中国苏铁属系统学研究

本文系统地总结了分布于我国的苏铁属13种植物的形态和地理分布，并在此基础上进行了解剖，微形态和生化分析。此外，还用表征分类的方法探讨了属内亲缘关系。结合古植物和古地理的知识对性状演化趋势和现代分布格局的成因进行了讨论。本文主要结论如下： 1．从种子蛋白电泳结果表明，所有现存苏铁类植物在39.8kd- 49.5kd之间均有—连续分布的混合多肽，为苏铁类所特有。杂种后代在种子蛋白电泳结果上可以表现出来。种子蛋白多肽分布在苏铁属内差异非常小，在属间差异明显，根据属间多肽距离确定苏铁属的分化较早，系统位置比较孤立。 2．形态特征表征分类结果表明攀枝花苏铁、台东苏铁、苏铁和篦齿苏铁应分在一组Sect.Asiotientales。组Sect.lndosinensis中的广东苏铁与、海南苏铁的亲缘关系较近。通过对叶表皮的观察，发现苏铁屑内植物有两种气孔类型：一种是以C.revoluta为代表的具气孔外拱盖的I型气孔，II型气孔无气孔外拱盖，为属内多数植物所具有;叶解剖的结果表明叉叶苏铁和多歧苏铁小叶中具树脂道，叶表皮和叶解剖的结果都支持台东苏铁成立。 3.攀枝花苏铁与把关河苏铁应为同一种，贵州苏铁与四川苏铁很相似，初步处理为一种，采用C.szechuanensis为学名。 4．苏铁类性状演化不均衡，染色体进化与形态进化不同步。结合化石证据确定，具掌状大孢子叶、二叉分枝脉的叉叶苏铁是现存苏铁属内最原始的类群. 5．苏铁属花粉均为远极球形单沟或舟形单沟，外壁表面纹饰为小的凹穴，种间共性明显，只在大小和形状上有微小差别。

中国岩蕨植物细胞学和比较形态解剖学研究

引言概述了岩蕨类植物自林奈以来的研究简史，承认岩蕨科是一个独立的科。 报道了国产岩蕨类植物9种两变种的染色体数目，其中深波岩蕨n=41、心岩蕨n=e80、密毛岩蕨n=82、毛盖岩蕨n=164、蜘蛛岩蕨n=164、膀胱蕨n=66和滇蕨n=74是第一次报道。岩蕨属染色体基数为4 1，有的种非整倍体缩减至39或3 8;膀胱蕨属x=3 3和滇蕨属x=74。四倍体或八倍体水平的多倍体共有13个种。 描述了原叶体的发育方式，成熟配子体的特征以及成熟孢子体的解剖结构和形态特征。讨论科以下水平的系统演化和种间亲缘关系，基本采用Wagnor(1961)的数值法，选取了11个易观察的，有变化又相对稳定的性状，在等距直线图上划出了岩蕨科的系统演化模型。 本文将岩蕨属分为岩蕨亚属和头状毛岩蕨亚属。岩蕨亚属分三个组按原始到进化排列：毛盖岩蕨组、岩蕨组和耳羽岩蕨组。毛盖岩蕨组的甘南岩蕨是本科最为原始的种，根据现有染色体数目资科和解剖学资料分析，岩蕨科植物可能起源于里白科植物祖先，演化成现代岩蕨属和膀胱蕨属两大分支。 着重描述并分析了未报道过或概念含混的问题例如:不同类型的叶轴解剖结构在个体发育上的差异，维管系统的类型;叶柄关节的解剖和不同类型以及毛状体的类型等。讨论了多倍体方式进化与种系发生问题，滇蕨、高山岩蕨、心岩蕨和蜘蛛岩蕨可能是异源多倍体，它们可能的形成途径。

谷子体细胞无性系变异和抗除草剂基因转化研究

谷子是我国北方具有区域重要性的禾谷类粮食作物。谷子的体细胞无性系变异和外源基因转化相对其它作物研究较少。本研究利用谷子生产的育种中应用的多个优良品种为材料，分析了谷子体细无性系变异发生的影响因素、变异性和频率、DNA分子水平变异和育种应用等问题;采用基因枪法和花粉管通道法，进行了谷子抗除草剂基因转化研究。 主要结果包括： 1. 通过几种外植体的愈伤组织诱导分析,找到了小花分化期前后的谷子幼穗是愈伤组织诱导的最好外植体.提出谷子愈伤组织可按生长状态和结构划分为质密型、松软型和松散型三种基本类型的观点。前两种为胚性愈伤组织并可相互转换，松软型愈伤组织生长状态稳定，可塑性好，是继代培养和因基化的首选类型。供试品种中豫谷1号、高39、郑407和矮宁黄为易培养品种，矮88、豫谷2号、系238、冀14号、C445和青丰谷为相对难培养品种。这些结果为谷子组织培养和生物技术操作提供了基础资料。 2. 首次对多个谷子品种较大群体的无性系变异进行了分析。结果表明，以R_2株系为单位的谷子体细胞无性系表现型变异频率平均为13.0%，不同基因型的变幅为4.3～32.9%;变异涉及株高、抽穗期、穗粒重、出谷率、叶鞘色、育性、抗病性、米色、穗型等多个性状，多数变异为株高和抽穗期等数量性状，少数为矮秆等质量性状：变异的性状多数能在R_3稳定并遗传给后代。从谷子体细胞无性系变异中选出了一批农艺性状得到改良的新品系，其中系103已进入省区域试验，并提供给多家育种单位作为亲本应用。 3. 将RAPD分析技术引入谷子体细胞无性系变异研究。豫谷2号无性系的RAPD多态性变化既有亲本带的缺失，也有新带的产生。用RAPD多态性变化的SMC值度量无性系同亲本相比DNA水平变异的大小，表现型发生变异的无性系,其SMC值分别为0.905～1.0;表现型未发生变异的无性系，RAPD多态性也可能发生变化，其SMC值分布为0.953～1.0。 4. 通过Gus基因瞬时表达单位数的比较，优化了JQ－700基因枪转化谷子松型愈伤组织的操作参数：质粒DNA用量3μg/mg钨粉，CaCl_2农度1.5M，亚精胺浓度40mM，样品室高度7cm，粗弹头为微弹载体，每皿愈伤组织用量1～2g，每次轰击钨粉用量50μg，轰击前4小时和轰击后16～20小时，用含蔗糖150g/l的高渗培养基处理。利用该技术体系，以bar基因为目的基因转化豫谷2号愈伤组织。经选择培养和植株再生，首次获得了抗0.1% bialaphos的正常可育植株，经PCR和Southern blot分析，bar基因已整合到转化体的基因组中，为创造抗除草剂的谷子新种质提供了材料和技术基础。 5. 研究了花粉管通道法转化和花粉介导的基因枪转化谷子的可行性。花粉管通道法转化后代中，获得了抗0.1% bialaphos的抗性植株，经X-gluc组织化学检测，抗性植株叶片的Gus反应为阳性。初步说明该植株可能为转化体，在谷子上为花粉管通道法转化的可行性提供了佐证。花粉介导的基因枪转化未获得转化体。 本文对体细胞无性系变异形成的原因和应用、无性系变异的分子生物学分析、以及谷子的外源基因转化方法等问题进行了讨论。

增温与土地利用变化对青藏高原高寒草甸生态系统温室气体通量影响的研究

随着青藏高原气候变暖进程及放牧压力与开垦面积的逐年加大，非常有必要评价青藏高原高寒草甸生态系统温室气体通量对气候变暖、放牧（包括粪尿斑）和开垦的响应和反馈。与此同时，我们进行了粪尿斑及开垦对土壤理化性质影响研究。本研究对于青藏高原高寒草甸C、N循环关键过程对全球变化响应的认识具有重要意义。 本文通过2年（2006-2007）增温（白天+1.2℃，晚上+1.7℃）与放牧耦合试验，在生长季观测了增温与放牧对高寒草甸生态系统温室气体通量的影响。研究初步表明，增温试验显著增加10 cm土壤温度1℃左右；在放牧频度相对较高的2007年，放牧也显著增加了土壤温度1℃左右。总体上，增温对土壤湿度的影响不显著。 增温可以促进土壤对CH4的吸收，而放牧对CH4通量影响不大或起到一定程度抑制作用。在较低放牧频度的2006年，放牧显著降低了植物-土壤系统CO2总释放量，增温促进了CO2的释放。而在放牧频度相对较高的2007年生长季，没有发现增温及放牧对土壤-植被系统CO2释放显著的影响。2006年放牧后，增温促进了高寒草甸土壤N2O的释放；2007年，增温不放牧小区N2O总通量较对照增加了24.6%，同时放牧处理也促进了N2O释放。基于土壤温度和土壤湿度的线性回归模型可以解释55%-89%的CH4通量变异，而土壤湿度较土壤温度对CH4通量影响更大。土壤温度是影响CO2和N2O通量的主要因子，通过拟合的指数型曲线，土壤温度可以分别解释43%-63%CO2通量变异与65%-81%N2O通量变异。 在2005年与2006年夏季放牧期间，对牦牛粪尿斑处理对高寒草甸CH4、CO2和N2O通量进行了观测。牛粪小区2年观测期内CH4平均通量为687 μg m-2 h-1，而尿斑和对照土壤吸收CH4（平均通量分别为-34 μg m-2 h-1和-39 μg m-2 h-1）。牛粪小区CO2在2005年和2006年观测期内累积释放量较对照分别增加了35.8%和49.7%，而牛尿小区与对照累积释放量差异不显著。牛尿与牛粪小区N2O累积释放量显著高于对照，在2005年牛尿与牛粪小区N2O累积释放量较对照分别增加了3.7和3.5倍，而在2006年分别增加了2.1和1.8倍。因此，在估算放牧高寒草甸生态系统N2O释放时，来自牛粪斑释放量是不能被忽略的。但在中等放牧强度下（1.45头ha-1 y-1），有粪尿斑覆盖的高寒草甸在观测期内全球变暖潜势较相同面积没有粪尿斑覆盖的草甸仅增加了1%。土壤水分孔隙度（WFPS）可以解释牛尿小区35%和对照小区36%CH4通量变异。土壤温度是控制CO2释放的主要因子之一，它可以解释所有处理40-75% CO2的变异。牛尿处理（34%）、牛粪处理（48%）及对照（56%）N2O时间变异则同时受土壤温度和WFPS的驱动。在观测期内，牛尿可以显著提高土壤的pH值。粪尿斑对土壤微生物量碳氮没有产生显著性影响，但在一定时段内能显著增加土壤无机氮含量。 通过在青藏高原高寒草甸开展的人工草地试验，初步探讨了不同土地利用方式（种植燕麦、开垦后闲置及自然恢复）对CO2、CH4和N2O通量，以及土壤无机氮和微生物量氮的影响。燕麦地、自然恢复草地及开垦闲置地与天然草地相比，吸收CH4的能力均表现为增强（CH4的吸收总量分别增加了31.9%、57.2%和71.0%）。由于燕麦地生物量低于天然草地与恢复草地，造成了燕麦地土壤-植被CO2释放量低于天然草地和恢复草地。而闲置地几乎没有植被覆盖，其CO2释放量显著低于天然草地。草地恢复8年后，CO2释放基本恢复到天然草地的水平。闲置地N2O总通量显著高于天然草地，较天然草地增加了60.5%。观测期内燕麦地与天然草地相比，N2O总通量增加了24.3%，但没有达到显著性水平。开垦及种植燕麦，增加了土壤硝态氮的含量，而自然恢复地、燕麦地、天然草地和闲置地在观测期内土壤铵态氮平均含量没有观察到显著性差异。燕麦地土壤微生物量氮平均含量最低（119.7 mg N kg-1），而自然恢复草地、天然草地和闲置地土壤微生物量氮差异不大。

玉米 rbcL 基因与兰藻 rbcS 基因定向融合及它们在宿主大肠杆菌中的表达

二磷酸核酮糖羧化酶/氧化酶(简称Rubisco, EC, 4.1.1.39)是绿色植物光合作用中参与固定CO2的关键酶。在高等植物，该酶是由8个分子量为55KD的大亚基(LSU)和8个分子量为14KD的小亚基(SSU)构成的16聚体。每个大亚基有四个活性中心，具有双向催化功能，其编码基因位于叶绿体基因组大单拷贝区;小亚基功能还不清楚，它由核基因组编码且有几个拷贝;未成熟小亚基N端有一段transit peptide，靠它的定向跨越叶绿体膜。迄今为止，取自几种植物材料的这二种亚基的氨基酸顺序和编码基因的核苷酸顺序分析业已完成。为该酶的遗传操作奠定了必要的基础。 由于Rubisco与人类利用太阳能和提高作物产量直接相关，所以成为通过生物技术进行改造的重大项目。 巢状假囊细菌(Anacyslis nidulans) R2是一种不含限制性内切酶的单细胞原核生物，能营光合作用，其Rubisco大亚基的氨基酸顺序与玉米的LSU同源性高达80%，但是第四个活性部位(Leu 456位)与玉米不同(Sys, 459位)，由此导致其对CO2的亲合力降低。另一方面，其rbcL与rbcS仅相隔93个bp，且同属一个操纵子。这意味着有可能用同源DNA片段等位交换的办法来改造其rbcL基因。 根据现有的资料，设计出玉米rbcL与兰藻rbcS定向重组于pUC119的兰图：先从pANP1155中切出0.7kb含蓝藻rbcS的PstI-HindIII片段，克隆进pUC119的lacZ启动子下游得pTAS28，采用Reverse primer作引物进行核苷酸顺序分析，确认蓝藻rbcS基因座落在pTAS28正链上。随后从pZmc460中切出包含玉米rbcL基因1.7kb的BglII-HincII片段，将它插入pTAS28的HincⅡ-BamHⅠ双酶切位点，得到pTMN3;为了比较，在另一个质粒pTMN7于1.7kb片段之前加进0.1kb的PstI-HaeIII蓝藻DNA。根据玉米rbcL基因核苷酸顺序（1218-1251）合成一个Oligonucleotide probe，对这三个质粒的总RNA抽提物进行Northern Blot，得到明显的杂交斑点;接着用菌体总蛋白冻干品进行了Western分析，并以新鲜的玉米和烟草叶片为对照，得到阳性结果。显然这二种基因重组之后仍能在宿主E. coli中正常表达。 真正的挑战应是下一步用上述二种质粒转化兰藻A. nidulans R2，考查其能否整合进基因组并表现出较低的氧化酶活性。

烟台近海水体叶绿素遥感反演及季节变化研究

二类水体水色组分反演精度的提高是水色遥感要解决的关键问题之一。本研究旨在通 过分析模拟数据的光谱特性，寻找适合研究区的最优反演模型。通过分析模拟数据和烟台 近海水体实测的叶绿素浓度数据和高光谱数据，利用三波段模型和反射峰面积法对水体中 叶绿素浓度进行了反演研究，同时利用反射峰面积法对珠江口水体总悬浮物浓度进行了反 射峰面积模型的推广。此外，通过利用MODIS L1B 数据对烟台近海水体叶绿素浓度进行 了反演研究，得到了烟台近海水体叶绿素浓度季节分布图，为研究烟台近海水体叶绿素的 年内变化趋势提供了良好的基础。 本论文研究内容主要包括三部分：一是利用三波段模型分别对模拟数据集和实测数据 进行水体叶绿素浓度反演的研究；二是利用反射峰面积法对模拟数据和实测数据进行了水 体叶绿素浓度的反演研究，同时利用珠江口悬浮物浓度数据对反射峰面积法进行了推广研 究；三是利用MODIS L1B 影像数据对烟台近海水体叶绿素浓度的季节分布状况进行了研 究。文章的主要创新点是利用三波段模型对烟台近海水体中的叶绿素浓度进行了反演，同 时提出了一种新的二类水体叶绿素浓度的反演方法——反射峰面积法，并利用烟台近海实 测水体叶绿素浓度数据对该方法进行了验证，同时利用珠江口水体的总悬浮物浓度数据对 该方法进行了推广，得到了较高的反演精度。通过本文的研究得出如下结论： 通过利用三波段模型对模拟数据和实测数据研究发现，和其它水体叶绿素反演模型相 比，用三波段模型反演模拟数据的叶绿素浓度，反演精度较高，其决定系数达0.9967。利 用建立的三波段模型反演模拟数据的叶绿素浓度其RMSE 为0.83μg•L-1，相对误差为12.9 ％。与此同时，利用三波段模型对现场实测的反射率光谱进行了烟台近海水体叶绿素的反 演研究，发现利用实测光谱建立的三波段模型反演叶绿素浓度其决定系数为0.6608，RMSE 为0.59μg•L-1，相对误差为36.7％。通过对比其它反演模型可知基于实测数据的三波段模 型其反演精度要优于其它模型。此外，依据MERIS 和MODIS 的波段设置，对现场实测的 高光谱数据进行了处理，并对模拟的MERIS 和MODIS 数据进行了三波段模型的验证，发 现模拟MERIS 和MODIS 的三波段模型同样能较好的反演烟台近海水体的叶绿素浓度。 通过利用反射峰面积法对模拟数据及实测数据进行了叶绿素浓度的反演研究，发现利 用反射峰面积法反演模拟数据的叶绿素浓度（1～50μg•L-1），其决定系数是0.999，利用 反射峰面积模型反演叶绿素浓度其RMSE 为0.45μg•L-1，相对误差为6.7％。利用反射峰面 积模型反演模拟光谱数据的叶绿素浓度其反演精度要优于其它的反演模型。此外，通过研 究实测烟台近海水体叶绿素浓度同反射峰面积之间的关系，结果表明实测叶绿素浓度和实 测光谱反射峰面积之间的线性关系最显著，其决定系数是0.5589，利用建立的反射峰面积 模型反演研究区叶绿素浓度其RMSE 是0.67μg•L-1，相对误差是39.9％。为了验证反射峰 面积法的有效性，利用珠江口实测水体的悬浮物浓度和高光谱数据对反射峰面积法进行了 推广研究，发现反射峰面积法能较好的反演珠江口的悬浮物浓度。

大额牛精液低温冷冻保存方法

本发明涉及一种大额牛精液低温冷冻保存方法，属生物技术领域。本发明利用滴冻法对大额牛精液进行冷冻保存。冷冻液的配方为卵黄15％-20％v/v、甘油3％-6％v/v、乳糖1.0M-1.5M和蔗糖1.0M-1.5M；防冻液与精液稀释比例为1∶10、稀释后的精液放置在室温下平衡1小时，再转移到4℃冰箱中平衡3小时；冷冻精液的品质判定指标为：解冻复速率不低于70％；精子体外存活时间在解冻后放入37℃、5％CO2培养箱中进行培养1小时后，运动度不小于30％；金黄地鼠裸卵穿透率不低于38％；精液在50mOsm/kg的低渗溶液中，38℃的5％CO2培养相中培养1小时，精子肿胀率不低于39％。本发明具有实用且效果可靠，提供的大额牛冷冻精液品质的评定方法和判定指标科学、规范等优点。

单细胞真核生物的miRNA系统及其进化意义

miRNA系统在高等多细胞真核生物中得到了广泛深入的研究。近年来,人们在单细胞真核生物上的miRNA研究也取得了重要进展。这不仅丰富了人们对miRNA在整个生物界中的认识,更重要的是对于揭示miRNA这一表达调节系统是如何在生物界中起源进化的问题具有重要意义。该文结合作者在最低等单细胞真核生物——贾第虫上的研究结果,对该领域的研究进展作一概述,并对有关miRNA这一系统的起源进化问题进行了探讨。