DELLA蛋白是赤霉素信号途径中的一类对植物生长起抑制作用的重要蛋白质, 在拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组中已经鉴定出5个DELLA蛋白基因。目前研究发现, DELLA蛋白在抗逆中也起了重要的作用。近年来, 一氧化氮(nitric oxide, NO)的研究工作取得重要进展, 低浓度的NO能够促进植物的生长, 但在高浓度下它对植物生长起抑制作用甚至导致细胞死亡。通过外施一氧化氮供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP), 研究高浓度NO对拟南芥幼苗生长的影响, 发现植物体内H₂O₂积累, 幼苗死亡。通过研究DELLA蛋白基因表达的变化及其相关突变体的表型, 证明DELLA蛋白在抵抗NO逆境中起了重要作用。研究结果揭示了DELLA蛋白与NO逆境的关系, 为今后科学指导农业生产提供了理论依据。

基部被子植物金粟兰科(Chloranthaceae)的单性花或两性花结构十分简单, 雪香兰(Hedyosmum orientale)花单性、雌雄异株, 花的形态及结构与其它属物种具有显著的差异, 对于研究被子植物花特别是花被的起源和系统进化具有重要意义。该研究采用电子显微镜和光学显微镜观察了雪香兰单性花的器官发生及发育过程。结果表明, 雌、雄花均为顶生和腋生, 多个小花呈聚伞圆锥状排列。雄花外侧是苞片, 每朵雄花上着生150–200个雄蕊, 花轴基部着生少数退化的叶原体。苞片原基及其腋生的花原基最初呈圆丘状, 随后伸长。在雄花发育过程中, 苞片原基比雄蕊原基生长快, 雄花原基纵向伸长, 叶原体原基在基部发生, 雄蕊原基自下而上发生。每2朵雌花底部合生形成小聚伞花序, 每朵雌花被一苞叶包裹, 由单心皮和三棱型子房构成, 外覆三裂叶状花被。在雌花发育过程中, 雌花原基比苞片原基生长快, 花被原基首先于花顶端发生, 随后花顶端中心凹陷, 进一步发育成具有单心皮的子房原基。雪香兰的单性花发育不经过两性同体阶段, 花分生组织只起始雄蕊器官或雌蕊器官的发育。研究结果支持雪香兰单性花是原始性状的观点, 雄花叶原体与雌花三裂叶状花被同源, 可能是花被(萼片与花瓣)的起源。

植物体根发育是一个复杂的过程, 尽管对其研究颇多, 但对其中的分子机制尚缺乏足够认识。以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究材料, 在T-DNA突变体库中分离到一个拟南芥根生长缺陷突变体rei1(root elongation inhibited 1)。通过表型分析发现, rei1在生长发育方面与野生型存在明显的差异, 突变体的根较野生型短, 且角果较小, 花出现部分的败育。对突变体进行显微结构分析, 发现突变体的根在内部结构上表现为表皮及皮层细胞形态不规则, 排列疏松且横向膨大。遗传学分析表明, rei1是单基因隐性突变且与一个T-DNA插入共分离, 通过图位克隆的方法成功分离了缺失的候选基因。以上研究结果表明, REI1对植物的根发育具有非常重要的调节作用。

在水稻(Oryza sativa)品种台中65的组培后代中发现一个花器官发育异常突变体flower organ number 6 (fon6), 其主要表型为: 双子房, 多柱头, 7–8枚雄蕊。遗传分析表明, 该突变表型由一对隐性基因控制。以该突变体与籼稻3037杂交的F₂代分离群体作为定位群体, 利用STS标记将与突变性状相关的基因定位于第6染色体短臂上STS标记PL4和PL5之间约480 kb的范围内。该研究结果为进一步的基因克隆及功能研究奠定了基础。

用135个分布于全基因组的SSR(simple sequence repeat)标记分析196份大豆(Glycine max)地方品种的遗传变异、群体结构和连锁不平衡(linkage disequilibrium, LD)。在考虑群体结构的条件下, 应用全基因组关联分析的方法鉴定与大豆抗斜纹夜蛾有关的数量性状位点, 进而发掘各关联位点的优异等位基因及代表性载体材料。结果表明: (1) 该群体不仅地理起源广, 而且遗传变异丰富; (2) 在整个群体内, 有17.9%的标记对处于显著的连锁不平衡, 而且在相同染色体上标记对间连锁不平衡延伸的平均距离约为6.61 cM(D'>0, P<0.05); (3) 通过关联分析发现, 有7个SSR标记分别与3个大豆抗斜纹夜蛾性状关联(P<0.01), 其中4个位点对性状的变异解释率超过了10%, 6个位点所在的连锁群上存在已报道的食叶性害虫抗性位点; (4) 各位点等位基因的效应分析显示, 幼虫重相关位点的等位基因主要表现为减效作用, 等位基因Sat_334-A208减效作用最大(43.9%); 单虫食叶量和蛹重相关位点的等位基因主要表现为增效作用; 等位基因Satt199- A186对单虫食叶量增效作用最大(36.4%); 等位基因Sat_320-A286对蛹重增效作用最大(31.4%)。

类Tubby蛋白质(Tubby-like protein, TLP)在动植物中广泛存在, 暗示其在生命过程中发挥重要的作用。水稻(Oryza sativa)基因组中有14个TLP家族成员, 首先制备了这些蛋白质的抗体, 用免疫印迹方法检测了它们在水稻叶片不同生长时期的表达情况, 揭示其表达模式; 然后对Xa21介导的水稻白叶枯病抗性反应不同时间点进行检测, 发现OsTLP2、OsTLP7、OsTLP8和OsTLP9等4个蛋白质的表达发生了变化; 进一步比较它们在抗病、感病反应和对照处理中的表达情况, 发现不同反应间的表达也有区别。该研究结果为阐释水稻TLP在叶片生长过程中的功能, 尤其是在水稻-白叶枯病菌互作过程中的作用提供了重要线索。

于各测定月的小潮日, 使用悬管装置采集气样并结合气相色谱测定, 对闽江河口互花米草(Spartina alterniflora)沼泽湿地互花米草植株的甲烷传输量及其主要释放部位进行了研究, 另又采用静态箱法-气相色谱法测定了互花米草沼泽湿地甲烷的排放通量, 以此分析互花米草植物体甲烷传输对互花米草沼泽湿地甲烷排放通量的贡献率, 最后测定了互花米草植株髓腔内的甲烷浓度。结果表明, 不同生长阶段的互花米草植株甲烷传输量明显不同, 快速生长阶段的互花米草植株甲烷传输量最高; 互花米草植株甲烷传输对互花米草沼泽湿地甲烷排放通量的贡献率介于9%–94%之间; 互花米草植物体传输甲烷的主要释放部位是距地面0–20 cm处, 该部位对植物甲烷传输量的贡献率为50%(平均值); 髓腔内的甲烷浓度远高于大气中的甲烷浓度, 且自下而上呈递减趋势。

气候变暖及应对是国际社会关注的焦点, 也是当前学术界的研究热点, 森林植被碳汇定量化评估是气候变化应对研究的重要方面。安徽池州是国家首个生态经济示范区, 也是“生态安徽”建设试点市。利用2009年森林清查资料, 采用调查研究、模型研究和文献研究等手段, 基于不同林分生物量与蓄积量回归方程、全干生物量的计算方法, 揭示了池州森林植被碳贮量。结果表明: 池州总生物量为3.598 879 0×10⁷ t, 总全干生物量为3.513 103 1×10⁷ t, 总碳贮量为1.716 13×10⁷ t, 碳密度为34.70 t·hm^–2。该文有助于加深政府部门及公众对池州森林植被巨大碳汇生态服务功能的认识, 为制定生态立市发展战略提供理论依据, 从而增强人们保护池州森林植被的积极性与主动性。

通过探讨顺-3-己烯醇、芳樟醇氧化物、芳樟醇、水杨酸甲酯、香叶醇、苯甲醇和苯乙醇7种茶叶游离态香气组分和糖苷类香气前体对茶炭疽病菌、茶云纹叶枯病菌、茶轮斑病菌和茶赤叶斑病菌4种致病菌的抑制作用, 以及真菌侵染引发的茶树(Camellia sinensis)内源β-樱草糖苷酶、β-木糖苷酶、β-葡萄糖苷酶I、β-葡萄糖苷酶II、β-葡萄糖基转移酶基因的表达差异, 结果表明: 7种游离态香气组分和糖苷类香气前体对4种致病菌均有明显的抑制作用, 其中香叶醇的抑制作用最强, 在浓度为0.1 mg·mL^–1时即对茶炭疽病菌的抑制率达到100%。实时定量PCR结果显示: 真菌侵染可不同程度诱导茶树内源糖苷酶和β-葡萄糖基转移酶基因的表达上调, 且上调多发生于染病初期。

多聚ADP核糖聚合酶(PARP)受基因毒剂的特异性诱导。将拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtPARP1基因上游长2 179 bp的启动子片段插入到质粒pAKK687的β-葡萄糖醛酸糖苷酶(GUS)报告基因上游, 转化拟南芥。GUS组织化学染色结果表明, GUS报告基因仅在苗龄3–5天的拟南芥根部及花发育早期的雄蕊中表达; 1.5 μg·mL^–1博莱霉素与22 μg·mL^–1丝裂霉素联用强烈诱导了GUS报告基因的表达(尤其在拟南芥的幼苗和果荚中)。进一步降低抗生素浓度, 发现单独使用1 μg·mL^–1博莱霉素对GUS报告基因也具较强的诱导活性, 且对拟南芥幼苗的生长无影响。上述结果表明, AtPARP1启动子是一个新型的具较大应用潜力的抗生素诱导型启动子。

以可在黑龙江地区露地越冬的5个现代月季(Rosa chinensis)品种为实验材料, 分别以其无菌苗的叶片和茎段为外植体, 研究了愈伤组织诱导及植株再生方法。实验结果表明: 5个寒地月季品种的叶片和茎段均可诱导出愈伤组织, 2,4-D诱导愈伤组织的效果较好, 高浓度的细胞分裂素不适合用于月季叶片和茎段愈伤组织的诱导; TDZ在月季愈伤组织分化培养过程中具有重要作用, 光照培养可促进月季愈伤组织的分化, 愈伤组织的分化能力随着继代次数的增加呈下降趋势。该实验成功地从2004-8和2004-9(2个月季品种)愈伤组织中诱导出再生植株, 其愈伤组织的分化率分别为45%和38%。

ω-7脂肪酸(C16:1Δ9, C18:1Δ11, C20:1Δ13), 特别是棕榈油酸(C16:1Δ9)具有重要的工业、营养和医药价值。这些珍稀脂肪酸大多在一些野生植物的种子中合成, 不能商业化生产。对普通油料作物的油脂代谢途径进行遗传修饰, 使其种子大量合成并积累ω-7脂肪酸, 已成为生物技术和可再生资源研究的一个热点领域。基因操作的主要靶标包括: 不同来源的Δ9脱氢酶的应用、提高底物(C16:0)的浓度、共表达质体型和内质网型Δ9脱氢酶以及代谢物流的优化等。该文在解析ω-7脂肪酸生物合成途径及其调控网络的基础上, 重点论述了ω-7脂肪酸代谢工程的技术策略、研究进展和存在的问题, 并进一步讨论了油脂物组学和转基因组学等组学技术在鉴定参与ω-7脂肪酸生物合成途径及其调控的特异基因和优化油脂代谢工程设计上的应用前景。

杨属(Populus L.)种质资源极其丰富, 为了有效保存、合理利用杨属种质资源, 国内外开展了大量的种质资源遗传学评价研究。该文在介绍杨树系统分类的基础上, 概述了白杨派、青杨派和黑杨派等在生物学特性、抗性(耐盐、抗旱、抗冻及抗病虫)、适应性及DNA遗传多态性等方面的遗传学评价研究进展, 重点讨论了杨树种质资源评价研究中存在的问题和不足, 并对其研究前景进行了展望。