两个玉米品种维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对干旱胁迫的响应

【目的】光系统Ⅱ的非光化学叶绿素荧光淬灭是高等植物响应环境变化最快速的光保护机制,玉米具备叶肉和维管束鞘2种叶绿体结构,本研究通过比较2个玉米品种的光合耐旱能力,探究维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对玉米耐旱性的意义。【方法】以成单30和仲玉3号2个玉米品种为研究材料,设置土壤相对含水量为70%-80%田间持水量(FWC)(充足浇水,对照)、50%-60%FWC(中度干旱胁迫)和35%-45%FWC(重度干旱胁迫)3个土壤水分梯度处理。测定玉米叶片的水分状况、叶绿素含量、活性氧积累、质膜透性和气体交换等参数;应用叶绿素荧光动力学显微成像观测,比较玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的叶绿素荧光参数Fv/Fm和NPQ;通过免疫印迹法,分析玉米叶肉和维管束鞘细胞光系统Ⅱ亚基S(PsbS)稳态水平的变化差异;采用蓝-绿胶温和电泳分离,检测玉米光系统Ⅱ蛋白复合体的水平。【结果】干旱胁迫导致叶片气孔导度和蒸腾速率下降,2个玉米品种间没有明显差异。但成单30在重度干旱下表现出更好的水分状况、更低的活性氧损伤以及更高的光合速率。玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的NPQ水平及PsbS蛋白含量受干旱诱导明显上升,维管束鞘中的上升更显著,成单30表现尤为突出。不同于仲玉3号光系统Ⅱ蛋白复合体水平的下降,重度干旱胁迫后,成单30的捕光蛋白三聚体水平在叶肉和维管束鞘细胞中均有所升高。【结论】2个玉米品种的光合机构对干旱胁迫的气孔响应能力相当,但相较仲玉3号,成单30的维管束鞘叶绿体具备更优越的非光化学淬灭能力,这对其更强的非气孔限制的光合耐旱性具有积极意义。

水分胁迫对夏玉米胞间CO_2浓度、维管束鞘细胞CO_2泄漏和叶片碳稳定同位素的影响

通过盆栽试验，采用碳稳定同位素技术和LI-6400便携式光合仪分析探讨了不同水分条件对夏玉米各典型生育期胞间CO2浓度（Ci）、维管束鞘CO2泄漏率（ψ）和叶片碳稳定同位素判别值（△^13C）的影响，并研究了它们之间的关系。试验设四个水分条件：分别为田间持水量的75％～100％（W1），50％～75％（W2），30％～50％（W3），0～30％（W4）。结果表明：（1）夏玉米拔节期水分胁迫时气孔关闭导致了Ci降低。在孕穗、抽雄和灌浆期，W1、W2和W3处理下Ci依次降低。W4处理由于严重干旱而导致Ci大于W2和W3处理；成熟期叶片的老化导致了Ci在成熟期随着水分胁迫的增加而增加；（2）叶片△^13C和Ci／Cα的关系受水分条件和生育期双重影响，从拔节到灌浆，叶片△^13C在W1、W2和W3三种处理中的变化趋势与Ci／Cα一致，而成熟期则不一致；W4处理的叶片△^13C从孕穗到灌浆的变化趋势与Ci／Cα一致，其余生长期不一致。而在各水分处理下，叶片△^13C与ψ均呈极显著正相关，且ψ对叶片△^13C的影响均大于Ci／Cα；（3）在不同水分处理中，ψ的变化和叶片△^13C的变化一致。W1、W2和W3处理下，ψ随着水分胁迫的增加而降低，但严重水分胁迫会增加ψ。

藤类幼苗叶维管束鞘的超微结构研究

在研究的３种藤类的小叶脉里，其维管束鞘大多数都有一层拟内皮层的（ｅｎｄｏｄｅｒｍｏｉｄ）外鞘细胞，其内方则多有１至几层厚壁的内鞘细胞。本文在超微结构水平上描述了内、外鞘细胞。最后，讨论了棕榈科及禾本科的一些解剖学文献中的有关问题。

对C_(4)植物维管束鞘细胞叶绿体在光反应中是否产氧的探讨

为适应大气中CO_(2)含量明显下降而O_(2)浓度却显著增加的变化,植物进化出多种CO_(2)浓缩机制,其中C_(4)途径就是陆生植物中CO_(2)浓缩机制之一。从结构基础、物质基础和进化选择等不同角度分析了C_(4)植物维管束鞘细胞叶绿体在光反应时是否产生氧气的问题。

玉米叶片主脉及其鞘组织的早期发育和超微结构

研究了玉米（ＺｅａｍａｙｓＬ．）叶片中层基本分生组织３个相邻细胞形成主脉原形成层及维管束鞘（ＢＳ）的早期发育过程和超微结构。结果表明，在由３个相邻细胞组成的３细胞单元中，位于中间的细胞发生２次平周分裂，产生１个较小的和１个较大的细胞，前者分化为近轴端ＢＳ细胞前体，后者再发生１次不均等平周分裂产生１个远轴端ＢＳ细胞前体和１个原形成层起始细胞；位于两侧的细胞其中有１个也发生１次平周分裂，所产生的２个子细胞与另１个侧向细胞共同构成侧向ＢＳ细胞前体。在原生韧皮部启动分化之前，所有原形成层细胞均显示与原形成层起始细胞基本相似的超微结构特征：细胞核大，具电子致密的异染色质；细胞质致密，具丰富的核糖体、原质体和线粒体；细胞壁薄，有许多胞间连丝。通常只有短的粗面内质网和少量小液泡存在。此外在原形成层发育过程中也存在细胞质解体导致新液泡形成的现象，某些内质网参与了这一过程。ＢＳ和原形成层之间的超微结构差异是在叶脉启动以后逐渐出现的。呈分生状态的ＢＳ细胞在分化过程中所出现的超微结构变化主要有：（１）原质体经历原片层体阶段向叶绿体转化；（２）多层同心膜复合体出现，它们在ＢＳ细胞的分化过程中可能具有降解某些核糖体及其它细胞质组分?

玉米叶片细脉及其鞘组织个体发育的超微结构研究

用透射电镜观察了玉米(Zea mays L.)叶片细脉原形成层及束鞘的起源、早期发育和超微结构。细脉及束鞘的发生与基本分生组织中层3个紧邻的细胞有关。位于中间的细胞发生平周分裂分别产生1个原形成层原始细胞、1个近轴端鞘细胞前体和1个远轴端鞘细胞前体。位于两侧的细胞其中1个直接分化为侧向鞘细胞前体,另1个则经历1次垂周分裂产生另一侧向鞘细胞前体和1个叶肉细胞前体,后者再分裂产生2个叶肉细胞。随着原形成层细胞经一系列分裂增加细胞数量,远轴端的鞘细胞前体也发生1次径向分裂产生2个远轴端鞘细胞。在细脉发育早期,原形成层细胞在超微结构上基本上与原形成层原始细胞类似,具大的细胞核和含有丰富核糖体的致密的细胞质。原质体结构简单,含少量或不含内膜结构。短的粗糙内质网片段零散分布在细胞质中或与胞间连丝、核外膜相连。细胞质中常含有少量小液泡,多与膨大的内质网相连。在原形成层细胞间及原形成层或原形成层原始细胞与周围细胞间存在大量胞间连丝。在原形成层发育后期,一些原形成层细胞的壁增厚,且其壁上的胞间连丝大为减少,有的原形成层细胞则转化为高度液泡化的薄壁细胞状态。鞘细胞在叶脉启动后不久即开始分化。鞘细胞的分化伴随原质体向叶绿体的转变、细胞体积扩大和中央液泡形成。结果?

薇甘菊(Mikania micrantha)非同化器官光合特征及其生态学意义

薇甘菊因为其在新生境的强入侵能力而臭名昭著,有关其入侵的光合生理原因主要集中在叶片光合速率研究,而对非同化器官光合特性少见报道。以叶片为对照,对非同化器官花、果、茎、根的光合电子传递速率、PSII光化效率以及不同器官光合碳固定对群落碳平衡的影响进行了研究,发现尽管非同化器官光合电子传导速率均低于叶片,但是其色素利用效率(叶绿素和类胡萝卜素)显著高于叶片。在生殖生长季节,叶片光合能力明显下降的时期内,非同化器官的光合碳固定对薇甘菊生长起到积极作用。把不同器官的光合碳固定量尺度放大到群体水平发现,基于使用红外线CO2分析法和叶绿素荧光方法计算结果表明,单位土地面积上分布的薇甘菊非同化器官(生殖器官、茎和根等)分别占群体总光合能力的19%和49%,说明非同化器官光合在薇甘菊生长和入侵中可能具有的重要作用。尽管薇甘菊叶片为典型C3植物特征,结果发现了茎以及主叶脉内存在类似C4途径的、具有丰富叶绿体的维管束鞘结构。C4途径的光合效率远比C3植物高可能是薇甘菊非同化器官光合叶绿素效率高于叶片的一个原因,尚需要更多的直接生化证据支持。

8种禾本科观赏草叶片解剖学特征的描述及其适应性分析

本研究观察了芒(M.sinensis)属4种观赏草[花叶芒(M.sinensis‘Variegatus’)、斑叶芒(Miscanthus sinensis‘Zebrinus’)、纤细芒(M.sinensis‘Gracilimus’)、金酒吧芒(M.sinensis‘Gold Bar’)]、芨芨草(Achnatherum splendes)、画眉草(Eragrostis pilosa)、蓝茎冰草(Agropyron smithii)和柳枝稷(Panicum virgatum)叶片结构的解剖学特点,并分析其环境适应性,为观赏草的引种推广和景观配置提供解剖学理论基础。观察发现:这些观赏草具有一般单子叶植物叶片结构特点,且平行叶脉在画眉草、柳枝稷及4种芒属观赏草中发达,在芨芨草和蓝茎冰草中次发达。叶脉外有明显的维管束鞘细胞,成花环形排列。画眉草、芒属、柳枝稷维管束鞘细胞中含有丰富的大型叶绿体,是典型的C 4植物;前两种观赏草主脉由多个大小不一的叶脉和大量薄壁细胞组成。芨芨草和蓝茎冰草为C 3植物,叶肉细胞间气腔发达。芨芨草大、小叶脉尺寸相差巨大,大、小叶脉相间排列,具泡状细胞,具有典型卷叶植物的特点。这8种观赏草叶片多具有中生或旱生结构,对环境的适应性强,结构特点和适应策略各有特色。

仙客来(Cyclaman persicum,Mill)组织培养中不定芽形态发生的组织细胞学研究

分别用仙客来种苗的子叶和叶柄作为外植体,培养在附加2,4 D、细胞分裂素和细胞激动素的1/2MS培养基上诱导不定芽的发生,研究了愈伤组织和不定芽形成过程中的组织细胞学变化.对两种不同外植体不定芽发生过程中的切片观察表明,两种外植体的组织脱分化始于维管束周围的维管束鞘细胞,随后开始分裂的是与其临近的薄壁细胞并能很快形成胚性分生细胞团.经30d左右的培养,进一步分化形成芽原基.子叶愈伤的芽原基通常出现在愈伤的边缘.叶柄脱分化比子叶快,不定芽可以起源于表层的分生细胞团,也可以由愈伤深处的分生组织分化而形成.

竹秆的结构与变性

竹秆的结构与变性魏学智（山西师范大学，临汾０４１０００）贺新强林金星胡玉熹（中国科学院植物研究所，北京１０００９３）ＴＨＥＳＴＲＵＣＴＵＲＥＡＮＤＭＯＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮＯＦＢＡＭＢＯＯＣＵＬＭＳＷｅｉＸｕｅｚｈｉ（ＳｈａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖ...

关于禾本科的一些误解——植物学教材质疑(八)

禾本科植物具有巨大的生态和经济价值,其形态解剖结构和系统分类是植物学教材的重点内容。在学术和科普领域,grass一词的误译和哑铃形保卫细胞的误解十分流行;植物学教材对这些问题负有一定责任。此外,关于禾本科植物,植物学教材还普遍存在一些值得质疑的内容,如:将禾本科植物茎中的原生木质部腔隙说成气腔,而实际上它应是水腔;维管束鞘的归属未明确界定;禾本科植物花序和小穗结构的描述较为混乱。期待将来的植物学教材能在禾本科部分有所改进。

宁夏黄土高原薪炭林树种选择试验

树种选择是发展和建立薪炭林成败的关键。本试验于1987～1990年在营造黄土高原薪炭林的同时进行,现将结果报告如下。一、试验区自然条件试验区位于宁南山区西吉县土窝村。

新疆菊科短命植物异喙菊的解剖学研究

“短命”植物生活周期短,逃避干旱季节,是干旱区植被组成中一类特殊的草本植物。我国天山以北,古尔班通古特沙漠边缘生长有大量的短命植物。在这些地区年降水量虽少,但冬季有积雪,春季有一定的降雨:春夏期间,土壤湿润,为具浅根系的“短命”植物整个生长发育时期提供了十分有利的水份供应。

Gigantonoclea guizhouensis GuetZhi的叶部解剖研究

一、材料来源和研究方法解剖研究所用的D-1标本是笔者于1984年5月在贵州水城大河边煤矿二采区新开辟的运输巷侧壁砂岩中采到的,其层位经对比与田宝霖和张连武(1980)描述的水城汪家寨矿区综合地层柱中龙潭组下部第8分层的中部砂岩相当。该叶片沉积时受水流冲击,以中脉为对称轴向远轴侧对折成约20°角状(图版Ⅰ,图2)。

荧光抗体在热带作物小粒种咖啡的C_3/C_4属性鉴别中的应用

用从烟草提纯的 1,5-二磷酸核酮糖 ( Ru BP)羧化酶制备兔抗 Ru BP羧化酶抗体 ,并以异硫氰酸盐荧光素 ( FITC)标记抗体 .采用直接免疫荧光法对典型 C3植物水稻、C4 植物甘蔗和小粒种咖啡等进行了 Ru BP羧化酶的组织化学定位 .结果表明 :C3和 C4 植物叶切片中 Ru BP羧化酶的分布明显不同 ,C3植物的特异荧光位于叶肉细胞 ,C4 植物的特异荧光绝大部分位于维管束鞘细胞 ;小粒种咖啡的特异荧光仅分布在叶肉细胞 .因此认为 ,小粒种咖啡应属

6种木兰科植物叶片气孔的空间分布特征

为研究气孔在具有层级网状叶脉的叶片表面的空间分布模式,选择了6种木兰科(Magnoliaceae)植物叶片,沿着叶片宽度轴上(即垂直于叶片长度方向最大叶片宽度所在的直线)自叶缘到叶脉处选择3个位置,采用重复性空间点格局分析方法,分析这些位置处气孔的空间分布数据。结果显示:(1)在所观察的叶片显微视野中,没有发现气孔聚集现象。(2)在较小尺度内(≤100μm),沿着叶片宽度轴上的气孔之间存在互相的空间排斥,即发现气孔对叶片表皮空间竞争的证据;而在较大尺度下(>100μm),气孔之间不存在空间相互作用。(3)通过比较叶片上不同位置的L(s)-s函数,发现在4种木兰属植物中,叶片3个位置之间的气孔空间结构特征是相似的;而在2种含笑属植物中,3个位置之间的气孔空间结构特征存在显著性差异。研究结果表明:在具有层级网状叶脉的叶片表面,气孔在不同距离尺度上呈现出不同的空间分布特征,即在小尺度下呈现出均匀分布的特征,在较大尺度下呈现出随机分布的特征。

菖蒲临床应用与鉴别

菖蒲为常用芳香开窍中药,中国药典仅收载石菖蒲一种,但临床应用较多的不仅有石菖蒲,还有九节菖蒲、水菖蒲。笔者在药房工作中发现,由于名称功效近似,加之记载相混,致使多数医者分辨不清,即认为石菖蒲和九节菖蒲为同一种药材,还有人认为水菖蒲就是石菖蒲,甚至有许多医生把九节菖蒲当作优质石菖蒲,捧为上品使用。医生处方写菖蒲,在调剂过程中有付石菖蒲的,有付九节菖蒲的,也有付水菖蒲的,这在一定程度上影响了药材的合理使用。

C3植物、C4植物的叶片结构与光合作用

对近几年各地高考题分析可知,新陈代谢是高中生物知识体的核心内容之一,是历年高考命题的热点,其中利用光合作用原理分析提高农作物的光合效率是高考命题的焦点。把光合作用知识中必选和选修内容系统地进行整合复习,适度联系生产实践展开,应在本节复习中给予足够的重视。

甘蔗幼叶愈伤组织的诱导和组织学起源的初步研究

在附加有2,4—D^(3mg)/1并将蔗糖用量提高至^(50g)/1以及2,4—D^(5mg)/1、精氨酸^(5mg)/1和蔗糖为^(25g)/1的两种MS培养基上,两个品种的甘蔗幼叶的切段,经4—21天的无菌培养后,有90％以上的外植体产生了愈伤组织。石蜡切片观察表明,愈伤组织是由维管束鞘薄壁细胞分裂而来。用扫描电镜对比观察了密实和松散易碎的两类愈伤组织,后者有大的胞间隙,前者则无。

蔗糖合成的协调和光合产物的可用性

在光合作用期间,叶绿体把CO2和Pi转化成为磷酸丙糖,磷酸丙糖被运输到细胞质,并转变成为蔗糖和Pi。Pi返回叶绿体来严格地、逆向地交换更多的磷酸丙糖,这种交换由磷酸易位体催化。显然,光合作用将被抑制,除非蔗糖合成的速度被控制,以保证释放足够的Pi来维持基质的Pi浓度。不管怎样,如果磷酸丙糖被输出得太迅速,光合作用也将被抑制,因为这就导致了Benson-Calvin环库的衰竭。