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关键词： 种子蛋白   氨基酸组成   基因序列  

摘要： 作为人类氮素营养的一个重要来源,植物种子蛋白的组成、结构及其编码基因一直为研究者所关注。随着对各类蛋白研究的深入,种子蛋白的应用也越来越广泛。本文从植物种子蛋白的类型、氨基酸组成特性、编码基因及其染色体定位等方面对种子蛋白的分子生物学研究进行了综述,对今后种子蛋白的研究提出了展望。

关键词： Authorware软件   植物生物学   教学课件   制作  

摘要： 植物生物学是生物学专业的一门重要基础专业课,对其他专业课的教学有着直接的影响。多媒体教学是提高学生学习兴趣,促进其掌握牢固知识的有效手段。而Authorware软件在素材调用和交互性等方面优于常用的Powerpoint。为此,根据多年制作开发教学课件的实践经验,该文介绍了采用Authorware软件设计植物生物学教学课件的体会及其应用。

关键词： 保护生物学意义   空间格局   标本密度   维管植物   云南地区  

摘要： 以中国数字植物标本馆数据库为源数据,探讨了云南地区维管植物标本密度的空间分布格局及其保护生物学意义。结果表明,标本密度在各研究单元的分布表现出明显的非均质性。标本密度较高的区域主要包括昆明周边地区、滇西北地区和南部的西双版纳和文山地区。随着标本密度的增加,由植物标本所代表的物种密度呈明显的线性递增趋势,意味着标本的采集强度的增加,可能有利于发现更多的植物类群。过去有关云南地区植物多样性的研究可能更多地集中在地形复杂、生境多样,尤其是著名山体所在的区域以及南部植被相对原始、热带区系性质明显的区域。对标本采集的空白地区或边缘化地区进行标本采集,更有可能发现新的植物类群。标本采集强度的地理格局可能是影响植物多样性格局认知的重要因素。

关键词： 木兰科   极危物种   大果木莲   保护生物学   引种驯化   居群生态学   种子萌发  

摘要： 大果木莲(Manglietia grandis Hu et cheng)是国家二级保护植物，2007年，它被IUCN(国际自然与自然资源保护联盟)评估为极度濒危物种(CR)。大果木莲在中国仅分布于云南东南(麻栗坡、马关)和广西西南(靖西、那坡)的石灰岩地区，近年的调查结果表明，在广西，野外已找不到大果木莲，而云南也只有约0.3 km2的占有面积，我们调查发现，大果木莲野生居群自然更新困难，开花结果少，林下幼苗极少发现；对迁地保护的各地木兰植物园考察时发现植株几乎无开花结实或开花结实很少。因此，开展全面系统的大果木莲保护生物学研究是必需而紧迫的。论文通过对大果木莲居群生态与林地土壤分析、传粉生物学研究、繁殖器官表型变异、物种遗传多样性以及种子生理、种子萌发与种胚组织培养等方面的系统研究，为大果木莲濒危现状、濒危原因以及引种驯化等研究积累必要的生物学资料。\n 1.居群生态学与土壤分析研究\n 大果木莲居群Ⅰ级幼树缺失，从林木年龄结构分析预测居群发展趋势属于衰退型。大果木莲居群空间分布格局总的为随机分布型，而Ⅱ级、Ⅲ级与Ⅳ级立木为集群分布，Ⅴ级为随机分布。用立木的相对年龄大小级来代替绝对年龄级编制特定时间生命表与绘制大果木莲居群存活曲线的研究结果表明，老树阶段(Ⅳ-Ⅴ级阶段)死亡率最高达0.86，而成树阶段(Ⅲ-Ⅳ)死亡率最低。其居群的存活曲线接近DeeveyⅠ型，属衰退型居群。对大果木莲土壤各项指标以及对其枝叶磷含量测定显示，大果木莲原生地土壤速效磷与钾的水平较低，而从土壤PH值、含水量、氮磷钾水平分析来看，大果木莲可适应于云南大多地方的土壤条件。\n 2.传粉生物学研究\n 从杂交指数(OCI)、花粉胚珠比(P/O)以及传粉套袋等实验结果来看，大果木莲繁育系统为专性异交，异花授粉，需要传粉者，不存在无融合生殖；访花昆虫共鉴定出5目6科8种昆虫，实验与分析表明有效授粉昆虫为甲虫，传粉效率低，如鞘翅目的天牛与象甲。对花粉囊与成熟胚珠的石蜡切片观察结果来看，大果木莲在小孢子发育时期与胚囊发育时期存在败育现象。而大果木莲结籽率低，野生居群结籽率23％，人工居群12％，人工辅助授粉可以提高结籽率。\n 3.繁殖器官表型变异特性研究\n 从花器官性表达特征的来看，大果木莲具有丰富的花器官表型变异，特别是在心皮数与最内轮花被片数上。从果实与种子形态的21个性状数量变异特征来看，大果木莲居群间(除单果内胚珠数外)各数量性状的差异方差分析为极显著，果实种子各性状变异系数高。自然居群的大多数性状比人工居群的变异系数大；人工居群在胚珠数、种子数、结籽率等性状上变异系数大。从种子大小变异模式分析来看，大果木莲种子有加宽加厚倾向，而且野生居群间种子形态分化很明显。各性状与海拔相关性分析来看，与繁殖关系密切的性状如结籽率，胚珠数等性状与海拔的相关性较大。总的而言，大果木莲显示了较高的表型可塑性与多样性，居群间分化明显。\n 4.遗传多样性研究\n 通过RAPD分子标记技术研究结果表明，大果木莲总的群体基因多态位点百分率(PPL)、基因多样性(He)和Shannon多样性指数(Ⅰ)分别为84.68％、0.3278和0.4884，分析表明大果木莲具有相对较高的遗传多样性。大果木莲基因分化系数(Gst)为0.4025，表明遗传变异约40％存在于群体间，60％的变异存在于群体内。基因流预估值Nm为0.7423，较低。按遗传距离聚类为2类，马关居群单独聚类为一个类群，其余聚为一类。研究结果与前人ISSR分析结果基本一致。大果木莲居群间遗传分化大，其原因分析认为与生境破坏，传粉与种子散布障碍以及基因流障碍有关。加强保护大果木莲的现存居群生境与植株个体，有利于提高其居群间基因流动。\n 5.种子形态生理特性、萌发与组织培养研究\n 大果木莲种子解剖与石蜡切片研究结果表明，大果木莲种子胚乳发达，胚未发育成熟(分化胚阶段)。供试种子含水量11％，利于种子储藏；供试所有居群的种子活力较高为70％；去除种皮的种子吸水更快26h达到饱和，吸水率可达到27.21％，不去种皮的种子需48h达到饱和，吸水率只有19.29％，表明，种子的种皮对种子吸水性有阻碍作用。大果木莲麻栗坡与马关居群的种子水培萌发实验表明，居群间种子萌发差异大。麻栗坡居群的大果木莲种子萌发与前人研究结果相似，较容易，具有浅度休眠，破除其种子休眠的方法之一是用不同浓度GA3浸泡种子(300mg/L效果最好，萌发可达到70％以上)；而马关居群的大果木莲种子萌发困难。对大果木莲种子胚的组织培养研究结果表明，胚乳含有种子萌发的抑制物质，组织培养成功的关键是去除胚乳，消除培养基褐化(添加Vc)，以及所培养的胚发育程度，越成熟越好。麻栗坡居群的种子种胚组织培养成功率

关键词： plant reproductive biology   pollination   promote outbreeding  

摘要： The reproductive biology and pollination of plants has been a traditional subject of naturalists’ interest, and of both professional and lay people throughout the centuries. The pioneering work of Ko¨l reuter (1761–1766), and particularly Sprengel (1793), provided detailed information on reproductive processes of plants, especially fertilisation through pollination. With admirable detail, accuracy and lucidity, Sprengel described floral adaptations in many flowering species. He concluded from his observations that flowers have these traits to attract insects for pollination. Later, this information was further used by Darwin to provide evidence for some of his theories about the effects of inbreeding (1876), the role of animals and plants in promoting reciprocal adaptations, which are viewed as typical cases of co-evolution (1862), and the effect of morphological adaptations of plants to promote outbreeding (1877). Thus, any historical account of plant reproductive biology, even the shortest, should mention the seminal works of Darwin (Pannell 2009), which included fine examples of his experimental and deductive approach. Later, The Origin of Species and Darwin’s work on pollination and flowers encouraged other naturalists to study the reproductive biology of plants and the relationship between flowers and pollinators. Due to increasing specialisation of researchers and the development of new methods, research on plant reproductive biology was divided in two separate disciplines: floral and pollination biology, and population and quantitative genetics. During most of 20th century, these two aspects generally remained separate, despite the great insight provided by the Modern Synthesis on adaptation of traits, and the excellent opportunities provided by plants to explore these processes. However, noteworthy exceptions were the broad interests of Stebbins (1970, 1974) and Grant (1949), spanning genetics, ecology and systematics of plants.

关键词： Inquiry   science education   molecular biology laboratory   undergraduate   RAPD-PCR  

摘要： Students benefit most from their science education when they participate fully in the process of science in the context of real-world problems. We describe a student-directed open-inquiry lab experience that has no predetermined outcomes and requires students to engage in all components of scientific inquiry from posing a question through evaluating and reporting results. Over 5 weeks, students learn how bryophytes are used in forensics and become proficient in important molecular biology lab skills including DNA isolation, polymerase chain reaction, gel electrophoresis, capillary electrophoresis, and genotyping. For this portion of the experience, there is no specialized equipment necessary outside of gel electrophoresis supplies and a thermocycler. In an optional extension of the experience, students sequence a plastid intron and use introductory bioinformatics skills to identify species related to their forensics case. Students who participated in the lab experience performed well on content-based assessment, and student attitudes toward the experience were positive and indicative of engaged learning. The lab experience is easily modified for higher or lower level courses and can be used in secondary education.

关键词： 植物生物学   实验   教学改革  

摘要： 针对植物生物学实验课程中教学观念、实验教材、教学方法和考核制度等存在的一系列问题提出了相应的改革措施。旨在强化学生主体地位,提高学生积极性、创造性、实践技能与动手能力,提升植物生物学实验课教学效果。

关键词： 半蒴苣苔属   传粉生物学   繁育系统   雌雄异熟   雌雄异位  

摘要： 本文比较研究了苦苣苔科半蒴苣苔属(Hemiboea)两种代表植物半蒴苣苔(***)和贵州半蒴苣苔(***)的传粉生物学,发现同属的这两种植物具有相似的花部结构,但开花过程及传粉机制略有不同。　　 半蒴苣苔单花花期为3天,居群内从早上07:00至下午18:00之间均有花开放,但早上开放的花较多,花药在花开时便开裂。半蒴苣苔存在雌雄异熟异位现象,花开放的第一天花药位于柱头上方,且柱头很小尚未发育成熟,位于花冠基部,传粉者接触不到柱头,花主要执行雄性功能(花粉散发)。花粉在一天内基本散发完。在整个单花花期中,雄蕊的位置基本保持不变,而花柱却是不断伸长生长的,花柱在第二天的时候开始超过花药,此时柱头发育成熟,表面积明显变大,花开始执行雌性功能(花粉接受),直至花凋谢。在花期内,花柱还存在着一种向下弯曲的运动,花柱下弯角度最大约为90°,有利于接受花粉。该植物就是通过这种雌雄异熟异位的方式来避免性别干扰和促进异交的。半蒴苣苔的花粉为脂质,花粉/胚珠比率157.79±14.98。无挚蜂(Amegilla sp.)和熊蜂(Bombus sp.)是其有效传粉者。人工授粉试验结果表明,授粉处理能明显缩短花期,说明花粉置落对花寿命的影响较大。繁育系统的检测结果表明,半蒴苣苔自然结实率较高,自交亲和,自交与异交结实率差异不显著,为兼具自交和异交的混合交配类型。　　 贵州半蒴苣苔单花花期受温度影响较大,当温度高于22℃时,花期为5-6天;当温度低于15℃时,花期为7-9天。该花具有与半蒴苣苔相似的开花过程和雌雄异熟异位现象,不同的是贵州半蒴苣苔的雄蕊具有花丝向后卷曲的运动,加大了雌雄蕊之间的距离。结合传粉者的访花行为发现,由于花序开花的不同步性,并不能完全避免同株异花传粉。贵州半蒴苣苔的花粉为脂质,花粉/胚珠比率241.28±38.17。无垫蜂(Amegilla sp.)是其有效传粉者。人工授粉和移除花粉试验结果表明,授粉处理能明显缩短花期。繁育系统的检测结果表明,贵州半蒴苣苔自然结实率较高,自交亲和,自交与异交结实率差异不显著,为兼具自交和异交的混合交配类型。　　 此外,本文还检测了半蒴苣苔属其它两种代表植物的花粉组织化学和花粉胚珠比率。结果表明:半蒴苣苔属植物的花粉均为脂质,说明同一属植物往往可能具有相同或相似的花粉组织化学。该属不同种植物的单花花粉量、胚珠数和花粉/胚珠比率间存在较大差异,且不同种间差异程度不同。　　 结合两种植物的花部综合特征和传粉特性、花粉营养类型、花粉胚珠比率、花粉管萌发情况以及人工授粉试验结果可知,半蒴苣苔和贵州半蒴苣苔都自交亲和,具有兼具自交和异交的混合交配系统,自然情况下需要传粉者帮助完成传粉过程。

关键词： 沙拐枣属   迁地保护   开花物候   繁育系统   传粉特性   结实结籽特性  

摘要： 本研究以在吐鲁番沙漠植物园生长三十多年的沙拐枣属(CalligonumL.)植物为研究对象，从该属四个组中各选取一个种作为代表：泡果组(***)的泡果沙拐枣(***)，翅果组(***)的红皮沙拐枣(***)，基翅组(***)的密刺沙拐枣(***)，刺果组(***)的艾比湖沙拐枣(***)，进行连续四年的观察和研究，对四个种的开花物候、繁育系统、传粉特性和结实结籽特性进行系统的研究，解释其生态适应机制，为该属植物的繁殖生物学研究和迁地保育策略提供必要的基础资料和信息，并服务于物种遗传资源的保护和管理。同时也针对艾比湖沙拐枣独特的两季开花现象进行了初步研究。主要结论如下：　　1.开花物候特征：(1)个体和群体水平上，表现为泡果沙拐枣(***)和红皮沙拐枣(***)相似，为“集中开花模式”，花期重叠指数较高，达79.99-100％，密刺沙拐枣(***)和艾比湖沙拐枣(***)相似，为“持续开花模式”，花期重叠指数较高为51.79-79.82％，四个种的共有重叠期较短;四个种存在花期分化，但是分化不完全;(2)枝条水平上，泡果沙拐枣和红皮沙拐枣物候特征表现相似，开花集中，开花振幅高;密刺沙拐枣和艾比湖沙拐枣相似，开放时间长，开花振幅低;(3)在同化枝水平上，开花数、持续时间和同化枝长度在种间和年际间均有不同程度的差异;始花位置种间具有差异，表现为泡果沙拐枣、红皮沙拐枣、密刺沙拐枣始花位置主要集中在第2、3关节，艾比湖沙拐枣在第4关节;开花时间，开花数和坐果数的相关分析中，四个种均表现为开花高峰期的坐果率较高，开花数目与坐果数显著正相关;坐果数和开花位置的关系，表现为着生花多的关节坐果数也高，种间差异较大;(4)在单花水平上，四个种的单花持续时间差异较大，花粉呈现方式为逐步呈现(gradualpollenpresentattion);(5)结合吐鲁番沙漠植物园自动采集的气象数据，2007-2009年四种植物的各项物候参数相似，2010年各项物候参数明显推迟，4月中旬的温度是影响始花时间的主要因素。沙拐枣属所表现出的“集中开花模式”和“持续开花模式”是适应荒漠生态条件下不可预测的环境改变的一种繁殖保障，同时花粉的逐步呈现也是应对恶劣环境中传粉者不稳定而产生的适应机制。　　2.四个种均呈现混合交配系统，表现为自交亲和，不能主动自交，偏于异交，杂交存在的可能性较小，不存在无融合生殖，生殖成功依赖传粉者，存在风媒。避免自花自交是避免自交衰退的方式之一，而同株异花授粉是在环境恶劣、传粉者不稳定以及开花模式等影响下不可避免的交配方式。　　3.四个种的主要传粉者是意大利蜂(ApismelliferaL.)，访花时间7:00-21:00，有两个访花高峰期：8:00-8:30和18:00-19:00，单花停留时间1-2s，意大利蜂单次拜访花粉移出率为80.1±29.7％，沉降花粉数目为3.3±1.7粒，传粉效率低。由于沙拐枣的花粉的逐步呈现特性，使意大利蜂会重复拜访同一朵花，从而增加花粉沉降数目，减少花粉贴现，促进繁殖成功。　　4.四种沙拐枣坐果率均不高，泡果沙拐枣和红皮沙拐枣开花前(20-37％)和开花后败育率均较高(34-77％)、大部分的密刺沙拐枣和艾比湖沙拐枣的花能正常开放，但开花后败育率较高(43-64％);除艾比湖沙拐枣外(45-53.75％)，其余三个种的果实有胚率均较高(71.25-98.25％)，有胚的果实绝大多数都具有活性;经预处理后，四个种的种子均能较好的萌发(60.33-91.33％)。　　5.艾比湖沙拐枣具有两个独立的花期：春花期(4月)和秋花期(8月)。(1)春花期比秋花期持续时间长，开花数目多;(2)春花期的花冠直径、花生物量、P/O等均大于秋花期;(3)春花期访花昆虫较多，秋花期极少，访花昆虫种类不同;(4)春花期的坐果率(54.46-57.99％)和果实有胚率(45-53.75％)均高于秋花期的坐果率(24.21-37.42％)和有胚率(21.85-22.28％);春秋花期果实萌发率均较高，说明春秋两季艾比湖均能产生有效种子来更新种群。艾比湖沙拐枣的两季开花现象可以理解为是植物界的一种“两头下注策略”，是植物适应多变的生存环境，通过多次的开花、结实来增加繁殖输出而降低一次开花的风险，提高适合度的一种风险分摊对策。　　在植物园中引种保护面临着巨大的挑战，杂交就是一个巨大的风险，它会在人工创造的同域条件下产生出新的杂交种。四个种的开花物候相遇，有些种间有较长的开花重叠期，为杂交提供了便利，但是我们通过种间杂交

ISBN: (纸本)9787040299748