利用1 090 071个SNP标记, 对419份广西地方稻种资源核心种质的糯性进行全基因组关联分析。结果表明, 运用混合线性模型, 在P<4.72×10^-8 (4.72E-8)水平下, 检测到45个与糯性显著关联的SNP位点, 均位于第6号染色体上。通过筛选显著关联位点上、下游各150 kb区域内的基因, 共找到305个候选基因, 其中包含2个与淀粉合成酶相关的Wx和SSIIa基因; 同时在第6号染色体5.69-5.89 Mb区域发现4个与糯性显著关联的SNP位点, 该区域可能是影响水稻(Oryza sativa)糯性的重要候选区域。

生物钟参与调控植物所有的生长阶段和发育活动。维持植物生物钟稳定的基因在这一过程中起着决定性作用。在克隆了ES1 (EARLY SENESCENCE 1)基因并证明该基因影响水稻(Oryza sativa)叶片失水的基础上, 以前期分离得到的水稻突变体es1-1作为研究对象, 对es1-1及其野生型(日本晴)苗期的地上部分和地下部分进行基因芯片分析。结果表明, es1-1主要的上调基因有42个, 下调基因有14个, 这些差异基因涉及24种代谢途径, 包括调节水稻生物钟的途径(4个)、甲烷代谢途径(3个)和苯基丙氨酸代谢途径(3个)等。进一步对水稻生物钟相关基因进行表达图谱分析, 结果表明, 与野生型相比, es1-1中生物钟相关基因出现了不同程度的差异表达。对es1-1和野生型进行冷胁迫处理, 结果表明es1-1表现更加耐冷, 且冷处理后生物钟基因在日本晴(NPB)和es1-1中都表现出不同程度的差异表达。此外, 在分蘖盛期接种白叶枯菌, 发现es1-1对特定的白叶枯菌具有一定的抗性。由此推测ES1基因参与调控水稻生物钟基因的表达以及响应水稻部分逆境胁迫, 这为更深入研究水稻生物钟基因提供了新线索。

以沈农265和丽江新团黑谷杂交衍生的重组自交系群体(RILs)为实验材料, 对12个粳稻(Oryza sativa subsp. japonica)蒸煮食味品质相关性状进行QTL分析。共检测到29个蒸煮食味品质相关的QTLs, 分布于除第8染色体外的11条染色体上, LOD值介于2.50-16.47之间, 加性效应值为-132.69-471.85, 单个QTL贡献率为10.36%-73.24%。在第6染色体RM508-RM253区域检测到1个蒸煮营养食味品质多效性QTL簇, 其中qAC6表型贡献率最大, 解释73.24%的表型变异; 在第10染色体PM166-RM258区域检测到2个与蒸煮食味品质相关的QTLs, 分别是控制口感的qCTS10和综合评分的qCCS10。此外, 检测到15个与RVA特征谱相关的QTLs, 在第6染色体RM253-RM402区域检测到3个与RVA谱特征值相关的QTLs, 表型贡献率均大于12%。这些定位结果将为粳稻蒸煮食味相关品质的分子遗传机理研究奠定基础。

以实验室前期获得的转SlNAC4基因拟南芥(Arabidopsis thaliana)和野生型拟南芥为材料, 通过基因芯片技术检测其基因表达谱。结果表明, 与野生型拟南芥相比, 转SlNAC4基因拟南芥中差异表达的基因共有3 094个。 通过GO分析, 发现与非生物胁迫相关的差异基因共有195个, 与生长发育相关的差异基因共有47个, 其中包含MYB和WRKY转录因子基因。KEGG分析表明, 差异表达基因主要涉及植物激素信号转导和油菜素内酯合成等信号通路。进一步选择部分差异表达基因进行实时荧光定量PCR分析, 所得结果与芯片检测结果一致。该研究结果表明, SlNAC4可直接或间接地调控多个下游基因的表达, 进而调控植物的生长发育, 提高其抗逆性。

选取140株浙江临安青山镇毛竹(Moso bamboo), 连续57天测量并记录毛竹幼竹生长数据, 运用Wilcoxon、Mood与Ansari-Bradley方差检验等非参数假设检验和相关分析方法探讨了不同管理模式下幼竹的生长特点。研究结果表明, 幼期毛竹生长具有时序阶段性变化的特点, 幼竹的生长速度近似呈现出右偏钟型的曲线。幼竹在1-15天生长缓慢; 在15-45天生长速度快速升高; 45天后生长速度表现为降低的趋势。同时, 幼竹生长速度的变异程度在1-20天内变化较小; 在20天后变化剧烈且有上下激烈振荡的态势。不同经营模式间的毛竹幼竹生长离散程度差异不显著, 但生长速度表现出阶段性差异。在第1-10天生长速度无显著差异; 在第11-28天, 集约经营和粗放经营时幼竹生长速度的差异表现出此起彼伏交替波动的现象; 在第29-40天, 不同经营措施幼竹间的生长速度差异显著; 在第41-55天, 生长速度无显著差异。通过运用统计分析及数学方法定量分析2种管理模式下笋期毛竹的生长特点, 以期为毛竹的经营管理提供理论依据。

水生植物是河流生态系统的重要组成部分, 研究河流水生植物群落组成及演替对于河流生态系统健康诊断具有重要意义。该研究采用野外生态学研究方法, 于2013年9月和2014年6月2次对汉江中下游12个典型代表性江段的水生植物群落的组成、分布和生物量等进行调查。调查结果表明, 现阶段汉江中下游的主要水生植物共有69种, 隶属28科49属, 其中优势种主要是穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)、竹叶眼子菜(P. malaianus)、芦苇(Phragmites australis)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)等。结合早期的研究表明, 汉江中游江段沉水植物优势群落变化明显; 下游则呈现出由沉水植物群落向挺水植物群落演替的格局。挖沙和污染等人类干扰以及水位波动、河流底质和植物繁殖策略等自然因素可能是导致汉江中下游水生植物优势种变化和群落演替的主要因素。该研究结果可为汉江中下游的水生植物多样性保护和生态修复提供科学依据。

脱落酸(ABA)是响应逆境胁迫及调控植物生长发育的重要激素, 其受体的发现以及在不同植物中的比较研究具有重要的理论与实际意义。等温滴定微量热技术(ITC)是鉴定和筛选ABA受体的重要技术之一, 该方法对受体蛋白的纯度和生物活性要求较高。该文探讨了超声波破碎条件对受体蛋白得率以及ABA和受体蛋白浓度对二者亲和力的影响。结果表明, 通过超声波破碎获得的原核表达玉米(Zea mays) ABA受体蛋白ZmPYL1含量高, 蛋白质图谱条带清晰。超声波破碎适宜的条件为: 菌悬液浓度100 mg·mL^-1, 破碎总时长15分钟, 单次破碎时长为3秒, 间歇时长10秒; ITC检测结果发现, (±)-ABA与玉米受体ZmPYL1的结合反应为吸热过程, 推测该受体蛋白ZmPYL1为二聚体, 4 mmol·L^-1 (±)-ABA与0.1 mmol·L^-1受体蛋白ZmPYL1反应结合效果较好, 反应的解离常数K_d值为72.46 μmol·L^-1。研究结果为筛选和鉴定植物ABA受体奠定了重要技术基础。

为了探究植物生长调节剂多效唑(PP333)调控药用植物美洲商陆(Phytolacca americana)毛状根生长和次生代谢的可能性, 设计实验并探讨PP333对美洲商陆毛状根生长及其商陆皂苷甲含量的影响。结果表明, 与对照相比, PP333使毛状根根尖及侧根表面呈浅红色, 侧根变得短而粗, 且随着培养基内PP333浓度的升高, 根表面颜色加深。培养基中添加0.5-5.0 mg·L^-1 PP333能促进毛状根中商陆皂苷甲的产生, 其中以1.0 mg·L^-1 PP333的效果最好, 其商陆皂苷甲含量达6.22 mg·g^-1 DW, 约为对照的1.94倍。PP333能提高毛状根苯丙氨酸裂解酶(PAL)的活性, 并可能通过对PAL酶活性的调节来促进毛状根中商陆皂苷甲的产生。

该文探讨了基本培养基、外植体、培养条件以及植物生长调节剂配比对绒毛白蜡(Fraxinus velutina)体胚诱导的影响。结果表明, 胚根是诱导体胚发生的最佳外植体; 体胚诱导的最适培养基为改良MS+2 mg·L^-1 6-BA+0.1 mg·L^-1 NAA、30 g·L^-1蔗糖、5.0 g·L^-1琼脂; 暗培养20天后进行光照培养(14小时光照/10小时黑暗), 光密度为100-120 μmol·m^-2·s^-1, 昼温度(25±2)°C, 夜温度(18±2)°C; 成功诱导出体细胞胚并获得再生植株, 体胚诱导率可达59.8%, 体胚萌发率达81.2%。壮苗最适培养基为改良WPM+0.5 mg·L^-1 6-BA+0.2 mg·L^-1 ZT+0.01 mg·L^-1 NAA。生根最适培养基为改良1/2MS+1.0 mg·L^-1 IBA+0.05 mg·L^-1 NAA+20 g·L^-1蔗糖, 生根率高达97.3%, 试管苗移栽成活率达97.8%。

植物反转录转座子是转座子中的一大类。目前, 在构建突变体库中应用较多的反转录转座子包括Tnt1、Tos17、Tto1和LORE1。该文比较了利用不同反转录转座子构建的植物突变体库的特征, 并对目前应用较为广泛的Tnt1突变体库进行了详细的分析和总结, 重点对豆科模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula) Tnt1突变体库的构建及其在固氮、代谢和发育等方面的应用进行了系统概括。该综述将有助于全面了解蒺藜苜蓿Tnt1突变体库的特征, 并为豆科植物功能基因组学研究提供有益的参考。

离子型谷氨酸受体(iGLuR)是哺乳动物中一类由L-氨基酸(如谷氨酸、甘氨酸)等配体门控的阳离子通道, 具有调节兴奋性神经信号传递和引导神经元发育等分子功能。1998年研究者在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中发现了20个与iGLuRs同源的序列(即AtGLRs), 它们的功能涉及植物光信号传递、根尖分生细胞活性、花粉管生长、胞质Ca²⁺流以及应答多种生物和非生物环境胁迫等。该文从谷氨酸受体(GLR)的结构特征、离子通道激活与配体的关系、表达模式及可能的生物学功能等方面, 综述了近十几年来关于植物GLR和氨基酸信号的研究成果, 旨在为相关领域的同行提供有益的参考。

植物性染色体起源于1对常染色体, 其在不同雌雄异株植物中多次起源并独立演变, 是研究性染色体起源和进化机制的理想材料。过去的研究在一定程度上阐明了植物性染色体的起源和演化动力; 且性染色体遗传退化、性别决定基因以及剂量补偿效应正逐渐成为研究的热点。近年来, 关于植物性染色体进化及性别决定基因的研究取得了一些重要进展。该文综述了植物性染色体的起源、进化、遗传退化、剂量补偿效应以及性别决定基因等, 并对植物性染色体进化研究发展趋势进行了展望。

铜(Cu)是植物必需的微量营养元素, 参与植物生长发育过程中的许多生理生化反应。Cu缺乏或过量都会影响植物的正常新陈代谢过程。因此, 植物需要一系列Cu转运蛋白协同作用以保持体内Cu离子的稳态平衡。通常, Cu转运蛋白可分为两类, 即吸收型Cu转运蛋白(如COPT、ZIP和YSL蛋白家族)和排出型Cu转运蛋白(如HMA蛋白家族), 主要负责Cu离子的跨膜转运及调节Cu离子的吸收和排出。然而, 最近有研究表明, 有些Cu伴侣蛋白家族可能是从Cu转运蛋白家族进化而来, 且它们在维持植物细胞Cu离子稳态平衡中也具重要功能。该文对Cu转运蛋白和Cu伴侣蛋白的表达、结构、定位及功能等研究进展进行综述。

细胞自噬是真核生物中一种由液泡或溶酶体介导的, 对细胞内物质进行周转的重要代谢机制。在植物中, 细胞自噬作为一种重要的降解手段, 参与营养物质的重新分配、受损蛋白和细胞器的清除及生物和非生物胁迫的响应等过程。此外, 细胞自噬在各种程序性细胞死亡中也起着重要作用, 该文主要综述了近几年来在此方面的研究进展。

种子物理休眠是由种皮不透水层引起的一种休眠类型, 是植物在长期系统发育进程中获得的一种适应环境变化的特性。该文简述了种子物理休眠的定义与概念; 从不透水层、种皮的特殊水孔器结构以及胚的形态特异性等方面, 综述了物理休眠种子的形态特征、物理休眠与综合休眠的解除方法以及物理休眠的可能解除机制; 利用Angiosperm Phylogeny Group III (APG III)系统分析了种子物理休眠的植物在系统发育中的位置; 最后提出了今后种子物理休眠有待研究的主要 问题。

该文综述了北京地区全新世以来植被演替和气候变化的相关研究资料, 这些资料反映了当前阶段对该地区该时段植被与气候环境格局特征的认识。北京地区全新世早期(约12 000-8 000 cal a B. P.)植被为森林草地和/或针叶树占主导的针阔混交林, 森林中阔叶树类群逐渐增多, 指示了气候由寒冷干燥转为温暖湿润; 全新世中期(约8 000-2 000 cal a B. P.前后)植被为暖温带针阔混交林, 指示暖湿气候; 全新世晚期(约2 000 cal a B. P.以来)转为森林草地和/或针叶树占主导的针阔混交林, 气候转向凉干。植被演替反映的湿润度变化与季风区其它地区变化趋势一致。值得注意的是, 前人研究揭示北京地区山区与平原中植被类型和类群组成已经出现空间分异。今后如能深入开展定量古气候重建研究, 有可能精确描述其气候变化的过程, 增进中国不同地理单元同时期气候变化的对比。