玉米农田土壤呼吸作用动态与模拟研究

利用动态密闭气室法(Licor-6400-09)，对锦州玉米生长季(5～9月)农田土壤呼吸作用动态及其影响因子进行连续两年的野外动态观测，分析表明，在植株尺度上，玉米地土壤呼吸作用存在明显的空间异质性，较高的土壤呼吸速率通常出现在靠近玉米植株的地方。玉米地土壤呼吸作用的日变化为不对称的单峰型曲线，最小值和最大值分别出现在6:00～7:00和13:00左右。2005年玉米生长季土壤呼吸速率均值为3.16 µmol CO2 •m-2•s-1，最大值为4.77 µmol CO2 •m-2•s-1，出现在7月28日，最小值为1.31 µmol CO2 •m-2•s-1，出现在5月4日。 植物根系生物量的分布格局是影响土壤呼吸作用空间异质性的关键因素。土壤呼吸作用与根系生物量呈显著的线性关系，而土壤湿度、土壤有机质、全氮和碳氮比对土壤呼吸作用空间异质性的影响并不显著。在土壤呼吸作用日变化中，土壤呼吸速率(SR, µmol CO2 •m-2•s-1)与10 cm土壤温度(T, ℃)均呈显著的指数函数关系 。在季节尺度上，参数α和β是波动的，玉米净第一性生产力(NPP, g •m-2 •d-1)和生物量(B, g •m-2)分别为影响参数α和β季节性波动的主导因素。鉴于此，建立了方程 用以模拟土壤呼吸作用的季节变化。土壤温度、NPP和生物量共同影响着玉米生长季土壤呼吸作用的季节性变化，它们共同解释了土壤呼吸作用季节变化的93%。 小时尺度上，土环中的根系生物量是影响土壤呼吸速率空间变异的关键因子，土壤呼吸速率与根系生物量呈线性关系 ;日时间尺度上，土壤呼吸速率与根系生物量线性方程中的参数α和β是波动，土壤温度是影响α和β波动的主导因素，于是得到方程 。季节时间尺度上，土壤呼吸作用可表达为 ，土壤温度、土壤湿度和玉米NPP共同驱动着玉米生长季土壤呼吸作用的时间变化和空间变异，它们可以解释玉米生长季土壤呼吸作用时空变化的74%。 通过建立土壤呼吸作用与玉米根系生物量的回归方程，对根系呼吸作用占土壤呼吸作用的比例进行了间接估算。玉米生长季根系呼吸作用占土壤呼吸作用的比例在43.1～63.6%之间波动，均值为54.5%。假定玉米果实和秸杆中的碳在收获期间没有从农田中转移走，2005年整个生长季玉米生态系统的碳收支为–1127.0 gC•m-2，碳交换速率在 0.52～-18.05 g C•m-2 •d-1 之间波动。玉米生长初期，玉米生态系统表现为C的弱碳源;玉米播种后35天一直到收获，玉米生态系统表现为碳汇。

光系统I及其亚组分的分离纯化与光破坏特性的研究

光系统I（photosystem I，PSI）是光合膜上参与光合作用原初反应过程的主要膜蛋白超分子复合体之一。高等植物的PSI是由核心复合体（14个亚基）和捕光色素蛋白复合体I（light-harvesting complex I, LHCI，含4个Lhca蛋白）组成的超分子复合体，它的主要功能是调节光诱导的从囊腔侧的质体兰素（plastocyanin，PC）向基质侧的铁氧还蛋白（ferredoxin，Fd）的电子传递。研究PSI的结构与功能对于揭示植物光合作用高效吸能、传能的分子机理具有重要意义。在本文中，我们首先建立了分离制备PSI及其亚组分的方法（Qin et al., 2007），并在此基础上对PSI在强光破坏的过程中结构与功能的变化进行了比较深入的研究。本论文的主要研究结果如下： 1．快速、高效分离纯化PSI及其亚组分方法的建立。 国际上传统的PSI分离方法（Bassi and Simpson, 1987; Croce et al., 1998; Påsllon et al.1995; Schmid et al. 2002），耗时长较长（分离PSI颗粒一般需要多于20h的蔗糖超速离心过程，而分离PSI的亚组分则需要25-60h的蔗糖超速离心过程）、得率较低，这不便于PSI方面的研究，为此我们首先改进了传统的分离纯化方法。新方法以高等植物菠菜叶片作为原材料，使用Triton X-100作为增溶剂，通过差速离心技术获得的粗制品，然后使用十二烷基麦芽糖苷(n-Dodecyl β-D-maltoside, DDM)增溶PSI粗制品，之后采用100,000×g，垂直转头（Beckman VTi 50）0.1-1 mol/L蔗糖梯度离心3h获得纯度较高的PSI颗粒。然后使用DDM和3-(N, N-Dimethylpalmitylammonio) propanesulfonate （zw 3-16）两种增溶剂处理PSI，后经100,000×g，垂直转头（Beckman VTi 50）蔗糖梯度离心4h获得纯度较高的PSI core、LHCI-680、LHCI-730复合体。采用吸收光谱、荧光光谱技术研究了各样品的基本光谱学特性，采用HPLC分析了各样品的色素组成，结果显示平均每个Lhca蛋白结合1.5-1.6黄体素，1.0紫黄质, 0.8-1.1 β-胡萝卜素，该方法制备的LHCI比传统方法制备的LHCI减少了类胡萝卜素的丢失。这一工作为以后结构与功能的研究工作奠定了良好的基础。 2．PSI复合体及其亚组分的特性研究。 PSI颗粒具有一定的适应环境酸碱变化的能力，在我们的试验条件下PSI颗粒在pH 5-10相对稳定。PSI、LHCI很难通过加入Mg2+、Ca2+、Na+阳离子聚集沉淀。经绿胶鉴定我们制备的LHCI-680、LHCI-730是二聚体形式;而把PSI绿胶后再进行第二向十二烷基硫酸钠－聚丙烯酰氨凝胶电泳（SDS-PAGE）电泳，结果发现在稍强烈的绿胶增溶条件下，LHCI-730是以二聚体的形式存在，但是LHCI-680却是以单体的形式出现。这说明LHCI形成的二聚体，尤其是LHCI-680，较容易受到增溶处理而分离成单体形式，解释了以生化分离手段得到的LHCI-680的聚集形式是单体还是二聚体这个目前国际上还有有争议的问题。 3．PSI、LHCI光破坏的基本特点。 采用白光（2500 μmol•m-2•s-1）照射PSI颗粒，通过SDS-PAGE及室温吸收光谱检测光照过程中PSI复合体的变化，结果表明：去氧处理能够大大延缓PSI的光破坏，而PSI脱辅基蛋白不会发生光破坏，这说明PSI发生的光破坏可能与Chl与O2的相互作用有关。采用白光（1000 μmol•m-2•s-1、300 μmol•m-2•s-1）处理LHCI-680、LHCI-730，发现LHCI-680被破坏的速度明显快于LHCI-730被破坏的速度，这是首次在体外分离的水平上揭示了不同LHCI光破坏方面的差异。LHCI-680与LHCI-730在光破坏方面的差异可能与两种天线蛋白结合的类胡萝卜素的种类和数量不同有关，还可能与二者结合的长波长Chl的情况有关，但是具体的原因还有待于进一步的研究。 4．结合不同的捕光色素蛋白复合体（light-harvesting complex，LHC）对PSI光破坏的影响。 为了研究结合不同的捕光天线对PSI光破坏的影响，我们制备了PSI-LHCII、PSI、PSI core三种复合体。使用白光（2500 μmol•m-2•s-1）照射这三种复合体，并通过测定各复合体在光破坏过程中蛋白亚基、吸收光谱、PSI活性及P700含量的变化，对比三者光破坏的速度，结果发现PSI-LHCII在这三种复合体中光破坏速度最快，而PSI和PSI core两种复合体光破坏速度基本一致。我们推测在光照过程中部分光系统II捕光Chl a/b蛋白复合体II（light-harvesting complex II，LHCII）能够向PSI core传递能量，另外PSI-LHCII绿胶分析的结果表明发生了LHCII三聚体向单体的转变，这种强光下发生的LHCII聚合形式的转化可能是高光强下调节光能捕获的一种机制，由于植物体内具有较完整的保护系统，体内PSI-LHCII的光破坏可能与体外情况不同;另外LHCI与PSI core的解离可能发生在强光照射的早期，具有保护PSI core减少光破坏的积极作用。该部分的研究首次观察了结合不同的捕光天线对PSI光破坏的影响。

烟草单半乳糖甘油二酯缺失对茉莉酸生物合成的影响

茉莉酸（JA）是由脂肪酸衍生而来的环戊酮化合物，广泛存在于自然界中，在植物逆境胁迫响应和生长发育调节过程中起重要作用。因此，JA被认为是一种新型植物激素。植物JA生物合成的最初底物是三烯脂肪酸（含有三个双键的十八碳和十六碳脂肪酸，18:3和16:3），这些脂肪酸经过脂氧合酶（LOX）、丙二烯氧化物合酶（AOS）和丙二烯氧化物环化酶（AOC）等一系列酶促反应，最终生成JA。JA生物合成所需要的三烯脂肪酸来自叶绿体膜脂。高等植物叶绿体类囊体膜含有四种极性甘油脂，它们是：单半乳糖甘油二酯(MGDG)、双半乳糖甘油二酯(DGDG)、硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDG)和磷脂酰甘油(PG)。但是人们尚不清楚JA生物合成所需要的三烯脂肪酸主要来自哪一种膜脂。 最近，我们利用RNA干扰技术获得了烟草MGDG部分缺失的突变体。MGDG是质体中最重要的甘油脂，其含量高达50%，其中含有的三烯脂肪酸约占总脂中三烯脂肪酸含量的65%。本研究的目的是以烟草MGDG缺失的突变体（mgd1）为材料，通过研究MGDG缺失对茉莉酸生物合成的影响，阐明半乳糖脂与JA生物合成的关系。 首先我们对野生型烟草（WT）和mgd1的相关生物学特性进行了研究，包括甘油脂和脂肪酸组成。结果表明，mgd1烟草叶片中MGDG含量降低了57％，同时，其三烯脂肪酸相对含量也大幅度降低。其中十六碳三烯酸（16:3）降低了78%，亚麻酸（18:3）含量减少了28%。因此，由于MGDG缺失，类囊体中的三烯脂肪酸降低了27%。这一结果说明了JA生物合成的底物大幅度减少。 为了说明MGDG缺失导致的三烯脂肪酸含量的减少是否影响到JA的含量，我们利用GC-MS方法比较了WT和mgd1烟草中JA的含量。结果表明，mgd1叶片中的JA含量较WT降低了50%，说明了MGDG的缺失影响了JA的生物合成。 伤害可以诱导JA在短时间内大量合成。我们比较了机械损伤后JA在WT和mgd1叶片中积累的动态过程。伤害同时可以使WT和mgd1叶片中的JA含量增加，并且在1小时达到最大值。但是，JA在两种烟草叶片中增加的幅度不同，WT叶片受伤1小时后JA含量是未受伤时的5倍，而mgd1叶片受伤1小时后，其JA含量只增加了1倍。这些结果说明了MGDG缺失可以严重影响伤害诱导的 JA 的积累，MGDG是JA的生物合成底物的重要来源。 我们进一步研究了MGDG缺失对JA生物合成相关酶基因表达的影响。 LOX1和AOC编码JA生物合成途径中的关键酶LOX和AOC。RT-PCR分析表明mgd1叶片中这两个基因受伤害激活的程度比WT弱。进一步说明突变体中JA合成受到影响。 植物受到伤害时内源JA含量增加，并激活防御基因的表达。我们的结果显示，当植物受伤害后，mgd1叶片中与JA信号转导相关的防御基因HPL，PI-I和PI-II的表达量增加幅度明显低于WT。这说明突变体中JA信号转导途径受到了抑制。 JA在植物对昆虫侵害的防御反应中起重要作用，上述结果表明突变体对伤害响应受到削弱。昆虫饲喂实验显示，棉铃虫更趋向食用mgd1植株叶片，取食mgd1植株的棉铃虫的体重增加较多。这些结果与WT和mgd1在JA含量、防御相关基因表达方面的差异相一致。外源施加茉莉酸甲酯（MeJA）能够恢复mgd1的抗虫性和防御基因的表达，说明JA是恢复mgd1抗虫性所必须的。 上述结果表明MGDG缺失使JA生物合成受到影响，尤其是JA在植物受到伤害后的生物合成。对于这一现象的可能的解释是：MGDG是JA生物合成底物的主要来源，由于mgd1中缺少大量的MGDG，当植物受到伤害时，MGDG不能释放出足够三烯脂肪酸来合成JA，导致其含量降低，破坏了JA信号途径，最终使得植株表现出抗性降低等特性。我们的研究证明了MGDG可以作为JA生物合成的底物来源在JA信号途径中起重要作用。

葡萄果皮花色苷构成特点、遗传规律及其在果实成熟过程中的变化

通过利用高效液相色谱-质谱联用技术，研究110 个不同基因型（包括3 个种和5 个种间杂种）葡萄品种的花色苷含量和成分特点。在所有品种中，最多鉴定出29 种花色苷。对葡萄的花色苷总量来说，一般情况下，欧亚种和欧美杂交种的花色苷含量较低，而野生种和砧木品种显著高于其它的种间杂种；在同一个种内，酿酒品种高于鲜食品种；在大多数高花色苷含量的种质中，二甲基花翠素类花色苷是主要的花色苷，而在低总花色苷量的品种，花青素类和花翠素类花色苷是主要的成分。此外，在欧亚种葡萄中，仅检测到单糖苷类花色苷，而在其它葡萄种质中，既有单糖苷花色苷又有双糖苷花色苷。在欧亚鲜食葡萄中，Pn-3-glucoside 是主要的花色苷，而在欧亚酿酒葡萄中，Mv-3-glucoside 是主要的花色苷。通过主成分分析，最终根据花色苷总量的不同和单、双糖苷含量的不同，110 个品种在散点图中被明显的分成3 部分。 通过连续两年调查3 个欧亚鲜食葡萄杂交组合的亲本和后代的花色苷含量来分析花色苷的遗传特点。共鉴定出16 种花色苷，且均为单糖苷类。母本中各花色苷的比例决定了后代中花色苷含量的比例，但是后代中花色苷的绝对含量不受亲本影响。不论亲本还是后代中，Peonidin 3-O-glucoside 和Malvidin3-O-glucoside 都是含量最高的花色苷。花色苷的有或无是寡基因控制的质量性状，而含量的多少是多基因控制的数量性状。通过主成分分析可以得知：在杂交后代中， peonidin 3-O-glucoside, malvidin 3-O-glucoside, delphinidin3-O-glucoside, cyanidin 3-O-glucoside, petunidin 3-O-glucoside, peonidin3-O-(6-O-coumaryl)-glucoside 和malvidin 3-O-(6-O-coumaryl)-glucoside 是影响果皮中花色苷总量的主要种类。花色苷的含量是一种高广义遗传力的性状，而且这种性状在两年间是稳定的（0.65-0.98）。 5 个不同基因型葡萄品种在成熟过程中果实品质的变化也被研究。始熟期开始后，果粒重量继续增加，果粒较大的鲜食品种增长很慢，而果粒较小的制汁和酿酒品种增长幅度很大；果实内两种主要的糖（葡萄糖和果糖）开始快速上升，且在整个成熟过程中保持1：1；有机酸的含量开始快速下降，苹果酸下降的幅度大于酒石酸。多酚物质在果实始熟期也发生巨大变化，花色苷快速积累。 ‘北紫’和‘梅鹿辄’中的花色苷在成熟前1-2 周达到最大值，‘黑奥林’、‘康可’和‘北醇’在整个成熟过程中花色苷一直增加；对非花色苷类多酚来说，‘黑奥林’和‘梅鹿辄’在果实成熟过程中一直增加，而在另3 个品种中是下降的；花色苷之间以及与黄酮醇之间成正相关，花色苷和酚酸成负相关关系，酚酸和黄酮醇也成负相关关系，黄烷醇物质之间以及与其它类黄酮物质之间成负相关关系。

The intraspecific difference of the triose phosphate isomerase ( tim) gene from Giardia lamblia

目的　探讨蓝氏贾第鞭毛虫 (Giardialamblia)磷酸丙糖异构酶基因种内差异。方法　提取虫体总DNA ,对所有虫株磷酸丙糖异构酶 (tim)基因部分片段进行PCR扩增。测定序列后 ,用简约法和NJ法构建系统树进行系统发育分析。结果　共有 12 4个位点存在变异 (占所有测定序列中的 2 3% ) ,且大多数为发生在密码子的同义突变。两种构树方法所得二树的分枝结构相似 ,均将受试的 16株蓝氏贾第虫分为明显的两组。结论　宿主及地理因素对蓝氏贾第虫群体的遗传多样性影响不大。在DNA分子进化水平上 ,自然选择的影响十分显著。可将tim基因作为蓝氏贾第虫群体遗传结构一个十分有效的遗传标记。

乳腺增生病p53基因第7外显子突变检测

目的探讨p53基固在乳腺癌发生早期的作用及早期诊断乳晾瘟的分子病理指标。方法用PCR—sso 法检测36例乳腺单纯性增生、31例不典型增生、14例原位癌和16例程润癌中p53基因第7外显子突变，井用叭A 直接测序技术确定突变的碱基及其所在的密码子。结果乳腺单纯性增生、不典型增生、原位癌、浸润癌中|】53基 因第7外显于的突变率分别为0％、6 5％(2／31)、21 4％(3／14)、18．8％(3／16)。8例突变中，3例发生于251密码 子，4例发生手248密码子，I例发生于236密码子。表现为碱基替换(5例)、缺失(2例)、插入(J例)共二种突变方 式。并在I例原位瘟中首次发现了251密码子的同义突变(ATC斗ATr，异亮氨酸一异亮氮酸)。结论乳腺癌不典 型增生中存在053基因第7外显子突变，该突变可能在乳腺不典型增生发展到乳腺癌的过程中起霞要作用，可作为 早期诊断乳腺癌的辅助指标。

基于磷酸丙糖异构酶基因序列的蓝氏贾第鞭毛虫分子系统发育的研究

[目的 ]探讨蓝氏贾第鞭毛虫种内系统发育及遗传多样性。 [方法 ]对不同来源虫株的磷酸丙糖异构酶(tim)基因进行 PCR扩增、序列测定后 ,用简约法和 NJ法构建分子系统树进行系统学分析。 [结果 ]在所测序列中共有 12 4个位点存在变异 (2 3% ) ,且大多数为发生在第三密码子的同义突变 ,两种构树方法所得两树的分枝结构相似 ,均将受试的 16株蓝氏贾第鞭毛虫分为明显的两组。 [结论 ]tim基因可作为研究蓝氏贾第鞭毛虫群体遗传结构一个有效的遗传标记

猴脑线粒体DNA提取及限制性内切酶分析

用冷碱法从2只恒河猴和1只食蟹猴的脑组织中提取mtDNA, 最后的得率大约 为0.7μg mtDNA/g脑组织, 是肝脏组织得率的1/3左右。经16 种限制性内切酶分 析, 并与来自同一个体肝脏组织的mtDNA比较, 结果进一步证实, mtDNA无组织 特异性。对12岁以上老年猴脑mtDNA的分 析表明, 在衰老中, 动物mtDNA的序列 可能没有变化, 甲基化程度也无显著增高。图2参4

哺乳动物胚胎冷冻技术的研究进展

胚胎冷冻保存已广泛用于胚胎移植、动物克隆以及动物资源保护。此技术的应用需保证胚胎在冷冻—解冻后具有较高的成活率。自从1972年小鼠胚胎冷冻保存获得成功以来,许多学者在简化冷冻程序、缩短冷冻时间等方面进行了深入的研究。文章就胚胎冷冻的原理、保护剂、冷冻方法以及解冻方法等方面进行了综述。

菲氏叶猴与黑叶猴面颅形态的比较研究

该文对16个菲氏叶猴(Presbytis phayrei)和8个黑叶猴(P. francoisi)的成 年头骨作了比较研究。经45项定性和定量的差异性分析表明, 在种间22项达到 显著或非常显著差异; 菲氏叶猴为低颅型, 而黑叶猴为正颅型; 菲氏叶猴面颅比 黑叶猴更凸出, 枕骨大孔比黑叶猴更向嘴侧; 黑叶猴比菲氏叶猴有更发育的视 力; 在犬齿与颅长的相关性中, 黑叶猴比菲氏叶猴显示了更强的相关性。图2表3 参16

餐洗剂对小鼠骨髓细胞SCE形成和Salmonella typhimurium基因回复突变的 影响

研究了四种餐洗剂及其主要成分LABS、Dispersol D、Alkanolamide的潜在 诱变活性。结果 表明四种牌号餐洗剂在高浓度时能诱发SCE形成。除TL牌餐洗剂 加入S9代谢激活系统后未见 诱变作用外, 其他三种餐洗剂和三种主要成分都表 现出致HisG46和HisD3052基因回复突变的能力。表3参16

三峡水库蓄水前后浮游植物调查及水环境初步分析

比较了三峡水库蓄水前后湖北库区干流江段及其主要支流的藻类生态特征及水质状况,结果显示,蓄水前(2002年12月至2003年6月)和蓄水后(2003年6月至2004年5月)三峡湖北库区江段藻类的群落结构和细胞密度存在明显差异。蓄水前共鉴定藻类7门66属79种,硅藻、绿藻、蓝藻分别占34.6%,38.5%和10.3%,其余藻类合计16.6%。蓄水后,藻类的总种类数增至151种,硅藻、绿藻、蓝藻所占比例依次为23.8%,55.0%和9.9%,其余藻类合计11.3%。藻类的细胞密度,蓄水前,干流平均272.6×1

基于引江灌湖为基础的物理生态工程应用研究

结合武汉市湖泊特点及分析湖泊污染带来的危害 ,叙述了一种以引江灌湖为主的生态恢复技术———物理生态工程 ,它包括 :引江灌湖模式 ;光合耗营养盐系统 ;鱼类除营养盐、抑藻系统 ;底栖、浮游动物控营养盐系统和面源截营养盐系统。并从理论及过去他人的研究实例中阐述其可行性

产毒微囊藻藻粉的脱毒技术研究

为了达到对收获的微囊藻藻粉安全脱毒的目的 ,分别使用了调节pH ,NaClO处理和臭氧处理微囊藻干粉 ,并检测其脱毒效果和脱毒过程中蛋白质的损失率 ,以期找到一种可行的微囊藻藻粉安全脱毒方法。研究结果表明 ,调节pH值的方法试剂用量大且脱毒不彻底 ;NaClO处理也因对藻粉的渗透性较差而效果不佳。臭氧水溶液处理藻粉 ,处理时间短 ,且脱毒彻底 ,有实际应用前景

全细胞PCR扩增用于鱼腥藻种类鉴定

传统鉴定藻种的方法主要是通过形态学观察的方法加以判断。蓝藻在自然条件和人工培养过程中 ,其形态、代谢能力等都可能发生变化 ,同时该过程需要的时间长 ,难以区分种或种以下的分类、单位 ,亦难以在水华暴发早期阶段准确鉴定。本文利用rDNA通用引物扩增 ,表明在 5 0 μL的反应体系中加入 2 0个鱼腥藻细胞能扩增出目的条带 ;对已知的鱼腥藻PC基因的分析设计引物 ,在BSA浓度为 0 2 %— 1% (w/v)下 ,全细胞扩增出实验室保存的四种鱼腥藻的部分PC以及PC IGS序列 ,序列分析结果表明PC I