用体外定向进化的方法对EPSPS合酶基因草苷膦抗性机制的研究

为了寻找EPSP合酶中某些与草苷膦抗性相关的位点,利用体外定向进化技术,对可变盐单胞菌HT7的EPSP合酶基因,荧光假单胞菌G2的EPSP合酶基因以及按植物偏爱密码子合成G2的EPSP合酶基因,进行DNA shuffling,通过EPSP合酶缺陷型菌株E.coil ER2799的功能互补筛选,获得了7个草苷膦抗性有较大变化的EPSP合酶突变体.     

有机溶剂胁迫下苦草生理指标的变化

该文研究实验培养的沉水植物苦草分别暴露于1mL有机溶剂乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜和石油醚下的生长状况,并测定了植物叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等生理生化指标.分析结果表明,五种有机溶剂对苦草生长和生理过程均可产生胁迫作用,其中乙醇、二甲基甲酰胺、丙酮影响大,短期内可以造成植物叶片变黄或变黑,叶绿素和可溶性蛋白含量急剧下降,石油醚次之,二甲亚砜影响最小.在有机溶剂胁迫下,苦草自身的防御酶系统可产生相应抗性,从抗氧化酶的活性大小来看,丙酮处理样最高,乙醇处理样最低.研究结果表明,有机溶剂对苦草的作用与有机溶剂的种类以及性质有一紧密联系.     

伊乐藻、苦草和菹草对硝氮与磷复合胁迫的响应

利用微宇宙系统研究了在硝氮+磷急性胁迫下,3 d内伊乐藻、苦草和菹草的现存量、生产力、叶绿素含量的变化特点.结果表明:在硝氮+磷28.2 mg.L-1时,伊乐藻和苦草的现存量可保持正增长,高于该浓度,则负增长;菹草在最大的胁迫浓度下(硝氮+磷=225.6 mg.L-1),其现存量仍可保持正增长,3种植物对硝氮与磷复合胁迫的抗性大小次序是:菹草伊乐藻苦草,硝氮和磷对3种植物的胁迫没有协同效应.     

启动变异细胞凋亡的酶被发现

细胞中的DNA发生变异，细胞就会癌变。在以往的研究中，科学家们发现，细胞中抑制癌变的基因“p53”会判断DNA变异的程度，如果变异较小，这种基因就促使细胞自我修复，若DNA变异较大，“p53”就诱导细胞凋亡。“p53”能在某种酶的作用下被激活，但科学家一直未确定是哪种酶。     

一种基于等位基因原理的NSGA-Ⅱ算法

NSGA-Ⅱ算法是通过模拟达尔文进化原理,采用选择、交叉和变异等操作算子,对个体种群进行繁殖和进化,以实现多目标优化.在NSGA-Ⅱ算法进化过程中,变异或交叉操作应用于个体的所有基因.但在真实的自然变异过程中,生物体根据等位基因频率的原理,不会整个基因发生变异,而只有少数基因会发生变异.同时,在交叉操作中该生物体仍有变异的机会.为了完全模拟自然变异过程,笔者提出了一种基于等位基因原理的NSGA-Ⅱ算法,该算法允许个体在变异过程中保持某些基因不变,在交叉操作中却仍有变异的机会.实验结果表明,与其他多目标进化算法相比,该算法显著提高了搜索性能,且具有收敛性强和不易陷入局部极小的特点.     

青藏高原蒿草属植物繁殖系统生物学特性初探

本文观察和总结了青藏高原蒿草属植物繁育系统的基本特点，并对其特别功能及其进化与适应意义进行了讨论。嵩草属植物具有两个显著的繁殖特点：发达的地下根茎营养繁殖系统和兼性的次级有性恢复系统。各类杂交、突变与染色体各种型式的变化在蒿草属植物中总是同营养繁殖同时存在的；发达的地下根茎营养繁殖系统不仅具有繁殖、传播扩散、占领新生态位的功能，而且还具有使高度适应性的类群或杂种复合类群保持高度纯系性和稳定性，使其优越的遗传基因组合型不至于在有性生殖过程中被破坏或丢失的优势。兼性的次级有性恢复系统使高度适应性和进化性的单纯群在次级遗传生态学过程中转变为有性可育，进一步加强了筛选和甑别适应与进化优秀基因的良性循环。蒿草属植物的繁殖系统蕴藏着极大的居群生态学、遗传生态学和环境适应机制，使蒿草属植物的进化潜力得到了极大的发挥。嵩草属植物具有的这种特殊繁育系统是在对青藏高原环境变化的长期适应中获得的     

日本的竹材着色处理技术

新伐竹材的表面呈现绿色,但是放置一段时间这种绿色就会褪去而变成黄色。随着使用和放置环境条件的不同竹材表面又会变成各种色泽。为了使竹材和竹制品具有特定的色泽,一般采用两种方法。一是将竹材染色;二是用理化方法使其长久保持自然色泽。一、防止新伐竹材褪色新代竹材的表面呈现绿色是由于竹体中的叶绿素,一旦叶绿素破坏,这种绿色就自然消褪。叶绿素破坏的原因是其分子中的镁离子被氧化,如果用铜离子那样的金属离子     

拟南芥茎尖干细胞调控机制的研究进展

植物茎尖干细胞是位于植物顶端一团具有无限增殖能力的细胞,它是植物整个地上部分发育的源泉.干细胞分裂产生的子细胞一部分用来保持自我更替,另一部分形成器官原基,进而使其处于一种动态平衡状态,来维持植物甚至可长达千年的生长周期.现代分子生物学与遗传学表明这种动态平衡的维持受到来自干细胞微环境的各种因素的精确调控.其中起核心作用的是由WUSCHEL(WUS)基因与CLAVATA(CLV)基因之间形成的负反馈调节环,而其他生物学因素如细胞分裂素、可以移动的小RNAs和表观遗传作用等最终都作用于这一负反馈调节环,另外与WUS-CLV信号通路相平行的SHOOTMERISTEMLESS(STM)信号通路在干细胞维持中也发挥着积极的作用.在此主要综述了模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)茎尖干细胞维持分子机制的最新研究进展.     

水稻尿卟啉原脱羧酶编码基因的鉴定和电子克隆

尿卟啉原脱羧酶(UROD)在动植物体内广泛存在,编码该酶的基因在不同植物中都有很大的保守性.依据UROD基因序列的保守性,鉴定和克隆了水稻的UROD基因,并获得了该基因的全序列.该基因共有1041个核苷酸,可编码347个氨基酸.遗传分析表明,该基因位于水稻第3号染色体上,与其他植物进行同源性比较发现,基因的差异主要集中于基因的N末端,这一段序列具有引导尿卟啉原脱羧酶进入叶绿体的传输功能.进一步比较了不同植物间UROD基因的DNA和氨基酸序列变异,以探讨基因的衍变过程.     

TePPO基因克隆及表达分析

万寿菊(Tagetes erecta L.)作为一种兼具观赏和经济价值的优质植物资源,在世界范围内广泛种植。文章依据万寿菊转录组数据,通过RNA提取、反转录克隆了万寿菊原卟啉原氧化酶(Tagetes erecta protoporphyrinogen oxidase,TePPO)基因。PPO作为催化叶绿素合成的关键酶,在植物叶绿素形成中发挥重要作用。TePPO三维结构预测及系统进化树结果表明,其编码蛋白三维结构较为稳定,与向日葵和紫花苜蓿同源基因的一致性最高。进一步利用不同花色、不同发育时期万寿菊花组织样品,对TePPO基因表达水平进行定量分析,结果表明:TePPO在万寿菊的花组织中表达,且在叶绿素量较高的花发育早期丰度更高;在花色中绿色更明显、叶绿素量更高的万寿菊品种中,TePPO基因表达水平也明显升高,提示TePPO基因与万寿菊花中叶绿素的合成及花色形成相关。     

“扫雷草”闻到地雷会变色

总部设在丹麦哥本哈根的一家生物技术公司正在测试一种闻到地雷的气味就会变红的转基因植物。如果测试成功,这种"扫雷草"就能挽救成千上万人的双腿甚至生命。这家公司的研究人员改变了一种名为拟南芥(也称阿拉伯草或鼠耳芥)的普通小草的基因,使这种草的叶子会在接触到未爆炸地雷释放出的二氧化氮气体后变红。     

基于RAPD标记的15种嵩草属(Kobresia Willd.)植物遗传关系

嵩草属(Kobresia Willd.)植物由于其形态结构的多样性及种内变异式样的复杂性,至今仍被认为是分类学上的"困难属".因此,对于该属系统学其他方面的证据,尤其分子方面的研究则显得极为重要和迫切.本文选用21个RAPD随机引物调查了15种嵩草属植物的遗传关系.结果表明:15种嵩草属植物聚为3类,认为嵩草组和异穗嵩草组的建立是比较自然的,而单穗嵩草组的划分并不自然.此外,分子结论并不支持前人发表的K.maquensis为独立新种,建议降为K.setschwanensis的异名.     

喜旱莲子草和接骨草光合色素含量测定方法研究

为了筛选适合喜旱莲子草及其伴生植物接骨草光合色素含量测定的方法,本文比较了研磨法和浸提法以及两种紫外可见分光光度计测定的结果,并比较了两种植物之间光合色素含量的差异．研究表明,研磨法和APL-754N型紫外可见分光光度计更适合叶绿素含量的测定,而浸提法和GBC-916型紫外可见分光光度计更适合类胡萝卜素含量的测定．接骨草叶绿素卜含量显著高于喜旱莲子草,而叶绿素a／b则相反,叶绿素a含量、总叶绿素含量、类胡萝卜素含量以及叶绿素与类胡萝卜素含量的比值在两种植物间差异不显著．     

国外撷英

让植物快速生长的方法英国科学家最近发明了一种新的基因工程技术。它通过加快植物细胞分裂速度来促使植物更快地生长。有朝一日，这种技术会导致农作物产量增加，生长期缩短，并减少除草剂的使用。发表在最近一期《自然》杂志上的这项实验是由英国剑桥大学的一个研究小组进行的。他们先从拟南芥属植物──一种经常被用于基因实验的会开花的野草中，提取了一种会促进细胞分裂的基因，然后把基因移殖到一种烟草作物里。这种基因在烟草作物里特别有效，它能大量制造某种蛋白质，这种蛋白质和烟草里原有的其他化学物质一起使烟草根尖和芽尖的细…     

氨基酸序列分析揭示苯丙氨酸/酪氨酸解氨酶在陆生植物中的演化

苯丙烷途径在陆生植物木质素和黄酮类等次生代谢产物的生物合成中至关重要，其中一步必需的反应为苯丙氨酸解氨酶(PAL)将底物苯丙氨酸脱氨催化为下游产物。最新研究发现了能够同时催化苯丙氨酸和酪氨酸脱氨的双功能酶—苯丙氨酸/酪氨酸解氨酶(PTAL),但是对诸多问题，例如怎样精准鉴定PAL和PTAL、植物PAL演化为PTAL其氨基酸序列发生了什么变异、哪些植物类群包含PTAL等，仍属未知。为了探索PAL基因家族在陆生植物中的演化及关键变异，本研究利用PAL氨基酸全长序列构建了陆生植物不同类群系统发育树，比较和分析了PAL和PTAL氨基酸序列并模拟了其蛋白质三维构象。结果表明，以PAL氨基酸序列构建的系统发育树，能够反映已知陆生植物的系统关系，PAL和PTAL的氨基酸序列中存在着8个差异位点，其中121和123这两个关键位点非常稳定，可以联合用于准确鉴定包含PAL和PTAL的植物，并且I121L和F123H的关键变异，导致只能与苯丙氨酸结合的PAL演化为也能同时结合酪氨酸的PTAL。     

基于叶绿素荧光参数分析铜锤草(O.xalis corymbosa)和紫叶酢浆草(O.triangularis)对光照因子的适应特点

利用调制叶绿素荧光技术测定了野外不同光强条件下入侵植物铜锤草种群的叶绿素荧光参数,获得了它们的快速光响应曲线,以及光合量子产量、相对电子传递速率的日变化,并与阳生环境下同属的外来植物紫叶酢浆草进行了比较,发现铜锤草是一种阳生植物,但也能够较好地适应阴生环境;紫叶酢浆草的最大相对电子传递速率、半饱和光强、快速光响应曲线的初始斜率均与铜锤草的相似,反映出两者对光照条件有相似的需求;鉴于铜锤草已表现出入侵性种群的特点,今后要加强对紫叶酢浆草入侵性的预警.     

基于叶绿素荧光参数分析铜锤草(O.xalis corymbosa)和紫叶

利用调制叶绿素荧光技术测定了野外不同光强条件下入侵植物 铜锤草种群的叶绿素荧光参数,获得了它们的快速光响应曲线,以及 光合量子产量、相对电子传递速率的日变化,并与阳生环境下同属的 外来植物紫叶酢浆草进行了比较,发现铜锤草是一种阳生植物,但也 能够较好地适应阴生环境; 紫叶酢浆草的最大相对电子传递速率、 半饱和光强、快速光响应曲线的初始斜率均与铜锤草的相似,反映出 两者对光照条件有相似的需求; 鉴于铜锤草已表现出入侵性种群的 特点,今后要加强对紫叶酢浆草入侵性的预警.     

水稻叶色突变研究进展

水稻叶色突变体表型变异明显,易于观察、利用和鉴别.叶色相关基因在水稻叶绿体形成与发育、叶绿素代谢等过程中,具有极其重要的作用.目前,在水稻所有的染色体中都发现了控制叶色相关的基因.文章从叶绿素合成、降解、水稻叶色突变表型以及叶色变化的分子机制等方面阐述了水稻叶色突变形成的机制.     

青藏高原2000-2015年草地质量的时空变化研究

基于植被净初级生产力（net primary productivity,NPP）和归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）合成了综合草地等级指数（grassland degree index,GDI）,计算了青藏高原2000-2015年草地质量变化的程度和速率,综合分析了草地退化的影响机制.研究表明：2000-2015年,青藏高原Ⅰ级（优质）草地区和Ⅳ级（劣质）草地区的面积比例基本保持不变;Ⅰ级草地区中约28.11%变为Ⅱ级;Ⅱ级草地区转化为Ⅰ级和Ⅲ级的比例分别为18.19%和21.53%;Ⅲ级草地区约有28.54%转变为Ⅳ级.由此可见,2000-2015年间,青藏高原草地经历了退化-恢复-退化的过程：高原北部大部分地区草地质量变化不明显,且呈现好转的趋势;南部和东部地区普遍出现草地退化现象,其中局部地区退化情况较为严重.     

环青海湖地区草地蝗灾及其防治

在分析环青海湖地区草蝗灾的危害种、发生期的基础上,对诱发草地蝗灾的主要因素、气候、草场进行了研究,并针对这一地区草地蝗灾发生的特点提出相应的防治对策.