植物重要膜蛋白的扩散与胞吞机制

膜蛋白作为细胞膜的重要组成部分,通常会发生胞吞循环以调控其在细胞膜上的数量平衡,或响应外界环境的刺激.单分子成像技术是近年来发展起来的,可用于在活细胞条件下对单个分子进行观测和研究的新技术,具有较高的时空分辨率,实现了在纳米和微秒水平上对单个分子的快速实时成像和精确分析.本文结合作者所在实验室取得的研究成果,介绍了利用单分子技术,包括全内反射荧光显微术、荧光相关光谱、荧光互相关光谱分析等方法,对植物几种重要膜蛋白在质膜上的运动特征以及胞吞途径的研究工作,总结了植物中脂筏微区分布及脂筏参与的胞吞途径对膜蛋白功能的调控机制,展望了植物质膜微区的精确划分以及膜蛋白胞吞之后的去向等方面所面临的难题.     

构树形成层细胞超微结构的周期性变化

构树(Broussonetia papyrifera)形成层细胞超微结构具有明显的季节性变化,休眠期形成层带细胞壁比较厚,具有许多小液泡,细胞核占细胞体积较大,核质稀疏,内质网为光滑型,核糖体分散在细胞质中,脂质体较多,活动期形成层带细胞层数较多,细胞壁比较薄,纺锤状原始细胞中具1—2个大液泡,而射线原始细胞具许多分散的液泡,这在双子叶植物中还未报道过,细胞质沿细胞壁分布,核膜明晰,核质浓密,内质网为粗糙型,上面附有大量的核糖体,脂质体较少,在休眠和活动期都有淀粉积累,线粒体、微管和内质网大量分布在初生纹孔场附近,而且有大量的小泡沿细胞壁分布,这有可能与细胞壁的形成有关。     

小麦茎秆结构和细胞壁化学成分对抗压强度的影响

应用光学显微镜、紫外分光光度计和傅立叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)等技术, 对小偃54, 8602和小偃81三个不同小麦品种茎秆的形态、解剖特征和细胞壁化学组分与茎秆抗压强度相关关系进行研究. 在3个小麦品种茎秆结构的比较观察中, 茎秆外径、横切面上不同组织比例以及两种不同类型维管束的数目等参数均有很大差异. 化学组分分析显示, 小偃81的纤维素含量最高, 而木质素含量介于另外两个品种之间. 对茎秆抗压强度的分析表明, 小偃81的抗压强度最高. 最后通过对上述特征的相关分析揭示, 茎秆外径和壁厚之比、厚壁组织比例、单位面积上大维管束平均数目和纤维素含量是影响小麦品种茎杆机械强度的4个主要因素. 因此, 在选育小麦抗倒伏品种时, 应特别重视茎秆的上述4个主要特征.     

应用连续切片-计算机叠加法对木质部纵向输水网络—级结构进行重建

木质部结构的三维分析难度较大,主要原因是木质部贯穿整个植物体,体积大,硬度高,制样切片都很困难.过去的常用方法是通过离析来测定导管分子的长度和直径,或者是通过制取3个切面来观察某一导管分子与邻近细胞的相互关系.由于上述方法所展示的仅仅是某一局部区域中木质部各种组成分子的平面关系或者是某一组成分子的变化模式,所以无法应用它来深入地探讨导管与导管,导管与其他邻近分子之间所组成的“运输聚合体”的立体构型以及它们在三维空间上的联系,更无法准确地解释水分在不同导管分子、不同导管和不同细胞类型之间的转换关系.近年来,我们采用了多种方法,应用连续切片一计算机叠加法、硅酸-聚合物聚合法和树脂复型等技术对木质部纵向输水网络进行重建.这里仅报道应用连续     

基于神经网络的柠檬酸蒸发过程的优化控制

针对柠檬酸双效蒸发器存在关联耦合严重、环境干扰不确定、非线性、时滞等现象，采用软测量技术建立其完成液浓度的神经元网络模型，在此基础上运用混沌优化法进行了稳态优化控制研究。结果表明，该方法易于程序实现、求解精度高，已取得较好的节能效果，并提出了在线优化控制的建议。     

一种PID型神经网络控制器

针对非线性的时滞系统 ,采用一种将PID控制规律融进神经元网络的控制器 ,并应用基于最小二乘递推算法的最小方差预测值来克服时滞误差 .运用Lyapunov稳定性定理 ,确定了系统稳定时控制器权系数的范围     

气孔密度与近一个世纪大气CO2浓度变化的相关性研究

研究了５种中国特有木本植物杜仲,辽东乐,短柄怨栎,青钱柳和异叶榕,气孔密度与近一个世纪大气ＣＯ２浓度升高之间的相关关系。结果表明,随着大气ＣＯ２浓度升高,前３种植物的气孔密度明显降低,青钱柳的气孔密度降低不明显,而导叶榕的气孔密度变化与ＣＯ２浓度变化无相关性。     

木栓质的结构组分、生物合成及其功能的研究进展

木栓质是一种主要由含氧脂肪酸和芳香族化合物组成的疏水性生物聚合物.木栓质聚合物的合成起始于多种C16～C24链长度的脂肪酸,通过脂肪酸伸长和氧化还原过程,形成木栓质单体,经过内质网和质膜的运输,在细胞壁内侧沉积形成木栓层.木栓质主要沉积在根部的内皮层和周皮内,通过形成重要的机械屏障,控制根部水分和营养物质的运输,防止病原体的入侵和有毒气体的扩散等.木栓质的沉积可以帮助植物抵御各种胁迫,提高根系的保水能力,对植物适应复杂多样的外界环境从而保证其正常的生长发育等具有重要作用.本文系统综述了木栓质的沉积定位、化学成分分析与检测、生物合成及其调控的相关动态,重点总结了木栓质的生物功能,可为木栓质的深层次研究和开发应用提供重要的理论基础.     

维管形成层活动周期调控研究进展

维管形成层是植物的次生分生组织,其通过细胞分裂、分化产生次生木质部和次生韧皮部,形成次生维管组织系统.温带树木维管形成层的分裂活动随季节变化而表现出明显的周期性.本文综合国内外有关维管形成层领域取得的研究成果,从维管形成层活动的基本规律及环境因素对其的影响、维管形成层活动周期的激素调控和转录调控等方面,对维管形成层活动周期调控的研究进行综述,并对目前研究的现状、存在的问题及未来研究的重点方向进行了讨论和展望.     

植物膜蛋白的囊泡转运及调控机制的研究进展

膜蛋白的囊泡转运对维持植物的生长发育、细胞内外的物质交换、细胞识别、免疫应答、信号转导等生物学过程具有重要的生理学意义.近年来,随着超分辨显微技术和蛋白标记方法的更新和进步,对膜蛋白转运相关机制的研究也取得了很大进展.尽管当前对囊泡转运机制的研究手段或技术方法有很多,但关于膜蛋白囊泡转运途径及其研究技术方法缺少系统的总结.本综述首先介绍了膜蛋白囊泡转运所涉及的相关细胞器,全面总结了植物膜蛋白的不同囊泡转运途径,并在此基础上,系统概括了研究植物囊泡转运所使用的化学方法和突变体;最后,展望了植物膜蛋白囊泡转运途径中的研究前景,以期为了解和阐明植物体如何感知及适应环境的调控机制提供一定的思路和见解.