中国西南地区和台湾植物的间断分布是东亚生物地理学上一个十分有趣的研究课题。该文对种子植物进行了统计, 发现有50属具有该分布式样的种对或种(包括变种和亚种); 30属呈台-琼(至粤南)-西南间断分布, 而其中大多数类群的分布区在粤南-桂南-滇南, 即中国热带线以南。统计结果显示, 有41属被子植物在台湾和西南之间呈连续分布; 有35属从台湾分布至海南(和/或华南)或至福建(和华南)。中国台湾和大陆之间类群的连续分布, 以及两者植物区系的巨大相似性表明, 台湾作为大陆性岛屿, 与中国大陆曾经属于一个统一的植物区系。新近纪以来台湾中央山脉和中国西南至东喜马拉雅地区均经历了海拔升高的过程, 形成相似的低至中、高山生境; 在第四纪冰期, 一些类群在这两个地区之间形成连续的分布区。后来全球气温升高, 这些植物类群从低海拔向高海拔山区迁移, 由于华东至华中和华南缺少高山生境, 使得原来连续分布的某些类群或其祖先类群在中国西南和台湾两地之间灭绝, 从而形成间断分布。同时, 台湾与大陆失去陆地连接后造成分类群在台湾和西南地区的隔离分化, 以及中国南端热带生境的不连续性导致热带植物属种分布区的破碎也是形成台湾和西南间断分布的重要因素。最后将西南和台湾间断分布类群归纳为3种类型: 孑遗型、分化型和热带型。

青蒿素是从中药青蒿中分离出来的一种倍半萜内酯类化合物, 也是目前最有效的抗疟疾药物, 对人类健康意义重大。该文通过对青蒿素生物合成途径及其相关酶的介绍, 综述了利用异源生物通过组合生物合成途径生产青蒿素及其前体的最新研究进展。

RNA编辑是一种转录后基因加工修饰现象, 广泛存在于高等植物细胞器中。已有研究表明, RNA编辑与植物发生白化或者黄化有关。通过PCR、RT-PCR及测序的方法, 对具有阶段性白化特性的小麦(Triticum aestivum)返白系FA85及其野生型矮变一号(Aibian 1)的叶绿体蛋白质编码基因RNA编辑位点进行了测定, 在14个基因上发现了26个编辑位点。有5个编辑位点在2个株系之间存在编辑效率的差异, 且这些差异的位点均位于编码叶绿体RNA聚合酶的基因上, 其中3个位点编辑前后对应的蛋白质二级结构可能有差异。对2个株系叶绿体中PEP、NEP及PEP、NEP共同依赖基因转录水平的检测显示, 除psbA和clpP外, 其它基因在小麦返白系中的转录水平均有不同程度的下降。这种转录水平的显著下降及叶绿体RNA聚合酶基因上RNA编辑位点编辑效率的改变, 可能与小麦返白系叶片的返白有关。

对以籼稻9311为遗传背景携带粳稻日本晴基因组的染色体片段置换系(CSSL)的遗传图谱进行分子标记加密, 构建了含250个多态标记的高密度物理图谱。以119个CSSLs为材料, P≤0.001为阈值, 筛选到分蘖角度与受体亲本9311差异极显著的10个系。结合物理图谱和代换作图方法, 共鉴定出5个分蘖角度QTL, 其中qTA11的加性效应表现为增效作用, 来源于9311的等位基因; 其余4个QTL的加性效应为减效作用, 均来源于日本晴的等位基因。qTA6-1和qTA6-2分别被定位于第6染色体RM253–RM527之间的3.55 Mb区段和RM3139–RM494的1.65 Mb区间; qTA9被定位于第9染色体RM257–RM189之间的3.40 Mb区段; qTA10被定位在第10染色体RM222–S10-1之间的2.10 Mb区段; qTA11被定位于第11染色体RM1761–RM4504之间的3.30 Mb区间。以上研究结果为水稻分蘖角度QTL的精细定位和株型育种提供了依据。

芝麻(Sesamum indicum L.)是世界上最古老的油料作物之一, 在植物进化中具有重要地位。以8个二倍体栽培种、4个四倍体栽培种以及2个野生种S. radiatum Schum & Thonn和S. schinzianum Asch.为材料, 比较分析了芝麻不同种的核型特征。结果表明: 栽培种与野生种的核型及结构具有明显的差异, 栽培种的着丝点类型有m、sm和st, 臂比均值(AAR)为2.11–2.25, 核型不对称系数(AKC)为66.05%–66.99%, 核型分2B、3A和3B三类; 野生种S. radiatum和S. schinzianum仅有M和m两种着丝点类型, AAR值分别为1.09和1.08, AKC为52.12%和51.68%, 核型分1B和1A两类。核型聚类结果表明, 野生种与栽培种的似近系数范围介于0.027–0.107之间, 亲缘关系较远; 与地理来源相比, 种皮颜色能够显示不同种间的进化地位, 推测芝麻进化方向为野生种→栽培种黑芝麻→栽培种白芝麻。

以欧美杨(Populus canadensis)南杨1号和南杨2号为实验材料, 研究了NaCl胁迫对其幼苗生长、细胞超微形态结构和离子分配等的影响。结果发现, 低盐(75 mmol·L^–1NaCl)胁迫对南杨1号生长的抑制显著高于南杨2号; 高盐(150 mmol·L^–1NaCl)胁迫对2种品系生长的抑制则差异不显著。低盐胁迫下, 南杨1号叶片细胞结构破坏程度明显高于南杨2号; 南杨2号根中所有细胞, 新生枝条表皮、皮层及木质部细胞, 叶片上表皮、栅栏和海绵组织细胞均维持较低的Na⁺含量, 同时叶片栅栏和海绵组织细胞维持较高的Mg²⁺含量, 从而表现为向枝条和叶片的Na⁺流量显著偏低。维持细胞内的离子稳态可能是南杨2号耐盐性高于南杨1号的重要原因。

采用气相色谱-质谱联用的方法, 研究了不同提取部位、栽培地区、采收季节和株龄对迷迭香精油提取率、成分和抑菌活性的影响。结果表明, 在贵州栽培的迷迭香叶子中精油的主要成分为α-蒎烯(31.88%–39.09%)、1,8-桉叶素(8.82%–10.97%)和樟脑(7.63%–11.59%); 茎中精油的主要成分为龙脑(26.62%–39.05%)、樟脑(11.41%–15.27%) 和α-蒎烯(7.23%–17.80%); 茎中精油的抑菌活性强于叶中精油。北京地区栽培的迷迭香, 其叶子中精油的主要成分为樟脑(27.92%)和L-β-蒎烯(25.28%), 抑菌活性强; 茎中精油和贵州栽培的成分和活性均相似。对于采收季节, 夏季采收的迷迭香精油提取率高, 抑菌活性强。而株龄对精油的成分和抑菌活性影响不大。该研究为我国引种迷迭香的合理配置栽培、采收、生产条件和高效开发利用其抑菌活性提供了科学的依据。

农田杂草是农业生态系统的重要组成部分。有机农田杂草控制是农业生产的一大难题, 通过施肥方式改变杂草的竞争格局有望成为杂草控制的新途径。以暖温带有机玉米田为研究对象, 设置了5种不同处理, 即不施肥对照处理(CK)、施用牛粪处理(CM)、施用蚯蚓处理过的牛粪处理(EM)、免耕秸秆不覆盖处理(NT)和免耕秸秆覆盖处理(NS), 研究不同耕作和施肥方式对田间杂草密度、生物量、生物多样性及作物产量的影响。结果表明, 在有机玉米农田内共发现杂草17种, CK杂草总密度最高, 但杂草总生物量和生物多样性指数较低。EM杂草总生物量和牛筋草(Eleusine indica)生物量最高, 分别比CK增加了192.6%和224.8%(P<0.01), 物种丰富度和生物多样性指数较低, 优势集中度指数较高。NS杂草总密度、总生物量和生物多样性与NT相比显著降低。此外, EM玉米(Zea mays)产量比CK高40.2%(P<0.01), 比CM高19.6%(P<0.01)。施用蚯蚓处理过的牛粪不仅提高了玉米产量, 而且可以促进优势种杂草的生长, 提高杂草群落的优势集中度。

专属引种植物的物候及生长研究能够掌握特定物候相在专属水平上的阈值, 并为评估引种专属的适应潜力提供参考。通过对中国科学院植物研究所北京植物园内引种多年的9种荚蒾(Viburnum)的花期及2种荚蒾的生长动态进行观测, 分析讨论了花期对冬春两季异常低温的响应及营养与生殖生长的关联机制。结果表明: 2009–2010年冬春异常低温后, 荚蒾始花期的整体延迟是由春季环境热量供应不及时所致, 种间延迟程度的差异则与原产地的气候有紧密联系: 分布于寒温带地区的欧洲绣球(V. opulus)和修枝荚蒾(V. burejaeticum)延迟天数最少(分别为10和12天), 分布于我国亚热带的琼花(V. macrocephalum)和桦叶荚蒾(V. betulifolium)延迟天数最多(分别为21和26天)。荚蒾花前有效积温介于39–368°C之间。经历异常低温后, 花前有效积温呈上升和下降两种格局, 与物种冷量和热量的内在需求有关。荚蒾属植物的生殖与营养生长呈现两种关联方式, 早花种类开花座果伴随着营养生长的竞争, 晚花种类花后即出现营养生长的支持, 对果实发育的保障性较强。

以盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)的胚乳为外植体, 研究了不同植物生长调节剂对胚乳愈伤组织诱导及植株再生的影响, 并鉴定了再生植株。结果表明: 愈伤组织诱导形成的适宜培养基为MS+2.0 mg·L^–12,4-D+0.5 mg·L^–16-BA, 不定芽分化的适宜培养基为MS+2.0 mg·L^–16-BA+0.1 mg·L^–1NAA, 生根的适宜培养基为1/2MS+0.3 mg·L^–1NAA; 再生植株炼苗移栽后, 成活率可达80%; 对获得的再生植株腋芽生长点进行染色体制片观察, 发现染色体数目为20的细胞占观察细胞总数的10%, 染色体数目为21–29的细胞占16%, 染色体数为30的细胞占74%; 获得了三倍体植株。

拟南芥(Arabidopsis thaliana)蛋白UVR8(UV RESISTANCE LOCUS 8)是UV-B特异的光受体, 介导UV-B诱导的光形态建成。无UV-B照射时, UVR8以二聚体的形式存在于细胞质和细胞核中。接收到UV-B光信号后, 细胞质中的UVR8转移到细胞核中并解聚, 之后与E3泛素连接酶COP1(CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1)相互作用, 调节一系列重要的UV防御基因的表达。UVR8除了作为UV-B特异的光受体, 在细胞中也具有重要作用, 协调整个植物体对UV-B的应答。该文重点综述了UVR8蛋白的结构、生理功能及其介导的UV-B光信号转导分子机制等方面的研究进展。