Phylogeographic study based on intraspecific sequence variation of chloroplast DNA for the conservation of genetic diversity in the Japanese endangered species Primula sieboldii

To gather information on intraspecific phylogeography for use in conservation programs for the endangered species Primula sieboldii in Japan, we analyzed sequence variation in five noncoding regions of chloroplast DNA. Twenty-two distinct haplotypes were recognized in total. The distribution of most haplotypes was geographically confined, but one haplotype was widely distributed throughout northern Japan, and several haplotypes were found in geographically distant regions. Three major clades were revealed by phylogenetic analysis of the haplotypes. Clade I was distributed in Kyushu and central Honshu, clade II in western Honshu and Hokkaido, and clade III from central Honshu to Hokkaido. According to analysis of molecular variance, 59.9% of the total cpDNA variation existed among regions, 32.5% among populations within regions, and 7.6% within populations. Therefore, if genetic conservation of the species is valued, transplanting of P. sieboldii among regions should be avoided. Multiple lineages often existed even in geographically narrow areas (e.g., within a 20-km range), so transplantation between adjacent populations in restoration activities should be carefully designed so as not to change the gene pool of local populations significantly. Also, the geographical distribution of cpDNA haplotypes may allow us to confirm the origin of plants collected for commercial purposes.     

非绿质体的分裂增殖调控与展望

质体分裂在绿色及非绿组织中广泛存在。本文综述了质体分裂研究现状，特别是非绿质体方面取得的成果和进展。质体分裂至少受由质体与蓝藻内共生进化而来的内部机制及宿主进化而来的外部机制调控，是一个高度集成的多蛋白参与的过程。随着植物由低等到高等的进化，分裂蛋白种类也逐渐增加，发掘与质体分裂有关新基因仍是当前研究热点。质体在不同细胞中的分化存在差异，不仅质体形态和功能存在着组织特异性，质体的分裂调控机制也可能存在着差异。质体分裂特别是非绿质体与代谢物积累的研究，对作物淀粉品质的改良具有潜在的应用价值。     

藤类幼苗叶肉细胞的超微结构研究

在单叶省藤的叶绿体内，发现有许多单层膜包被的圆球形小泡。本文暂称它们为“叶绿体液泡（ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｖａｃｕｏｌｅ）”其内含成分，发生和功能，正在进一步研究之中。     

4科热带作物系统发育分析

以4科（大戟科、豆科、芭蕉科、番木瓜科）的29种热带作物为研究对象,采用叶绿体16~23 S基因间隔序列,对这29种植物的系统发育进行了分析。结果表明,这29种植物的16~23 S基因间隔区序列同源性很高,保守性较强;构建系统发育树表明,这29种植物进化完全符合恩格勒（1897）分类系统,序列变异程度较低;进一步分析了11个木薯品种间的差异,木薯种内差异很小,只有SC8与其他几个品种稍有差异,但不显著。结果表明,叶绿体16~23 S基因间隔序列虽可区别这4科29种植物,但该序列较长,序列变异程度较低,并不能作为候选DNA条形码之一。     

叶色黄化突变体甜瓜叶片内部生理生化变化 的研究

从薄皮甜瓜白莎蜜1 号中筛选出一个生长发育正常的自发型叶色黄化突变体93 88-1,以突
变亲本白莎蜜1 号为对照,对其光合色素含量、叶绿素生物合成前体物质含量、叶绿素荧光参数以及叶绿
体超微结构进行研究。结果显示：9388-1 光合色素含量显著低于白莎蜜1 号,而叶绿素a 与叶绿素b 的
比值显著高于白莎蜜1 号;叶绿素合成受阻于胆色素原（PBG）与尿卟啉原Ⅲ（Urogen Ⅲ）之间;荧光参
数F₀、P_n、ФPS Ⅱ和ETR 显著低于白莎蜜1 号,而qN 和NPQ 显著高于白莎蜜1 号,Fm、FV/Fm 和qP 与
白莎蜜1 号无显著差异;突变体9388-1 的叶绿体内部基粒片层垛叠数有所减少,基粒排列不整齐,呈线
条状,基粒片层间距离大,排列疏松,内含物混浊,淀粉粒少,而白莎蜜1 号基粒片层结构紧密排列,结
构完整,淀粉粒多。表明叶绿素的生物合成受阻,导致叶绿体内部结构发育缺陷,从而影响光合色素的稳
定性,改变叶绿体各种色素的含量与比例,最终引起叶色黄化。同时,突变体能及时地耗散过剩的光能,
对光合机构起一定的保护作用,维持植株正常生长。     

萝卜雄性不育系与保持系叶绿体基因组离体翻译产物的比较

以萝卜雄性不育系８４１８Ａ及其保持系８４１８Ｂ为材料，经不连续Ｐｅｒｃｏｌｌ梯度分离出完整叶绿体，以＾３５Ｓ－甲硫氨酸标记离体叶绿体合成的蛋白质，对类囊体膜蛋白和基质蛋白分别经ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分离和放射自显影，发现由叶绿体基因组编码的类囊体膜蛋白和基质蛋白在不育系和保持系间有明显差异。     

PSⅡ抑制型除草剂Atrazine诱导白菜幼苗叶绿体蛋白质组的变化

为了分析除草剂的作用机理, 用PSⅡ抑制型除草剂阿特拉津处理白菜幼苗, 用2-DE技术和生物质谱方法分析叶绿体蛋白质组的变化, 结果表明, 23种叶绿体蛋白质斑点表现出明显且可重复的改变, 其中4个下调, 5个上调, 14个表现出质的变化;在被处理植株中10个蛋白质斑点是新合成的; 14个蛋白质斑点中的4个在高浓度(10 mg L^-1) Atrazine处理后消失了, 但在低浓度 (0.01、 0.1和1 mg L^-1) Atrazine处理下没有变化。对14个发生了质变的蛋白质斑点进行了MALDI-TOF MS分析, 其中7个分别被鉴定是糖基转移酶-Ⅰ、异戊二烯合成酶、一个经推测的蛋白质、脯氨酸脱氢酶、推测的6-果糖磷酸激酶异构酶Ⅱ、钙转运ATP酶和尿素酶K。同时也分析了阿特拉津处理对白菜幼苗叶绿素含量和可溶性蛋白质含量的影响, 结果表明, 经阿特拉津处理后叶绿素a含量下降, 叶绿素b含量有上升趋势, 但不显著。可溶性蛋白质含量随阿特拉津浓度的增加呈上升趋势。     

水稻果皮的结构与功能

采用透射电镜观察果皮细胞的超微结构、分光光度计法测定果皮浸提液的吸收光谱和叶绿素含量、氧电极法测定果皮的光合放氧速率、抗体免疫电泳法定量果皮中Rubisco等方法, 研究水稻果皮的发育过程、显微和超微结构以及生理功能, 得到以下主要结果: 上表皮上没有气孔; 中层细胞富含质体, 通常外侧中层细胞内的质体为淀粉体, 而     

冬前镇压和灌溉对冬小麦灌浆期旗叶光合特性和叶绿体超微结构的影响

为明确冬前镇压和灌溉对冬小麦灌浆期旗叶功能的影响,以济麦22为材料,在2016-2017小麦生长季,对其进行冬前镇压+灌溉(C+I)、灌溉(I)和镇压(C)处理,以常规种植管理为对照(CK),研究不同冬前栽培措施对冬小麦灌浆期土壤微环境、旗叶光合特性和叶绿体超微结构以及最终产量和生物量的影响。结果表明,与CK相比,C、I及C+I处理都可提高麦田土壤含水量和土壤温度,可增加花后14～28d旗叶叶绿素相对含量(SPAD)、灌浆期旗叶最大光学效率(Fv/Fm)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr),缓解旗叶SPAD、Fv/Fm、Pn和Tr在灌浆后期的下降,其中以C+I处理的效果最佳;灌浆中后期(花后21d),CK条件下小麦植株旗叶部分叶绿体呈圆形,大部分基粒片层变形且排列紊乱,可见较多的亲锇颗粒,但C+I、C和I处理下叶绿体的破坏程度降低,较多的叶绿体呈椭圆形,单位面积内叶绿体数和叶绿体基粒数提高,基粒片层较CK清晰且排列紧密,亲锇颗粒数量减少,其中C+I和I处理对叶绿体超微结构的改善作用大于C处理。这说明在本试验条件下,冬前镇压+灌溉较单独灌溉或镇压更有利于改善小麦灌浆期旗叶光合功能,缓解灌浆后期旗叶的衰老,促进小麦产量形成。