自然

  继“辽宁古果”、“中华古果”以及“十字里海果”之后,辽宁西部又发现了我国迄今已知最早的“第4朵花”——“李氏果”(Leefructus)。近日,国际顶级学术刊物——英国《自然》杂志以封面文章发表了这一最新科研成果。据课题负责人、沈阳师范大学古生物研究所所长孙革教授介绍:前3朵花与地球上现存的植物已没有任何继承关系,而这朵花与现生被子植物有着直接的系统演化联系,人们平时常见的槭树、柞树以及毛茛科等都是真双子叶植物。

  “李氏果”是由沈阳师范大学、吉林大学、中科院植物所和美国印第安纳大学、佛罗里达大学组成的课题组,在我国辽宁凌源早白垩世义县组中部发现的,是我国首次发现的迄今最早的真双子叶被子植物化石,距今约1.24亿年,非常接近现生的毛茛科,是我国乃至全球迄今发现的最早的与现生被子植物有直接系统演化联系的被子植物化石。

  真双子叶植物(Eudicots)是被子植物的主要分支之一,以具有三沟型花粉为特征,全世界现有25万种左右,约占整个被子植物的75%。然而,由于早期真双子叶植物的化石十分罕见,以往科学界对真双子叶植物的早期类群及其祖先所知甚少。本次发现的真双子叶化石“李氏果”是有关我国早期真双子叶植物化石的首次报道,它填补了我国早白垩世早中期真双子叶植物大化石记录的空白。

  真双子叶被子植物“李氏果”的发现不仅丰富了我国著名的“热河生物群”的早期被子植物的组成内容,而且进一步证实了真双子叶植物的基部分支在距今至少1.24亿年前的早白垩世已经出现,这对深入研究被子植物的早期分异及多样性的发生等具有十分重要的意义。孙革教授告诉记者:真双子叶植物“李氏果”连同其同层位的“中华古果”、“十字里海果”、以及稍早些的“辽宁古果”等化石的发现表明,早期被子植物至少在早白垩世中期(距今1.25亿年左右),在演化上可能有一个“加速期”或称“爆发期”;这较之科学界以往的认识要早一千万年左右。(光明日报 毕玉才 刘勇)

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由中国科学院昆明植物研究所臧穆、黎兴江研究员主编的《中国隐花(孢子)植物科属辞典》近日由高等教育出版社正式出版。辞典记载了产于中国的五大类生物,即:藻类201科,679属;真菌类232科,1278属;地衣类71科,209属;苔藓类119科,541属;蕨类62科,223属。各科属按条编缉,全书共计3620条。每条内有各科或属的形态描述,有生境、中国产地及世界分布等信息,对各属的学名及汉文名称作了初步考证,对各属的全球及国产种数作了大致统计,对一些有经济用途的属种作了简要介绍,并尽可能查考出各属的模式种。
该辞典可供有关生物学工作者在我国进行生物资源调查及物种多样性研究查考;亦可供环境生物学、农、林、牧、植物化学及医药工作者,以及大中专院校有关师生参考,并为我国开发利用这五大类生物资源提供基础资料。
该辞典曾获昆明植物所三期创新项目、国家杰出青年科学基金项目及国家自然科学基金项目资助。
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  对维生素B1的研究发现,有些植物(例如紫萁等蕨类植物)无论给它多少维生素B1,它都会破坏掉这些维生素;而有些植物虽然不含维生素的成分,却保护着维生素。
 

  也就是说,一方面是紫萁等蕨类植物,另一方面是大蒜和大葱,双方都没有大量维生素B1的成分。但紫萁富含强力的蕨类植物酶,这种酶可以破坏维生 素B1。蕨类植物在很久以前便引发过问题,比如牧场上的牛、马有时会患上急性脚气病。经过调查后,发现牧场中生长有茂密的紫萁,牛、马食用了大量的紫萁 后,体内的维生素B1会被蕨类植物酶破坏,最终导致牛、马得上脚气病。
 

  那么,大蒜类植物又是什么情况呢?大蒜类植物与蕨类植物相同,并没有大量维生素B1的成分。可是,却从来没有发现过,因为吃大蒜过量而患上脚气的病例。比如,韩国的人们习惯性地食用大蒜,他们当中很少会有人得脚气病。
 

  通过这两个事实,我们可以发现,虽然这两大类植物都不富含有维生素B1,却有着其他方面根本性的差异。我们不妨做一个假设:蕨类植物一方发生反应后破坏维生素B1;大蒜一方是在发生反应后保护维生素B1。
 

  事实上,大蒜在发生反应后,是先把维生素B1隐藏起来,显示出与破坏一方相同的效果。日本京都大学的藤原博士曾做过一个试验,他把大蒜捣碎后, 加入了大量维生素B1结晶。充分混合后,再检测混合物的维生素B1含量。结果显示,在混合物中并不存在大量的维生素B1。把这种液体喂给因缺乏维生素B1 而患上脚气病的老鼠后,又会怎样呢?结果是迅速治好了老鼠的脚气病。
 

  也就是说,是由于大蒜中的未知物质和维生素B1发生反应,把维生素B1转化成另一种物质。随后在老鼠和人的身体内,这种物质又被还原成维生素B1。现在我们已经明白,这种物质就是蒜硫胺素。
 

  之后,藤原博士和维生素B1合成方面的权威人士共同研究,在大蒜提取液中加入维生素B1,通过反复加工提取,开发出了一种成本可以接受的保健药品。大蒜竟然能带来维生素B1制剂的产业新机会,让我们不得不佩服大蒜的广泛用途。
 

  研究表明:大蒜中的微量金属元素,特别是锗元素,这使大蒜具有了一定的抗癌效果。
 

  锗元素进入人体后,可以向人体各部位输送生物不可缺少的氧元素,可以消除疲劳、提高人体体力。也就是说,锗元素进入生物体内,一边通过血液从肝 脏、胰脏、骨髓移动,一边向各部位提供氧元素,为人体提供生命的活力。而且,锗元素会通过肾脏和尿一起排出体外,不会对人体产生副作用。
 

  日本绰号为“锗大师”的工学博士浅井一彦用老鼠做试验,证明了锗的抗癌作用,还公布了各种植物的锗元素含量。其中,诃子和山豆根是治疗癌症和恶性肿瘤的特效药,我国从古代便开始使用这两种药草治疗肿瘤。

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周四, 24 2月 2011 11:36

芹菜基因让玫瑰花保鲜1个月

  据英国《每日邮报》近日报道,美国北卡罗来纳州立大学的科学家发现,一种芹菜基因可帮助玫瑰花摆脱采摘之后导致其萎谢的瓣枯病,他们将这种基因注入玫瑰花后,玫瑰花在采摘后1个月仍可保持新鲜。
 

  一些真菌病原体感染植物后,会产生一种名叫甘露醇的糖醇,这种糖醇会干扰该植物对瓣枯病的抵抗能力,瓣枯病会使花瓣萎谢、叶片脆弱,将生菜长时间放在冰箱中也会产生这种后果。
 

  为了使玫瑰花采摘后能长时间保鲜,北卡罗来纳州立大学的园艺学家约翰·多利和约翰·威廉森博士从芹菜中提取出了一种名为“甘露醇脱氢酶”的基因并将其注入玫瑰花中,让玫瑰花能对抗瓣枯病的威胁。
 

  威廉森称,很多植物天生就拥有这种基因,但玫瑰是否也拥有该基因仍不确定,如果存在,它也无法产生足够多的酶帮助玫瑰花抵御瓣枯病。
 

  经过基因改良后的玫瑰花在外观和气味上与正常玫瑰花并无差异,目前,科学家正在对这些玫瑰花进行测试,以了解它们抵御瓣枯病的能力有多强。
 

  将花朵从一个地方运往另一个地方会减少其花瓣的保鲜时间。多利表示,这项研究的目的是制造出保鲜时间更长的玫瑰花。也有其他科学家致力于此类研究,比如,有科学家将水和某类糖分混合在一起,让植物在采摘之后的保鲜时间更长并对抗一些植物疾病。(刘霞) 

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 CP29单体结构示意图

2月6日,国际著名期刊《自然—结构与分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology)在线发表了中国科学院生物物理研究所常文瑞院士课题组关于高等植物光合膜蛋白——菠菜次要捕光复合物CP29的2.8 Å分辨率晶体结构(Structural insights into energy regulation of light-harvesting complex CP29 from spinach)。该项工作是继2004年常文瑞院士课题组解析了菠菜主要捕光复合物LHCII晶体结构之后的又一重要突破,也是国际上首个高等植物次要捕光复合物的晶体结构。该研究工作在晶体结构的基础上深入分析讨论了CP29的捕光、能量传递和光保护等功能。
光系统II次要捕光复合物CP29位于主要捕光复合物LHCII与核心复合物之间的界面上,是维持PSII-LHCII超大复合物所必需的。CP29除了承担捕获太阳能并将能量高效传递到反应中心外,还在LHCII与反应中心之间的能量传递中起到桥梁作用。此外,CP29还参与强高光照条件下植物自身的光保护机制(如以热的形式将过多的激发能耗散掉,即非光化学淬灭NPQ)。由于CP29在光系统II中的含量较低并且结合多种色素分子,存在见光不稳定性,因而获得足够量并且稳定、均一可用于晶体生长的蛋白样品十分不易。而高等植物光合膜蛋白结晶是国际公认的难题,即便获得晶体也往往因为衍射能力很差而无法用于结构解析,因此,多年来一直没有CP29的晶体结构信息。
经过5年多的潜心研究和不懈努力,常文瑞院士课题组最终取得了突破,解析了来源于高等植物菠菜的CP29晶体结构。晶体结构显示,CP29脱辅基蛋白具有三段跨膜螺旋和两段位于类囊体腔侧的两亲性螺旋,每个单体结合有13个叶绿素 (Chl)分子及3个类胡萝卜素分子。CP29的晶体结构与以前广泛应用的预测模型存在很大差异:在晶体结构中,有5个叶绿素是新发现的,其中还包括一个主要捕光复合物LHCII中也不存在的全新的叶绿素a615,并且预测模型中认为的4个叶绿素混合占有位点也通过晶体结构被明确的指认为Chl a或Chl b。晶体结构中发现了一个非常特殊的叶绿素对具有三明治式结构特征,这种特殊的叶绿素配位方式在光合膜蛋白中尚属首例。另外,晶体结构中还发现了两个重要色素簇a615/a611/a612/Lut和Vio(Zea)/a603/a609,它们位于CP29分子表面并且分布在两侧,可能是能量传递途径的进出口和潜在的能量淬灭中心。根据晶体结构,CP29中完整精确的色素网络得以构建。
该项研究工作为深入研究高等植物次要捕光复合物的高效捕光,能量传递,尤其是光保护等能量调节机制提供了结构基础。
该项研究工作得到科技部、国家自然科学基金委员会和中国科学院的资助。(来源:中科院生物物理所) 更多阅读 《自然—结构与分子生物学》发表论文摘要(英文)
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 CP29单体结构示意图

2月6日,国际著名期刊《自然—结构与分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology)在线发表了中国科学院生物物理研究所常文瑞院士课题组关于高等植物光合膜蛋白——菠菜次要捕光复合物CP29的2.8 Å分辨率晶体结构(Structural insights into energy regulation of light-harvesting complex CP29 from spinach)。该项工作是继2004年常文瑞院士课题组解析了菠菜主要捕光复合物LHCII晶体结构之后的又一重要突破,也是国际上首个高等植物次要捕光复合物的晶体结构。该研究工作在晶体结构的基础上深入分析讨论了CP29的捕光、能量传递和光保护等功能。
光系统II次要捕光复合物CP29位于主要捕光复合物LHCII与核心复合物之间的界面上,是维持PSII-LHCII超大复合物所必需的。CP29除了承担捕获太阳能并将能量高效传递到反应中心外,还在LHCII与反应中心之间的能量传递中起到桥梁作用。此外,CP29还参与强高光照条件下植物自身的光保护机制(如以热的形式将过多的激发能耗散掉,即非光化学淬灭NPQ)。由于CP29在光系统II中的含量较低并且结合多种色素分子,存在见光不稳定性,因而获得足够量并且稳定、均一可用于晶体生长的蛋白样品十分不易。而高等植物光合膜蛋白结晶是国际公认的难题,即便获得晶体也往往因为衍射能力很差而无法用于结构解析,因此,多年来一直没有CP29的晶体结构信息。
经过5年多的潜心研究和不懈努力,常文瑞院士课题组最终取得了突破,解析了来源于高等植物菠菜的CP29晶体结构。晶体结构显示,CP29脱辅基蛋白具有三段跨膜螺旋和两段位于类囊体腔侧的两亲性螺旋,每个单体结合有13个叶绿素 (Chl)分子及3个类胡萝卜素分子。CP29的晶体结构与以前广泛应用的预测模型存在很大差异:在晶体结构中,有5个叶绿素是新发现的,其中还包括一个主要捕光复合物LHCII中也不存在的全新的叶绿素a615,并且预测模型中认为的4个叶绿素混合占有位点也通过晶体结构被明确的指认为Chl a或Chl b。晶体结构中发现了一个非常特殊的叶绿素对具有三明治式结构特征,这种特殊的叶绿素配位方式在光合膜蛋白中尚属首例。另外,晶体结构中还发现了两个重要色素簇a615/a611/a612/Lut和Vio(Zea)/a603/a609,它们位于CP29分子表面并且分布在两侧,可能是能量传递途径的进出口和潜在的能量淬灭中心。根据晶体结构,CP29中完整精确的色素网络得以构建。
该项研究工作为深入研究高等植物次要捕光复合物的高效捕光,能量传递,尤其是光保护等能量调节机制提供了结构基础。
该项研究工作得到科技部、国家自然科学基金委员会和中国科学院的资助。(来源:中科院生物物理所) 更多阅读 《自然—结构与分子生物学》发表论文摘要(英文)
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悬挂的蝙蝠。图:Gettyimages 
悬挂的蝙蝠。图:Gettyimages
科学家在婆罗洲考察蝙蝠。 
科学家在婆罗洲考察蝙蝠。

  科学家发现婆罗洲的一种食肉植物和蝙蝠似乎乐于结成一种令人觉得多少有点“恶心”的关系。蝙蝠会把大便拉在这种食肉植物的水罐式的口袋里,把它当马桶用。一方面解决了蝙蝠的内急,一方面也给植物提供了养分。

  专题采写及编译:

  记者 李文 实习生 陈晟

  来源:Discovery news

  一边解决内急,一边提供养分

  这是目前发现的第二例肉食植物和哺乳动物结成这种关系的案例。另一个例子在2009年被发现,科学家看到三只树鼩在往另一种食肉植物水口袋里拉屎。虽然蝙蝠和食肉植物都捕食昆虫,但是两者在捕食的时候并不会相互合作,蝙蝠并不会吃植物水兜里捕获浸泡的昆虫腐尸。

  对这些植物进行化学分析后发现,植物体内33.8%的营养物质是蝙蝠的粪便和尿液。对该植物进行更深入的研究后,科学家们发现,这种植物并不会花大力气在诱捕昆虫上。它们只释放出少量的挥发性混合物和少量消化液。可它会在水袋构造上花费巨大的能量。它将水袋长成适合蝙蝠栖息的形状,狭长而又舒适。可以给蝙蝠足够的空间,更方便蝙蝠母亲哺乳幼崽,两只蝙蝠可以在水兜上舒适地叠挂在一起。平均只有2.5%的蝙蝠会在食肉植物上栖息。但是对植物而言,它一生中能吸引一次蝙蝠就很值,它的收获会很丰富。研究者猜测,是蝙蝠偶然间的栖身,促使了植物与蝙蝠两者关系的飞跃式进化。偶然的利用关系,可以进化成经常性的专门化的利用,刺激食肉植物发展出更利于栖息的水兜。曾有科学家认为像植物水兜这种栖息场所很可能是蝙蝠忙碌一宿捕食后的一个白天临时性的歇脚点。但是,这次研究则发现,蝙蝠把这种植物当成了永久性的家。

  动植物间的互利关系

  暨南大学生物学专家黄伯炎教授在接受记者采访时表示,这种蝙蝠和食肉植物之间建立的微妙关系, 自然界有很多类似的情况。比如非洲大陆有一种刺槐,能分泌出一种营养体,这种营养体对蚂蚁特别有溢出,刺槐吸引来的蚂蚁,可以反过来帮助刺槐驱赶走其他类型有害的昆虫。“这种动物和植物之间的关系我们通常称为互利关系。”黄伯炎说。

  植物同动物之间的互帮互助并不是什么新奇的事情,我们经常可见的包括蜜蜂的采蜜,采集的蜜浆运回自己的巢穴当中作为粮食储备,同时也有助于雌蕊花药上花粉粒的传播;啄木鸟对于树木的保护也是更加众所周知。在海洋当中,植物是一些小型鱼类的天然屏障,起到保护、隐匿的作用,而鱼类又可以帮助植物清理环境。

  这次发现的与众不同之处在于过去以往所知的动植物之间互利共生的关系相对比较严格,即缺少任何一方,都会使另外一种生物受到致命的影响:例如花粉的传播通常依靠风媒、虫媒两种,假如缺少了密封这种花朵之间效率相对较高的顶点传播而全部依靠风媒的传播,对于植物的群体生长发育影响重大,同时,如果花朵大量缺失,那蜜蜂也会损失食物的来源,对于种群来讲,这种打击是致命的。

  而蝙蝠同该种食肉动物的关系要求并非十分严格,即使相互脱离也可以彼此安然无恙的生存,究竟是处于更加严格的互利共生关系的前期阶段还是自然界更新的一种互惠关系,还有待生物学家的进一步考证。

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猪笼草捕虫囊中部阴影就是栖息的蝙蝠

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  1月26日消息,科学家近日在印尼婆罗洲发现,蝙蝠栖息在食肉植物的捕虫囊中。这种异于寻常的生存方式,给双方都带来好处——食肉植物得益于蝙蝠粪便中的营养素,而蝙蝠则安全的藏匿于植物的捕虫囊中。

  新刊登在期刊《生物书简》的研究报告称,科学家发现这些独特的植物亚种和哺乳动物有着非比寻常的关系。

  猪笼草——食肉植物的一种,长于营养元素稀缺的土壤环境中,需要依赖捕食昆虫来获取成长所需的足够的氮元素。

  而在婆罗洲的泥沼地和石南林中发现的莱佛士猪笼草,以超长捕虫囊著称。而在早前的研究发现,它所捕食的昆虫数量,只有其他婆罗洲食肉植物的1/7。

  乌尔曼-格拉夫(Ulmar Grafe)博士及其研究小组研究这种植物如何补充氮元素的摄入的时候,却惊讶的在其捕虫囊中发现了长毛蝙蝠。格拉夫博士说,“我们完全没有料到会发现蝙 蝠居住在捕虫囊中。”而被发现的小型哈氏长毛蝙蝠生活在捕虫囊中部,避开了其底部的消化液。

  去年,科学家发现树鼩把另一种食肉植物——马来王猪笼草的捕虫囊当做“天然厕所”。但是,这还是首次在食肉植物的捕虫囊中发现哺乳类动物活体。

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猪笼草捕虫囊中部阴影就是栖息的蝙蝠

科学家近日在印尼婆罗洲发现,蝙蝠栖息在食肉植物的捕虫囊中。这种异于寻常的生存方式,给双方都带来好处——食肉植物得益于蝙蝠粪便中的营养素,而蝙蝠则安全的藏匿于植物的捕虫囊中。
新刊登在期刊《生物学快报》(Biology Letters)的研究报告称,科学家发现这些独特的植物亚种和哺乳动物有着非比寻常的关系。
猪笼草——食肉植物的一种,长于营养元素稀缺的土壤环境中,需要依赖捕食昆虫来获取成长所需的足够的氮元素。
而在婆罗洲的泥沼地和石南林中发现的莱佛士猪笼草,以超长捕虫囊著称。而在早前的研究发现,它所捕食的昆虫数量,只有其他婆罗洲食肉植物的1/7。
乌尔曼·格拉夫(Ulmar Grafe)博士及其研究小组研究这种植物如何补充氮元素的摄入的时候,却惊讶的在其捕虫囊中发现了长毛蝙蝠。格拉夫博士说,“我们完全没有料到会发现蝙蝠居住在捕虫囊中。”而被发现的小型哈氏长毛蝙蝠生活在捕虫囊中部,避开了其底部的消化液。
去年,科学家发现树鼩把另一种食肉植物——马来王猪笼草的捕虫囊当做“天然厕所”。但是,这还是首次在食肉植物的捕虫囊中发现哺乳类动物活体。(来源:中国新闻网)
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科学家首次在印尼发现蝙蝠栖身于猪笼草中(图)
 

  猪笼草捕虫囊中部阴影就是栖息的蝙蝠

科学家首次在印尼发现蝙蝠栖身于猪笼草中(图)
 

  新刊登在期刊《生物书简》的研究报告称,科学家发现这些独特的植物亚种和哺乳动物有着非比寻常的关系。
 

  猪笼草——食肉植物的一种,长于营养元素稀缺的土壤环境中,需要依赖捕食昆虫来获取成长所需的足够的氮元素。
 

  而在婆罗洲的泥沼地和石南林中发现的莱佛士猪笼草,以超长捕虫囊著称。而在早前的研究发现,它所捕食的昆虫数量,只有其他婆罗洲食肉植物的1/7。
 

  乌尔曼-格拉夫(Ulmar Grafe)博士及其研究小组研究这种植物如何补充氮元素的摄入的时候,却惊讶的在其捕虫囊中发现了长毛蝙蝠。格拉夫博士说,“我们完全没有料到会发现蝙 蝠居住在捕虫囊中。”而被发现的小型哈氏长毛蝙蝠生活在捕虫囊中部,避开了其底部的消化液。
 

  去年,科学家发现树鼩把另一种食肉植物——马来王猪笼草的捕虫囊当做“天然厕所”。但是,这还是首次在食肉植物的捕虫囊中发现哺乳类动物活体。

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