C4转基因水稻秧苗叶片气孔与叶鞘维管束结构特征

【目的】探明C4转基因水稻高光效的生物学结构基础。【方法】以已导入玉米C4光合关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、丙酮酸磷酸二激酶(PPDK)、NADP-苹果酸酶(NADP-ME)和PEPC + PPDK的转基因水稻为材料，以其受体品种Kitaake (WT) 为对照，运用扫描电镜观察了秧苗叶片气孔与叶鞘维管束结构，运用透射电镜观察叶肉细胞。【结果】与对照品种相比，转C4单基因水稻叶片气孔密度提高、面积增大，PPDK气孔密度和气孔面积都居各转基因品系之首；转C4双聚合基因（PEPC + PPDK）水稻叶片气孔密度提高、面积减小；C4转基因水稻各品系叶片叶肉细胞中叶绿体基粒堆密集，有些基粒类囊体沿长轴方向排列整齐、完整；C4转基因品系的叶鞘均比对照品种粗壮坚韧；除PPDK外，所有转基因品系叶鞘的内外侧维管束及其导管管腔、筛管等执行物质运输功能的组织结构的面积均大于对照品种。【结论】C4转基因水稻叶片气孔多、面积大以及叶鞘维管束结构发达是C4转基因水稻高光效实现的结构前提和基础，与秧苗高的干物质积累相一致。     

巴西橡胶两品系叶片RuBP羧化酶的免疫荧光定位

巴西橡胶树的 2个品系即 RRIM60 0和 IAN873的维管束鞘细胞富含叶绿体 ,但没有“Kranz”结构 .用从烟草提纯的Ru BP羧化酶制备兔抗 Ru BP羧化酶抗体 ,并以 FITC荧光素标记抗体 .采用直接免疫荧光法对典型的 C3植物水稻、C4 植物甘蔗和巴西橡胶树等进行了 Ru BP羧化酶的定位 .结果表明 :C3和 C4 植物叶切片中 Ru BP羧化酶的分布明显不同 ,C3植物的特异荧光存在于叶肉细胞 ,而 C4 植物的特异荧光绝大部分存在于维管束鞘细胞 .巴西橡胶树 IAN873和 RRIM60 0品系的叶肉细胞和维管束鞘细胞均存在 Ru BP羧化酶 .上述结果表明 ,巴西橡胶的一些品系 (如 IAN873、RRIM60 0 )可能属于C3-C4 中间型植物     

荧光抗体在热带作物小粒种咖啡的C3／C4属性鉴别中的应用

用从烟草提纯的1，5－二磷酸核酮糖RuBP羧化酶抗体，并以异硫氰酸盐荧光素（FITC）标记抗体。采用直接免疫荧光法对典型C3植物水稻、C4植物甘蔗和小粒种咖啡等进行了RuBP羧化酶的组织化学定位。结果表明：C3和C4植物叶切片中RuBP羧化酶的分布明显不同；C3植物的特异荧光位于叶肉细胞，C4植物的特异荧光绝大部分位于维管束鞘细胞；小粒种咖啡的特异荧光分布在叶肉细胞。因此认为，小粒种咖啡应属C3植物。     

巴西橡胶三品系叶片RuBP羧化酶的免疫酶标定位

通过提纯的RuBP羧化酶制备兔抗RuBP羧化酶抗体,以辣根过氧化物酶进行酶联标记,对典型的C4植物甘蔗、C3植物水稻和巴西橡胶三品系叶切片进行RuBP羧化酶的定位.通过显微及超微观察,结果表明:C4和C3植物叶切片中RuBP羧化酶的分布明显不同,C4植物的特异颗粒颜色反应(棕色)存在于维管束鞘细胞;C3植物的特异颗粒颜色反应(棕色)存在于叶肉细胞.巴西橡胶IAN873、RRIM600品系叶片内RuBP羧化酶在鞘细胞和叶肉细胞的叶绿体中均有特异颗粒颜色反应(棕色);而天任31 45品系只有叶肉细胞的叶绿体中有特异颗粒颜色反应(棕色).试验还表明,叶肉细胞的RuBP羧化酶发育可能在前,鞘细胞RuBP羧化酶发育可能在后.     

小麦扬花结实期旗叶显微结构和超微结构的变化

利用光学显微镜和透射电子显微镜,观察了小麦扬花结实期旗叶显微结构和超微结构的变化,并统计了不同生育期旗叶叶绿体基粒片层数和基粒垛数。结果表明,从扬花期至灌浆初期,叶片结构变化不明显;叶肉细胞排列紧密有序,细胞间隙少;叶绿体基粒片层排列整齐,基质浓厚,易形成突起;线粒体嵴发达,充满浓厚基质。从灌浆中期至灌浆末期,叶片结构衰老迅速,叶肉细胞和叶绿体开始解体,体积变小,数量减少;叶绿体基粒片层解体,基质淡薄,嗜锇颗粒增多,线粒体嵴和基质减少。还发现从扬花期至灌浆中期,高基粒片层数增加,灌浆中期之后,高基粒片层数减少。     

水分胁迫对玉米穗位叶叶肉细胞超微结构的影响

采用盆栽试验,研究了玉米抽雄期后不同灌水量对玉米穗位叶叶绿体超微结构的变化.结果表明:水分亏缺时,玉米叶片叶肉细胞皱缩,细胞的“花环型”结构消失;细胞壁变窄,出现质壁分离现象;叶绿体形状发生变化,从细胞边缘向中央漂移,膜解体破裂;线粒体内外膜和脊模糊,线粒体外膜膨大或破裂;片层结构混乱,基质片层向叶绿体两端拉伸并出现断裂.随着灌水量的增加,叶肉细胞的“花环型”结构清晰可见;细胞壁结构层次清晰,细胞壁的超微结构特征明显;叶绿体外膜逐渐变得清晰,呈长椭圆形或梭形,紧贴细胞壁,被膜清晰;线粒体成规则的圆球形或椭圆形,双层被膜结构完整,内脊清晰;片层增厚,结构逐渐完整且有规律的排列,基粒片层和基质片层清晰可见.综上可见,水分胁迫对玉米生育后期有较大的影响,不同程度地出现了玉米早衰现象,产量明显下降.     

自然失水胁迫对绢毛委陵菜叶片超微结构的影响

利用透射电镜技术对干旱胁迫(自然失水)下及复水后绢毛委陵菜叶片超微结构进行了观察.结果表明:未胁迫的叶肉细胞结构完整.叶绿体基粒片层结构清晰,基粒数目多且排列整齐,基粒类囊体排列致密,美囊体片层叠垛整齐.叶绿体嗜锇程度低,嗜锇颗粒少,并且体积小;随着自然失水胁迫程度的加强,叶绿体基粒和被膜破损,片层膨胀分化或溶解消失,...     

感染甘蔗黄叶病毒后甘蔗叶组织超微结构的病变

利用电镜技术对感染甘蔗黄叶病毒蔗叶组织超微结构进行观察表明,韧皮部伴胞及叶肉细胞内的线粒体、叶绿体等细胞器及细胞核都发生了明显的病理变化.线粒体形态异常,有的肿大、内嵴模糊,严重者内嵴消失,空泡化,仅剩未被消解的残骸;叶绿体被膜破裂,严重者被膜完全消解,基粒类囊体和基质片层消失,基质外流.维管束鞘细胞中的叶绿体被膜和基质片层也遭到破坏,淀粉粒增多、膨大;细胞核形态变为不规则,局部核膜破裂,核内染色质分布不均匀,呈降解状.     

牛蒡叶解剖结构的研究

采用石蜡切片的方法,对牛蒡叶的解剖结构进行了研究。结果表明,牛蒡叶为典型异面叶。上表皮具极少的表皮毛和多数棒状的粘液毛,气孔数较下表皮少,气孔与表皮细胞平齐,同时存在拱起气孔;下表皮密被绒毛。叶肉有栅栏组织和海绵组织之分,两者厚度比为5∶3,栅栏组织2层。中脉具3个维管束,小脉外具一层维管束鞘,具有典型的C4植物特征。     

番茄果皮与叶片光合细胞超微结构的比较

文章对番茄果实不同生长阶段果皮细胞中叶绿素含量进行了测定,并将番茄果皮细胞与成熟叶片光合细胞超微结构进行了比较观察。结果显示,番茄果皮细胞在果实不同生长阶段叶绿素含量、叶绿体结构发生变化,绿熟果期果皮细胞的叶绿素含量最高,果皮细胞含有一定数量的叶绿体,并且具有典型的的基粒片层结构。根据植物光合产物就近运输理论,果皮细胞中叶绿体形成的光合产物,能够及时地转移到果实中,供应果实的生长发育。绿熟果期果皮细胞的叶绿素含量、叶绿体、基粒数量及类囊体垛叠层数明显少于叶肉细胞,说明此时期叶片仍是番茄进行光合作用的主要器官。在果实完熟期,其外观已经由绿色变成红色,果皮细胞中的叶绿体逐步转化为有色体,类囊体基粒片层消失,叶绿体内部含有大量嗜锇颗粒,失去光合能力。     

玉米幼苗不同叶位花环结构及叶绿素含量研究

以玉米幼苗叶片第1-5叶位叶片为材料,观察其叶片解剖结构和叶绿素含量的变化,以确定玉米幼苗不同叶位叶片的光合碳同化途径.结果表明,玉米幼苗第1-5叶住叶片都具有典型C<,4>植物的花环结构,第3-5叶发育更好,其维管束鞘细胞(BSC)中含有大量的叶绿体;随着叶位的上升,叶绿素含量逐渐升高,不同叶位叶绿素a/b保持恒定....     

谷子[Setaria italica(L.)Beauv.]光合特性的分析——叶片解剖和叶绿体亚显微结构的特征

为了研究谷子[Setaria italica(L·)Beauv·]的光合作用碳素同化途径,本文对该植物的叶片解剖特征和细胞亚显微结构做了观察。试验结果表明: (1) 谷子具有典型的Kranz型叶解剖特征。 (2) 谷子叶片中存在着二形叶绿体。MC叶绿体含有清晰的基粒和周质网,而VBS叶绿体没有基粒,但是有大量的淀粉粒。这两方面都显示了C_4植物的特征。本文对有关的文献做了综述,从七个方面确定谷子是C_4植物:①光合初产物以四碳二羧酸为主;②Kranz型叶解剖特征和窄的叶脉间距;③二形叶绿体和周质网;④高的~(13)C/~(12)C比值;⑤PEPC和RuBPC的活性水平,分室隔离以及光合代谢中间产物对VBS叶绿体固定COz作用的促进和抑制;⑥低光呼吸;⑦较高的光合强度。谷子光呼吸和与光呼吸有关的生理指标基本符合C_4特征,但稍高于典型C_4植物的水平,这可能和谷子是温带起源的C_4种有关。它在进化过程中所迂到的温度和光照条件对降低光呼吸作用的进化压力相对比热带环境的要小一些。谷子受现代育种技术的影响还比较少。当前应以改善植株的形态特征和扩充结实器官的容纳能力,提高经济系数作为进一步直接提高光合效率的育种基础。     

钾营养对番茄光合作用和产量形成的效应

用盆栽试验研究钾营养对番茄光合作用和产量形成的效应,结果表明适量施钾明显增大叶面积,且叶的维管束较发达,净光合率提高并可缓和“午休”现象,光合产物增多.净光合率的提高与气孔导度及水势的提高有一致趋势.电镜观察表明适当施钾的叶绿体呈扁圆形,基粒较多,而缺钾叶绿体则较小而圆,基粒较少,在叶绿体旁有较多线粒体及过氧化体;钾过多的处理在前期光合及生长均受抑制,电镜观察其叶绿体发现其中少量有片层结构失常的情况,积累大量淀粉粒.基粒结构不明显,但开花结实后抑制作用渐消失.施钾使植株上、中、下层叶片在结实期都保持较高叶绿素含量;单果重及单株果数均增高,产量明显增加,果实维生素C及红色素含量提高,品质较好.     

荧光抗体在热带作物小粒种咖啡的C_3/C_4属性鉴别中的应用

用从烟草提纯的 1,5-二磷酸核酮糖 ( Ru BP)羧化酶制备兔抗 Ru BP羧化酶抗体 ,并以异硫氰酸盐荧光素 ( FITC)标记抗体 .采用直接免疫荧光法对典型 C3植物水稻、C4 植物甘蔗和小粒种咖啡等进行了 Ru BP羧化酶的组织化学定位 .结果表明 :C3和 C4 植物叶切片中 Ru BP羧化酶的分布明显不同 ,C3植物的特异荧光位于叶肉细胞 ,C4 植物的特异荧光绝大部分位于维管束鞘细胞 ;小粒种咖啡的特异荧光仅分布在叶肉细胞 .因此认为 ,小粒种咖啡应属 C3植物     

Initiation of sulfate activation: a variation in c4 photosynthesis plants

In leaves of plants with C(4) photosynthesis, sulfur assimilation is initiated in bundle sheath cells whereas carbon and nitrogen assimilation are initiated in mesophyll cells. The activation of sulfate by adenosine triphosphate sulfurylase in leaves of C(4) plants occurs in chloroplasts of bundle sheath cells and is effected by two isozymes of approximately equal activities that accounted for 95 to 100 percent of the total leaf activity.     

谷子条纹叶突变体A36-S的细胞学特性分析及基因定位

【目的】谷子是C4模式植物,其叶色突变体是研究C4光合途径的良好材料。通过研究谷子条纹叶突变体A36-S的细胞学特性并对突变基因进行定位,为克隆突变基因、解析谷子叶绿体合成及发育机理、进一步理解C4光合调控机制奠定基础。【方法】谷子条纹叶突变体A36-S是由育种创制的中间材料A36自然变异而来。对比A36-S及其正常表型等基因系A36-N的表型特征,调查二者的株高、叶宽、叶长、穗重、千粒重、结实率等农艺性状指标;测定A36-S和A36-N的叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率等光合指标,分析A36-S的光合特性;观察A36-S和对照品种豫谷1号的叶片半薄横截切片和超薄切片,分析A36-S叶片解剖结构特征,分别统计叶肉细胞和维管束鞘细胞中叶绿体的数量和面积,从而分析叶绿体合成及发育情况;构建A36-S×SSR41的F2分离群体,统计群体中正常表型单株与条纹叶单株的数量,进行遗传分析;分别构建F2分离群体正常单株与条纹叶单株的DNA混池,采用集团分离分析法(BSA法)进行突变基因的定位;筛选、开发多个SSR标记及In-Del标记,扫描F2群体中条纹叶单株,进行进一步基...     

不同细胞质小麦雄性不育系及杂种F1叶绿体的观察与比较

【目的】研究CMS小麦叶绿体显微结构的特性,探讨CMS与叶绿体结构的关系,揭示CMS机理。【方法】以K、V、T型同核异质不育系（A）、保持系（B）冀5418、育性恢复的F1和各自的质供体粘果山羊草（Aegilops kotschyi）、偏凸山羊草（Aegilops ventricosa）、提莫菲维小麦（Triticum timopheevii）为试验材料,运用透射电镜技术分析研究旗叶叶绿体的特性及差异。【结果】（1）K、V、T型不育系旗叶叶绿体结构异常,表现为基粒片层之间界限模糊、消失,发育滞后,与基粒连接的类囊体不发达,甚至断裂,整个片层排列紊乱。保持系冀5418叶绿体紧贴细胞内膜,基粒片层清晰,排列整齐,基粒之间的类囊体清晰可见,发育完好。（2）保持系每个细胞的叶绿体数量为24.1个,形状为长椭圆形。K型不育系为19.8个,T型不育系为18.4个,与保持系差异显著（F=40.47,Pr＜0.0001）,叶绿体形状都呈圆形。V型不育系叶绿体数量为24.8个,显著高于其它两系（F=40.47,Pr＜0.0001）,与保持系差异不显著（F=40.47,Pr＜0.0001）,形状呈长椭圆形。（3）Aegilops kotschyi、Triticum timopheevii型质供体的叶绿体形状为圆形,Aegilops ventricos型质供体为椭圆形,叶绿体片层模糊,类囊体不发达,K、V、T型不育系叶绿体显微结构与其相似,来源一致。（4）K、T、V型不育系杂种叶绿体形状都呈椭圆形,紧贴细胞内膜,双层外膜清晰,基质浓厚,基粒片层清晰,且充满整个基质,基粒之间的类囊体清晰可见。【结论】K、T型雄性不育系叶绿体数目少于保持系,而V型叶绿体数目与保持系相当。三种不育系叶绿体结构、形状表现异常,具有明显的胞质效应;恢复基因不仅能恢复K、V、T型不育系的育性,且能使其叶绿体结构、形状恢复正常,具有生产应用价值。