7种植物K~＋/H~＋逆向转运蛋白的生物信息学分析

K＋/H＋逆向转运是普遍存在于几乎所有生物体内的重要离子平衡机制之一。该机制主要由多基因家族KEA（K efflux antiporter）介导。然而,长期以来对KEA的功能特征和生理意义的认识,除了在大肠杆菌中有零星的报道之外,绝大部分尚为空白。本文通过生物信息学分析,比较了7个植物物种KEA的同源和进化关系,发现KEA家族中的部分成员在物种进化过程中具有极高的保守性。以模式植物拟南芥为例,进一步研究了KEA的蛋白质跨膜结构、关键结构域和亚细胞定位预测等。结果表明,AtKEA大多具有10～12个跨膜结构,是典型的膜蛋白,在跨膜区的N端有多个丝氨酸磷酸化调控位点;都含有K＋/H＋交换结构域和相应的调控域,推测其能够介导K＋/H＋交换。基因芯片研究表明,AtKEA在根、茎、叶、花和荚果等不同组织器官的表达丰度不同,表明KEA基因家族各成员的生理功能具有时空分异性。上述结果可为进一步深入研究植物K＋/H＋逆向转运系统的功能提供借鉴。     

茉莉酸类物质对植物生长发育及抗性的影响

茉莉酸类物质（JAs）是一类新确认的植物内源生长物质。本文从它的合成途径，对植物生长发育、抗旱、抗盐及抗病虫能力的影响等方面对其生理功能进行了简要阐述，同时介绍了JAs与气孔运动、植物代谢及其它激素ABA，SA，乙烯之间的关系。     

田间低温下多年生黑麦草再生株系的抗寒性研究

为了获得抗寒性好的多年生黑麦草新种质,本研究以多年生黑麦草Derby的19个再生株系和抗寒性较好的Pinnacle为材料,连续2年进行越冬性观测,获得5个表现良好的再生株系.然后在田间低温胁迫下,测定与抗寒性相关的生理生化指标,以期对5个再生株系的抗寒性进行综合评价.越冬性调查结果显示,CK14-3和G16-1在越冬率、绿色期及分蘖速率等方面都表现较好.田间低温下,各试材的叶片含水量(LWC)降低;细胞膜受损程度加重:电导率(EC)和丙二醛(MDA)含量升高;渗透调节物质脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)和还原性糖(RS)含量升高,可溶性蛋白(SP)含量下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性下降;叶绿素(Chl)含量和潜在光化学效率(Fv/Fm)下降.经主成分与隶属函数分析,各试材的抗寒性从强到弱依次是Pinnacle、CK14-3、G16-1、CK9-3、G3-2、G10-5.采用聚类分析法把试材分为3类:Pinnacle和CK14-3的抗寒性强;G16-1和CK9-3的抗寒性中等;G3-2和G10-5的抗寒性差.综上,田间低温胁迫下抗寒性强的多年生黑麦草,细胞膜受伤害程度轻,Pro和RS含量低,SS含量和SOD活性增加率、POD活性下降率大,CAT活性、Chl含量和Fv/Fm下降率小;CK14-3和G16-1的越冬性表现良好、综合排名靠前,有望培育出抗寒性好的新种质.本研究不仅为诱变育种的抗逆性种质选育提供参考,还为多年生黑麦草的抗寒性研究提供理论基础.     

多年生黑麦草体细胞无性系变异分析

以多年生黑麦草成熟胚诱导获得的再生植株为材料,利用RAPD标记方法对其体细胞变异进行了研究。结果表明多年生黑麦草体细胞无性系在分子水平发生了多态性变异。     

空间环境对草地早熟禾诱变效应研究Ⅱ--光合特性和叶绿素含量

“神舟3号”飞船搭载草地早熟禾(Poa pratensisL.)‘Nassau’干种子,地面种植后筛选出突变株系PM1、PM2和PM3,分别测定其光合作用光响应曲线、CO2响应曲线及叶绿素含量。结果表明,PM1和PM3株系与对照相比,叶绿素a与b绝对含量降低,且光合能力有所降低。PM2株系比对照叶绿素含量显著增加,且叶绿素a/b比值比对照明显降低,但其表观量子效率较CK低,光合能力也有所降低;3个突变株系的近CO2饱和点均比CK高,CO2补偿点差异不大,羧化效率PM2     

空间环境对草地早熟禾诱变效应研究Ⅰ--突变体叶片解剖结构变异观察

“神舟3号”飞船搭载草地早熟禾‘Nassu’干种子,地面种植后筛选出突变株系PM1、PM2和PM3。观察其叶片表面结构和叶肉细胞超微结构,结果表明:3个突变株系的叶片气孔密度增大,气孔面积减少,单位视野中气孔所占面积比则变化不大;叶肉细胞中叶绿体体积增大,形状变圆并移向细胞中央;PM3株系白绿相间叶片的白色部分,其叶肉细胞中叶绿体多数正在或已经消解,结构不完整。在各突变株系中淀粉粒数量却有不同程度的增加。     

不同种源马蔺的叶绿体DNA变异研究

本研究利用通用引物,采用PCR技术从9个不同地理种源的马蔺样品中扩增了叶绿体基因组trnLt-rnF间隔区的DNA片段,进行了序列测定,并运用DNAMAN软件分析了不同种源马蔺的亲缘关系。结果表明:9个马蔺植物样品分为2个相对独立的组,其中第1组包括采自北京、泰山、武威、涿洲、民勤、固原6个种源的马蔺,第2组包括采自太仆、乌鲁木齐和西乌旗3个种源的马蔺。2个组的亲缘关系很远,同源性只有45%,这表明马蔺物种不是单系起源,本研究结果也表明了利用叶绿体基因间序列研究马蔺亲缘关系是可行的。     

蒿柳雌株与雄株在高温胁迫下的生理差异及其变异

利用人工气候箱模拟高温环境,研究40 ℃/30 ℃(白天温度/晚上温度)处理下蒿柳雌株与雄株叶片电导率(EC)、超氧阴离子自由基(O·-2)产生速率、渗透调节物质含量以及抗氧化物酶活性的差异,分析各生理指标在雌株与雄株间的变异系数(VC)及分化系数(VST)。结果表明:高温胁迫下,蒿柳EC值、O·-2产生速率显著上升,但雌株EC值和O·-2产生速率显著大于雄株;脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白(SP)含量显著升高,但雄株的渗透调节物质含量显著高于雌株;超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(AsA-POD)活性显著上升,过氧化物酶(POD)活性显著下降,但雄株的4种酶活性显著高于雌株。高温处理下,蒿柳雌株与雄株各生理性状的变异系数(VC)较为接近,说明各生理性状在雌性个体与雄性个体间的变异较为一致。各生理性状的平均分化系数(VST)为17.06%,说明高温胁迫下各生理性状在雌、雄株间的变异小于雌、雄株内(无性系之间)的变异。综上所述,高温胁迫下蒿柳无性系在生理性状上存在丰富的变异,但雄株具有较强的调节、适应能力。因此,在育种工作中适当多选择雄株优树,有助于获得耐热性强的新种质。      

中华结缕草种子解除休眠方法研究

针对中华结缕草深休眠的特性,研究了不同物理、化学等处理方法对中华结缕草解除休眠的作用。结果表明:以700mL·L-1乙醇浸泡3min后,在300g·L-1NaOH溶液中处理20min,再用200mg·L-1GA3浸泡10min效果最好,7d发芽势达89 9%,比对照高出51 9%;16d发芽率达91 0%,比对照高出51 8%,已接近中华结缕草种子的潜在发芽率,发芽历时比对照缩短12d。     

空间诱变技术及其在我国花卉育种上的应用

在综述微重力环境、空间辐射等对生物样本的诱变研究成果的基础上，论述了应用空间诱变技术进行高科技生物育种的理论基础。回顾了空间诱变技术在我国农作物、花卉新品种选育工作中取得的成就，并探讨了花卉新品种培育中应用空间诱变的不定向性的优势及花卉空间诱变成功的可能性，对未来花卉空间诱变育种的应用前景进行了展望。