羊草繁殖生物学特性的研究

羊草(Leymus chinensis (Trin.) Tzvel. )又称碱草，隶属禾本科，赖草属，因其营养价值高，富含蛋白质，适口性好，抗旱，耐盐碱，耐贫瘠，抗逆性强，适应性广等优点，对我国发展草原畜牧业和退化草地、荒漠化治理方面具有举足轻重的作用。近年来，由于自然环境变劣，荒漠化加剧，以及过度放牧等不利影响，加之羊草本身固有的“三低”问题（即结实率低、出苗率低、产草量低）已对羊草生物多样性维持构成了严重的威胁，严重限制了我国人工草地建设和天然草地的改良和沙化治理的步伐。加强羊草生物学研究，开展羊草种质生物多样性保护，成为当前研究的紧迫课题。经对国内外相关文献的查新发现：国外发表的文献匮乏，国内的报导大多集中在草原生态等宏观领域，在羊草繁殖生物学方面缺乏系统的研究。本文以本课题组从国内外收集的羊草资源为材料，从以下几个方面进行了初步探索： 一、羊草繁殖性状与遗传多样性分子标记指标的相关分析。利用分子标记与形态标记对随机抽取的17份羊草种质进行了种质评估的比较研究。结果表明：两种方法均在17份供试材料中鉴别出9份羊草种质,说明分子标记方法用于羊草种质资源鉴定是可行的，并具有快速、准确、不受环境条件限制等优点。在40个10 Mer的随机引物当中筛选出21个有效引物，以之对9份羊草材料进行RAPD 分析，共扩增出115条带，其中95条带表现出多态性，多态比率82.61%，并筛选出S1213-900，S1213-1700，S1215-5500， S1396-1370，S1384-900，S1202-5180，S1220-2200，S1381-1580，S1211-1300，S1211-800为羊草种质所具有的10个特异性标记，据此可将羊草种质与披肩草、赖草加以区分。同时在羊草种内亦发现13条可区分供试羊草种质的特有标记。形态标记与分子标记相关性分析结果显示：羊草种质的小穗数，种子千粒重，叶色，有性繁殖量和结实率5个形态学指标与遗传多样性指标---特有带百分率及遗传距离之间，存在一定相关性。同时对羊草种质资源在收集和评价过程中存在的问题进行了探讨。 二、羊草不同基因型无性繁殖特性比较研究。以本课题组从吉林、内蒙古等省份收集的10个基因型羊草为供试材料，在相同的生态因子作用下，以吉生1号羊草为对照，对10个基因型羊草的叶数增量、芽数增量、芽高度、芽间距、芽重量、根量六个无性系形态性状指标进行测评。结果表明：基因型的差异也是影响羊草无性系生长发育的重要影响因子。因此，在今后的羊草无性繁殖生物学研究中，应综合考虑环境因子和基因型因子对羊草无性繁殖生长发育的影响。在所测评的10个基因型中，各基因型的形态性状指标差异很大，栽3基因型较其他基因型优于对照吉生1号，此结论可为今后培育羊草新种提供重要资料。 三、羊草幼穗离体培养方法的建立。其方法是取羊草幼穗为外植体，经0.1%升汞溶液表面消毒后，接种到含2mg/L的2,4-D的MS培养基上，置于恒温25℃条件下诱导愈伤组织。在加有1mg/L2,4-D的MS培养基上继代2次后，转移到含1mg/L KT和0.5mg/LNAA的MS培养基上分化培养得到再生芽。在除去激素后的基本培养基上获得了生根的试管苗。试管苗移栽到温室后生长正常。羊草试管苗的分化因基因型和外源激素条件的不同而异。 四、羊草有性生殖特性的研究。在自然条件下进行了羊草自交、异交结实性实验，采用FDA染色法检测羊草小孢子活性，并观测羊草雌蕊、雄蕊发育的时空特点。结果表明：在大田中羊草异交结实率远大于其自交结实率;成熟花药中有活性的花粉达到92.2%以上;同时，在发育时间顺序和空间结构上，羊草的雌蕊、雄蕊并不妨碍自体授粉。因此，初步结论认为羊草具自交不和性。

影响圆叶牵牛(Ipomoea purpurea)花中花青素含量的因子研究

表型是基因型和环境共同作用的结果，环境对物种进化起到了至关重要的作用。虽然人们已经知道环境因子会影响植物花青素的最终含量，但这样的影响是如何在自然环境中进行的仍是未知。较之以前泛泛研究经济作物或模式植物的花青素总含量与人工环境变量的关系的工作，本文探讨环境变化对半野生的圆叶牵牛自然状态下不同基因型植株、不同花青素的影响。 65株取自全国各地包括3种颜色8种基因型的圆叶牵牛被分别种到了温室和室外，温室32株，室外35株，用高效液相 (HPLC) 的方法检测盛花期 (07年9月-10月) 圆叶牵牛花中花青素的含量，同时每天分早中晚采集3次温室和室外的环境数据-照度、紫外线强度、温度、湿度。记录每朵花着生高度、朝向、当天植株开花数、植株根茎、植株生长天数等个体信息。 通过保留时间、紫外-可见吸收光谱数据、质谱数据以及参考文献确定了圆叶牵牛花瓣中主要的5种花青素，包括三个矢车菊素 (CY) 和两个天竺葵素 (PG)，根据它们所含的咖啡酸和葡萄糖基的个数将它们简写成CY3C4G、CY2C4G、CY3C5G、PG2C4G、PG3C5G。CY2C4G和CY3C4G仅在蓝紫色花中大量存在，PG2C4G及PG3C5G仅在粉色花中大量存在，CY3C5G在两种颜色的圆叶牵牛花中均有存在。 温室和室外的四个环境因子有显著差异，平均照度室外为温室的3.06倍，平均紫外线强度为温室的5.39倍。Z 检验表明，蓝紫色花中的CY3C5G在温室内外没有显著差异 (P=0.3070)，而温室内的CY2C4G (P<0.0001) 和CY3C4G (P<0.0001) 含量明显的低于室外，粉花中CY3C5G和PG3C5G在温室 (P=0.4533) 和室外 (P=0.9577) 没有显著差异，PG2C4G在温室内含量明显 (P=0.0003) 低于室外。 通过Kruskal- Wallis 检验,不同基因型植株各种花青素的相对含量显著不同 (P<0.0001)。室外不同基因型植株的花青素绝对含量显著不同 (P<0.0001)。温室不同基因型植株中，CY2C4G (P=0.0224) 和CY3C4G (P=0.0017) 的绝对含量显著不同，显著性比室外的低些。CY3C5G不同基因型的绝对含量有差异，但是差异不显著 (P=0.0633)。基因型对植株中各个花青素相对含量的影响是尤其显著的，基因型对于花青素绝对含量的影响，可能是基因型直接作用和不同基因型对环境差异的不同响应两方面造成的，所以在环境变异稍大的条件下，基因型更加能显示出它对花青素的含量的影响。 植株的生长天数与粉色圆叶牵牛的PG2C4G、PG3C5G以及蓝紫色圆叶牵牛的三个花青素呈一定的正相关，当天开花数对粉色花的PG3C5G以及蓝紫色花的三个花青素呈负相关，花的朝向 (北-东-南-西-北 对应数值为0-90-180-90-0)，对粉花的PG2C4G以及蓝紫花的CY2C4G和CY3C4G 呈正相关，植株大小对粉花的PG2C4G、PG3C5G以及蓝紫花的CY3C5G呈负相关。花所着生的高度对两种颜色花的影响是不同的，与蓝紫花的三个花色素呈负相关，对于粉色的PG2C4G、CY3C5G呈正相关。

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。

大麦雄核发育的基因型效应及相关的分子标记

基因型效应是影响植物雄核发育（Androgenesis）的重要因素，在很多情况下基因型的限制是单倍体育种用于实践的主要障碍。尽管人们对基因型效应进行了大量的遗传学研究，但对其机理仍然了解很少。本研究以具有不同花粉胚胎发生能力的两个大麦基因型为材料，细致地观察了大麦花粉体内发育和雄核发育的过程，确认大麦雄核发育途径包括营养核分裂途径、营养核与生殖核分裂途径和小孢子均等分裂途径三种。在雄核发育过程的每一个阶段，从单核、二核、多核花粉粒到愈伤组织，都可能发生败育。无论基因型是否具有高频率花粉胚胎发生能力，这种败育都是限制愈伤组织产量的重要因素。对两个基因型离体培养花药中不同类型花粉频率的连续统计表明，从培养开始到大量多核花粉粒形成，三种花粉－单核花粉、分裂花粉和死亡花粉的频率变化在两基因型中是相似的，发育途径都是以小孢子均等分裂途径为主，因此两基因型的早期雄核发育过程无明显区别。然而两基因型最终出愈率是有显著差异的，这种差异从时间上讲是在小孢子形成多核粉以后产生的。推测大麦不同基因型之间，花药培养反应的差异不是受小孢子脱分化启动能力控制的，更可能由其多核花粉发育成愈伤组织或胚状体的能力决定，可能与细胞壁的形成有关。从这种意义上来说，雄核发育过程中的愈伤组织形成又可以分为两个阶段：愈伤组织形成的诱导和愈伤组织形成的维持，并且它们分别受不同的基因控制，有不同的遗传机制。因此，大麦愈伤组织形成维持能力的差异是造成不同基因型对花药培养反应不同的主要原因。 利用BSA（Bulked Segregant Analysis）法对60个单株构成的F2分离群体进行分析。在520条随机引物中，有7个在高频池和低频池中的扩增产物有差异，其中引物S500重复性最好，其扩增带S500_(－650)经过单株验证后，确认与高频率胚胎发生能力连锁。聚丙烯酰胺凝胶电泳银染证明这一条带只存在于高频池中，可以初步确认是一个与高频率胚胎发生能力连锁的RAPD标记。

羊草生殖生物学研究

羊草 (Leymus chinensis (Trin.) Tzvel. ) ，隶属禾本科赖草属，是欧亚大陆草原区东部的重要草原建群种之一。羊草是牧草之王，属于我国有比较优势的战略性生物资源，对我国北方畜牧业发展以及保护生态环境均具有重要作用。 羊草较弱的有性生殖特性限制了其应用，本文从实验生物学角度，研究了羊草有性生殖的基本特点，并试图通过现代分子生物学手段探讨自交不亲和性的有关机理。本论文的主要结果如下： 1. 实验发现羊草具有自交不亲和性。以6 个羊草居群为材料，测定得知开放授粉时的结实率在6.5% - 56.7%之间，自交时结实率为0.6% - 4.3%，差异极其显著; FDA 染色法检测结果显示羊草成熟花药中有活性的花粉达到92.2% 以上;在发育时间顺序和空间结构上，羊草雌蕊、雄蕊适于异花和自花授粉;花粉柱头亲和性实验表明，自交花粉只有5.5%-11.7% 是亲和的，杂交花粉亲和率达到了60.0%-84.8%，说明自交花粉在柱头上萌发受到抑制，其次，荧光显微镜还观察到“不亲和花粉”在进入柱头后生长缓慢，或停止延伸。 2. 初步确定羊草自交不亲和性具有配子体型遗传特点。以不同居群羊草杂交后的姊妹系作为实验材料，观察到自交组合的亲和率变幅为0 % - 6.9 %，杂交组合的亲和率具有连续性变异和变幅较宽的特点（47.5％ - 96.0 %），且正反交结果具有一定的一致性（88.2％），表现出配子体遗传特性。 3. 羊草居群内结实率存在一定变异。以羊草单株为单位分别进行自交、随机互交和开放授粉，结果显示三者的平均结实率分别为4.6%，18.1% 和35.7%，株间的变异系数分别为33.4%，21.2%和17.1%，这些株间的变异均达到统计上的显著差异;同时羊草自交、杂交和开放授粉之间具有一定的相关性，显示羊草的这种株间差异与株系本身的生理特性相关。 4. 分离了羊草硫氧化还原蛋白 H 基因(ThioLc)并对其功能进行了分析。克隆了ThioLc全长和cDNA序列。序列分析结果显示，DNA全长2257 bp，包括3 个内含子和4 个外显子，与水稻Thio h 的cDNA 序列相比，具有 32.0% 的同源性;Southern 杂交显示 ThioLc 在羊草基因组中是单拷贝;Northern 杂交显示 ThioLc 在羊草根、茎、叶和幼小的雌蕊中没有表达, 在成熟雌蕊和幼小的花粉中微量表达, 在成熟花粉中大量表达，说明分离的羊草硫氧化还原蛋白H 基因具有花粉特异表达特点。 5. 原核表达的ThioLc 蛋白具有较高的催化活性。构建了ThioLc 基因的原核表达载体，检测证明ThioLc基因在大肠杆菌中正常表达;提取表达蛋白，纯化，用胰岛素和二硫苏糖醇反应体系进行硫氧化还原蛋白的催化作用反应，结果表明表达的蛋白具有催化活性。这一结果为进一步搜寻靶向蛋白和研究该蛋白的结构、功能和作用方式奠定了基础。

中药青蒿萜类代谢物谱分析及青蒿素生物合成的研究

青蒿素是从中药青蒿，学名黄花蒿（Artemisia annua L.）植物地上部分分离出的抗疟疾有效单体，为一种倍半萜内酯类化合物，其生物合成途径属于植物类异戊二烯代谢途径。青蒿素生物合成途径及其调控机制仍不完全清楚，本论文采用GC-MS 和GC×GC-TOFMS 方法对青蒿萜类代谢物谱进行检测，用多维统计学方法对检测结果进行整理和比较分析，研究青蒿素生物合成及其与青蒿中其他萜类代谢的关系，取得了以下结果： 一、通过GC×GC-TOFMS 方法对青蒿挥发油成分进行分析，共鉴定出303 种组分。其中挥发油中相对百分含量大于1%的10 种组分中有9 种为萜类化合物，含量接近总挥发油的50%。在相对百分含量大于0.1%的49 种成分中，有30 种萜类化合物。有27 种相对百分含量大于0.1%的成分首次在青蒿挥发油中报道，其中包括10 种萜类化合物。 二、利用GC-MS 方法分析了青蒿001 和SP18 两个青蒿素高产株系不同生长时期萜类代谢物谱，结果表明：青蒿中萜类化合物在不同时期合成和积累是动态变化的，萜类化合物的种类和数量在营养生长期随生长时间的延长而提高，在营养生长后期和现蕾前期达到最高水平，进入生殖生长后随生长时间的延长而迅速降低。通过多维统计PLS-DA（Partial Leasted Square Discriminant Analysis） 分析，确定001 中有17 个化合物的含量在不同生长时期有明显变化，其中15 个为萜类化合物。SP18 中有18 个化合物的含量在不同生长时期有明显变化，其中16 个为萜类化合物。青蒿素，青蒿酸，二氢青蒿酸，青蒿素B 都是含量变化明显的标记物。其中青蒿酸和二氢青蒿酸含量在营养生长后期达到最高水平，进入生殖生长后迅速下降，而青蒿素和青蒿素B 在整个检测时期含量变化相对较小，在营养生长时期含量已经较高，在现蕾前期含量稍有上升，进入现蕾期后有所下降，本研究确定现蕾前期为代谢物谱分析最佳取样时期，并为药材采收提供指导。 三、不同基因型青蒿代谢物谱研究表明，青蒿素高产株系SP18 和001 代谢物表现出一定的差异，通过多维统计PLS-DA 分析，共找出了22 种在两种基因型中差异明显的化合物，其中包括倍半萜化合物12 种，单萜化合物3 种，三萜化合物4 种。SP18 特征化合物为樟脑和两个未鉴定倍半萜化合物，而001 特征化合物是龙脑和β-法呢烯。另外两种基因型中青蒿素及相关前体化合物的积累模式差异明显，SP18 中二氢青蒿酸和青蒿素含量高，而青蒿酸和青蒿素B 含量极低；001 中二氢青蒿酸和青蒿素含量相对SP18 要低，但青蒿素B 和青蒿酸含量比SP18 要高。该结果表明在青蒿素高产株系中，青蒿素含量与二氢青蒿酸的含量呈正相关，结合Brown 等的活体标记研究结果分析，从二氢青蒿酸到青蒿素的转化可能是青蒿素合成的限速步骤。 四、利用GC×GC-TOFMS 方法对转基因青蒿萜类代谢物谱进行了分析，共对200 个左右化合物峰进行PLS-DA 和OSC-PLS (Orthogonal Signal Correction–Partial leasted Square)多维统计分析，结果表明：青蒿萜类代谢物谱在外源基因转入后发生显著变化，与对照株系相比均呈现显著差异。其中过量表达Amorpha-4,11-diene 合酶基因（ads）株系中青蒿素及相关化合物变化最明显，而过量表达FPP 合酶基因（fps）株系中青蒿素及相关化合物变化相对较小，在受到调控而成为差异标记物的化合物中，70%是倍半萜类化合物。 五、考察了外源茉莉酸甲酯对青蒿素生物合成的影响，结果表明：300 μM 外源茉莉酸甲酯能提高青蒿素含量，在处理后第8 天青蒿素含量提高38%。青蒿萜类代谢物谱研究表明，茉莉酸甲酯不仅可以诱导青蒿中青蒿素的合成，还能诱导很多化合物，特别是倍半萜和三萜类的合成。OSC-PLS 分析结果找出了9 个处理后含量明显提高的标记物，其中6 个倍半萜化合物，3 个三萜化合物。标记物鲨烯含量提高了67%，另一个未鉴定出结构的倍半萜提高了60%，这些化合物可能与青蒿素有着类似的调控机制，而外源喷洒茉莉酸甲酯可以作为提高青蒿素产量的有效途径之一。

入侵植物紫茎泽兰遗传变异及克隆多样性研究

现存植被与其花粉分布的关系可作为利用化石花粉图谱重建古植被时的参照，因此，理解现存表土花粉分布格局对解释花粉图谱十分关键。提高花粉鉴定精度是孢粉学和古生态学家一直努力想要解决的关键问题。目前的孢粉学方法将表土花粉鉴定到属的水平都十分困难，因此造成依据花粉图谱进行植被重建的时候出现无法矫正的误差。本研究用分子生物学方法将藜科植物表土花粉鉴定精度从科的水平提高到种的水平。表土花粉样品取自新疆中部样带，利用样带内所有出现的藜科植物共19个种建立藜科植物核基因内转录间隔1区（ITS1）序列库，然后通过巢式聚合酶链式反应（PCR）进行单粒表土花粉的ITS1序列扩增和测序，与序列库中的序列进行比对，从而确定单粒花粉来自哪种藜科植物。这种相对简单的以PCR为基础的方法可以将表土花粉鉴定到种，使在种的水平解释植被与花粉分布的关系成为可能。 紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）是广泛分布在中国西南的入侵植物。以无融合生殖为主，其压条性克隆繁殖方式经常被忽视，本文以紫茎泽兰为例，研究无融合生殖和压条性克隆繁殖为主的入侵种群遗传变异与克隆多样性，分析无融合生殖入侵种群具有高度竞争力和适应能力的分子机制。实验用AFLP分子标记检测了包括缅甸一个种群在内的17个种群的基因组多样性，结果表明，紫茎泽兰是多克隆植物，有丰富的基因型数量，遗传多样性水平低（He＝0.0439），大部分（73.59%）遗传变异存在于种群内，种群间存在显著遗传分化。紫茎泽兰克隆生长策略为游击型，倒伏性克隆繁殖有助于小范围内种群的扩张。各种群基因型组成存在很大差异，但基因型间相似性很高，有相当多的基因型可能来自遗传重组。紫茎泽兰的有性繁殖比例可能比以往所推测的高得多，有助于保持基因型的多样性。

水稻分蘖逆制的可塑性生长发育试验和模型辅助分析: 应用植物生长模型缩减基因型与表现型的间隙

表现型是基因型和环境相互作用的结果，不同环境条件下给定基因型能表达为不同的表型，这是我们所熟知的植物表型可塑性。可塑性一方面帮助植物更好地适应不利环境，但我们也不得不承认可塑性，使得人们难以从表型直接理解基因功能。如今，基因组学快速发展允许解密基因更迅速便捷，甚至发现大量基因。因此，进一步理解可塑性过程的基因背景、理解基因和环境对表型的作用非常必要。由于从基因到表型非线性过程，从而引起基因型和表型差异，期望有效方法或工具能跨越这个横沟。植物生长模型已被开发用来模拟植物响应环境动态关系，并且将参数和环境整合到模型方法中。因此，普遍认为植物生长模型将在探讨复杂可塑性基因功能扮演重要作用。水稻是普遍应用在基因组学和功能基因组学典型的模式植物。水稻分蘖是重要的基因依赖环境敏感的过程，这是农学上非常关注的现象。本文将应用模型方法理解水稻分蘖逆制的可塑性。本研究设计了一个相对优化环境条件下，野生型水稻分蘖逆制试验，该试验有两个处理（1）手工剪切分蘖;（2）一个TDNA突变体，并分别设置对照。本试验在法国国际农业研究发展中心（CIRAD）温室开展，每个试验利用水培方法，培育植株50天左右（营养生长阶段）。在营养生长阶段，定期破坏性测量单个器官的鲜重、干重和单个器官的大小。本文尝试应用两个植物生长模型模拟和解释水稻响应分蘖逆制表型发育。GreenLab是一个植物结构数学模型，已被开发用来模拟植物结构动态和结构功能反馈。植物3D结构决定光捕获和生物产量，然后，生物量分配到新的器官，因此，器官形态结构将发生变化，新阶段的生物量生产将会更新。通过基于最小二乘法的CornerFit软件实现了模型参数优化。另一个模型EcoMeristem，基于作物模型和形态发生概念，用来模拟水稻分生组织活动、器官发生和形态过程等可塑性过程，内部竞争指数Ic主要与环境相关，参数主要描述基因功能。通过植物生长过程模拟与测量的优化，手工提取了模型参数。这两个植物生长模型演示了缩减基因型与表型之间的差距，并实现了水稻响应分蘖完全逆制的可塑性过程。GreenLab模型有一个极好的器官发生基础，但本研究限于单茎拓扑结构。另外，该模型有更长的时间步长，这对描述植物可塑性没有提供足够的分辨能力，这在EcoMeristem模型中得到了解决。很明显，EcoMeristem模型有更弱的结构基础，这可能蕴含了一些可塑性信息的缺失。总体而言，EcoMeristem模型有更专业的可塑性过程、基因环境理解和表达能力。

MULTIPLE GENOTYPES OF MITOCHONDRIAL-DNA WITHIN A HORSE POPULATION FROM A SMALL REGION IN YUNNAN PROVINCE OF CHINA

mtDNA genotypes of six domestic horses (three adult short horses whose heights are under 1 m and three common domestic horses) from a small region of 15 km(2) in Malipo county of Yunnan province of China were investigated by the technique of restriction fragment length polymorphism (RFLP) with restriction endonucleases which recognize 6-bp sequences. An average of fragments for an individual was obtained. Unlike other domestic animals, this population of horses exhibits high mtDNA genetic diversity. Each of the six horses has a specific mtDNA genotype showing a pattern of multiple maternal origins, as suggested by fossil and literature records. We think the population of horses is an amazing seed-resource pool of horses and hence deserves to be paid more attention from the view of conservation genetics. However it is also remarkable that we did not find any typical mtDNA genetic markers which would discriminate between short horses and common domestic horses.

Diffusive coevolution and mutualism maintenance mechanisms in a fig-fig wasp system

In reciprocal mutualism systems, the exploitation events by exploiters might disrupt the reciprocal mutualism, wherein one exploiter species might even exclude other coexisting exploiter species over an evolutionary time frame. What remains unclear is how such a community is maintained. Niche partitioning, or spatial heterogeneity among the mutualists and exploiters, is generally believed to enable stability within a mutualistic system. However, our examination of a reciprocal mutualism between a fig species (Ficus racemosa) and its pollinator wasp (Ceratosolen fusciceps) shows that spatial niche partitioning does not sufficiently prevent exploiters from overexploiting the common resource (i.e., the female flowers), because of the considerable niche overlap between the mutualists and exploiters. In response to an exploiter, our experiment shows that the fig can (1) abort syconia-containing flowers that have been galled by the exploiter, Apocryptophagus testacea, which oviposits before the pollinators do; and (2) retain syconia-containing flowers galled by Apocryptophagus mayri, which oviposit later than pollinators. However, as a result of (2), there is decreased development of adult non-pollinators or pollinator species in syconia that have not been sufficiently pollinated, but not aborted. Such discriminative abortion of figs or reduction in offspring development of exploiters while rewarding cooperative individuals with higher offspring development by the fig will increase the fitness of cooperative pollinating wasps, but decrease the fitness of exploiters. The fig fig wasp interactions are diffusively coevolved, a case in which fig wasps diversify their genotype, phenotype, or behavior as a result of competition between wasps, while figs diverge their strategies to facilitate the evolution of cooperative fig waps or lessen the detrimental behavior by associated fig wasps. In habitats or syconia that suffer overexploitation, discriminative abortion of figs or reduction in the offspring development of exploiters in syconia that are not or not sufficiently pollinated will decrease exploiter fitness and perhaps even drive the population of exploiters to local extinction, enabling the evolution and maintenance of cooperative pollinators through the movement between habitats or syconia (i.e., the metapopulations).

Prolonged cardiac allograft survival in presensitized rats after a high activity Yunnan-cobra venom factor therapy

Complement-dependent antibody-mediated acute humoral rejection is the major obstacle of clinical transplantation across ABO incompatibility and human leukocyte antigen presensitization. We previously demonstrated that Yunnan-cobra venom factor (Y-CVF) cou

Pseudogenization of the tumor-growth promoter angiogenin in a leaf-eating monkey

Physiological functions of human genes may be studied by gene-knockout experiments in model organisms such as the mouse. This strategy relies on the existence of one-to-one gene orthology between the human and mouse. When lineage-specific gene duplication occurs and paralogous genes share a certain degree of functional redundancy, knockout mice may not provide accurate functional information on human genes. Angiogenin is a small protein that stimulates blood-vessel growth and promotes tumor development. Humans and related primates only have one angiogenin gene, while mice have three paralogous genes. This makes it difficult to generate angiogenin-knockout mice and even more difficult to interpret the genotype-phenotype relation from such animals should they be generated. We here show that in the douc langur (Pygathrix nemaeus), an Asian leaf-eating colobine monkey, the single-copy angiogenin gene has a one-nucleotide deletion in the sixth codon of the mature peptide, generating a premature stop codon. This nucleotide deletion is found in five unrelated individuals sequenced, and therefore is likely to have been fixed in the species. Five colobine species that are closely related to the douc langur have intact angiogenin genes, suggesting that the pseudogenization event was recent and unique to the douc langur lineage. This natural knockout experiment suggests that primate angiogenin is dispensable even in the wild. Further physiological studies of douc largurs may offer additional information on the role of this cancer-related gene in normal physiology of primates, including humans. Our findings also provide a strong case for the importance of evolutionary analysis in biomedical studies of gene functions. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Evolution of the DRD2 gene haplotype and its association with alcoholism in Mexican Americans

The human D2 dopamine receptor gene (DRD2) plays a central role in the neuromodulation of appetitive behaviors and is implicated in having a possible role in susceptibility to alcoholism. We genotyped an SNP in DRD2 Exon 8 in 251 nonalcoholic, unrelated, healthy controls and 200 alcoholic Mexican Americans. The DRD2 haplotypes were analyzed using the Exon 8 genotype in combination with five other SNP genotypes, which were obtained from our previous study. The ancestral origins of the DRD2 polymorphisms have been determined by sequencing the homologous region in other higher primates. Twenty DRD2 haplotypes, defined as H1 to H20 based on their frequency from high to low, were obtained in this major minority population. The ancestral haplotype "I-132-G-C-G-A1" and two one-step mutation haplotypes were absent in our study population. The haplotype H1, "I-B1-T-C-A-A1", with the highest frequency in the population, is a three-step mutation from the ancestral form. The first five or eight major haplotypes make up 87% or 95% of the entire population, respectively. The prevalence of the haplotype H1+ (H1/H1 and H1/Hn genotypes) is significantly higher in alcoholics and alcoholic subgroups, including early onset drinkers and benders, than in their respective control groups. The Promoter -141C allele is in linkage disequilibrium (LD) with five other loci in the nonalcoholic group, but not in the alcoholic group. All of the other five loci are in LD in both the alcoholic and control groups. The DRD2 TaqI B allele is in complete LD with the allele located in intron 6. Five SNPs, Promoter -141C, TaqI B (or Intron 6), Exon 7, Exon 8, and TaqI A, are sufficient to define the DRD2 haplotypes in Mexican Americans. Our data indicate that the DRD2 haplotypes are associated with alcoholism in Mexican Americans. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.