全缘叶绿绒蒿的谱系生物地理学研究

青藏高原是我国植物多样性和特有性最高的地区，其中横断山区由于复杂的地质变迁历史和独特的地貌已成为研究物种多样性的一个热点。全缘叶绿绒蒿是分布于青藏高原及其周边地区的高山植物，该物种的谱系生物地理学研究不仅有助于揭示横断山区的物种分化机制及地理分布格局的形成过程，而且有助于探讨青藏高原隆升及新生代晚期气候变化对横断山区物种遗传结构的影响。 本研究对全缘叶绿绒蒿的12 个群体、153 个个体的叶绿体DNA trnS-trnfM片段进行了序列测定，比对校正后该片段的长度为877－962 bp，其中含6 个突变位点和5 个插入缺失（两个7 bp，两个39 bp，一个6 bp）。根据这些变异，可分为12 种叶绿体单倍型（H1-H12）。全缘叶绿绒蒿在物种水平上的核苷酸多态性分别为π = 0.00152 和θ = 0.00122，单倍型多样性为HE 为0.791，群体之间的遗传分化系数FST 为0.46579。中性检测结果显示无论在物种水平还是在群体水平，都没有显著偏离中性模式，说明该物种近期没有经历明显的瓶颈效应或奠基者效应等历史事件。我们从地理上将全缘叶绿绒蒿的群体分为四个地区，即云南、川西、川北和青海地区。AMOVA 分析显示群体间的遗传分化系数FST为0.46579，大多数的核苷酸多态性来自群体内（53.42%），其次来自于地区内的群体间（40.44%），而四个地区之间的分化非常小，仅占6.14%。失配分析显示在整个物种的分布范围内呈现单峰式样（r = 0.0475, P = 0.07924），这种分布虽然是不显著的，但P 值接近显著的临界，说明可能存在不明显的扩散，但在各个地区内的群体都没有扩散的迹象。 比较单倍型的地理分布和单倍型之间的进化关系，发现川西和川北地区存在明显差异，这两个地区都拥有比较古老的单倍型，也具有地区特异的稀有单倍型，因此很可能是全缘叶绿绒蒿在冰期时的避难所。云南地区只具有一个古老单倍型H1，这种分布可能是由川西和川北避难所的南迁造成的，也可能该地区自身就是古老单倍型H1 的发源地。青海地区只有两种古老的单倍型，由于冰期后物种有往高纬度迁移的趋势，因此这个地区的单倍型可能是在冰期后由川西和川北迁移过去的。全缘叶绿绒蒿在横断山区单倍型的片段化分布及多个避难所的存在可能与该地区独特的高山低谷相间地貌以及受多次冰期影响有密切关系。

高山松（Pinus densata）同倍性杂交物种形成的生态遗传学研究

种间杂交在自然界中普遍存在。杂交可以为群体带来多方面的遗传改变，具有重要的进化生物学意义。越来越多的证据表明，同倍性杂交物种形成是一种重要物种形成途径，在动、植物物种进化中扮演着重要的角色。同倍性杂交物种形成意味着一个稳定的、可育的、与亲本种间形成生殖隔离的杂种群体建立起来，但不改变染色体的数目。这种生殖隔离被认为是通过快速的染色体重组、生态分化、或空间分离形成的。对于现存杂交种的对比分析和对同倍性杂交物种形成的理论模拟都表明，适应性分化和生态转变在同倍性杂交物种形成中起着至关重要的作用。来自于生态成种的研究也表明生态选择自身就可以导致生殖隔离的形成和新物种的形成。尽管如此，我们对同倍性杂交物种形成过程的研究仍然较多地关注于染色体重组及相应的遗传效应；对于自然选择，特别是生态选择在同倍性杂交成种过程中的作用模式缺乏全面地了解。 本研究以同倍性杂交种－高山松为研究对象，利用地理信息学技术、基于天然群体取样的性状对比分析和人工杂交手段，全面地定量描述了高山松及其亲本种间的生态分化、生态转变下的天然群体生殖适应性、以及生态选择下的形态变异和种间杂交可配性。以此探讨了高山松的杂交成种过程，生态转变和自然选择的重要性以及它们与杂交种适应性、形态变异和生殖隔离之间的关系。利用地理信息学手段，对高山松及其亲本种间的生态分化对比分析表明：高山松与其亲本种间形成了明显的生态转变；在自然选择的作用下，高山松已经具备了对于青藏高原东南缘横断山区高山地带独特的生态适应性；相对于亲本种，它的适应性特征体现为混合型，在某些性状上它高出亲本种的适应性，在另一些性状上，它体现出居中、较低或者类似于亲本种适应性；高山松适生区由于地形地貌的复杂性，往往不连续，呈间断状。基于四个反映结实效率的性状、小孢子母细胞减数分裂异常现象及花粉萌发率在种间的对比分析表明，这些反映生殖状态的指标，在三个种及群体间并没有显著差异；相对于亲本种的天然群体，居于青藏高原的高山松群体，表现出了正常的授粉效率和生殖适应性。高山松天然群体正常的生殖效率表明，它经历了生态转变过程中的选择作用，已经具备了在新生境下，繁殖发展下去的生殖适应性。 在大规模群体取样的基础上，通过对反映植物个体发育和营养状态的球果和针叶形态性状的对比分析，我们发现，高山松及其亲本种间的形态变异存在以下特征：第一，绝大多数性状，在种间和种内群体间都存在着显著的差异，并且大部分性状的差异主要体现在种间；第二，高山松在大部分形态性状上介于两个亲本种之间，少数性状表现为超亲分离、类似于某个亲本或无种间差别；第三，在多数性状上，和亲本种相比，高山松群体都拥有较大的变异幅度。第四，在临近亲本种的群体中，高山松的形态特征更类似于所临近的亲本种。上述形态变异特征及其与气象、土壤、经纬度、海拔等因子间普遍的相关性，意味着生态选择在高山松成种过程中起了重要作用。总的来说，形态性状变异的总体模式揭示出：高山松在选择作用下的遗传和表型的精炼过程中已经形成了自身适应于高原环境的、稳定而有效的形态发育模式和资源利用方式，甚至是恰当的防御机制。 本研究通过云南松×油松的单交实验和油松×高山松部分双列杂交实验，检验了高山松及其亲本种间的杂交可配性。结果表明，就平均水平而言，高山松及其亲本种间的种间杂交结实可配性低于种内杂交，但个别种间杂交组合的结实可配性可能高于种间杂交；高山松及其亲本种间正在或已经形成了部分的合子后生殖障碍；现存的高山松群体及其亲本种间的生态地理隔离可能是很有效的生殖隔离形式，一方面做为合子前生殖隔离，它能避免种间相互传粉、阻碍种间杂交的发生，另一方面做为合子后生殖隔离，它能清除掉可能存在的劣势回交产物。 综合已有的证据，我们提出了高山松同倍性杂交物种形成模型：高山松的同倍性杂交成种是与青藏高原隆升过程以及隆升过程中所产生的全新生态空间紧密相关的；青藏高原隆升导致了生态环境的剧变，创造了全新的生态位，在选择的作用下，拥有综合了双亲遗传基础的杂种基因型开始占领这个全新的生态位；在分化的生态选择的持续作用下，杂种基因型在新的生境下稳定下来，形成了独立于亲本种的资源利用方式、形态特征和繁育系统，具备了完善的生殖和生态适应性；此时，一个与亲本种间以生态隔离存在的同倍性杂交种－高山松形成了；随着分化的生态选择的持续进行,高山松与亲本种间的内在生殖隔离不断加强。

国产十大功劳属植物的分类学修订

本文通过广泛的标本室研究结合野外实地调查，对十大功劳植物进行全面的形态学性状分析研究，据此对国产十大功劳植物进行分类学修订；还开展了叶表皮形态、孢粉学和分子系统学等方面的研究，并就这些性状在十大功劳属植物中的分类价值以及属下系统发育的关系及意义进行了讨论。结果如下： 1. 形态学特征 在对国内、外18 家标本馆1500 余份标本（包括模式标本）的查阅及40 余个县针对性的野外居群考察基础上，对十大功劳属植物形态性状（包括前人使用过的）的变异式样及其分类学意义进行了分析，并对一些数量性状进行了详细的统计分析。最后确认叶柄长度、小叶形状、小叶宽度、锯齿类型、花梗与苞片的相对长度、苞片和外萼片形状、中萼片与内萼片的相对长度、花序类型、苞片形状、外萼片形状、花瓣顶端是否裂等性状在种内变异稳定，是比较可靠的分类学性状。然后，利用这些可靠的形态学性状对国产十大功劳属下种的范围进行了界定。 2. 叶表皮形态 通过对十大功劳属植物4组12个亚组53 个种及两个其它属近缘植物（Ranzania japonica and Nandina domestrica ）叶表皮特征分别在光镜和电镜下进行观察，光镜下叶表皮细胞形状多为不规则形，少数为近多边形，垂周壁为波状或近平直；电镜下根据叶片下表皮的角质层突起及气孔特征将十大功劳属植物分为10 种类型，气孔都分布于下表皮。叶表皮性状对理解该属的属下系统关系有重要意义。 3. 孢粉学研究 通过对十大功劳属植物4组9个亚组18 个种植物的花粉特征的观察，发现花粉形态在属内变化比较一致，对于讨论属内组间、亚组间和种间的演化关系意义不大。 4. 种子形态 通过对十大功劳属植物4个组9个亚组的24个种及一个相关种Nandina domestica 种子形态特征研究，发现种子形态（特别是种皮纹饰）在十大功劳属内具有重要的系统学意义。根据种皮纹饰（网眼形状、网脊等）可将十大功劳属植物分为9 个类型。 5.分子系统学 在前人的工作基础上增加了15 个种，基于44 种十大功劳植物和6 种小檗属植物ITS 序列分析，显示该属可分成4 大支，基本上支持前人的4个组的划分。但就中国种类而言，尽管有几支能被明显的划分，但总体上组下关系仍不明确。另外，以M.polydonta、M.Longibracteata、M.paucijuga 为主的一支与美洲种类聚在一起，这说明这一支所代表的种类与美洲种类有较近的关系。 6. 分类处理 基于上述研究，我们对国产十大功劳属植物进行了全面的分类学修订。与《中国植物志》相比：发现新分类群2 个，新等级4 个，增加新异名3个，省级新分布1 个，并对4 个种进行了补充及订正描述。并对一些疑难类群进行了充分讨论，最后确认国产十大功劳属植物共包括38 个种，2个亚种。同时基于叶表皮、种子形态、分子序列等证据，对十大功劳属下系统进行了讨论。

地黄属和崖白菜属的分子系统学研究--兼论地黄属和崖白菜属的科级系统位置

地黄属（Rehmannia Libosch.ex Fisch.et Mey）和崖白菜属（Triaenophora Solereder）是广义玄参科（Scrophulariaceae sensu lato ）种类较少的两个属。地黄属包括六个种，崖白菜属包括三个种。地黄属植物的根可以入药，是中国传统的著名中药。但在传统的分类学上，地黄属的种间系统关系及地黄属与崖白菜属的系统关系一直没有进行深入的研究。这两个属在科级的系统位置也一直都不确定。针对以上问题，本文通过大量的标本查阅、野外考察、以及分子系统学研究，得出了一些初步的结果。 1. 形态学 通过大量的野外考察及标本观察，对地黄属和崖白菜属的形态性状及其变异式样进行了详细地比较分析，重新评价了各性状的分类学价值。认为地黄属和崖白菜属植物的叶型，小苞片的形状，花冠的折叠式样在属下种类区分和系统关系的分析方面均具有较高的系统学价值。过去种间处理所依据的性状（如植株高低，花冠的颜色等）并不可靠，这些性状不宜作为属下种间的划分。 2．分子系统学 利用叶绿体DNA 片段trnL-F 和rps16 及核基因ITS 片段，通过数据单独和联合的最大简约法和贝叶斯法的系统发育分析，结合地黄属所有六个种和崖白菜属的两个种的形态特征，探讨它们属间及属下种间的系统关系。分析结果支持地黄属和崖白菜属的姐妹群关系，同时也支持两个属各自的单系起源。在地黄属内，天目地黄位于地黄属的基部位置可能与它独特的花冠裂片形状及地理分布有关。茄叶地黄和地黄亲缘关系最近，细胞学和形态学的证据同样支持二者姐妹群关系。裂叶地黄和高地黄的近缘关系也得到分子和形态学证据的支持。 一系列的分子系统学的研究揭示广义玄参科至少包括五个主要单系的科，由于地黄属和崖白菜属在这些研究中缺乏取样，他们的科级系统位置仍然是不确定的。因此，在上述研究的基础上，我们在广义唇形目中对与地黄属和崖白菜属可能近缘的类群进行广泛取样，通过五个DNA 片段（ITS, trnL-F, rps16, rbcL 和rps2）进行最大简约法和贝叶斯法分析，来探讨地黄属和崖白菜属在科级的系统位置。我们的分析分为两步，一、我们对所有取样的种类进行ITS 数据单独分析和四个叶绿体DNA 合并分析。二、根据第一步的分析结果，选择合适的外类群，内类群聚焦于与地黄属和崖白菜属近缘的列当科，透骨草科，泡桐属来探讨地黄属和崖白菜属及其近缘类群的系统发育关系，以及它们在科级的系统位置。数据分析采用ITS 数据的单独分析，四个叶绿体DNA 数据合并分析及ITS 和叶绿体数据的联合分析。结果显示地黄属和崖白菜属组成的单系分支和列当科构成姐妹群关系，并具有较高的支持率。植物化学和形态学的证据也支持地黄属和崖白菜属与列当科的姐妹群关系。因此，地黄属和崖白菜属可能隶属于列当科，代表列当科第二个非寄生类群的分支与列当科的余下类群构成姐妹群关系，或应该将地黄属和崖白菜属组成的单系分支上升到一个科级的水平，与列当科互为姐妹群关系。

东亚—北美间断分布类群的分子生物地理学研究—以莲科和菖蒲科为例

在洲际间断生物地理学研究中，东亚—北美间断分布类群的分子生物地理学研究一直是关注和研究的热点。在本论文中我们选取了水生和半水生的植物代表类群，莲科（Nelumbonaceae）和菖蒲科（Acoraceae）作为研究对象，通过来自叶绿体、线粒体和核基因组的DNA 序列分析和微卫星分析，一方面探讨莲科的系统位置、揭示其间断地理格局的形成过程、重建菖蒲科的系统发育及其地理格局的形成过程的同时，另一方面，在总结前人研究成果的基础上，总结东亚—北美间断分布的基本特点。主要成果总结如下。 1. 菖蒲科的系统发育和分子生物地理学 菖蒲科仅含一属，菖蒲属（Acorus），共5 种。其中北美菖蒲（A. americanus） 分布于北美，其余4 种（A. calamus, A. gramineus, A. tatarinowii and A. rumphianus） 分布于亚洲的东部和南部。北美菖蒲和菖蒲（A. calamus）叶片中间具有明显的中肋；其余3 种不具有明显的中肋。本论文的19 份材料包含了4 个种，（不含较狭域分布的长苞菖蒲A. rumphianus），利用4 个叶绿体基因片段（trnL-F, psbA-trnH, rps16-trnK, rbcL）和1 个核基因片段（ITS）的序列重建菖蒲属的系统发育。结果表明（1）具有中肋和不具中肋的物种各自聚为一支；（2）具有中肋的菖蒲和北美菖蒲亲缘关系最近，构成东亚—北美间断种对关系；（3）在不具有中肋的一支内部，来自台湾的材料与其它材料差异最大，其余的材料也明显的分为了两类。基于rbcL 序列，使用松散分子钟模型、贝叶斯算法估算菖蒲属起源时间约为135.17 百万年（mya），菖蒲和北美菖蒲的间断分歧时间约为3.72mya。该结果支持菖蒲属为古老的单子叶植物，但东亚—北美间断物种分化时间较年轻。我们推测间断的种对可能通过白令陆桥，从东亚扩散到了北美。 2. 莲科的系统位置和分子生物地理学 莲科仅含一属，莲属（Nelumbo），两个种莲（N. nucifera）和美洲黄莲（N. lutea），间断分布于东亚、澳大利亚北部和北美东部。莲科的系统位置在形态和分子证据不一致。本论文使用了核基因18S rDNA、26S rDNA，叶绿体基因atpB、rbcL，线粒体基因NAD1 的序列重新构建莲科的系统位置并进行了分化时间推算。结果为：（1）叶绿体和核基因构建的严格一致树的拓扑结构不一致，叶绿体数据支持莲科和山龙眼科、悬铃木科具有较近的亲缘关系，核基因数据显示莲科位于真双子叶植物的基部；（2）5 个基因片段的合并分析结果显示，莲科与山龙眼科、悬铃木科聚为一支但支持率不高；（3）基于核基因、叶绿体和5 个基因的分别合并数据，使用松散分子钟模型、贝叶斯算法估算莲科起源时间分别为，113.13 、109.38 和110.35mya ，两个间断物种的分化时间为，3.77、4.34、5.85mya；（4）根据间断的时间和两个物种的遗传差异程度，现存的两个物种应是来自于东亚或北美的冰期残遗，而不是来自于两个大陆祖先种的独立进化后裔。 3. 莲的分子谱系地理学研究 我们采集了37 份莲的材料，10 份美洲黄莲的材料，代表了两者的主要分布区。我们选取了叶绿体基因（trnL-trnF, trnS-trnG, petB-petD 和psbA-trnH），线粒体基因COX1，以及11 个微卫星位点进行莲的分子谱系地理研究。DNA 序列显示莲和美洲黄莲均具有很低的遗传多样性；微卫星数据揭示了稍高于DNA 序列的遗传多样性。两物种相比，美洲黄莲的多样性较高。基于微卫星数据的遗传结构分析表明，莲存在明显的3 个地理分化区域，这三个区域的遗传分化显著（FST=0.542），说明莲远距离群体间基因交流有限。基于DNA 序列和微卫星数据的单倍型地理分布关系，我们推测东南亚地区是莲的避难所或冰期残遗区，冰期后群体分别向西和向北扩张。 4. 东亚—北美间断分布的一般特点 （1）东亚—北美东部间断分歧时间范围较长，从始新世中期甚至更早一直持续到1mya 左右；东亚—北美西部间断类群分化时间跨度相对小，集中在中新世时期；东亚—整个北美间断分化时间与东亚—北美东部间断类群一样经历较长时间；草本类群晚于木本类群形成间断分布式样，洲际间断分化时间与类群的起源时间并无相关性。（2）东亚与北美间断分布类群的起源地因类群而异。（3） 东亚与北美间断分布类群扩散方向呈不确定性。（4）东亚与北美间断类群扩散有三条可能的路径，即大西洋陆桥、白令陆桥和南半球跨洋长距离传播。

同域分布两种兰科植物的传粉生物学及其防止同株异花授粉机制

兰科植物是被子植物中物种最丰富和最进化的类群之一，具有精巧、多样化的花部结构以及独特的吸引传粉者方式。开展兰科植物传粉生物学的研究对理解自然选择机制和异花授粉优势学说具有重要的理论意义。广西雅长兰科植物自然保护区是我国第一个以兰科植物命名的保护区，本文通过对保护区内同域分布的流苏贝母兰（Coelogyne fimbriata）和兔耳兰(Cymbidium lancifolium )传粉过程观察和繁殖成功等方面的研究，探讨兰科植物传粉机制和防止同株异花授粉的机制。同时结合传粉生物学研究的结果，对兰科植物多样性保护提出相关建议。主要研究结果如下： 1．流苏贝母兰的传粉生物学 在保护区2 个居群内对流苏贝母兰花期物候、传粉者种类和行为进行了连续3 年（2005-2007）的观察，对花和传粉者形态学指标进行了测量，对两个居群内所选取实验样地的花粉移走率、花粉接收率和结实率进行了详细的统计，通过动物行为学实验检测了花香对传粉者吸引方面的影响。并通过人工繁育系统实验检测流苏贝母兰的繁殖特征。结果显示，流苏贝母兰为具有特殊气味且无花蜜的兰科植物，由一种黄胡蜂属（Vespula）昆虫的雌性个体专性传粉，此为第二例由胡蜂专性传粉的具有食源性欺骗机制的兰科植物，且在传粉者行为和吸引机制与第一例存在很大差异。行为学实验显示花香对传粉者具有吸引作用。流苏贝母兰的花期与实验地黄胡蜂的繁殖季节和种群扩张期相吻合，在此期间，为了满足自身和幼虫的需求，黄胡蜂对碳水化合物需求大大增加。推测流苏贝母兰利用了黄胡蜂在繁殖和种群扩张期间需要大量摄取碳水化合物类物质，通过模拟碳水化合物来源（如果实或有花蜜、汁液分泌的植物）的气味，吸引传粉者。居群内花粉移走率、花粉接收率和结实率分别为0.069-0.918，0.025-0.695和0.014-0.069。结实率较低的原因可能与流苏贝母兰的自交不亲和特性和传粉者连续访问造成的同克隆授粉有关。其自交不亲和特性能有效地阻止自交，促进异交，同时蕊喙在接收花粉24 h 内与柱头愈合也能够减少花粉浪费，提高雄性适合度。 2．兔耳兰的传粉生物学 在保护区1 个居群内对兔耳兰进行了连续2 年（2005-2006）的观察和实验。观察发现兔耳兰唯一的传粉者为膜翅目蜜蜂科的中华蜜蜂(Apis cerana cerana)。中华蜜蜂在花内的停留时间为8-71 s。根据观察我们推测兔耳兰可能是通过其唇瓣上无规则的紫栗色小斑点(假蜜导)来吸引中华蜜蜂为其传粉, 属于食源性欺骗方式。在传粉过程中兔耳兰的药帽与花粉团和粘盘一起粘在中华蜜蜂胸背部。药帽的存在能够阻止下一朵被拜访的花实现雌性功能。兔耳兰药帽高度加上传粉昆虫胸高大于传粉通道入口的高度, 支持兔耳兰可能通过药帽来减少同株异花授粉现象的推测。蕊喙会在花粉接受72 h 内逐渐下弯并与柱头愈合，将接受的花粉包裹，且有些花的花萼片和侧面的两个花瓣会环抱住唇瓣侧裂片及蕊柱形成的入口，即传粉通道，避免继续接收花粉，增加花粉输出，提高雄性适合度。2005 和2006 年该兔耳兰居群的自然繁殖成功率分别为0.211 和0.213。繁育系统实验证明兔耳兰是高度自交亲和物种，不存在无融合生殖和自动自花授粉的现象, 其结实依赖传粉者。TTC 法检测结果显示兔耳兰种子活力达85.78%因此推断种子活力不是制约兔耳兰种子萌发的主要原因。而传粉者的密度和访问频率可能是影响兔耳兰结实的重要因素, 并最终影响兔耳兰种群的维持和扩张。 3．兰科植物促进繁殖成功的机制 植物通过各种方式吸引传粉者的最终目的是实现繁殖成功，是植物生活史的重要环节。兰科植物具有雌雄同体的合蕊柱的特殊结构，为了避免花粉-柱头间的干扰，其进化出一系列特殊的花部结构和适应机制，如欺骗性吸引机制、花粉块柄弯曲、花粉干缩等等。流苏贝母兰作为大量开花的克隆植物，其自交不亲和特性是促进异交的重要机制，另外蕊喙在花粉接收24 h 内与柱头发生愈合也是减少同株异花授粉机率的重要花部适应特征。兔耳兰为聚丛状生长的兰科植物，总状花序具多朵花，在传粉过程中通过药帽的阻挡和机械隔离，使携带于昆虫背部的花粉不能进入花内与柱头发生接触，避免同株异花授粉的发生。另外兔耳兰也存在花部适应的机制，蕊喙在花粉接收72 h 内逐渐下弯与柱头愈合，同时有些花的花萼片和侧面的两个花瓣环抱传粉通道入口，避免继续接收花粉，提高雄性适合度。 4. 兰科植物传粉系统和多样性保护 传粉生物学的研究为兰科植物的保护生物学提供了坚固的理论基础和重要的科学依据。绝大部分的兰科植物繁殖成功受到传粉者数量的限制。由于其精巧的花部结构，约67%已知传粉系统的兰科植物仅由唯一的传粉者专性传粉。另外，在某些区域内，还存在着较高程度的传粉者共享。传粉者数量的减少已经威胁到兰科植物的繁殖生存。因此，对兰科植物的保护应不仅仅关注于植物的保护，同时还应致力于传粉系统的保护。

俄罗斯远东和中国湖南晚泥盆世石松类的新发现

在现代的陆地植被当中，石松类为草本植物，在植物界中属于高等植物的低等部分。然而在陆地植物起源和发展演化的早期阶段，石松类是陆地植被的重要成分。石炭纪时期石松类处于最繁盛时期，多生长成为高大乔木，形成森林，是陆地植被的优势类群，也是主要的成煤植物。作为演化历史最长的陆地植物之一，石松类在泥盆纪时期就广泛分布于世界各地，泥盆纪成为石松类演化发展的一个非常重要的时期。研究泥盆纪石松类对认识石松类的起源和发展有重要意义。 本论文是作者在博士期间多个工作之中的两个内容，对采自俄罗斯远东地区的晚泥盆世石松类Haskinsia标本以及采自湖南醴陵的晚泥盆世石松类Lilingostrobus longifolius标本进行了研究。 我们在俄罗斯远东地区的标本中发现了具有三角形叶片的简单叶。泥盆纪石松类Haskinsia属的最典型特征就是其叶由叶柄和三角形或戟形的叶片组成。综合标本的其它特征我们将这些标本归入Haskinsia colophylla这个种中。俄罗斯学者曾在与我们相同的采集地点采集了相似的标本并将其命名为Pseudolepidodendron igrischense，经过仔细对比后我们认为俄罗斯学者的标本也应归并入H. colophylla。同时根据Haskinsia属分布于早泥盆世晚期至晚泥盆世早期的特点，我们对采集地点的地层时代进行了修订，认为其地层时代要比俄罗斯学者认为的晚泥盆世至早石炭世要早。 我们在标本中还首次发现了Haskinsia colophylla这个种的孢子囊。在此之前，Haskinsia 属内的H. colophylla和H. sagittata由于具有相类似的叶而被认为可能是同一个种。由于仅在H. sagittata中发现了孢子囊（椭圆形/卵形）而没有发现H. colophylla的生殖结构，无法确切地区分这两个种。我们在标本中发现了着生于孢子叶腹面的圆形孢子囊。这一发现使我们确认了H. colophylla与H. sagittata的区别，这两个种都是有效种。 我们还对采自湖南醴陵望仙桥水库剖面晚泥盆统岳麓山组地层的部分石松类标本进行了研究。该石松类被命名为Lilingostrobus longifolius。它为木本石松类，茎为二岐分枝，叶在茎上螺旋形排列，叶为长披针形，具有中脉。孢子叶球顶生，呈长锥形，顶端钝圆，孢子叶在孢子叶球上呈紧密的螺旋形排列，每轮约6-8枚。孢子叶分化为孢子叶梗和孢子叶片。孢子叶梗与穗轴近垂直，水平向外延伸后向上弯曲成孢子叶片，叶片至少长45mm，超过孢子叶球长度的一半，孢子叶片与营养叶同型。孢子囊长椭圆形，着生于孢子叶梗的上面。Lilingostrobus longifolius为异型孢子叶球，分为大孢子叶球和小孢子叶球。茎轴具有外始式的初生木质部以及呈放射状的次生木质部。管胞次生壁具有梯纹加厚，加厚的横棒之间有纵向的条状物，即“威廉姆森结构”。Lilingostrobus longifolius具有孢子叶分化明显的孢子叶球因而被归入广义的水韭目。根据其管胞类型和孢子叶球特点，我们认为其可能与Sublepidodendron属亲缘关系较近。 通过对Lilingostrobus longifolius的孢子叶球以及解剖特点的分析，我们认为它代表了晚泥盆世石松类中较为先进的一个类群，这种类群在石炭纪时期得到大规模发展。 结合晚泥盆世其他具有生殖结构的石松类，我们认为晚泥盆世时期石松类的生殖结构类型丰富多样，而且远比中泥盆世石松类生殖结构复杂。这个时期石松类的发展为其在石炭纪的进一步演化奠定了基础。同时，在这个时期石松类植物的叶舌与孢子类型关系中，包括四种类型，即不具叶舌产生单型孢子类型，不具叶舌产生异型孢子类型，具叶舌产生单型孢子类型以及具叶舌产生异型孢子类型。这与现代石松类仅具有两种类型即不具叶舌的类群孢子囊产生同型孢子，而具叶舌的类群孢子囊产生异型孢子有很大的差别。

喜树、蓝果树和珙桐的比较胚胎学特征及其亲缘关系

摘要 喜树的花芽形成于五月初，七月开花．雄蕊花药具4孢子襄。药壁一般具5层细胞．表皮一层，宿存。药室内壁一层，具纤维加厚。中层二层。绒毡层一层，分泌型，细胞具二核．绒毡层膜位于外平周壁。在小孢子四分体后期绒毡层细胞分泌球形 的乌氏体，小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为同时型，通过缢缩方式形成四个小孢子。小孢子四分体为四面体型。散粉时孢子囊各自开裂而不两两汇合，花药裂缝螺旋形。花粉2细胞，赤道面具3个孔沟型的萌发孔，外壁具多孔的复盖层。雌雄蕊异熟，虫媒传粉。胚珠倒生，悬垂，具由引孽组织形成的珠孔塞，珠被堕层，珠孔周围的珠被组织细胞申含淀粉粒，珠脊维管束止予合点，具珠被绒毡层，珠被绒毡层分布在从卵器到合点的区段，珠被绒毡层细胞单核。珠孔受精，从传粉到受精的间隔在l天左右。珠心冠大多存在，具承珠盘。珠心为假厚珠心，具单个孢原细胞。胚囊发育为蓼型。线形排列的大孢子四分体中无功能大孢子退化次序是从珠孔端向合点端依次进行。珠孔端第三大孢子至少具一次核分裂能力。成熟胚囊具7细胞，两个助细胞在受精时宿存，反足细胞单核，两个极核在受精前融合，三核并合后核仁不融合成—大核仁。精卵核融合为有丝分裂前型。胚乳发育为细胞型。初生胚乳核分裂前细胞中形成显著的成膜原体。初生胚乳核最初的三次分裂为横裂。胚胎发育为柳叶菜型成熟种子具胚乳，胚直，几与种子等长，子叶披针形，种皮薄，由珠被最外的2 ~ 3层细胞形成。胚与胚乳均含丰富的喹啉类生物碱：喜树碱。 中国蓝果树的花芽形成千早春三月，五月初开花。花下具关节。雄蕊花药具4孢子囊，药壁一般具5～7层细胞。表皮一层，宿存。药室内壁一层，具纤维加厚。中层2—4层．绒毡层一层，分泌型，细胞具2至多核，核可融合成多倍体核，或经核内有丝分裂形成多倍体核，核仁大而显著。小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为同时型。小孢子四分体为四面体型，少数为十字形。散粉时孢子囊两两汇合，花药纵缝开裂。胚珠倒生，悬垂。具由引导组织形成的珠孔塞。珠被单层，珠脊维管束到合点后继续延伸进入珠被，呈“U”字形，具珠被绒毡层，珠被绒毯层细胞单核。珠孔受精。珠心冠大多不存在。承珠盘不存在。珠心为假厚珠心，具单个孢原细胞。胚囊发育为蓼型和葱型。胚囊发育为蓼型和葱型。线形排列的大孢子四分体中无功能大孢子退化次序通常是从合点端向珠孔端依次进行。成熟胚囊具7细胞，两助细胞在受精时宿存，反足细胞单核，两个极核在受精时融合。三核并合后核仁融合成—大核仁。精卵核融合为有丝分裂前型。胚乳发育为细胞型，初生胚乳核最初的四次分裂方向为横，纵，横，横。成熟种子具胚乳，胚直，几与种子等长，子叶椭圆状卵形至卵形，基部浅心形至心形，种皮薄，由5-11层压扁的细胞组成。胚与胚乳均不具喜树碱。 珙桐的花芽形成于夏末，来年春末开花。雄蕊花药具4孢子囊，药壁—般具5 层细胞。表皮一层，宿存。药室内壁一层，具纤维加厚。中层2层。 绒毡层一层．分泌型，细胞具--核0造孢细胞越冬。小孢子母细胞来年春天减数分裂。减数分裂的胞质分裂为同时型。小孢子四分体为四面体型，少数为十字型。散粉时孢子囊两两汇合，花药纵缝开裂。花粉具2细胞。胚珠倒生．悬垂，具由引导组织形成的珠孔塞。珠被单层．珠脊维管束网状分技进入珠被．具珠被绒毡层，珠被绒毡层细胞单核。珠孔受精。珠心具多孢原．珠心冠大多存在。成熟胚囊具7细胞．两助细胞受精时宿存．反足细胞多核，核融合成多倍体核．两极棱在受精时融合。精卵核融合为有丝分裂前型。胚乳发育为游离核型。 鑑于上述现象，本文作者得到以下几点认识． 1．赞同Takhta jan将珙桐属从蓝果树科中分出，珙桐属特有的胚胎学特征有：1)生殖周期长．2)珠被具网状分枝的维管束．3）反足细胞具多倍体棱，4）胚珠具多细胞孢原。
2．蓝果树属与八角枫科有着较与喜树属更为密切的亲缘，即恩格勒系统的篮果树科并不十分自然。蓝果树属与八角枫科共有的重要特证有;花序腋生，花下具关节，花药基着，散粉时孢予囊两两贯通，纵缝开裂．珠被维管束“U”字形，极核在受精时融合，胚乳胞型和游离核型，核果，胚子叶基部。喜棚在许多方面与蓝果树属不同，其中有些特征在山茱萸目中是唯一的。这些特征表现在．花序顶生，花药顶着．药隔突出，散粉时孢子囊各自开裂而不两两贯通，裂缝螺旋形，大孢子四分体中无功能的三个大孢子退化次序通常是从珠孔端向合点端依次进行，第三大孢子发育成双棱雌配子体．珠孔周围珠被组织细胞中具淀粉粒，极核在受精前融合．三核并合后核仁不融合成—大核仁，胚乳细胞型．初生-乳核最初的三次分裂为横裂翅果，胚子叶基部禊形，胚及胚乳具喹啉类生物碱t喜树碱。鑑于上述特征，作者倾向子将仅含蓝果树属的蓝果树科置于八角枫科附近，而将喜树属从蓝果树科中分出并单独成为山茱萸目中的一科。
3.蓝果树属植物虽为东亚一北美间断分布，但在胚胎学上东亚和北美的种具有连续一致的特征。

野大豆贮藏蛋白的基因的克隆及早期发育的基因表达的研究

豆科植物是动物获取植物蛋白的主要来源之一。豆类种子储藏蛋白作为一种多基因家族的产物专一性地积累于种子的发育过程。植物遗传工程需要深入地了解基因的特异性表达及调控。种子储藏蛋白基因为这类研究提供了一个理想的研究系统。在我国生长着大量的野生豆科资源，许多优良性状被期望应用于将来的植物遗传工程研究．本文选择了一种富含种子储藏蛋白高达50%的野生大豆品种Glycine soja 79-34作为材料进行了以下的研究： 1、大豆7s储藏蛋白基因同源片段的克隆。 以原生质体作为初始材料游离大片段染色体DNA，原生质体经低渗处理而破裂，方法简便，得到的DNA分子量大且重复率高。大片段染色体DNA经EcoRI酶切后，用32P标记的大豆a'-亚基基因作为探针进行分子杂交，得同源片段的杂交带。其中分子量大约为6.3kb的同源片段被克隆到Puc9质粒中，通过x-gal/IPTG培养基及原位杂交初步筛选出5个克隆。进一步的Sourthern分子杂交确认了一个克隆包含7s储藏蛋白a'-亚基基因的同源片段。其详细的序列分析尚需进一步进行。 2、种子储藏蛋白基因在体细胞胚胎发生中的表达。 以授粉20天左右的幼胚作为外植体，在含有2mg/l 2,4,5-T的B5液体培养基中直接诱导愈伤组织，一个月内得到了均一的野生大豆悬浮培养体系。悬浮培养细胞转至含有0.5mg／l萘乙酸，O.1mg／l 2,4-D，0.5mg／l BA，0.5mg/l玉米素的B5液体培养基中，得到了处于不同发育阶段的体细胞胚。分别从体细胞胚及悬浮培养细胞中提取总RNA，以种子储藏蛋白基因为探针，RNA斑点杂交首先证明种子储藏蛋白基因在体细胞胚中转录水平上的表达，而在末分化的悬浮培养细胞中则检测不到．从处于不同发育时期（球形胚，心形胚，鱼雷形胚及带有分化子叶的胚）的体细胞中分别提取盐溶蛋白，用大豆储藏蛋白的兔抗血清做Western blotting分析，发现最早在球形胚中即能检测到种子储藏蛋白的积累，大大早于合子胚发育过程中种子储藏蛋白积累的时期．随着体细胞的发育，储藏蛋白的积累略有增加，但总体水平上不如合子胚发育中的明显。本研究从几个方面探讨了种子储藏蛋白基因在体细胞胚及合子胚发育过程中表达的相似性及差异，并对其产生差异的原因作出了推测。 3、果蝇同源转化基因在植物基因组中的检测及表达的探讨。 果蝇同源转化基因(Homeotic gene)被认为是早期胚胎发育过程中形态发生的开关基因。在动物界中已有80多个同源序列从不同进化水平的动物中分离出来，是一个非常保守而与发育密切相关的基因。本研究以果蝇同源转化基因为探针，分别在野生大豆及土豆的基因组中都检测到了该基因同源序列的存在。用野生大豆染色体DNA的多种内切酶片段做分子杂交分析发现至少有一个拷贝的基因同源性非常高。进一步关于该基因表达的研究发现，在未成熟胚及浸泡过夜的种子中都能检测到该基因的表达，但在休眠种子，萌发5天以上的种子及成熟叶片中未能检测到。该基因的表达只局限于早期发育，因而推测其功能有与动物界中的一般性。

甘蓝型油菜（Brassica napus L.）花粉和柱头的发育及其与自交不亲和性的关系

作者用扫描电镜、透射电镜和组织化学方法研究了甘蓝型油菜(Brassica napus L．)花粉和柱头的发育及相互作用,得到了如下结果： 一．甘蓝型油菜具有典型的同型孢子体自交不亲和性(Homomorphic and sporophytic self-incompatibility)。自花授粉后，部分花粉粘住在乳突细胞表面，随后萌发出花粉管，花粉管生长受阻于乳突细胞，花粉管表现出各种异常形态，缠绕卷曲(Coiled pattern),顶端膨大成基足状(pad-Like swelling),花粉管二叉分枝（dichotomous branching Pollen tubes），花粉管相互连接(connections of pollen tubes），有的花粉粒还形成两个花粉管。 二．不同时期的乳突细胞的扫描电镜观察表明： 开花前6—7天 乳突细胞壁内陷，柱头中央有一沟槽; 开花前4—5天 乳突细胞被有孔的块状物覆盖; 开花前2—3天 覆盖物消失，壁表面只剩下波状纹或小凹; 开花前l - 2天 乳突细胞充分吸水膨胀，呈指状，排列疏松，细胞壁上有一些小颗粒。此时的乳突细胞已发育成熟。 三.不亲和授粉时，花粉和乳突细胞均有强烈的胼胝质荧光。 四.乳突细胞的组织化学特点：缺乏淀粉积累，细胞壁和细胞质中有过氧化物酶活性。 五.乳突细胞的超微结构特点：细胞壁分为三层，蜡质层、角质层和纤维素层。粗面内质网成群分布在细胞壁附近，并以及泡形式向细胞壁分泌物质。缺乏质体，细胞核位于乳突细胞基部，细胞中央为大液泡占据。 六.花粉的超微结构发育特点：单核花粉已发育出内壁和外壁，外壁内层不明显。细胞核位于中央。细胞质浓厚，缺乏层膜结构而积累大量淀粉粒的质体存在于细胞质中。其他细胞器不发达。两细胞花粉时期，花粉壁接受乌氏体转运的孢粉素和含油体转运的脂类物质。生殖细胞没有壁，悬浮在营养细胞的细胞质中。细胞核大，细胞质稀薄，只有一些嵴不明显的线粒体。营养细胞的核显著，细胞质浓厚，线粒体发达，质体内部的淀粉消失，转变成嗜饿小体。内质网短而粗，遍布于细胞质中，高尔基体缺乏。 七.绒毡层积极参与了花粉外壁的建成。首先，它通过分泌作用把物质（可能是蛋白质）转移到单核花粉的腔隙中或在它后期滚解后，由分布在二细胞花粉间的粗面内质网合成蛋白质，转移到花粉壁内。其次，绒毡层细胞的质体层膜形成许多造油小体，至二胞花粉时，造油小体进入壁的柱状层，参与花粉鞘形成。第三，绒毡层细胞形成许多乌氏体，花粉发育后期，乌氏体与花粉外壁接触，将孢粉素转移到花粉外壁上。

红豆杉科、三尖科和罗汉松科的大孢子枝发育及其系统位置的讨论

本文简要回顾了关于松杉类分类以及红豆杉科系统位置问题的主要争论。 实验观察了红豆杉科、三尖杉科和罗汉松科的大孢子枝发育和结构。观察结果表明：红豆衫科大孢子枝为二级分枝。初级技上不育和能育苞片同形。次级枝或生在能育苞片胚部或生于枝条顶端。能育苞片1至多枚，次级技上具2-3对不育鳞片（花被片），鳞片。形态与芽鳞和苞片相似。次级枝的顶端分生组织在分化鳞片后，整个转变为胚珠原基，分化珠被和珠心。同时次级技轴部维管束，最后全部进入并终止于胚珠。因此，红豆杉科的胚珠是一个完全的顶生结构，在胚珠的基部外铡，形成假种皮，假种皮是较胚珠发生为晚的，部分来源于珠被的结构。 三尖衫科大孢子枝也为二级分枝，初级技形成较为典型的球果状，球果轴上具有若干对可育苞片，次级枝生于苞腋，为—极端简缩的枝条，仅具一个苗端和两个侧生胚珠，在发育后期次级枝苗端形成胚珠间的脊状突起，与初级枝轴部皮层和苞片一起组成不太发育的珠托，每个胚珠接受—个轴部维管束的分支，珠被在发育后期肉质化。 罗汉松科大孢子初级枝形成或不形成典型球果状。具可育和不育苞片。可育苞片一至多枚，腋部着生一枚胚珠。胚珠外具一个多少肉质化，部分或完全包裹胚珠的肉鳞被，肉质鳞被+胚珠的结构为一减缩次级技。从罗汉松的发育过程看，肉质鳞被原基从苞片腋部发生后，肉质鳞被和胚珠的分化是同时的,不具明显的顶端分生组织。罗汉松科各种中，肉质鳞被+胚珠结构都与松科一样具有两个扭转的维管束进入。胚珠接受两个维管束的分支，维管束在肉质鳞被中有许多分支。 文章讨论了红豆杉科，三尖杉科和罗汉松科的胚珠着生位置问题。红豆杉科的胚珠由于由整个顶端分生组织转变而来，因此是完全的顶生结构。三尖杉科的顶端分生组织开始发育，后来发育停止而形成胚珠间的脊状突起，胚珠由苗端侧面发生，并接受轴部一个维管束的分支，因此为侧生胚珠。罗汉松科的发育过程中观察不到明显的顶端分生组织分化胚珠的过程，但胚珠接受轴部所有维管束的分支，与轴的特征相似，推测其也为顶生结构。 文章还讨论了红豆杉科，三尖杉科和罗汉松科的肉质种子的性质，这三个科种子的肉质部分来源不同：红豆杉科为假种皮--部分来源于珠被的次生的结构;三尖杉科为珠被;罗汉松科为肉质鳞被--一个枝条的叶和部分的轴。 从大孢子枝发育及结构，文章讨论了松杉类的分类。

君子兰形态发生的调控及其原生质体培养和细胞壁再生的研究

以君子兰为材料，研究了其形态发生的调控，并首次获得了君子兰原生质体培养的小细胞团，同时对原生质体细胞壁再生的条件进行了探索，主要结果如下： 1.细胞分裂素（6-BA）对合子胚的正常生长、发育有明显的抑制作用。 2.胚轴愈伤组织的形态和生长受2，4-D和6-BA浓度配比的影响;愈伤组织具有疏松型和致密型二种形态。 3.不同浓度的ZT、KT、6-BA与0.5mg/l NAA配合使用，仅能诱导不定芽的发生，细胞分裂素的浓度改变了诱导频率。 4.愈伤组织大小与形态发生有一定关系，愈伤组织小有利于胚状体的发生;较大的愈伤组织块不易受分化培养基中外源激素的影响。 5．愈伤组织的继代时间不影响不定芽的发生频率;而其培养时间影响了不定芽的分化。 6．不定芽可以起源于表层的分生细胞团，也可由愈伤组织表面突起的内部或较深处的分生细胞团分化而成。内起源的不定芽在分生细胞产生时与维管组织结节有联系。 7.叶片愈伤组织在附加不同浓度NAA、4mg／l 6-BA、2mg／l GAs的培养基中，分化出不定芽，其分化频率随NAA浓度升高而降低。 8.叶片原生质体培养一星期后，其再生细胞进行第一次均等或不均等分裂，一个月后形成10-16个细胞组成的小细胞团同时，原生质体还出现出芽、多核等现象。 9.不同的培养方式和光照条件影响了原生质体细胞壁再生的时间进程、分裂频率和植板率。 10.原生质体细胞再生的电镜观察表明，原生体在培养开始后，超微结构发生很大变化。大液泡消失，内部分布有大量小液泡，细胞核移向中央、核仁清晰，异染色质明显。线粒体、内质网增多，而不能再生细胞壁或完整细胞壁的原生质体，其膜出现小孔，细胞核、液泡、叶绿体等出现解体。 11.NH4+、激素、糖成份对原生质体细胞壁再生频率有较大影响。410mg/l NH4+、1%蔗糖对细胞壁再生比较合适;葡萄糖则有抑制作用。 12.活性炭对细胞壁再生有明显的促进作用。 本文还对原生质体的发育与细胞壁再生的关系进行了探讨，认为细胞壁的再生是否完全是原生质体培养成功与否的首要条件;原生质体细胞壁再生的模式不同于普遍细胞分裂和分化过程中细胞壁的形成、沉积，它与高尔基体无关。

玉米原生质体培养、超低温保存和组织培养的研究

本文叙述了两个玉米基因型（小八趟×水白和白17）原生质体培养的植株再生;用基因型（小八趟×水白）为材料研究影响玉米原生质体培养的各种因素，并此基因型的原生质体经超低温保存后获得植株再生;以及用多种基因型玉米幼胚为材料诱导愈伤组织与植株再生。 影响玉米原生质体游离、分裂与植株再生的因素是多方面的。酶液组合0.2% Onozuka RS + 1% Hemicellulase + 0.1% Pectolyase，利用继代8-16天的愈伤组织，所获原生质体的数量与质量最佳。在原生质体植板率方面，结果表明：N6作为基本培养基是理想的;氮源中，NO3-具有明显的促进作用，而NH4+具有明显的抑制作用;有机氮源是不能缺少的，所使用的四种有机氮源中L-脯氨酸效果最明显。2,4-D浓度以1.0 mg/l最佳。原生质体培养后的渗透压浓度降低的时间以培养四星期后为宜。利用三步诱导，成功地获得胚胎发生的植株再生，并且还指出原生质体起始材料的保存年限大大影响原生质体所再生愈伤组织的分化。 采用上述筛选出的最佳游离、培养以及植株再生的方法，成功地培养了基因型（白17）的原生质体，并获得植株再生。原生质体再生细胞培养4-5天后开始一次分裂;培养15天后，植板率为3-4%。一个月后，原生质体所再生的肉眼可见的愈伤组织，分步转至分化培养基。最后，愈伤组织通过胚胎发生获得植株再生，频率约10%。 玉米原生质体，利用5%DMSO与0.55 M葡萄糖作为混合保护剂，经慢速（1 ℃/分钟）降至－40 ℃，停留二小时后直接投入液氮保存。保存3天后，原生质体在40 ℃的温水浴中快速化冻，成活率高达30-40%。成活原生质体培养后生长正常，植板率高达8-10%。培养5-6星期后，再生愈伤组织转至分化培养基;最后获得植株再生，频率为5-10%。 本文最后叙述了玉米七种基因型的幼胚诱导获得愈伤组织，再生植株频率可达70-80%。 上述各方面的研究结果，对玉米的遗传操作和细胞抗寒性研究、生理代谢的研究等都是十分有价值的。

植物细胞壁富含羟脯氨酸糖蛋白生化特性及基因克隆的研究

植物细胞壁富含羟脯氨酸糖蛋白生化特性及基因克隆的研究分成三部分： 第一部分，首先从胡萝卜愈伤组织的细胞壁中获得0.2M氯气钙可溶性蛋白质组分, 经10% TCA沉淀及羧甲基纤维素层析，分离得到一个伸展蛋白，并以SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，氨基酸组成分析，分子电镜观察对所得的伸展蛋白进行了鉴定，结果表明，在胡萝卜愈伤组织中只存在一种伸展蛋白;SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的考马斯蓝染色和PAS反应均为阳性，表明伸展蛋白除蛋白质组分还含有糖基;氨基酸组成分析表明，羟脯氨酸的克分子含量约占全部氨基酸的40%，丝氨酸的克分子含量约为羟脯氨酸的四分之一，含有大量的碱性和中性氨基酸，而只含有非常少量的酸性氨基酸，并且这些氨基酸克分子百分数也接近于胡萝卜富含羟脯氨酸糖蚤白基因推测出的克分子百分数。这些结果表明已经得到了一个电泳纯的伸展蛋白。伸展蛋白分子电镜观察证明它是一个棒状分子，长度为87纳米。 第二部分，用得到的伸展蛋白免疫家兔和大鼠，得到的抗体的免疫双扩散效价分别为1:2和1:1，用酶联免疫吸附分析测定的兔抗体效价为1:12，800，同时还建立了竞争性酶联免疫吸附分析测定伸展蛋白含量的标准曲线，线性范围为10-0.00001微克。利用得到的抗体对大豆下胚轴伸展蛋白的合成进行了研究。免疫荧光定位表明，大豆下胚轴表皮细胞及表皮下几层薄壁细胞有大量的荧光标记，并且这些荧光标记大部分分布在细胞质内。大豆下胚轴O.lM Tris-HCl pH7.4和0.2M氯化钙的提取物Western Blotting分析证明0.2M氯化钙提取物有与胡萝卜伸展蛋白电流性质相似的组分，并且这个组分在真菌诱导物处理的大豆下胚轴中的积累明显高于受伤处理的下胚轴。受伤和真菌诱导物处理大豆下胚轴中伸展蛋白积累的变化已经用Western Blotting分析和斑点酶联免疫吸附分析来观察，发现真菌诱导物处理的对灰斑病抗性的大豆下胚轴能够较快地积累伸展蛋白（24 - 48小时），而敏感品系的大豆下胚轴则合成伸展蛋白较晚（43-72小时）。在观察大豆下胚轴免疫荧光定位也发现类似的结果。对伸展蛋白基因的转录活性的初步研究认为抗性品系的大豆下胚轴同源mRNA转录可能早于24小时，而敏感品系大豆下胚轴同源mRNA转录可能在24小时后。以上结果认为大豆下胚轴含同源的mRNA和蛋白质组分，因此推测大豆基因组DNA有伸展蛋白基因。 第三部分，根据第二部分得到的结果，用已经得到的编码胡萝卜伸展蛋白的基因（克隆于pUC8质粒载体中）作探针，与大豆基因组DNA的EcoRI部分酶解片段杂交寻找大豆伸展蛋白基因，已经发现四个片段与探针DNA有同源性。它们的分子量分别约为23kb，8kb，5kb和2.8kb，并且23kb片段可能有更高的同源性。将23kb片段插入pUC9质粒载体上进行可隆，并用菌落原位杂交筛选获得5个克隆，对其中两个克隆用ECoRI酶解并进行分子杂交分析，重组质粒被EcoRI切成四个片段。2.8kb片段为pUC9栽体，2kb片段为与pDC5AI质粒伸展蛋白同源性较好的片段。对于23kb片段的重组质粒有待于进一步的分析。

麦冬（Ophiopogon japonicus (L.f)Ker Gawl）花粉的发育、精子结构及绒毡层的变化

麦冬的花粉发育自小孢子母细胞开始，经连续型减数分裂，产生游离的单细胞小孢子;小孢子进一步发育，经两次有丝分裂，最终发育为包含有二个精细胞和一个营养核的成熟花粉。在此发育过程中，内质网、线粒体、高尔基体和脂体含量丰富。 麦冬的精子细胞为伸长的细胞，具有椭圆形的头部和长长的尾部细胞质突起，细胞器较少，是线粒体，但缺乏质体，没有明显的二型性;其精细胞伸长的尾部细胞质突起是在生殖细胞有丝分裂时产生，而不是以后由精子细胞本身发育;两个精子细胞之间除了头部的联结外，还有尾部的联接，但没有任何结构上的联结;一个精子细胞的头部常与营养核十分靠近;另外，在精子与精子之间或精子与营养核之间的贴近点上，常可见到多层膜的结构，根据精细胞之间的联结和精细胞与营养核之间的靠近，推测麦冬的成熟花粉中存在雄性生殖单位。 麦冬的花粉壁发育在四分体后期开始，首先产生纤维状的原外壁，由原外壁上依次发育出原基柱层、原覆盖层和原基足层，当四分体分离时，花粉外壁外层已发育完全;在单细胞小孢子时期，外壁内层发育，为极薄的一层，同时内壁－1开始发育;到了二细胞花粉时期，内壁－1开始发育;到了二细胞花粉时期，内壁－1发育完全，并在萌发孔处发育特殊的蜂窝状结构;紧接内壁－1层，发育出内壁－2层。在其壁发育过程中，花粉中大量沿周围平行于花粉壁排列的内质网可能与花粉壁的形成有关。 麦冬的绒毡层发育属分泌型。在小孢子母细胞时期，绒毡层细胞达到了发育的顶峰，此时，细胞器非常丰富，大量的线粒体、高尔基体和质体，尤为内质网含量最为丰富;原乌氏体出现较早，小孢子母细胞时期绒毡层细胞中就已出现;四分体时期，大量乌氏体被排入内切向面的质膜和纤维素壁之间;到了小孢子早期，绒毡层细胞失去细胞壁，原乌氏体分布在质膜的凹陷处，孢粉素物质开始在其上沉积，发育为乌氏体，乌氏体有单个和复合两种类型;到花粉成熟时，绒毡层细胞彻底解体。