绿素含量和Chl a/Chl b值对CO2浓度升高反应不一, 表现为CO2浓度升高条件下油松的叶绿素含量较对照值高, Chl a/Chl b值降低, 银杏的叶绿素含量为前期升高, 后期降低, Chl a/Chl b值变化与之正好相反, 说明城市森林组成树种对CO2浓度升高的响应具有复杂性。CO2浓度升高条件下, 两树种均未发生光合适应现象。

采用室内营养液培养, 聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理、HgCl2抑制水通道蛋白活性的方法, 在3种供氮形态下(NH4+-N/ NO 3--N为100/0、50/50和0/100), 研究了水稻苗期水分吸收、光合及生长的状况。结果表明, 在非水分胁迫下, 水稻单位干重吸水量以单一供NO3--N处理最高, 加HgCl2抑制水通道蛋白活性后, 单一供NO3--N、NH4+-N和NH4+-N/ NO3--N为50/50处理的水稻水分吸收分别下降了9.6%、20.7%和16.0%; 但在水分胁迫下, 单一供NO3--N的处理水分吸收量显著降低, 低于其它2个处理, 加HgCl2抑制水通道蛋白活性后, 水分吸收量分别降低了1.0%、18.8%和23.5%。在2种水分条件(水分胁迫与非水分胁迫)下, 净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和细胞间隙CO2浓度等指标均以单一供NH4+-N处理最大,NH4+-N/ NO3--N为50/50处理次之, 单一供NO3--N处理最小。HgCl2处理结果表明, 不同形态氮素营养能够影响水稻幼苗根系水通道蛋白活性。在2种水分条件下, NH4+-N/ NO3--N为50/50处理的生物量(干重)均最大。本研究为水稻苗期合理施肥以壮苗提供了理论依据。