大车前（Plantago major L. "Giant Turkish."）体外优化再生体系的建立及Na+/H+逆向转运蛋白基因SeNHX1 和TtNHX1 的功能鉴定

大车前（Plantago major L. "Giant Turkish."）不仅有很高的药用价值，在生态学研究方面也是重要模式植物。大车前的组织培养工作，目前报道很少。对其组织培养体系的建立，为筛选大车前耐盐突变体和基因转化建立高效的体外再生系统和实验平台体系。通过愈伤组织诱导和直接不定芽再生途径， 建立了大车前（Plantago major L. "Giant Turkish."）的快速高效再生系统。叶片外植体在含有1.0 mg/L NAA的MS培养基中培养3周后，形成愈伤组织，愈伤组织在含4.0 mg/L 6-BA的MS培养基中成功再生，得到完整植株。种子外植体在含0.2 mg/L IAA和1.0 mg/L TDZ的MS培养基中培养4周后产生大量的丛生芽，对9株再生植株进行RAPD检测表明，部分植株在DNA水平上发生了变异。 植物抵御盐胁迫的一个重要机制是在液泡中积累Na+，从而使细胞质内Na+保持在较低水平，并且降低细胞渗透势。Na+运输到液泡是由液泡Na+/H+逆向转运蛋白完成的。本实验室已从盐生植物盐角草（Salicornia europaea）和番杏（Tetragonia tetragonioides）中分别克隆得到SeNHX1和TtNHX1基因。本文研究了SeNHX1和TtNHX1基因在酵母突变体里的作用。TtNHX1和SeNHX1蛋白在缺陷型酵母菌株里的表达能够提高这些菌株对NaCl、LiCl和潮霉素的抗性，提高到与野生型相当的抗性水平。说明TtNHX1和SeNHX1有着与酵母ScNHX1相似的细胞定位和作用机制，是ScNHX1的功能类似蛋白。

盐角草（Salicornia europaea L.）体外再生体系及floral-dip转化系统的初步研究

盐角草（Salicornia europaea L.）属藜科盐角草属（Salicornia），是迄今已报道过的最为耐盐的真盐生植物之一。跟与其同属的海蓬子（Salicornia bigelovvi Torr.）相比, 它的分布更为广泛。它的种子含油丰富，因此具有发展为油料作物的潜力。此外，它也可以作为蔬菜和饲料。盐角草的组织培养工作为未来的转化研究和胁迫相关基因功能分析提供了有力的工具。本工作中，通过器官发生途径，建立了盐角草的体外再生体系。以完整的成熟种子为起始培养材料，在添TDZ 0.1 mg/L与NAA 1 mg/L的MS培养基上，暗培养三周后在下胚轴处形成愈伤组织，形成愈伤的平均频率为99％。愈伤组织在含TDZ 0.1 mg/L与NAA 1 mg/L的培养基上培养3－4周后分化出芽，分化频率约26.7%。采用2,4-D短时处理法结合添加NaCl，经过6－8周的培养获得了丛生芽，提高了再生频率。分化芽3周后转入含IBA 0.5 mg/L、KN 0.1 mg/L与0.05％活性炭的1/2 MS培养基，3周后生根形成完整植株。同时，本研究也进行了从直接不定芽途径建立盐角草再生体系的试验，但未获成功。 此外，本工作借鉴拟南芥的floral-dip转化法，对建立盐角草floral-dip转化系统进行了尝试。

显花植物器官形成激素调控的分子机理研究

本论文以显花植物水稻和拟南芥为对象，研究植物器官形成激素调控的分子机理。发现拟南芥干细胞决定基因WUS和ABA信号关键调节因子ABI3间存在相互调节关系，它们对质体和根毛发育等具有调控作用；运用细胞学手段对OsAGAP和OsRMC调控根发育的机理进行了研究。这些结果为了解ABA、生长素和JA等激素对分生组织或根等器官的形成的调控机理提供了新资料。 拟南芥WUS基因是一个重要的干细胞决定基因。在茎尖分生组织和花分生组织的动态平衡调节中各存在一个反馈调节环：WUS促进CLV3的表达，而CLV3 反馈抑制WUS表达，它们共同决定干细胞的数目；在WUS+LFY 和AG之间也存在一个类似的反馈环，负责花器官的正常启动和终止。本工作发现在外源ABA 存在下，拟南芥WUS功能获得突变体sef (stem ectopic flowers)子叶黄化过程受到抑制，即sef突变体对ABA 的敏感性降低，而且在sef突变体中ABI3转录水平下调，说明WUS 抑制ABI3的表达。另一方面，在abi3突变体中WUS转录水平下降，启动子分析发现WUS是ABI3所在的B3结构域家族基因的靶基因，酵母单杂交实验表明B3家族蛋白FUS3可以与WUS调控区结合；外源ABA 处理pWUS::GUS植株发现ABA可使WUS异位表达，暗示受ABA信号诱导的B3类转录因子可与WUS调控区结合，从而促进WUS的表达。这些结果支持ABI3/WUS间的反馈调节机理，该调节环可能参与调控拟南芥质体和根毛发育等过程。 双子叶和单子叶植物的发育和器官形成高度依赖生长素极性运输（PAT）， 生长素输入和输出载体的准确定位对于极性运输的正常进行是必要的。在双子叶模式植物拟南芥中，生长素输出载体PIN1的转运和定位受小G蛋白ARF鸟苷酸转换因子GNOM介导。本实验室克隆到一个水稻ARF GAPase激活蛋白OsAGAP， 其超表达引起PAT改变且干扰主根和侧根的发生及发育。前期生理实验显示超表达植株侧根的表型可被膜渗透性生长素NAA恢复，但不能被载体依赖型生长素IAA和2, 4-D恢复。为了解释OsAGAP过表达引起根系发育受到抑制的表型，本工作主要从细胞学角度继续深入分析OsAGAP介导生长素运输的机理。实验发现，OsAGAP超表达植株中AUX1在细胞中分布改变；生长素输出载体PIN1和PIN2的定位不受影响；该基因的超表达使囊泡聚集，形成类似囊泡运输抑制剂BFA处理后的结构；OsAGAP与细胞转运系统中的高尔基体存在部分共定位。以上结果表明OsAGAP调节小G蛋白Arf的活性，参与调控生长素极性运输过程，进而调控根系发育。通过对JA诱导的OsRMC蛋白的膜定位分析及转基因植株根中JA合成水平的测定，为研究此蛋白参与JA信号、调控根系发育提供了直接证据。 此外，论文还对拟南芥STAR2基因的功能进行了一定的初探。

五助百里香植物愈伤组织培养及挥发油成份的生物合成研究

高等植物具有合成各种化合物的特殊功能。早在本世纪二十年代初期，许多有机化学家对这些复杂的天然次生代谢物提出了各种生源假说，阐述这些化合物的结构关系及其可能的生源途径。 目前，对于次生代谢产物生物合成研究主要有二个途径，整体方法和离体方法，其中离体方法包括非细胞系以及植物组织和细胞培养。 经过近一个世纪的努力，植物组织和细胞培养成了今天研究次生代谢产物生物合成的一个重要工具。目前这方面研究主要包括三个方面;﹤一﹥通过植物组织和细胞培养获得有价值的天然次生代谢产物;﹤二﹥研究次生代谢产物的生物合成途径;﹤三﹥生物合成新的有特殊价值的天然产物。 近二十年来，这一领域发展迅速，尤其是在寻找用植物细胞，像微生物那样，工业生产有价值的天然产物方面，为许多科学家所瞩目。 为了从植物组织和细胞培养中获得原植物特有的次生代谢产物，目前，主要包括四个方面的研究。﹤一﹥营养调节;﹤二﹥激素调节;﹤三﹥一级代谢对二级代谢的调节;﹤四﹥一些物理因子的调节。这些工作均在不同程度上取得一定的进展。 目前，在本领域中存在的主要问题是：﹤1﹥在植物组织培养中，许多植物特有的次生产物只能在在具有一定程度分化的细胞中才能产生;﹤2﹥在植物组织或细胞培养中，合成的次生产物含量较低;﹤3﹥许多植物组织或细胞培养不能合成原植物特有的次生代谢产物。 在我国，应用植物组织或细胞培养研究次生代谢产物合成的工作开展不多，尤其是有关精油的生物合成研究，目前才刚刚开始。 本实验应用两种化学型（芳樟醇型和香芹酚型）五肋百里香（Thymus guinguecostatus celak)植物的叶、茎、子房、花粉等诱导愈伤组织，以期探讨萜类及有关成份在愈伤组织中合成的规律;比较不同愈伤组织合成萜类及有关成份的差异;探讨不同化学型的遗传信息在愈伤组织中合成的作用。 在本实验中，我们的结果如下： 1.愈伤组织诱导 不同培养基对愈伤组织诱导不同，其中以添加6ppm 2,4-D和0.5ppm激动素的staba培养基的诱导率最高，接种17天后，诱导率达70%。老茎和老叶均不易产生愈伤组织。光照下培养也不易产生愈伤组织，诱导愈伤组织是在暗处进行的。 2.愈伤组织培养 愈伤组织在含有0.2ppm NAA和1ppm激动素的 staba 和 Ms 培养基中生长较好，五周后可长成约1克重。在光照下培养，茎的愈伤组织是绿色的，叶的愈伤组织为白色，无叶绿素，子房和花药愈伤组织含有少量叶绿素。光照下培养比暗处生长较快。在这两种培养基中添加200毫克/升亮氨酸时，茎的愈伤组织出现分化的不定芽，叶的愈伤组织不发生分化，但生长加快。 3.原植物精油成份 移栽于本所北京植物园的五肋百里香精油成份，经气-质联用鉴定,与原产地的精油成份相似。从山东烟台地区移栽的芳樟醇型，经气-质联用鉴定有13个化合物，除前已坚定的五个原产地精油成份，如芳樟醇，龙脑，莰烯，蒎烯和β-红波药烯外，本实验鉴定的成份。 从山东泰安地区移栽的为香芹酚型经气-质联用鉴定的精油成份有12个，除前已鉴定的香芹酚，百里香酚等9个成份外，本实验鉴定的成份有桧烯，α-侧柏烯和新异侧柏醇等。 4.愈伤组织中萜类和有关成份及其生源 芳樟醇型叶愈伤组织，经提取分离，气-质联合检出4个化合物：异戌酰胺，苯甲酸乙酯，橙花叔醇和香兰素。主要成份是异戌酰胺和苯甲酸乙酯。 在香芹酚型愈伤组织中，鉴定了一个化合物，异戌酰胺，它是该愈伤组织的主要成份。 在本实验中，没有检出单萜成份，但检出一个倍半萜，橙花叔醇。因此，我们认为单萜和倍半萜的生物合成部位可能是相互分离的。倍半萜可能是在细胞质中合成的。 在本实验中，我们认为主要成份异戌酰胺可能是由亮氨酸转化的;香兰素和苯甲酸乙酯可能是从肉桂酸途径衍生的。

大百合属间杂交亲和性、离体培养及耐热生理研究

本实验以大百合和百合东方杂种系“索蚌”为材料，对大百合、百合杂交的亲和性、大百合离体培养及其耐热性进行了研究，以期为大百合与百合杂交育种及相应的耐热百合材料的筛选、种质保存、新品种快繁及栽培应用提供理论依据。 　　以大百合为母本，百合为父本，对属间杂交授粉后花粉管的行为进行观察，结果表明：大百合与百合属间杂交授粉后，百合的花粉在大百合的花柱内的伸长过程中，出现少部分花粉管末端分叉、膨胀或变细，胼胝质大量不规则沉淀，及部分花粉管在伸长过程中受阻等不亲和现象，但大部分花粉仍能够正常萌发，穿过花柱道，进入子房，到达胚珠，且能够观测到早期的胚。虽然杂交亲和性与花粉管的行为有关，但杂交的成功与否还受到受精后诸多因素的影响，还需要从胚胎学和遗传学方面进一步探讨。 　　以大百合的鳞片、叶柄和子房为外植体，进行离体培养，结果表明：大百合的鳞片和叶柄外植体均可成功地诱导小鳞茎，叶柄相对更容易。鳞茎诱导小鳞茎的最佳培养基为MS＋NAA0.5－1.0mg/ml +BA2.5mg/ml +KT2.5mg/ml +蔗糖3%＋琼脂0.7%，28周后，每个外植体平均可以分化4-11个小鳞茎;叶柄诱导小鳞茎的最佳培养基为MS＋NAA1.0－2.0mg/ +BA2.5-3.0mg/ml +KT2.5-3.0mg/ml +蔗糖3%＋琼脂0.7%，26周后，每个外植体平均可以分化3-9个小鳞茎。同时也发现，用鳞茎作为外植体，污染率较高。在大百合的子房离体培养实验中发现：BA和KT 是影响大百合子房分化途径的关键因素，其浓度分别为0.1-1.0mg/L、2.0-4.0 mg/L和高于4.0mg/L时，外植体分别分化为愈伤组织、芽和叶。外植体分化的基本培养基以N6、B5为佳。愈伤组织诱导小鳞茎的最佳培养基为MS+0.1-0.5mg/L NAA +2.5mg/L BA+2.5mg/L KT +10%蔗糖+0.7%琼脂。在1/2MS +3%的蔗糖+0.7%琼脂+1%活性炭的生根培养基上，生根率为100%。炼苗一周后移栽，长势良好。 　　对长至5－6片真叶的大百合植株在不同高温（30℃、35℃和40℃）下，分别进行4h、10h及24h(热胁迫10h，然后在22℃对照温度下缓苗14h)的热胁迫处理，测定了不同处理下，植株的净光合速率（Pn），实际光化学效率（φPS2），最大光化学效率（Fv/Fm）和叶片的相对电导率，游离脯氨酸含量，可溶性蛋白含量，以及叶片中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明：大百合对30℃的高温胁迫有较好的适应能力，表现为可溶性蛋白、游离脯氨酸等渗透调节物质的积累，抗氧化酶活性的提高，以及缓苗后细胞膜的自我修复和光合能力的恢复;随着胁迫温度的升高（35℃、40℃）和胁迫时间的延长（4h、10h），大百合一方面对高温胁迫做出了积极的响应，另一方面，光系统的光合能力，细胞膜的稳定性，抗氧化酶的活性，也受到了一定程度的伤害，在缓苗后,细胞膜的稳定性、细胞的渗透势、抗氧化酶的活性等都在一定程度上得到恢复。 　　

苦苣苔科植物的组织培养和离体保存

苦苣苔科(Gesneriaceae)植物种类繁多, 全世界约150属3700余种,我国有58属470余种，大部分具有极高的观赏价值，许多是传统的民间草药。虽然我国苦苣苔科植物资源丰富，然而很多种类分布区域狭窄，种群数量稀少，加之生境受到破坏，许多已经面临灭绝的危险。本研究拟通过组织培养、玻璃化超低温保存以及快速繁殖，达到保护和扩繁珍稀濒危苦苣苔科植物的目的。 以药用唇柱苣苔（Chirita medica D. Fang ex W. T. Wang）和粉绿异裂苣苔（Pseudochirita guangxiensis W.T.Wang var. glauca Y. G. Wei et Y. Liu）为材料，取幼嫩叶片为外植体，通过组织培养实验得到最佳诱导不定芽培养基：MS培养基附加30 g l-1蔗糖，7.5 g l-1琼脂，药用唇柱苣苔附加0.10 mg l-1 BA ，0.10 mg l-1 NAA，粉绿异裂苣苔附加0.05 mg l-1IAA，1.00 mg l-1BA。最高不定芽诱导率分别为：90.3%和85.0%。最佳生根培养基：1/2MS培养基附加30 g l-1蔗糖，5 g l-1活性炭，7 g l-1琼脂，生根率为100%，诱导产生6.11条根，根长为18.8mm（药用唇柱苣苔）；1/2MS培养基附加10-20g l-1蔗糖，1 g l-1活性炭，7 g l-1琼脂，诱导生成6.8-7.4条根，均长17.7-22.0mm（粉绿异裂苣苔）。 在组织培养的基础上进行了苦苣苔科植物的玻璃化超低温冷冻保存研究。以烟叶唇柱苣苔（C. heterotricha Merr.）和濒危植物药用唇柱苣苔叶片外植体为材料，经过自然干燥、装载液处理、玻璃化溶液处理、液氮冷冻保存，成功实现了玻璃化超低温冷冻保存，经过液氮冷冻保存后的材料可以继续分化、生长。适当时间的玻璃化试剂处理对于材料无致死作用，不经液氮冷冻，可以达到100%存活。-20 oC 、-40 oC、液氮保存后，存活率随温度下降而下降，表明冷冻致死的原因在于冰晶形成；提高冷冻后成活率的关键是控制干燥脱水，经过适当的自然干燥，材料存活率分别达到50.0%和27.8%。 以叶片为外植体材料，通过组织培养和快速繁殖可以大规模扩繁苦苣苔科植物。主要步骤为：外植体叶片消毒→不定芽诱导培养→生根诱导培养→继代保存或炼苗移栽，经过3-4个月时间可获得大量栽培植株。已成功保存并培养了40余种苦苣苔科植物，包括濒危苦苣苔及高观赏价值苦苣苔。

Pressure dependence of Mn2+ luminescence in differently sized ZnS : Mn nanoparticles

The pressure behavior of Mn2+ emission in the 10-, 4.5-, 3.5-, 3-, and 1-nm-sized ZnS:Mn2+ nanoparticles is investigated. The emission shifts to lower energies with increasing pressure, and the shift rate (the absolute value of the pressure coefficient) is larger in the ZnS:Mn2+ nanoparticles than in bulk. The pressure coefficient increases with the decrease in particle size with the 1-nm-sized particles as an exception. Pressure coefficient calculations based on the crystal field theory are in agreement with the experimental results. The pressure dependence of the emission intensity is also size dependent. For nanoparticles 1 and 3 nm in size, the luminescence intensity of Mn2+ decreases dramatically with increasing pressure, while, for bulk and particles with average sizes of 3.5, 4.5, and 10 nm, the luminescence intensity of Mn2+ is virtually unchanged at different pressures. The bandwidth increases faster with increasing pressure for smaller particles. This is perhaps due to the fact that there are more Mn2+ ions at the near-surface sites and because the phonon frequency is greater for smaller particles. These new phenomena provide some insight into the luminescence behavior of Mn2+ in ZnS:Mn2+ nanoparticles.

Preparation of I-2 clusters and their absorption spectra

Samples have been prepared at different temperatures by loading It molecules into the cages of zeolite 5A, and the measurements of the absorption spectra have been carried out for the prepared samples. It is shown that 12 molecular clusters are formed in the cages of zeolite 5A, and it is also found that molecular clusters which are bonded with intermolecular forces have an important feature, namely, the intermolecular distance in molecular clusters can be changed on different preparing conditions and the blue shift of absorption edges can not be as the criterion of forming molecular clusters.

Effect of Ru addition to CO/SiO2/HZSM-5 catalysts on Fischer-Tropsch synthesis of gasoline-range hydrocarbons

Microporous HZSM-5 zeolite and mesoporous SiO2 supported Ru-Co catalysts of various Ru adding amounts were prepared and evaluated for Fischer-Tropsch synthesis (FTS) of gasoline-range hydrocarbons (C-5-C-12). The tailor-made Ru-Co/SiO2/HZSM-5 catalysts possessed both micro- and mesopores, which accelerated hydrocracking/hydroisomerization of long-chain products and provided quick mass transfer channels respectively during FTS. In the same time. Ru increased Cor reduction degree by hydrogen spillover, thus CO conversion of 62.8% and gasoline-range hydrocarbon selectivity of 47%, including more than 14% isoparaffins, were achieved simultaneously when Ru content was optimized at 1 wt% in Ru-Co/SiO2/HZSM-5 catalyst.

Scale study of direct synthesis of dimethyl ether from biomass synthesis gas

We investigated the synthesis of dimethyl ether (DME) from biomass synthesis gas using a kind of hybrid catalyst consisting of methanol and HZSM-5 zeolite in a fixed-bed reactor in a 100 ton/year pilot plant. The biomass synthesis gas was produced by oxygen-rich gasification of corn core in a two-stage fixed bed. The results showed that CO conversions reached 82.00% and 73.55%, the selectivities for DME were 73.95% and 69.73%, and the space-time yields were 124.28 kg m- 3 h- 1 and 203.80 kg m- 3 h- 1 when gas hourly space velocities were 650 h- 1 and 1200 h- 1, respectively. Deoxidation and tar removal from biomass synthesis gas was critical to the stable operation of the DME synthesis system. Using single-pass synthesis, the H2/CO ratio improved from 0.98-1.17 to 2.12-2.22. The yield of DME would be increased greatly if the exhaust was reused after removal of the CO2.

Gasoline-range hydrocarbon synthesis over cobalt-based Fischer-Tropsch catalysts supported onSiO2/HZSM-5

Two types of SiO2 with different mesopore size and HZSM-5 zeolite were used to prepare hybrid supported cobalt-based catalysts. The textual and structural properties of the catalysts were studied using N-2 physisorption, X-ray diffraction (XRD), and H-2 temperature-programmed reduction (TPR) techniques. Fischer-Tropsch synthesis (FTS) performances of the catalysts were carried out in a fixed-bed reactor. The combination effects of the meso- and micropores of the supports as well as the interaction between supports and cobalt particles on FTS activity are discussed. The results indicate that the catalyst supported on the tailor-made SiO2 and HZSM-5 hybrid maintained both meso- and micropore pores during the preparation process without HZSM-5 particles agglomerating. The mesopores provided quick mass transfer channels, while the micropores contributed to high metal dispersion and accelerated hydrocracking/hydroisomerization reaction rate. High CO conversion of 83.9% and selectivity to gasoline-range hydrocarbons (C-5-C-12) of 55%, including more than 10% isoparaffins, were achieved simultaneously on this type of catalyst.

Structure and properties of microporous titanosilicate determined by first-principles calculations

The structure of EST-10, a member of synthetic microporous titanosilicates, was recently determined by an ingenious combination of experimental and simulational techniques. However, the locations of the alkali atoms in the framework remain elusive and its electronic structure is totally unknown. Based on first-principles local density calculations, the possible locations of the alkali atoms are identified and its electronic structure and bonding fully elucidated. ETS-10 is a semiconductor with a direct band gap of 2.33 eV. The Na atoms are likely to locate inside the seven-member ring pore adjacent to the one-dimensional Ti-O-Ti-O- chain.

Photocatalytic degradation of AZO dyes by supported TiO2+UVin aqueous solution

The photocatalytic degradation performance of photocatalysts TiO2 supported on 13-X, Na-Y, 4A zeolites with different loading content was evaluated using the photocatalytic oxidation of dyes direct fast scarlet 4BS and acid red 3B in aqueous medium. The results showed that the best reaction dosage of TiO2-zeolite catalysts is about 2 g/l and the photocatalytic kinetics follows first order for all supported catalysts. The photocatalytic activity order of the three series catalysts is 13X type >Y type >4A type. The physical state of titanium dioxide on the supports is evaluated by X-ray photoelectron spectra (XPS), powder X-ray diffraction (XRD), BET, and FTIR. (C) 2000 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

日本落叶松微体繁殖及植株再生的研究

本文以10、13、29年生的日本落叶松(Laxix kaempferi (Lamb.)Carr.) 朝85；38、朝6号无性系的冬芽为材料，经过腑芽诱导、不定茎伸长、生根诱导和培养等阶段，形成了再生植株。文中主要研究了基本培养基种类、激素组合及其浓度、遗传材料（无性系）、外植体年龄、活性炭对芽诱导、茎伸长以及继代、温度、染菌等对植株再生过程的影响。通过实验，选择出微体繁殖过程中茎诱导、茎伸长、生根诱导等各个阶段的优化培养基，它们分别是：茎诱导SH+0.5mg/l Zea+0.05mg/l IAA WPM+1mg/l zea+1mg/l IAA；茎伸长 改良MS+0.1mg/l IBA+0.5mg/l NAA+1% AC; 根诱导 改良MS+0.2mg/l IBA+0.1mg/l NAA+0.15% AC。培养条件诱导、伸长时光照1000－3000Lux，温度 25±1℃；生根时光照不变，温度 20±1℃。对影响外植体发育和器官发生各种因素的研究结果表明：继代可明显提高诱导率，继代、低温处理相结合促进生根；高浓度（1%）活性炭对茎伸长有明显的促进作用，低浓度（0.15）活性炭则促进根的形成；诱导率也随年龄、无性系的变化而不同；在根诱导阶段，细感染并不影响生根。同时，文中还对无菌幼苗的扦插进行了实验，以为成龄树木棰根提供可借鉴的资料。