群众杨组培体系的研究

以群众杨(Populus popularis 35-44)为材料建立组织培养再生系统。研究表明，外植体取材部位对不定芽的分化率有非常明显的影响，叶片的再生能力较弱，而幼茎的再生能力很强，叶柄的再生能力介于叶片及幼茎之间。因此，无菌苗幼茎是快繁和基因转化的理想外植体。在组培体系建立过程中发现再生不定芽中存在生长优于对照的个体，是否为体细胞无性系变异有待进一步研究。     

细胞分裂素:杨树气孔运动的调节剂

通过在三种杨树无性系，Ｉ－２１４（Ｐｏｐｕｌｕｓ×ｅｕｒａｎｅｒｉｃａｎａｃｖ．Ｉ－２１４）（ｌｔａｌｉｃａ）、中东杨（Ｐ．ｂｅｒｏｌｉｎｅｎｓｉｓ）（Ｂｅｒｏｌｉｎｅｎｓｉｓ）和群众杨（Ｐ．ｐｏｐｕｌａｒｉｓ３５－４４）（Ｐｏｐｕｌａｒｉｓ）一年生盆栽插条苗的木质部导入ＡＢＡ和细胞分裂素，研究了这两类激素在气孔调控中的作用。尽管不同无性系的气孔在对ＡＢＡ的敏感性上存在显著差异，但ＡＢＡ仍可导致气孔的关闭，然而在蒸腾流中的细胞分裂素（与ＡＢＡ共导入或分别导入）可以明显地抑制ＡＢＡ的作用。并且玉米素还能推迟土壤干旱所诱导的气孔关闭，在水分胁迫条件下，内源细胞分裂素浓度下降而同时ＡＢＡ上升．据此提出了复合胁迫信号的概念，即在根冠通讯中，是ＡＢＡ和细胞分裂素共同调控气孔的运动。另外还研究了玉米素、激动素、６－ＢＡ等不同细胞分裂素与ＡＢＡ的相互作用，结果发现６－ＢＡ与玉米素和激动素的作用相反，它不能抑制ＡＢＡ的作用，反而促进其对气孔的关闭     

吸水剂提高群众杨的抗盐性及其机理

该文利用盐敏感的群众杨,研究在盐胁迫条件下吸水剂对树木抗盐性的影响．实验中使用的是德国Stockhausen化学公司研制生产的新型吸水剂:Stocksorb 500 XL(钾-聚丙烯酸脂-聚丙烯酰胺共聚体)．土壤中施用0.5%吸水剂(干重)提高了群众杨的抗盐性．在盐胁迫期间,吸水剂处理显著抑制了有害盐离子Na+和Cl-在苗木叶片中的积累,提高了苗木的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(TRN)和光合速率(Pn),使苗木能够维持超氧化物歧化酶(SOD)同工酶和过氧化物酶(POD)同工酶的活性,保持了活性氧清除能力．NaCl处理苗木在处理后25 d叶片出现盐害,Stocksorb 500 XL型吸水剂使苗木盐害出现的时间推迟20 d．吸水剂能调控植物对离子的吸收,主要源于吸水剂对盐分的缓冲作用和离子选择吸附作用:①Stocksorb 500 XL自身超强的吸水能力起到了稀释土壤盐分的作用,形成了植物根系生长的低盐环境;②通过对离子的选择吸附,吸水剂胶体富积了钙和镁,屏蔽了Na+离子．另外,Stocksorb 500 XL自身含有可被植物根系吸收利用的K+．所以,根系生长在这样的环境中,无疑将减少对有害盐离子的吸收、转运和积累,而增加对营养元素的吸收和利用,最终提高了植物的抗盐性．      

胞外ATP、H2O2、Ca2+与NO调控木榄根系离子平衡机理研究

运用非损伤微测技术(NMT),研究了短期盐胁迫下胞外ATP(eATP)、H2 O2 、Ca2 + 与NO 对非泌盐红树木榄根 系K+/Na+ 平衡的调控作用。NaCl(100 mmol/L,24 h)与等渗甘露醇处理的实验表明,木榄根尖对盐胁迫的响应具 有高度的离子特异性。盐胁迫增强了木榄根尖的Na+ 外流,但Na+ 外流被Na+ /H+ 逆向转运蛋白抑制剂Amiloride 和质膜H+ -ATPase 抑制剂Vanadate 抑制,表明Na+ 外流源于根尖表皮细胞质膜Na+ /H+ 逆向转运系统驱动的Na+ 外排。短期盐胁迫处理能诱导木榄根尖K+ 外流,但被氯化四乙胺(TEA,外向K+ 通道抑制剂)明显抑制,证明K+ 外流是由激活的去极化外向型离子通道KORCs 介导。胞外ATP(300 mol/L)、H2 O2 (10 mmol/L)、Ca2 + (10 mmol/ L)与SNP(NO 供体,100 mol/L)均能增加短期盐胁迫下的Na+ 外流,同时抑制K+ 外流。其中,促进Na+ 外流效果 较强的是H2 O2 和Ca2 + ,而Ca2 + 和NO 抑制K+ 外流的效果突出。这些实验结果表明,胞外ATP、H2 O2 、Ca2 + 与NO 这4 种盐胁迫信使是通过上调木榄根系细胞质膜Na+ /H+ 逆向转运体系(Na+ /H+ 逆向转运体和H+ 泵)活性,在促 进Na+ 和H+ 逆向跨膜转运的同时,抑制去极化激活的K+ 离子通道来减少盐诱导的K+ 外流。      

秋茄硫氧还蛋白调控活性氧平衡增强烟草耐盐机制研究

硫氧还蛋白(Trxs)能调控细胞的氧化还原状态,在木本植物中Trxs与耐盐性的关系尚未研究。本文克隆了非泌盐红树秋茄的硫氧还蛋白基因KcTrxf,并研究KcTrxf在植物耐盐性中的作用。qRT-PCR结果显示,秋茄在盐胁迫下KcTrxf表达量上调,并且叶片中的非蛋白巯基(NPTs)的含量上升。KcTrxf基因的开放阅读框(ORF)长585 bp,编码194个氨基酸,是一类定位于叶绿体中的f类硫氧还蛋白。将重组的35S:KcTrxf表达载体转入模式植物烟草中进行耐盐性分析,结果表明,KcTrxf提高了烟草的耐盐性。 NaCl处理下,野生型烟草叶片中膜质氧化,并且积累大量活性氧,使叶绿素含量以及叶绿素a/b比值明显下降。转基因烟草一方面通过提高过氧化氢酶(CAT)以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性来清除H2O2,另一方面通过调节抗坏血酸-谷胱甘肽循环中(AsA-GSH cycle)的关键酶单脱氧抗坏血酸还原酶(MDAR)以及谷胱甘肽还原酶(GR)的活性来增加还原型谷胱甘肽水平,同时,还增加了叶片中非蛋白巯基的含量,进而清除活性氧,减少盐害引起氧化胁迫。因此,盐胁迫下转基因烟草中的叶绿素含量以及叶绿素a/b维持较高水平,从而维持较高的光合速率和生长状态。      

沼气的科学知识和应用价值

对生物能源——沼气的利用,近两年来才引起人们的重视,特別是大跃进以来,在我国的一部分地区,如湖北、安徽、广东、江苏部分地方,已广泛的利用起来。但对沼气的科学知识和使用价值在认识上尚不够一致,现就我们工作中的实践发表如下意见,和沼气科学的爱好者及工作者商讨。沼气是因在池沼里发现而得名。在化学上称为“甲烷”(CH_4),是一种最简单的碳氢化合物。人们通称为沼气,概括了池沼中所产生的全部气体。     

植物根细胞离子通道研究进展

根细胞膜上存在各种离子通道.电生理学的研究表明,根细胞离子通道对于矿质吸收、转运及植物耐盐具有重要作用.该文概述了根细胞K+通道、阴离子通道和各种非选择性阳离子通道的最新研究进展,并对近期有关离子通道和植物耐盐性关系的研究进行了总结.K+通道存在于大多数的植物细胞中,其对K+的选择性远高于其他阳离子,K+通道的存在对于营养元素的吸收,尤其是K+的低亲和性吸收具有重要的意义,同时也为其他离子的出入维持了一个较为稳定的膜电势.阴离子通道激活所引起的质膜去极化可以激发非选择性的阳离子流,在盐胁迫下,可通透Cl的阴离子通道的开放是植物对胞内Cl的一种重要调控机制.由于非选择性的阳离子通道(Non-selective cation channels,NSCCs)的多样性及其对一价阳离子的低选择性,近年来NSCCs的研究受到广泛关注.NSCCs被认为参与了植物多种生理过程,包括营养元素的吸收、膨压控制、胞间转运、信号转导以及毒害离子的吸收,尤其是Na+的吸收.      

盐胁迫下胡杨和毛白杨叶细胞中的离子区隔化

该文以抗盐的胡杨和盐敏感的毛白杨组培再生苗为实验材料,利用X--射线微区分析技术研究盐胁迫下(为期20d的盐处理)叶片各种类型细胞内主要元素Na+、Cl-、K+的分布情况,测定的细胞类型包括:①叶脉细胞(叶脉维管束导管、叶脉维管束内部和外部的薄壁细胞);②叶肉细胞(栅栏组织、海绵组织);③表皮细胞(上、下表皮细胞).结果表明,胡杨和毛白杨叶细胞对盐离子的区隔化有明显差异:与毛白杨相比,盐处理后的胡杨叶细胞不但具有较高的拒Na+能力,即将Na+贮存在质外体中,而且液泡区隔Na+的能力也强于毛白杨.在Cl-的区隔化方面,对照处理胡杨各种类型的细胞(包括叶脉、叶肉和表皮细胞)Cl-浓度都高于毛白杨,但在盐胁迫下,胡杨叶片的细胞壁、液泡甚至叶绿体中Cl-的含量都低于毛白杨,这是胡杨根细胞限制Cl-离子根冠运输的结果.盐处理使胡杨叶片各种类型细胞中的K+浓度降低;与胡杨不同,毛白杨叶片细胞中质外体的K+浓度下降,而液泡中的K+水平却相应提高,这是毛白杨细胞内K+重新分配的结果:由于盐处理后毛白杨液泡内积累了过多的Cl-,K+从细胞壁进入液泡,用以平衡液泡内Cl-积累所带来的负电荷.     

盐胁迫条件下杨树组织及细胞中钾、钙、镁的变化

该文研究了NaCl对群众杨(Populus‘popularis 35-44', P. popularis)、I-214杨(P. ×euramericana cv. I-214, P. cv. I-214)和胡杨(P. euphratica)3种杨树组织和细胞营养状况的影响. 为期30 d的盐处理降低了群众杨和I-214杨根和茎组织中K+、Ca2+、Mg2+的水平,而对于叶片营养元素的水平基本没有影响. 与群众杨和I-214杨比较,胡杨组织的营养水平受NaCl的影响最小. 根皮层细胞X-射线微区分析的结果显示,NaCl降低了群众杨和I-214杨细胞壁和液泡中K+、Mg2+的水平,但对于胡杨细胞营养元素水平的影响较小. 实验结果表明,胡杨在盐胁迫条件下能保持对营养元素的吸收,维持较好的营养状况,这是其抗盐性强的原因之一;I-214杨和群众杨的抗盐性弱,与其胁迫条件下营养状况的恶化有关.     

用GPC-HPLC法测定植物组织中的细胞分裂素

为了探讨和开发凝胶渗透色谱（GPC） 高压液相色谱（HPLC）法定量测定植物组织中的细胞分裂素,以群众杨叶片和烟草组培苗为试验材料,根据细胞分裂素标准品回收率的测定,得出最佳试验方法:80%甲醇研磨后4 ℃浸提24 h,抽滤,滤液离心,上清液加2滴氨水,40 ℃浓缩至干,用含3%甲醇的CH2Cl2 溶解样品,经0.22 μm滤膜过滤后过GPC纯化,最后HPLC外标曲线法定量。用液相-质谱联用仪（LC-MS）对所检测的细胞分裂素定性。测试表明:群众杨叶片中玉米素鲜质量含量439.501 8 ng/g,烟草叶片中玉米素鲜质量含量为617.995 7 ng/g。在植物样品中检测到的激动素（鲜质量含量49.473 9～124.712 4 ng/g）应为外源引入。研究结果表明,GPC纯化植物细胞分裂素后用HPLC定量是可行的。