氧化石墨烯(GO)作为一种新型纳米材料已经应用于不同领域,但作为叶面肥在农业领域的应用较少.本研究通过盆栽试验,分析了始花期叶面喷施0(CK)、50(T1)、100(T2)、150(T3)和200 mg·L-1(T4)GO对芸豆植株形态建成和碳氮代谢的影响,以明确叶面喷施GO的生理效应.结果表明:T1～T4处理可不同程度地提高芸豆干物质积累量、光合色素含量和可溶性糖含量,较CK分别显著提高40.7％～43.4％、10.4％～80.7％和6.4％～9.1％,且T3处理影响效果最佳.与CK相比,T3和T4处理下蔗糖磷酸合成酶、酸性转化酶和中性转化酶活性分别显著增加25.7％～45.5％、17.4％～28.6％和14.7％～20.1％,T2和T3处理下硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性分别显著增加8.1％～15.2％、11.5％～25.0％和89.7％～93.1％.综上,芸豆始花期叶面喷施适宜浓度的GO可增加光合色素含量,提高植株光合碳、氮代谢水平,进而促进干物质积累,本研究中T3(150 mg·L-1)处理的作用效果最好.

目的 探讨骨碎补(rhizoma drynariae,Rhd)对骨髓腔内脂肪异常积累引起的脂毒性介导成骨细胞焦亡的影响及其机制.方法 体内构建卵巢摘除(ovariectomy,OVX)骨质疏松小鼠模型,用Rhd进行灌胃,给药 8 周后称重,取股骨组织和血清.HE染色观察髓腔内脂肪堆积状态.体外构建成脂-成骨细胞共培养系统,茜素红S(alizarin red S,ARS)染色观察钙化结节的数量,碱性磷酸酶(alkaline phosphatease,ALP)染色检测碱性磷酸酶活性水平,乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)检测和Hoechst33342/PI染色检测共培养下成骨细胞(osteoblasts,OBs)焦亡水平,酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测细胞培养上清液中白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和白细胞介素-18(interleukin-18,IL-18)的释放量,Western blot检测成骨能力相关蛋白Runt相关转录因子 2(runt-related transcription factor 2,RUNX2)、骨形态发生蛋白 2(bone morphogenetic protein,BMP2)和 1 型胶原蛋白(collagen-1,COL-1).选择NLRP3 特异性抑制剂MCC950 作为阳性对照检测焦亡相关蛋白NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白 3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3,NLRP3)、半胱天冬酶-1(cysteinyl aspartate specific proteinase-1,CASP-1)、效应蛋白消皮素D(gasdermin D,GSDMD)、IL-1β和IL-18 的表达.结果 OVX小鼠髓腔内发生骨质流失伴大量脂肪堆积,Rhd灌胃可以有效缓解这一趋势.在成脂-成骨共培养系统中,共培养环境抑制了OBs活性和OBs中ALP 活性及矿化结节,抑制了RUNX2、BMP2、COL-1 蛋白表达,并且诱导焦亡发生,提高了LDH释放量和PI染色细胞阳性率,以及上调NLRP3、CASP-1、GSDMD、IL-1β和IL-18 蛋白表达水平.而这一趋势在Rhd干预后得到逆转.结论 大量脂肪堆积引起的脂毒性可以抑制OBs活性并通过激活NLRP3 炎症小体诱导OBs焦亡,而Rhd可能通过抑制NLRP3 炎症小体的激活以抑制OBs焦亡和炎性反应,从而起到抗骨质疏松的作用.

以γ射线诱变籼稻双科早(Oryza sativa subsp.indica cv.'Shuangkezao')获得的早熟鲜绿突变体pe-1为实验材料,在三叶期和分蘖期进行弱光胁迫,探讨pe-1与野生型在形态特征、非生物胁迫相关酶活性及其调控基因表达量、叶绿素含量、叶绿体合成与降解及光形态建成相关基因表达对弱光响应的差异.结果表明,与野生型相比,弱光胁迫后,pe-1叶片黄化程度显著降低,株高和叶面积显著增加;三叶期和分蘖期的叶片中不同叶绿素含量变化不同.此外,pe-1叶绿素含量增加,且其抗氧化应激反应相关酶过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性及相关基因的表达量均高于野生型,表明在弱光胁迫下pe-1活性氧清除能力增强,适应能力更强.pe-1的光形态建成相关基因表达量高于野生型,表明弱光处理下pe-1的光接收能力更强.综上,pe-1突变体具有抵御弱光胁迫的潜力,该结果有助于耐弱光水稻品种的选育.

[目的]深入研究温室栽培条件下软枣猕猴桃叶片的形态与叶绿素荧光特性,探明温室与露地栽培环境下叶片光形态建成的差异.[方法]以软枣猕猴桃品种'佳绿'和'魁绿'的5年生植株为试材,测定温室及露地栽培条件下不同叶龄叶片的叶绿素相对含量及叶绿素荧光参数,分析这些参数在温室与露地栽培条件下的差异.[结果]温室与露地栽培软枣猕猴桃的光形态建成均处于1～40 d叶龄间,不同栽培条件下的同一品种荧光特性趋于一致;花期后,不同栽培条件下的同一品种荧光特性差异较大.温室栽培的软枣猕猴桃叶片叶面积较大,叶绿素b含量较高,趋于阴生叶特性,以吸收光能为基础的性能指数等显著低于露地栽培,对光能的吸收捕获能力较强,但热耗散较高,用于电子传递的能量低于露地栽培,叶绿素荧光参数表现出对环境的适应性变化.[结论]软枣猕猴桃叶片的光形态建成时间为展叶后1～40 d,即在花期之前完成,不同栽培环境无明显差异;温室栽培软枣猕猴桃叶片的光形态建成与露地栽培具显著差异,叶面积明显增大;温室栽培在一定程度上改变了叶片的叶绿素荧光特性,降低了光合性能.

植物生长调节剂(plant growth regulator,PGR)是一类具有植物激素活性的人工合成的化合物,能通过调控植物生长发育、形态建成及物质代谢等,提高中药材产量和抗逆性.随着中药材种植品种和面积的增加,PGR在中药材种植生产中应用愈加广泛.由于种植户对PGR缺乏充分认识和科学系统了解,使用时存在为追求产量盲目增加PGR种类和用量,导致药材品质下降等盲目乱用现象.本文通过对中药材主产区PGR使用现状进行调研,并结合近年来相关研究的文献资料,对中药材生产中PGR应用现状进行归纳、总结,分析中药材生产中PGR存在的问题,并提出可行建议和应对措施,以期为中药材生产实践中PGR应用提供技术指导和理论依据.

甘蓝型油菜(Brassica napus L.)是我国目前的主栽油菜类型,其花蕾发育包含一系列复杂的代谢和调控过程,尤其是小孢子成熟前的早期发育过程对油菜育性影响较大.本研究首先通过组织形态学观察,确定甘蓝型油菜花蕾大小在 1～3 mm时期,对应于雄蕊发育的 5～9期.利用高通量的HPLC-MS/MS质谱测序技术,对该发育时段的花蕾进行蛋白质组学分析,共鉴定到13 444 个蛋白,比较各时期鉴定到的蛋白筛选出613 个差异表达蛋白.对差异蛋白的功能进行分析,发现细胞壁建成、脂质代谢、细胞转运相关蛋白大量上调,这将有利于花蕾发育过程中的细胞建成和花粉发育;核酸相关蛋白表达与含量变化迅速,这与该时段细胞的急剧分裂与生长的代谢过程一致;而ABCDE发育模型相关蛋白的表达未发生显著变化,可能具有除诱导花蕾分化外的其他功能.研究结果说明油菜花蕾发育早期细胞代谢旺盛,大量代谢相关蛋白发生了显著变化,这将为进一步分析花蕾发育过程中的代谢及调控过程提供基础.

科学认识城市内部生态用地时空演变特征,对城市内部生态用地优化布局、提升城市居民生态福祉具有重要意义.以武汉市三环线内为研究区,借助 2000 年、2010 年和 2020 年 3 期高分辨率遥感影像提取城市内部主要用地类型,运用土地利用动态度、景观格局指数等方法从数量、空间及景观格局三方面分析城市内部生态用地演变特征.结果表明:(1)虽然 2000-2020 年间研究区生态用地总面积呈下降趋势,但主要表现为耕地面积减少,林地和草地面积显著增加;(2)生态用地减少区域位于三环线附近的新建成区内,生态用地增加区位于内部改造的已建成区内;(3)生态用地破碎度总体呈升高趋势,且空间差异显著,破碎度升高区域主要位于新建成区,城市内部已建成区近 10 年破碎度有所缓和.经济发展、人口增长和政府政策是影响生态用地形态变化的三个主要方面,研究结果有助于为城市内部生态用地的优化与管控提供科学依据.

植物的向性,即植物对光或重力等环境刺激信号产生的定向生长反应.在向重力性反应中,植物器官将重力感知为定向环境信号,来控制其器官的生长方向以促进生存.植物激素生长素及其极性运输在植物向重力反应中起着决定性的调控作用.质膜定位的生长素输出蛋白PIN-FORMED(PIN)通过动态的亚细胞极性定位,改变生长素运输的方向以响应环境刺激,由此植物器官间建立的生长素浓度梯度是细胞差异化伸长和器官弯曲的基础,来调控植物的形态建成和生长发育过程.本文主要讨论发生在植物重力感受细胞内早期重力感知和信号转导机制的最新研究进展、PIN介导的生长素极性运输、PIN的极性定位以及质膜蛋白丰度的调控机制等.

油茶(Camellia oleifera Abe.)是我国重要木本油料树种,具有重要的经济价值和社会效益.隐花色素(Cryptochrome)是植物蓝光受体之一,参与植物开花调控、光形态建成等生长发育过程.本研究从油茶华硕中克隆到CoCRY1基因,通过生物信息学分析发现,其CDS序列长度为2262 bp,编码的蛋白质序列包含684个氨基酸,蛋白分子式为C3454H5281N971O1027S18,分子量77.42 kDa,是一种不稳定的疏水蛋白,进一步分析表明其蛋白序列包含3个结构域,分别为DNA_photolyase、FAD_binding_7和Cryptochrome_C,可证明CoCRY1蛋白属于隐花色素家族.同源序列及系统发育树分析发现CoCRY1蛋白与茶树(Camellia sinensis)CsCRY1序列相似性最高.组织表达分析显示,CoCRY1的表达量在茎中最高,在花中最低.通过农杆菌转化得到CoCRY1基因异源表达的拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株,并且从DNA水平及RNA水平鉴定到阳性植株,对CoCRY1异源表达的拟南芥进行表型分析发现,CoCRY1基因的过量表达导致拟南芥提前开花,并对下胚轴伸长具有光特异性的抑制作用.本研究通过生物信息学、定量分析及异源表达发现,油茶CoCRY1基因在油茶开花等生物学过程中具有重要作用.

芒是麦类作物穗部器官的重要组成部分,在提高籽粒产量、促进种子传播和防御虫害等方面具有重要作用.大麦具有丰富的芒型突变体,加之其二倍体的特性,成为麦类作物芒器官形态建成研究的理想作物.本研究报道了一个大麦芒型突变体材料calcaroides,表现为外稃顶端或是稃芒基部异形凸起,形成呈钩状不完全花器结构,属基部钩芒类型.突变体芒较短并伴随抽穗期推迟,株高、穗长和穗粒数显著降低等表型.遗传分析表明,突变体的芒型突变性状受单隐性基因cal-d控制.前期利用cal-d导入系BW106 × Bowman的F2群体,结合简化基因组测序(GBS,genotyping by sequencing)分析,将cal-d基因初步定位于3H染色体.进一步利用来自F2的杂合单株,包括13000株单株的F2∶3群体进行精细定位,最终将cal-d基因定位于3H染色体153～329Mb区间的近着丝粒区域.通过转录组混池测序分析结合大麦基因组和表达谱资源数据库,初步筛选了 9个候选基因.本研究结果为大麦芒型突变基因cal-d的克隆与功能验证奠定了基础,对于解析麦类作物芒的遗传发育机制具有重要的意义.