狭叶沙参复合体（桔梗科沙参属）的物种生物学研究

此复合体原先方7个种，1983年被处理为3个种。本文在黑龙江、吉林、辽宁、河北、山西、山东、江苏、内蒙古对本复合体进行了居群取样，共46个居群。其内进行了引种、栽培实验。生物学特性观察、杂交、染色体观察，同工酶比较，以及用生物统计学进行了性状分析、数量分类学分析、茎解剖和芯粉的观察。 此复合体主要进行异花授粉（因为雄蕊先熟)、没发现无融合生殖。实生苗当年只长基生叶，第二年才抽茎开花。 2、此复合体酯酶酶谱的变异范围相当宽，有时。同一居群内的变异反而比居群间的还要大。因此酶谱在本复合体内的分类价值不大。 3、通过对32个居群进行染色体记数，友现辽东、辽西(绝大部分地区)、山西霍县的居群为二倍体（2n=34），另外还在锦州发现有几个个体2n = 36。其它地方的居群都力四倍体，2n=68、居群间的染色体形态相当一致。 4、通过对移栽自黑龙江口(A•gmelinii的二个居群)、北京(A•polyantha)，山西东部(A•gmelinii和A•polyantha)，锦州的二倍体共9个居群进了杂交试验，发现四倍体间能得到一些F1种子、而辽西二倍体与其它类群间却得不到F1种子。 5、性状分析，茎解剖和数量分类研究发现花的大小和形状、果实的大小和齿的有无、叶的大小和形状（长/宽），往头与花冠相对长度和种子形状等都有一定的分化，尤其是髓锥管束的有无等。通过分析可以分辨出3个二倍体和5个四倍体宗。在 3个二倍体宗中，辽西西部宗(A•polyantha var•ootra ta)与其它两个在形态上已经分化得相当分明，无疑可以作种处理，A•contracta(Kitag) Qu et Hang，另二个（分别在辽东和山西霍县）在形态上也已分化得相当明显，达到了种水平，A•polyantha和A•gme1ireii在5个四倍体宗中，山西东北部和河北的西北部高海拔分布的一个宗，由于它的花萼裂片具齿且狭长，花冠狭长而大、果实大，茎常中空等特征，仍然保留种的地位（A•elata)。另外分布于山西高海拔(包括四倍和二倍体）以及内蒙、吉林、黑龙江…三个宗，虽然有分化，但不明显，尤其是它们都无髓锥管束或仅少数个体有的特征，本文把它们处理为同一种(A•gmelinii)的3个不同三种。最后一个是分布于辽宁最西部、河北、山东、江苏北部、安徽、河南、陕西和甘肃的四倍体宗、它在形态上与辽东的二倍体相似、故作为A•polyantha的两个亚种处理，前者为A•polyantna sspscabricalyx后者为A•P•ssp polyantha： 可以推测过去此复合体的分布范围相当宽，后来逐渐分化成三个二倍宗体，由辽东的A•polyantha ssplyantha(2x)衍生的四倍体，逐渐向西迁移，山西霍县的二倍体产生的四倍体逐渐向北迁移直至东西伯利亚东南部和远东，最后分化成三个亚种。 本文采用杂交指数法，对山西东部和河北西部的A•gme1inii和A•polyantha居群间的杂交性近行了研究，认为两个种在四倍体水平的杂交可能是这两个种间性状在该地区彼此过渡的主要原因。

木根麦冬rRNA基因进化的研究

木根麦冬（Ophiopogon xylorrhizus Wang et Dai）属于铃兰科（Convallariaceae）或广义百合科（Liliaceae s.l.）沿阶草族（Ophiopogoneae）沿阶草属（Ophiopogon Ker-Gawl.），属于典型的濒危植物。前人已从细胞学、种群生态学、生殖生物学和遗传结构与多样性等方面对木根麦冬进行了研究，但在分子进化和分子细胞遗传学水平上的研究近为空白。本文运用染色体的荧光原位杂交(FISH)、PCR扩增和克隆、DNA测序、系统发育重建等方法，对18S rDNA作了染色体原位定位，研究了木根麦冬的Ss rRNA基因结构特点，并重建了该基因的系统发育树，探讨了5S rRNA多基因家族的分子进化模式和木根麦冬的濒危机制。主要结果如下： 1．对木根麦冬三个居群七个个体、及其最近姐妹种林生麦冬（Ophiopogon svlvicola Wang et Tang）一个个体的5S rRNA基因进行了PCR扩增和TA克隆，在两个种中共得到1085个具有插入片段的阳性克隆。 2．对木根麦冬三个居群六个个体的294个SS rRNA基因克隆，及林生麦冬一个个体的45个克隆，总计339个克隆进行了DNA序列测定，这是目前已完成的最大的单个物种的5S rRNA数据。结果表明：两个种的序列高度多样化，在339个拷贝中仅仅有13对(3.8%)是相同的，序列长度变化在307bp-548bp之间，长度变异主要发生在间隔区，单个碱基的插入和缺失(indel)频率很高，5bp以上片段的插入，缺失有11个，插入的序列通常是其两侧序列的重复和倒位。术根麦冬序列的分化指数（sequence differentiation index，SDI）是0.078，林生麦冬是0.032，两个物种间是0.149，木根麦冬的序列之间的分化明显大于林生麦冬。 3．以PAUP程序对339个5S rRNA基因拷贝的DNA序列（包括编码区和间隔区）作了系统发育分析，结果如下：在得到一个唯一的最俭约树中，所有木根麦冬的拷贝被聚成一支，而林生麦冬的则被聚到另一支，统计支持率(bootstrap)达到lOO%，表明这两个物种所有的的5S rRNA基因拷贝分别来自各自的一个祖先拷贝（建立者拷贝），而其共同祖先的其它拷贝则在物种形成中或之后丢失：在多基因家族中如此长期而单一的拷贝偏选( sorting)过程尚未有前人报道;由此基因系统发育树可以看出，在这两个物种形成之后，“建立者拷贝”经历了多次扩增过程而形成了一个直系的（orthologous）多基因家族。 4．在木根麦冬分支中，很少有亚分支是全部由一个居群或一个个体的拷贝组成的，不同居群、不同个体的拷贝混合在同一个亚分支中;对基因系统发育树、序列多样性和序列分化指数分析表明，5S rRNA基因家族内一致化（homogeruzation）过程很弱，不同拷贝是独立进化的，这在串联．重复的多拷贝基因家族中是不寻常的;由上述分析我们推测，在术根麦冬的进化历史上，居群间的基因交流远远比今天频繁，可能是某些外在因素在近期发生变化，导致自交和自交衰退，并进而导致濒危。 5．利用荧光原位杂交技术，成功地将18S rRNA基因定位在木根麦冬减数分裂期的染色体上，两对强信号和一对弱信号分别位于三对二价体染色体上。

玉兰花粉个体发育及绒毡层动态

苏联植物学家A．L．塔赫他间在<有花植物（木兰植物）分类大纲>(Ta-khtaian，1980)中认为广义的木兰目是最原始的和最古老的类群，由它产生被子植物所有其它主要分枝。根据这个观点，作者试图以木兰科玉兰(Magnol iadenudata Desr.)，花粉个体发育为主题，探讨它们的原始性状、特点及其在系统发育上的地位。 下面就其花粉个体发育顺序，扼要概括如下： 1．小孢子母细胞、减数分裂到四分体时期：细胞器发生重组，质体和线粒体发生脱分化与再分他的循环。在此期间，细胞中还有大量胞质小泡，高尔基体小泡参与胼胝质壁物质的形成，其他小泡与脂体物质的沉积有关。晚二分体时期，原外壁物质开始沉积，胞质小泡可能涉及原外壁的形成和未来萌发孔的位置。 2．游离小孢子时期：细胞器变得丰富而活跃，特别是粗糙内质网大量出现，它们与脂体的形成和运输有关。此时，外壁外层已形成，外壁内层和内壁开始发育。 3．两细胞花粉时期;质体出现极性分布，生殖细胞中不含质体。生殖细胞随着位置的推移，其形状和壁的结构、性质也发生变化，生殖细胞由凸透镜形变成球形以至梭形。同时，生殖细胞壁最初含纤维素和胼胝质物质，以后壁物质逐渐消失，当生殖细胞变为梭形时，在生殖细胞壁的双层膜间又出现亲锇物质沉积。有趣的是，在生殖细胞星球形时，营养细胞中的脂体紧挨并围绕生殖细胞，形成一层明显的脂体冠。 玉兰成熟花粉为远极单槽，营养细胞中造粉体里园球形，内部充满大量均匀小淀粉颗粒，生殖细胞形状特殊，在有丝分裂前两极具明显的细胞质延伸和突起。从花粉个体发育着，玉兰花粉壁带有若干裸子植物性状和原始特征。最重要的特点表现在：①外壁内层具片层状结构;②I柱：状层虽具稀疏小柱，但在孢壁分沁过程中，”在小柱之问还有大小不同的孢粉素颗粒;③在萌发孔处，外壁外层往往扩张、外折，形似穗花杉和香榧的残余气囊。玉兰花粉的内壁特殊，由内壁-l、内壁-2和内壁-3等三层形状和质地不同的结构组成。值得注意的是百合科的麝香百合内壁也呈明显不同的三层结构。 玉兰绒毡层为多层细胞，属分泌型。绒毡层细胞中细胞器很丰富，减数分裂期问达到高峰。细胞核明显地被质体和线粒体所包围。粗糙内质网常与膳体连在一起。四分体时期，原乌氏体排出，孢粉素在其上沉积。推测原乌氏体和孢粉素前体物质的形成与粗糙内质网活动和膳体形成有关，乌氏体有单个存在，也有以聚乌氏体或复合乌氏体形式出现。周绒毡层膜在二分体时期即开始形成，最初呈间断的薄膜小片，以后连续发育成膜。周绒毡层膜位于靠药壁细胞的绒毡层细胞四周及中层绒毡层细胞外切向面，而靠药室腔的绒毡层细胞则未见此膜。 总之，玉兰的生殖细胞特殊，附带脂体冠;后期呈梭形，两极具明显的胞质延伸和突起，不含质体。孢壁结构具明显原始性状，在某种意义上，一方面类似裸子植物，另一方面又有百合科的特点。绒毡层结构也有一些值得深入探讨的问题。

外源草酸对采后果实的保鲜效应及其生理机理研究

本文以桃(Prunus persica L. cv. Bayuecui.)栽培种‘八月脆’和芒果（Mangifera indica L.）栽培种‘圣心’为材料，研究外源草酸对采后果实的生理生化效应及其作用机理，为果实贮藏保鲜提供新方法。采后桃果实用1、5 mM的草酸溶液浸果10 min，以浸水10 min为对照，然后在常温下贮藏，测定果实在贮藏期间对草酸处理的一些生理生化反应。芒果经采后杀菌剂（post- P）、采后草酸（post-OA）、采前＋采后草酸（pre-OA + post-OA）、采前Ca ＋ 采后草酸处理（pre-Ca + post-OA）处理，以采后浸水为对照，然后分别将果实在常温(25 C)、低温（14 C）和控制性气调（3% CO2 + 2% O2 ，14 ± 1 C）下贮藏，测定草酸处理对芒果的成熟进程、病情发展及其相关生理指标的影响。研究结果表明如下： 1．与对照相比，草酸处理的桃果实在贮藏期间果实的电解质渗漏量和呼吸速率降低、果实硬度高、果实的抗氧化酶（超氧化物岐化酶、SOD;过氧化物酶，POD;过氧化氢酶、CAT;抗坏血酸过氧化物酶、APX）和多酚氧化酶（PPO）活性提高、脂氧合酶（LOX）活性降低。同时，在贮藏后期，果实的活性氧自由基（ROS）产量（超氧阴离子、O2.;过氧化氢、H2O2)和丙二醛（MDA）含量降低。草酸的这些生理效应有利于保持膜的完整性和延缓桃果实的成熟;草酸诱导POD、SOD、PPO活性可能有助于提高采后果实的抗病性。 2．外源5、10 mM浓度的草酸（pH值中和或不中和）对芒果炭疽病原菌（Colletotrichum gloeosporioides）孢子萌发和菌丝生长均表现出显著的抑制作用。这种作用不仅与草酸降低培养基（PDA）的pH值相关，而且与草酸独特的化学特性相关。 3．在常温、低温和控制性气调贮藏下，采后草酸、采前 + 采后草酸、采前Ca + 采后草酸处理均能有效减缓芒果果实的软化速率，延缓芒果的成熟进程，降低芒果的病情指数，同时改善芒果成熟时的表皮着色，对果实完全后熟时的可溶性固形物（SSC）、可滴定酸（TA）含量、果肉口感均没有产生负面的影响。 4．草酸处理增强芒果细胞膜的稳定性，诱导提高芒果抗氧化酶活性，特别是提高果皮SOD、APX活性，降低LOX活性，以及降低果皮O2.、H2O2 和果肉H2O2含量，抑制采后果实的乙烯生物合成。这些生理生化效应与延缓芒果的成熟衰老和提高果实的抗病性相关。 5． 采后草酸、采前 + 采后草酸和采前Ca + 采后草酸处理表现出高效低廉、无毒无副作用、易操作等优点，是芒果采后贮藏保鲜的可供选、具有实际应用前景的新方法。

不同贮藏条件下果实角质层成分及其与耐贮性关系研究

角质层是果实抵御外界环境胁迫的一个屏障，既能调节果实自身的生理活动，也能增加对病原菌入侵的抵抗力，在果实贮藏保鲜中具有重要的作用。本文利用傅里叶变换红外光谱检测（Fourier-transform-infrared-spectroscopy）法，重点研究了不同贮藏条件下果实角质层和果肉细胞壁成分变化，及对果实品质和贮藏性的影响，为进一步阐明角质层在果实贮藏保鲜中的作用提供依据。研究内容包括：（1）壶瓶枣果实在冷藏和气调下软化率、品质、角质层和果肉细胞壁成分变化；（2）即时冷藏和延迟冷藏下，桃果实好果率、品质、角质层和果肉细胞壁成分变化；（3）采前喷施氯化钙或油菜素内酯对甜樱桃单果重、品质、果肉细胞壁结构以及耐贮性的影响。 试验结果表明：（1）与冷藏（-1±1 ºC）相比，气调贮藏（10% O2 + 0% CO2， -1±1 ºC）能够显著降低壶瓶枣软化率，更好地保持果实的硬度、可溶性固形物（SSC）和可滴定酸（TA）含量以及较高含量的果肉细胞壁物质和较低含量的角质层物质。（2）与延迟冷藏（25 ºC，48 h后转入0 ºC）相比，即时冷藏使“八月脆”桃果实能保持较高的果实硬度和好果率，显著减慢TA含量下降，能保持较高含量的果肉细胞壁物质和角质层物质，但对SSC和Vc含量没有显著的影响。（3）与对照相比，采前喷施CaCl2（1%，m/v）能够增加“红灯”（6.94%）的单果重，对甜樱桃果实的品质指标（硬度、SSC、TA）和细胞壁结构没有明显的影响。（4）与对照相比，采前喷施0.15 mg•L-1油菜素内酯能增加“红灯”（3.68%）和“大紫”（8.61%）的单果重，降低“红灯”果实的自然腐烂率，并不影响果实的品质指标（硬度、SSC、TA）。 这些研究结果说明：（1）与冷藏（-1±1 ºC）相比，气调贮藏（10% O2 + 0% CO2， -1±1 ºC）更利于壶瓶枣果实贮藏保鲜；（2）与延迟冷藏（25 ºC，48 h后转入0 ºC）相比，即时冷藏（0 ºC）更利于“八月脆”桃果实贮藏保鲜；（3）气调贮藏和即时冷藏通过调节果实角质层和细胞壁代谢等途径发挥作用。气调贮藏会降低壶瓶枣果实角质层物质含量，增强其透气性，减少壶瓶枣酒软发生；但即时冷藏会延缓“八月脆”桃果实角质层降解，维持角质层物质较高的含量以及结构完整性，以充分发挥角质层的保护作用，减缓果实的软化进程，维持果实硬度和品质；（4）采前适当浓度的钙或油菜素内酯处理对增加甜樱桃单果重，降低自然腐烂率有一定的作用，但在不同品种中的作用效果有差异。

浑善达克沙地榆树树干液流动态研究

本文应用Granier热扩散技术对内蒙古浑善达克沙地榆树疏林林分进行树干液流通量研究，分别选择胸径大小占林分80%以上林木的三种胸径级（15-25cm，25-35cm，35-45cm）榆树样树各三株，应用Granier探针进行每隔15min的树干液流测定，同步测定林分环境因子，包括空气温度、相对湿度、土壤温度、土壤湿度、光合有效辐射、风速等10余个环境因子，在生长季节进行了5个月的测定，详细研究和分析了榆树树杆液流特征，其中包括昼夜变化趋势和规律、不同天气状况下的液流密度变化特点以及在生长季不同时期的液流密度变化规律，阐述了不同胸径级榆树树干液流变化特征。同时利用连续获得的树干液流通量与环境因子数据，分析了树干液流通量与环境因子的关系，阐明不同时期影响树干液流通量变化的主导因素，以及树干液流密度对环境因子的响应规律。并通过钻取样地内的树木生长年轮芯测定了榆树不同径级的边材面积，建立边材和胸径的关系方程，估算了不同胸径林分的边材面积以及冠层蒸腾的季节动态。 在晴朗的白天，不同胸径级榆树的树干液流密度变化曲线均呈单峰曲线，只是峰值持续的时间不同。不同胸径级榆树树干液流密度变化具有明显的昼夜节律性。在生长季结束后液流并不是马上停止，而是有微弱的波动。阴雨天液流密度变化曲线均不规则且液流密度值较小，甚至出现多峰曲线，而且峰值明显;液流密度的变化出现较大的波动性，夜间却有液流发生，而且值较晴天的夜间液流密度稍大。 林分不同胸径级榆树树干大径级木、中径级木和小径级木液流通量特征表现为: 榆树大径级木液流密度的峰值大于中等木，中等木峰值大于小径级木，差异明显;大径级木由于年龄较大，液流密度曲线变化平缓，没有明显的峰值，呈弧形曲线; 而且不同年龄的树木反映差别比较大，但是总体趋势还是受胸径的影响。 随季节推移生长季各月份液流密度均值基本逐渐减小，进入生长季末期(10月)基本处于微弱波动状态。液流通量月平均值最大值一般都出现在6-8月，大径级木、中径级木和小径级木各月液流通量变化差异较大。日液流通量比较分析得出，大径级木日液流通量最大值分别为394.53，中径级木为66.04，小径级木为63.56 kg∙ d-1。综合分析对不同胸径树木影响较大的环境因子为VPD，PAR，Ta; 但是在不同生长季节，对不同类型树木起主要作用的环境因子也不尽相同，但是PAR与VPD是其中基本主要起作用的两个因子。 通过建立边材与胸径的关系方程，得出边材和胸径关系(R2=0.99)。通过经验公式计算得出，林分生长期的蒸腾耗水量相当于2.24mm/day, 低于当地同期降雨量2.78mm/day.

芍药花色形成的化学机制及其化学分类研究

本文以9 个芍药野生种（15 份种质）、104 个品种及2 个牡丹芍药组间杂种的花瓣为材料，利用液质联用技术鉴定了花瓣中的色素成分并探讨了芍药花色形成的化学机制和化学分类法。 结果表明，芍药花中主要含有5 种花青素，即芍药花素-3，5-二葡糖苷（ peonidin-3,5-di-O-glucoside ， Pn3G5G ）; 矢车菊素-3 ， 5- 二葡糖苷（ cyanidin-3,5-di-O-glucoside ， Cy3G5G ）; 天竺葵素-3 ， 5- 二葡糖苷（ pelargonidin-3,5-di-O-glucoside ， Pg3G5G ）; 芍药花素-3- 葡糖苷（peonidin-3-O-glucoside，Pn3G）和矢车菊素-3-葡糖苷（cyanidin-3-O-glucoside，Cy3G）。此外，3 种微量的花青素首次在芍药中发现：它们分别为芍药花素-3-葡萄糖-5-阿拉伯糖苷（peonidin-3-O-glucoside-5-O-arabinoside，Pn3G5Ara）、矢车菊素-3- 葡萄糖-5- 半乳糖苷（ cyanidin-3-O-glucoside-5-O-galactoside ，Cy3G5Gal）和天竺葵素-3-葡萄糖-5-半乳糖苷（pelargonidin-3-O-glucoside-5-Ogalactoside，Pg3G5Gal）。特征花青素Cy3G5Gal 和Pg3G5Gal 仅在新疆芍药（Paeonia anomala L.）及其亚种川赤芍（P. anomala subsp. veitchii(Lynch) D. Y.Hong & K. Y. Pan）中被检测出来，表明它们属于同一个种。Pn3G5Ara 仅存在于欧洲的野生芍药花瓣中，表明中国野生芍药和欧洲芍药的花青素代谢途径不同。 芍药花瓣中主要含有11 种花黄素，均为黄酮醇类物质。包括栎精-3，7 二葡糖苷（ quercetin-3,7-di-O-glucoside ）、山奈酚-3 ， 7 二葡糖苷（kaempferol-3,7-di-O-glucoside）、异鼠李素-3，7 二葡糖苷（isorhamnetin-3,7-di-Oglucoside）、栎精-3-O-(6”-没食子酰基)-葡糖苷 [quercetin-3-O-（6”-O-galloyl）-glucoside] 、栎精-3- 葡糖苷（ quercetin-3-O-glucoside ）、山奈酚-7- 葡糖苷（ kaempferol-7-O-glucoside ）、山奈酚-3-O- （ 6”- 没食子酰基） - 葡糖苷[kaempferol-3-O-（6”-O-galloyl)-glucoside]、异鼠李素-3-O-（6”-没食子酰基）-葡糖苷 [isorhamnetin-3-O- （ 6”-O-galloyl ） -glucoside] 、山奈酚-3- 葡糖苷（kaempferol-3-O-glucoside）、异鼠李素-3-葡糖苷（isorhamnetin-3-O-glucoside）和山奈酚-丙二酰葡糖苷（kaempferol-malonyl-glucoside）。此外，查耳酮在黄色的栽培品种‘黄金轮’和牡丹芍药组间杂交种‘伊藤杂种’中首次被检测到。其化学结构为查耳酮-2’-葡糖苷（chalcononaringenin 2’-O-glucoside），它是花瓣表现出黄色的主要色素，它与黄色牡丹野生种‘滇牡丹’（P. delavayi Franchet）花瓣中主要黄色色素成分一致。 通过对所有芍药野生种和栽培品种的色素分析，研究发现花青素是芍药花瓣中主要的色素，其中Pn3G5G 是花瓣中含量最高的花青素苷，其次为Cy3G5G。3G 型糖苷仅在少数品种中检测出来。此外，黄酮醇是芍药花瓣中重要的辅助色素。山奈酚苷是花瓣中含量最高的黄酮醇类，其次是栎精。 多元线性回归分析的结果表明，芍药花色的形成主要与花瓣中Pn3G5G、Cy3G5G 和Pg3G5G 的含量及总花青素量（TA）有关。根据8 种花青素结构与花色组成，将国内的野生种和大部分品种进行了化学分类：所有样本聚成3 大类，聚类后的树状图与其花色、花色素组成数据相一致，直观反映了野生种和栽培品种花色形成的化学背景和表型相似性程度。 芍药成色机理和化学分类的初步研究，对芍药新花色育种具有重要意义：芍药鲜红色花的育种中，育种亲本应具有高的Cy3G 含量、低的辅助色素效应指数。选育深紫色花或紫黑色花的品种，亲本应具有高的Pn3G5G 含量和低的Pg3G5G 含量。