【摘要】上皮细胞中含有一种细胞连结结构—桥粒。我们从牛鼻表皮组织中初步将桥粒成分提取出来，在电镜下观察，桥粒结构保存较好。胞膜内侧的致密斑厚约15nm，与张力细丝相连，胞膜之间的桥粒间隙宽约30-40nm，间隙中央可见中线结构。提取的桥粒成份作SDS-PAGE，结果与有关文献比较，我们认为DPⅠ可能有三种成份，DPⅠa、Ⅰb、Ⅰc，分子量分别为235kd、226kd和215kd；DPⅡ可能有DPⅡa、Ⅱb、Ⅱc三种成份，分子量分别为206kd、198kd和186kd；DPⅢ有两种成份DPⅢa、Ⅲb，分子量为87kd和86kd。其它蛋白成份与文献报道相似，DPⅣ分子量为82kd，DGI分子量为150kd，DGⅡa、Ⅱb分子量为135kd和118kd。另有一小分子量蛋白，分子量为22kd，可能是DGⅢ。

用初提的桥粒蛋白免疫BALB/c小鼠，应用杂交瘤细胞培养技术，建立了一株抗桥粒蛋白的单克隆抗体杂交瘤细胞系，定名为DH1。经免疫印迹法检查证实DH1为同时抗DPⅠ和DPⅡ的单克隆抗体。

用ABC法和IIF法对McAbDH1的组织学分布进行了观察，结果发现McAbDH1在人、兔和大白鼠的各种上皮组织包括皮肤、气管上皮、肺泡上皮、食道、胃、肠粘膜上皮、肝细胞及胆小管上皮、肾小管上皮细胞、输尿管及膀胱移行上皮细胞、胸腺上皮细胞均为阳性；此外，在心肌细胞及蒲氏纤维亦为阳性。在非上皮源性细胞如平滑肌细胞、骨骼肌细胞、神经胶质细胞及神经元细胞、脾细胞、胸腺淋巴细胞、软骨细胞、血管内皮细胞及肾小球为阴性。

用ABC染色法探讨McAbDH1在肿瘤中的应用价值，结果DH1在老年疣、基底细胞癌、鳞状细胞癌、腺癌和膀胱移行细胞癌为阳性；而在其它非上皮细胞源性肿瘤如皮肤纤维瘤、平滑肌瘤、乳腺纤维瘤、混合痣、兰痣以及平滑肌肉瘤、隆突性皮肤纤维肉瘤、黑色素瘤中均为阴性。DH1不但在上皮肿瘤冰冻切片中为阳性，而且在石蜡切片中亦为阳性结果，提高了DH1的实用价值。

根据我们的研究结果，我们认为桥粒蛋白中的DPⅠ、DPⅡ和DPⅢ很可能不是单一成份，DPⅠ和DPⅡ有三种成份，DPⅢ有两种成份。抗桥粒蛋白单克隆抗体DH1具有广泛的种属和上皮组织交叉反应性，在各种上皮组织中都为阳性，而在非上皮组织中则为阴性。DH1在上皮源性肿瘤中为阳性反应，而在非上皮类肿瘤中为阴性，且DH1可以用于石蜡标本。因此，DH1可作为上皮组织及上皮源性肿瘤的一个标记物，在肿瘤的病理诊断及鉴别诊断中有较大的应用价值，可望推广应用，成为肿瘤鉴别诊断标记物中的一个新成员。

地震衍射层析成象及地震波散射研究

刁顺

【博士学位授予单位】中国地质大学

【博士学位授予年份】1993

【摘要】本文围绕地震衍射层析成象(DCT)这一中心课题，对其三个主要问题展开了理论研究和计算分析。它们是①具有震源的DCT原理、②散射场的提取、③基于背景场描述的波前追踪。

关于DCT原理

笔者直接从弹性动力学出发，导出了等价于Navier方程的耦合齐次与非齐次矢量波动方程组，并由偏微分方程理论归结为只对非齐次方程求解，该方程含有震源项，同时适合于P(S)波。对此，考虑爆炸震源，引进塑性半径，运用张量运算，推导出了Born近似下的散射场张量〓对于总散射场〓可通过爆炸空腔上各微力产生的〓叠加而成。该结果反映了2〓维下震源函数、塑性半径与新定义的目标函数〓的关系。以此为基础，经过变换，最后得出了三种数据采集方式下的层析成象滤波反传播算法公式。笔者编制了DCT计算源程序，拟对模型和实际资料进行处理。

关于散射场

从两个渠道可获得散射场，即震源入射场与记录场之差或物体本身非均匀所导致的散射场计算。针对前者，笔者首先分析了爆炸机制，得出了球形装药和柱形装药的震源函数，同时得出了集中力震源函数之统一形式。继而导出了三种震源(球状、柱状、集中)下的位移入射场表达式和曲线图表及远场辐射模式。针对非均匀散射，笔者以弹性波动理论中位移和应力Green张量为基础，就几何非均匀(裂纹、孔洞、断层、不整合、地垒等)和介质非均匀导出了散射场解析式，它们是：因裂纹引起的远场散射场表达式和计算表图；因圆柱引起的散射场；因非均匀产生的散射场及辐射花样，这种散射场之强度正比于散射体体积和频率平方及介质扰动(或速度扰动，或波阻抗扰动)。

关于波前追踪

以往DCT技术以均匀介质为背景，它与极不均匀的地球介质不符。改进的办法是把走时CT之结果作为先验信息输入给DCT来打底色。而走时CT中涉及的传统射线追踪存在许多缺陷(第四章前言)，所以它被基于程函方程的波前追踪技术取而代之。用有限差分、曲框扩大法作波前追踪可决定各网点的走时和射径。笔者编写了追踪程序，其输入数据简单，适合复杂速度模型，计算时间短。

本文末章在前面关于散射场研究基础上引进了非线性弹性波反演(NEI)技术。该技术与DCT技术有类似之处，其优点为：在时间域或频率域通过伴随算子与共轭梯度法可直接对弹性系数迭代成象，或对波阻抗及波速成象。某些结果已得出。

B链N端去二肽(B1-2)羧端去五肽(B26-30)胰岛素晶体结构研究及一些膜蛋白晶体生长的探索

刁家升

【博士学位授予单位】中国科学院生物物理研究所

【博士学位授予年份】1993

【摘要】在血液里，胰岛素的浓度大约为10〓-10〓mol／L，这确保了胰岛素在血液里的流动形式为单体形式并以单体形式在体内行使其生物功能。经过系统的摸索，在含有0.025％氯化锌和10％丙酮的柠檬酸钠缓冲体系中，获得了DesB1-2 Despentapeptide（B26-B30）insulin（DesB1-2 DPI）单晶体。晶体的分辨率为1.65〓。DesB1-2 DPI晶体的空间群为P2〓。晶胞参数为：a=26.88〓，b=24.5〓，c=28.11〓，β=103.83°。每个结晶学不对称单位包含一个DesB1-2 DPI分子。用去五肽胰岛素结构去掉残基B1-2作为模型，应用XPLOR程序包中的旋转和平移函数程序获得了DesB1-2 DPI的初相位。初始模型经刚体精化后，进一步的精化和调整借助于能量最小和立体化学制约的最小二乘修正程序GPRLSA。最终的R因子为19.76％。键长、键角及平面基团的标准偏离分别为0.017〓，1.9°和0.021〓。DesB1-2 DPI与三方二锌胰岛素分子的结构比较表明三方二锌胰岛素分子Ⅰ的构象与DesB1-2 DPI分子的构象很接近，暗示着三方二锌胰岛素分子Ⅰ的构象为胰岛素分子在溶液中平衡稳定构象。在胰岛素与受体结合时，这种平衡稳定构象改变为胰岛素分子的活性物种构象以利于胰岛素分子与其受体结合。DesB1-2 DPI与DPI的结构比较揭示了B链N端的构象没有太大变化，B链C端的残基B25-Phe的显著变化表明残基B25-Phe有很大的柔性和运动性。借助于保守残基对胰岛素-受体结合的影响，一个可能的胰岛素-受体结合模型被建议了，胰岛素分子可能与α-亚单位残基64-137和325-524上的寡糖相互作用。从拓扑学角度上，结合位点主要包括保守残基A1-A4，残基B11-B16，保守残基A19和B23-B26。高保守区A19和B23-B26定义了结合位点的上方，另一高保守区A1-A4为结合位点的左下方，而残基B11-B16形成了结合位点的右下方。残基A1-Gly,A3-A4（Val-Glu），B23-B26（Gly-Phe-Phe-Tyr），B12-B14（Val-Glu-Ala），和B16-Tyr相互作用形成了与糖环填充口袋的表面。结合位点的底部由三个保守残基A2-Ile，B11-Leu和B15-Leu组成。胰岛素受体上寡糖唾液酸和半乳糖的糖环可能插入这个凹陷，形成嵌合的寡糖-胰岛素复合物。

膜蛋白的晶体生长是一种具有挑战性的课题。论文的最后一部分对三种膜蛋白的分离和晶体生长进行了探索。这三种膜蛋白分别是肌质网Ca〓-ATP酶、线粒体BC〓复合物和红细胞膜谱带-3蛋白。

大鼠烧伤早期组织细胞热休克蛋白70、90的表达规律及意义的研究

刁力

【博士学位授予单位】军医进修学院

【博士学位授予年份】1993

【摘要】针对生存环境的改变或各种有害的刺激，生物界各种原核及真核细胞中广泛存在所谓“热休克反应”的应激和防御机制。在这一反应过程中，有一类重要的细胞功能蛋白——热休克蛋白(Heat shock proteins, HSP)——的增强表达。近年的基础性研究提示，热休克蛋白并不仅限于构成组织细胞的应激和防御机制。正常生理状态下，这一类蛋白分子亦参与多种重要的细胞生理过程，在细胞蛋白质的合成、转运、肽链盘绕和空间结构的形成、蛋白分子间的聚集以及蛋白降解中均有重要作用。在大量的基础性研究基础上，热休克蛋白在各种疾病过程中的意义正日益受到广泛的关注。

机体烧伤后，存在应激、休克、创面和内源性感染及各种相关的内脏并发症等多种影响机体内环境稳定的因素和对机体有害的刺激。因而，热休克反应和热休克蛋白的表达在烧伤和其后的病理生理过程中有重要的作用和意义。对其研究具有重要的理论和实践价值。目前，对这一领域尚缺乏必要的了解和系统性的认识。

本研究利用大鼠30％TBSA烫伤的动物模型，系统地考察哺乳动物组织细胞中分布最为广泛、与应激反应关系较为密切的两种热休克蛋白—HSP70和HSP90—在烧伤后各脏器组织中的表达规律，并初步探讨其规律性变化在烧伤后病理生理过程中的意义。研究提示：

1.烧伤早期，各脏器组织发生一系列生理及病理变化，其蛋白组成和含量有明显的改变。不仅有新生蛋白合成活跃，还存在蛋白降解、聚集等结构性变化和蛋白在细胞内分布的改变。

2.各脏器组织中有不同水平的HSP70和HSP90的表达。烧伤早期，各脏器组织两种热休克蛋白的含量变化明显，遵循不同的规律性。(1)肺、肠粘膜和创面皮肤组织中的游离热休克蛋白含量在伤后1.5小时左右即有短暂、迅速的下降，之后以不同的速度在相应的时相逐渐恢复；(2)肝、肾等实质性器官和心肌组织的游离热休克蛋白含量伤后很快就明显升高，而在伤12小时后明显下降；(3)各脏器组织热休克蛋白的总体水平则基本呈增加的趋势；(4)热休克蛋白的表达受多种因素的影响，既有自身的反馈调节机制，也可受其它刺激因素的诱导。

3.热休克蛋白的表达与烧伤后其它病理生理过程有密切的关系：(1)肺组织、肠粘膜及创面皮肤组织的热休克蛋白表达与局部免疫屏障功能关系密切；(2)脏器组织热休克蛋白可能通过“神经-内分泌-免疫系统”调节网络影响有关细胞因子的表达，从而影响烧伤后的炎症反应过程。

总之，烧伤早期各脏器组织热休克蛋白(HSP70和HSP90)的表达有明显的改变，在组织细胞中的功能状态亦有相应的变化。同时，热休克蛋白的表达及其组织水平的改变与烧伤后其它病理生理过程有密切联系，对其规律性的了解和掌握，有重要的医学生物学意义。

信息革命与中国经济现代化

刁生富

【博士学位授予单位】中国人民大学

【博士学位授予年份】1997

【摘要】纵观中国现代化的历程，不难看出，中国的现代化，是一种在国际环境的影响下，受外部冲击的逼迫而引发的变迁，是对现代性之外部挑战的回应。作为一种外源但同时又必须根植于自身国情的现代化，在其推进的征途中，背受着外部的冲击，面对着内部独特的社会历史、文化传统、现实构造以及时代环境，不能不面临诸多的困惑和问题。它们集中地表现为经济层面上的经济发展与环境资源的矛盾、社会层面上的工业社会与后工业社会的矛盾、文化层面上的中国传统文化与西方文化的矛盾这几对难题之中。

作为一个后发国家，中国现代化和发达国家的现代化相比，不仅存在着一个程度落差，而且还存在着一个时代落差。一百多年前，当由西力东侵而引发中国现代化的时候，中国是典型的农业文明社会，西方是现代工业文明社会，中西冲突的实质是农业文明与工业文明的冲突，中国社会矛盾的深层根源是传统与现代性之间的矛盾，中国现代化的核心是实现工业化以及相应的社会转型。一百多年后，由于现代信息革命深刻而广泛的影响，西方发达国家已完成了工业社会而进入到信息社会，而中国社会尚没有完成工业化。在这种农业社会、工业社会、后工业社会三重矛盾冲突中，中国的现代化就变得更加复杂。原本意义上的传统与现代性这一二重因素的矛盾在中国当代社会被转化成为一个传统、现代性与后现代性之间的三重因素的矛盾。西方社会发展历程中“历时态”出现的矛盾和冲突在当代中国被“共时态”化，并且在较短的时间内以突发的形式迅速展开，因而更加尖锐、复杂和激烈。这就是中国现代化只所以出现一系列矛盾和冲突的深层根源所在，而经济发展与环境资源、中国传统文化与西方文化、工业社会与后工业社会等一系列难题，不过是这一深层矛盾在不同层面上的外在表现形式。

从理论上探讨中国现代化所面临的难题及其根源，是为了在实践上寻求可操作性的对策和出路。

在当今的国际经济格局和世界现代化的总体进程中，中国现代化在性质和特征上属于赶超型现代化。作为追赶发达国家的“现代化”这一概念在不同的时代有着不断变化的内涵，即它是以当时全球最先进的生产力、经济水平和社会状况为衡量标准，是消除与发达国家之间差距的一个发展过程。在由工业社会向信息社会过渡的信息时代，“现代化”的内涵除去已有的“工业化”外，还应增加“信息化”的涵义。信息化甚至是衡量现代化的另一个更为基本的标准。因此，从长期的发展战略上，中国应充分利用现代信息革命为我们提供的最大的新机遇，处理好工业化与信息化之间的关系，以工业化为信息化提供基础、信息化促进工业化、工业化与信息化互补共进来加快中国的现代化步伐，从而解决工业社会与后工业社会的难题。

中国是一个典型的二元结构社会，城乡差别较大。在现代化进程中，怎样既能较快地推进工业化和信息化，又能保持农业的基础地位和农村的稳定状态，这是一个非常重要的问题。我们认为，走现代信息型农业的发展道路，有助于解决这一问题，其核心是：科教兴农、发展大农业和城乡一体化。这样，以城市信息化带动农村信息化，尽快缩小城乡信息环境的差别，走共同发展之路。

我国幅员辽阔，区域经济发展很不平衡，对信息的需求和消化吸收能力也有很大的不同。因此，在信息化推进中不能搞全国一刀切，应选择经济发达地区，尤其是沿海开放地区作重点，发挥综合优势，集中力量，瞄准先进的信息化标准，进行试验性示范建设，以积累经验，逐步推广。为缩小东西部地区差距，在信息化推进过程中，适当在中西部地区部署个别先行点，以求以点带面，也是一种切实可行的办法。

中国现代化应走可持续发展的道路，而信息化是可持续发展得以实现的手段。利用工业化和信息化互补共进的发展战略，可以大大缓解以经济发展为核心的中国现代化面临的环境和资源问题。这是因为，第一，传统产业的信息化，可以使传统产业的消耗不断降低；第二，信息产业作为最先进、最有生命力的新兴社会生产力的代表，正日益成为全球经济发展的强大动力，其自身带来的物质和能量的节约更为显著。第三，在信息化社会，生产以重物质投入转向重非物质投入，生产力特征从动力资源型转向智力资源型，经济活动出现非物质化的趋势，经济发展愈来愈依赖于信息资源，从而在很大程度上避开了物质和能量资源的大量消耗。可见，经济和社会的信息化，是建设生态文明和实现可持续发展的条件。

中国现代化运动肇因于中西文化的交流和冲突，而中国近代以来落伍的主要原因之一也正是文化问题。毫无疑问，中国现代化既是一个吸收世界文化新质又是一个改造传统文化特质的文化创新过程，是一个中西文化的创造性整合过程，而信息化为这种创新和整合创造了条件。在信息化社会，中国的新文化既不是同化的西方文化，也不是复兴的传统文化，而是通过各自的适应调节而逐渐整合成为一种统一的新质文化。这样，中国传统文化和西方文化的冲突将会随着信息化和现代化的实现而不断得到消除。

在中短期的发展上，中国应用信息化来推进经济体制和经济增长方式之转变。经济体制的转变不仅带来了信息需求的变化，而且也带来信息传递速度和信息传输方式的转变。在一定程度上，可以说市场经济就是信息引导的经济，因为市场经济是一种信息反馈体系，市场调节正是通过信息反馈而实现的，信息机制是市场经济的基础机制。在市场经济条件下，以市场为中心，把政府、企业、消费者联系起来，形成一个网络系统，信息流的存在在整个系统中起着极其重要的作用。无论是作为微观经济主体的企业要打开局面，走向全国，走向世界，还是作为宏观经济主体的政府部门要进行宏观决策和有效调控，以及扩大对外开放和培育市场体系等等，都比任何时候更需要信息。信息已成为国家重要的战略资源和经济发展的重要基础，成为优化资源配置、发展社会生产力的粘合剂和催化剂。因此，要高度重视信息资源的开发利用，尽快实现企业的信息化、市场的信息化以及政府行为的信息化，培育和完善我国的信息市场。

经济增长方式与一国的基本国情、社会发展阶段、经济发展战略以及经济体制密切相关。经济增长方式的转变是一个全局性而非局部性的问题。因此，要从方方面面入手来采取有效措施。但从长远的发展来看，归根到底要靠科学技术的力量，靠实施科教兴国战略，推动科技进步和劳动者素质的提高。其中，大力发展信息技术和信息产业，实现国民经济信息化，是转变我国粗放型经济增长方式的关键，而产业信息化和信息产业化是转变经济增长方式的重要途径。产业信息化和信息产业化相辅相成，相互促进，二者都是产业结构高级化的体现，也是社会生产力发展的标志。对于我国的现代化来说，农业不能忽视，工业化不能停止，信息化必须加强。由于信息业的先导作用，工业、农业和信息业之间存在这样一种关系：工农业是基础，信息业是先导。这种关系随着中国现代化的进展将会出现下述变化：

基础（农业）——主导型基础（工业）——先导（信息业）

〓

基础（工农业）——主导（信息业）

产业结构的这种变化，将使我国的经济增长方式发生根本性的转变。同时，也有助于我国实现资源节约型的发展道路。在信息化基础上建立起来的这种新型国民经济体系，将有效地降低消耗，提高效益，促进经济向集约化方向发展，克服中国现代化进程中的资源短缺，环境恶化等难题。因此，我们要从实际出发，借鉴国内外经验，努力转变观念，搞好统筹规划，明确发展重点，着力面向市场，在政策上给予扶持，并搞好信息人才培养和信息基础设施建设，从而推进国民经济信息化和经济增长方式的转变。

搞现代化建设，基础设施要先行。在近期的发展上，中国应搞好自己的信息基础设施建设。信息高速公路建设是信息化的必由之路。世界范围内兴起的信息高速公路建设浪潮在许多方面，如政府作用、投资结构、推进模式、相互合作等，都为我国提供了可资借鉴的经验和启示。作为一个发展中国家，为推进经济快速增长，提高经济和社会的信息化水平，以及积极参与国际竞争，都十分有必要搞好自己的信息基础设施建设；而从中国目前的经济实力、信息化发展状况和趋势，如经济发展生机勃勃、信息产业初具规模、通信行业长足进展、技术基础初步奠定、环境政策日趋完善等方面看，中国完全有能力建设自己的信息高速公路。当然，信息高速公路建设是一个庞大的社会系统工程，中国要实现这个工程，还存在一些不利的因素，如经济实力有限、信息装备水平差、信息意识欠缺、信息资源开发不足、信息技术水平及产业规模有待提高等等。但是，只要我们采取合理的发展战略和切实可行的对策，就一定能实现“跳跃式”的赶超发展。在中国信息高速公路建设上，我们提出如下总体对策：第一，吸取国外经验教训，加强组织协调；第二，抓住有利时机，发展民族电子工业；第三，加强信息人才教育，提高全民族的信息意识；第四，突出重点，兼顾一般，以重点带一般，分层分步渐进；第五，重视信息资源开发利用；第六，广开财源，建立立体化的投资体系；第七，加强信息政策的研究和制定；第八，加快和完善信息立法，搞好信息法制化建设。

本文把历史考察、现实分析和哲学反思相结合，探讨了信息时代中国现代化面临的难题，产生这些难题的根源，以及解决这些难题的长期战略、中短期发展和近期对策。

超微电极及低温电化学

刁国旺

【博士学位授予单位】南京大学

【博士学位授予年份】1997

【摘要】一、研制成功了一台低温温度控制仪，其温度控制精度可达±0.5℃。该温度控制仪采用低凝固点的有机溶剂作恒温槽的恒温介质，因而能使电解池均匀受热，使温度很快达到稳定值。同时设计了一套适用超微电极(如铂圆盘电极和汞半扁球电极等)低温电化学研究用的半微量电解池，由于电解池体积小(＜1ml)，使测试电解液能快速与恒温介质达到热平衡。

二、提出了超微半扁球电极和半球形电极上进行电极过程动力学研究的多种新方法及其理论，如超微半扁球电极上可逆过程的计时电流方程式、循环伏安可逆波理论、准可逆过程的稳态伏安理论以及半球形电极上准可逆过程的循环伏安理论、催化可逆波理论等，并进行了实验验证。根据有关理论，测定了苯醌、四氯苯醌和富勒烯等的动力学参数。

三、对富勒烯C〓、C〓，特别是C〓的电化学性质进行了详细的研究，测量了C〓前五个波在不同温度下的速率常数以及它们的活化能。通过实验证实，第六个还原波具有催化波特性，并测定了该催化波的催化速率常数及催化反应的活化能。

四、研究了苯醌在乙腈、四氯苯醌在二甲亚砜中不同温度(后者包括凝固态)下的电化学特性，测量了两种电极反应的动力学参数。

五、设计成功了一台程序升、降温温度控制仪，并对其性能进行了测试，控温精度可以达到±0.2℃。四氯苯醌在二甲亚砜和乙腈中电化学特性的研究，已经获得了初步的实验结果。

谷子体细胞无性系变异和抗除草剂基因转化研究

刁现民

【博士学位授予单位】中国科学院植物研究所

【博士学位授予年份】1998

【摘要】谷子是我国北方具有区域重要性的禾谷类粮食作物。谷子的体细胞无性系变异和外源基因转化相对其它作物研究较少。本研究利用谷子生产和育种中应用的多个优良品种为材料，分析了谷子体细胞无性系变异发生的影响因素、变异性状和频率、DNA分子水平变异和育种应用等问题；采用基因枪法和花粉管通道法，进行了谷子抗除草剂基因转化研究。主要结果包括：

1．通过几种外植体的愈伤组织诱导分析，找到了小花分化期前后的谷子幼穗是愈伤组织诱导的最好外植体。提出谷子愈伤组织可按生长状态和质地结构划分为质密型、松软型和松散型三种基本类型的观点。前两种为胚性愈伤组织并可相互转换，松软型愈伤组织生长状态稳定，可塑性好，是继代培养和基因转化的首选类型。供试品种中豫谷1号、高39、郑407和矮宁黄为易培养品种，矮88、豫谷2号、系238、冀谷14号、C445和青丰谷为相对难培养品种。这些结果为谷子组织培养和生物技术操作提供了基础资料。

2．首次对多个谷子品种较大群体的无性系变异进行了分析。结果表明：以〓株系为单位的谷子体细胞无性系表现型变异频率平均为13.0％，不同基因型的变幅为4.3～32.9％；变异涉及株高、抽穗期、穗粒重、出谷率、叶鞘色、育性、抗病性、米色、穗型等多个性状，多数变异为株高和抽穗期等数量性状，少数为矮秆等质量性状；变异的性状多数能在〓稳定并遗传给后代。从谷子体细胞无性系变异中选出了一批农艺性状得到改良的新品系，其中系103已进入省区域试验，并提供给多家育种单位作为亲本应用。

3．将RAPD分析技术引入谷子体细胞无性系变异研究。豫谷2号无性系的RAPD多态性变化既有亲本带的缺失，也有新带的产生。用RAPD多态性变化的SMC值度量无性系同亲本相比DNA水平变异的大小，表现型发生变异的无性系，其SMC值分别为0.905～1.0；表现型未发生变异的无性系，RAPD多态性也可能发生变化，其SMC值分布为0.953～1.0。

4．通过Gus基因瞬时表达单位数的比较，优化了JQ-700基因枪转化谷子松软型愈伤组织的操作参数：质粒DNA用量3μg／mg钨粉，〓浓度1.5M，亚精胺浓度40mM，样品室高度7cm，粗弹头为微弹载体，每皿愈伤组织用量1～2g，每次轰击钨粉用量50μg，轰击前4小时和轰击后16～20小时，用含蔗糖150g/l的高渗培养基处理。利用该技术体系，以bar基因为目的基因转化豫谷2号愈伤组织，经选择培养和植株再生，首次获得了抗0.1％bialaphos的正常可育植株，经PCR和Southern.blot分析，bar基因已整合到转化体的基因组中，为创造抗除草剂的谷子新种质提供了材料和技术基础。

5．研究了花粉管通道法转化和花粉介导的基因枪转化谷子的可行性。花粉管通道法转化后代中，获得了抗0.1％bialaphos的抗性植株，经X-gluc组织化学检测，抗性植株叶片的Gus反应为阳性。初步说明该植株可能为转化体，在谷子上为花粉管通道法转化的可行性提供了佐证。花粉介导的基因枪转化未获得转化体。

本文对体细胞无性系变异形成的原因和应用、无性系变异的分子生物学分析、以及谷子的外源基因转化方法等问题进行了讨论。

小麦器官发育的激素调控与丰产潜力表达

刁家连

【博士学位授予单位】中国农业大学

【博士学位授予年份】1998

【摘要】1994～1997年于中国农业大学科学园，在大田(辅以盆栽)条件下研究了冬小麦(Triticum aestivum L.)整个生育期间根、茎、叶及籽粒发育与多种内源激素动态变化的关系，并研究了化学调控手段(应用植物生长延缓剂—壮丰安，ZFA)影响内源激素系统、促进主要器官发育和功能表达等方面的效应与潜力，主要结果如下：

1 越冬前小麦根系的4种内源激素(IAA、CTKs、GAs、ABA)呈现不同的变化趋势。其中，IAA和GAs较一致，分蘖后10天达到高峰，之后逐步下降直到进入越冬期；CTKs随分蘖开始逐步下降，越冬前回升，越冬期达年前最高含量的90％；ABA变化小，呈缓慢增加状态，越冬期达高峰。壮丰安浸、拌种，使根系IAA、CTKs含量提高，ABA和GAs含量与对照持平；明显增加了根系总量，提高了根系活力，根系干、鲜重及根冠比提高；根系和整株对环境条件的适应性增强；全面调动了植株的抗逆潜力，起到了培养壮苗，保苗安全越冬的多重作用。

年后根系内源激素含量在开花期前后变化较为明显。IAA开花期有较大幅度上升，形成春季高峰；CTKs开花前含量较低，开花期迅速提高，此后一直维持较高水平；GAs基本表现为逐步下降的变化趋势；ABA从恢复生长后下降，开花前上升，开花后下降，后期又迅速回升，直至籽粒成熟。这与开花期是小麦一生中的重大转折期相一致。壮丰安处理使根系中4种内源激素含量均有所降低，但根系活力始终高于对照，从而保证了根系在整个生活周期的功能。

2 茎秆伸长启动期IAA含量与节间长度和节位相关密切。节间长度与伸长启动期的IAA含量呈极显著正相关(r＝0.9353**)；CTKs在1、5节间含量较低，2、3、4节间含量较高；伸长过程中，随节间序位的上升，GAs含量增加百分比大幅度提高；ABA在整个茎秆伸长过程中含量极低。可见，IAA与GAs互作，共同调控节间的伸长，其中IAA可能是节间伸长的基础，与基因型有关；GAs在调控节间长度上起主要作用。

随节间的伸长和充实，IAA含量与最大节间单位长度干重成极显著正相关(r＝0.9227**)。IAA与CTKs保持原有的变化趋势，并维持到充实期末，CTKs在第3节间含量最高，其上位和下位节间则逐步减少，似乎与茎粗有关；ABA仍维持较低水平。

节间单位长度干重达高峰后，贮存物质开始输出(撤退)，IAA和ABA含量在生长后期各节间均有较大幅度上升；CTKs在输出率较高的3、4节间含量较高，而输出率较低的1、5节间含量较低；GAs含量随节间伸长、充实、物质输出的进程逐渐增加。

壮丰安处理使1 3节间伸长期间的IAA含量明显低于对照；而5节间(穗下节间)含量明显高于对照。使基部1、2、3节间的CTKs总量降低；而4、5节间(穗下节间)的含量上升。使1、2节间伸长期的GAs含量下降，而使第4节间和穗下节间含量增加，与IAA、CTKs的变化调控趋势相同。所以，这三类促进型内源激素协同作用可能共同调控了小麦茎秆各节间的伸长，这与壮丰安处理缩短了1～3节间长度，提高基部节间粗度和韧性，增加节间单位长度干重，有效地增强小麦抗倒伏能力以及增加穗下节间长度，全面改善小麦穗部性状和产量构成因素的趋势一致。壮丰安使充实期1～3节间的IAA、CTKs含量降低，穗下节间IAA、CTKs含量上升；使1、2、3、5节间GAs含量降低，4节间含量提高。壮丰安对物质撤退期间各节间IAA、CTKs含量调控效果不一致，使1、2、5节间GAs含量降低，3、4节间含量上升。除基1节间伸长期、2节间充实期、3节间成熟前和穗下节间全程ABA含量高于对照外，其余均低于对照。基1节间伸长期经壮丰安处理后ABA含量提高，可能有利于提高小麦茎秆对低温的忍耐性；穗下节间经壮丰安处理后ABA含量的提高，可能与小麦后期全株的物质撤退有关。

3 以旗叶和春2叶(倒5叶)分别代表上部和下部叶片。研究了叶片展开后4种激素的动态变化。旗叶的IAA含量直线上升，收获期达到高峰；CTKs在开花后含量较低，开花前和籽粒发育期含量较高；ABA在开花前含量较低，开花后迅速提高，开花后10天左右达到高峰，此后缓慢下降；GAs含量在开花前较高，开花期含量最低，随后逐步上升至收获期，收获时的GAs含量为开花时的196％。春2叶自展开后IAA、GAs和ABA含量呈慢缓状下降，后期略有回升；CTKs在中期的含量较前后高。

壮丰安拌加喷(SD+S)提高了旗叶功能期前期(开花前)的IAA含量，降低了中后期(开花后)含量；拌种(SD)全面提高IAA含量。拌种使前期的ABA含量高于对照，并维持的开花后1周，此后降低；拌加喷只提高了开花前ABA含量，开花后的ABA含量一致低于对照。CTKs总量的影响表现除拌加喷成熟前略高于对照外，其余均低于对照。GAs总量除波状处理后期略有降低外，其余均相应提高。壮丰安拌种降低了春2叶功能期前期、提高了后期的IAA含量，拌加喷则使IAA含量全面提高。全面降低了CTKs总量，对GAs总量和ABA前降后增。拌种、拌种加喷施处理表现一致。壮丰安处理对小麦春生叶片长度、宽度、单株叶面积、叶绿素含量及叶片中多种酶(SOD、POD、CAT及吲哚乙酸氧化酶)活性均有较大的促进作用，可以全面改善叶片的光合性能，提高光合作用能力。

4 籽粒发育过程中的内源激素变化在强势粒(SPGs)(中部小穗的基部籽粒)和弱势粒(WPGs)(顶部小穗的顶部籽粒)中有所不同。强势粒中IAA、ABA及CTKs含量始终高于弱势粒，GAs含量在籽粒发育前期弱势粒高于强势粒，籽粒发育后期强势粒高于弱势粒。其内源激素含量的差异可能是强势粒与弱势粒发育差别的重要原因。4种内源激素含量变化趋势，强、弱势粒基本一致。IAA、CTKs、GAs为单峰曲线，强势粒高峰出现在开花后20天；弱势粒IAA高峰出现在开花后20天，CTKs和GAs高峰在开花后15天，比强势粒早5天出现，与IAA之间出现了5天的差异。ABA变化、波动较小。CTKs及GAs含量的变化趋势与籽粒灌浆强度相关密切(CTKs，r＝0.7360*；iPA，r＝0.9503**；GA3，r＝0.9948**；GA4，r＝0.9512**)。

壮丰安对强、弱势粒均有一定的调控作用，但不完全相同。壮丰安提高了弱势粒全程IAA、CTKs、GAs和籽粒发育前20天的ABA含量，降低了后10天的ABA含量；壮丰安除降低了强势粒IAA的含量外，其余3种激素含量均有明显提高。因此，壮丰安促进了麦穗中弱势粒的发育，提高了弱势粒的结实率，增加了穗粒数和千粒重。

壮丰安通过调节小麦整株水平的内源激素系统，使小麦各器官功能更加协调。对小麦根、茎、叶、穗、粒具有综合的调控效应，为小麦高产与低风险实现最佳结合，增加小麦丰产的稳定性和安全性及优良品种的增产潜力充分表达，全面改善产量构成因素，稳定增产提供了理论依据和物质保障。

相干谐波储存环自由电子激光物理研究

刁操政

【博士学位授予单位】

【博士学位授予年份】1998

【摘要】本文通过数值模拟方法对中国科技大学国家同步辐射实验室800MeV储存环上的相干谐波储存环自由电子激光的物理过程进行了研究。

计算了光学速调管的插入对储存环电子束流产生的各种影响，并提出了几种补偿方案。

利用实测磁场值，对光学速调管的自发辐射和相干辐射进行了数值模拟，分析了影响自发辐射调制率的各种因素，并提出了影响自发辐射调制率的主要因素；在相干辐射模拟中，计算了辐射谱的谱宽和基波、三次谐波的相干增强因子，提出了优化的激光功率和色散段间隙（即N〓）值，这些结果可供实验参考。

作为课题的一部分，该光学速调管可改装为波荡器进行同步辐射的应用，我们通过数值方法计算了磁场随机偏差对波荡器基波辐射谱及三次和五次谐波辐射谱的影响，并给出了辐射强度随光学相位偏差的变化关系，提出了要得到较好的辐射强度的光学相位偏差的极限值。为垫补工作提供一些理论参考。

基于字典的视频编码

刁心玺

【博士学位授予单位】上海交通大学

【博士学位授予年份】1999

【摘要】本论文提出了一种基于字典的视频编码方法(DVC:Dictionary basedVideo Coding)。本文对DVC的研究由系统、资源、算法、应用、理论这五个部分组成．本文的贡献集中体现在两个方面：

提出了新的图象／视频编码方法----DCT+LZCE；

扩展了现有理论间的联系----提出了“ψ”体系(PTS:Phi-ShapedTheorem-System)。

以下将从系统结构、资源利用、算法构造、理论体系的统一、算法体系的统一和应用方法这六个方面对本论文的创新点作简要说明。

1 系统结构提出了MC+DCT+(1-D LZ)的视频编码器结构方案。该方案根据实际应用的特点（有损压缩），通过简单的系统构成解决了1-D LZ算法难以利二维相关性这一技术难题。

更为重要的是MC+DCT+(1-D LZ)有“ψ”体系的支持。而JPEG／MPEG／H.263则没有“ψ”体系这样一把“保护伞”，这是DVC与现有基于方块的编码系统的一个根本区别。借助于“ψ”体系，可以对一些视频／图象编码方法（如矢量量化，分形，小波）的性能有一个整体的把握，从而DVC可以从容应付来自矢量量化，分形，小波的挑战。可以认为，“ψ”体系的出现使基于方块的图象／视频编码器的系统结构在理论上向前发展了一步。

2 资源利用提出了运动补偿残差(DFD)的时间相关性是提高视频编码效率的物理资源，并从流体场的角度对这种相关性产生的机理作了解释。并且指出会议电视图象的DFD时间相关性具有较强的周期性特怔。并针对这一特怔采用了优越的LZCE算法，可以在大的时间跨度内、用简洁的方法充分地利用DFD的时间相关性。

3 算法构造本文在算法研究方面提出了三个新的改进1-D LZ算法(LZ78)的思路：①将Huffman编码引入LZ78，这样既可以改进LZ78的低阶相关性利用能力，又可以使LZ78具有先验知识利用能力；②将交叠树(OT)及分层编码方法引入LZ78，以改进LZ78单树字典结构存在的相关性利用范围不够大、字典更新时压缩效率低的缺点；③引入算术编码（如Q-Coder），可以在①、②的基础上引入，也可以直接对LZ78／LZW引入。

综合运用上述三种改进思路，可以得到如下一组统称为LZCE算法：

1)LZH Huffman编码与LZ78的组合；

2)LZA Arithmatic编码(Q-Coder)与LZ78的组合；

3)LZH／OT将LZH与交叠树OT(Overlaped Trees)及分层编码相结合；

4)LZW／OT将LZW与交叠树OT(Overlaped Trees)及分层编码相结合。

LZH、LZA、LZH／OT是针对视频（及图象／音频）编码提出的，LZW／OT则是一种改进的通用数据压缩算法。虽然采用前述三种思路还可以得到更多的算法，如：将LZH、LZA中的Huffman编码及Arithmatic编码换成自适应算法，就可构成两种通用算法LZH A和LZA A，但考虑到算法的实用性及本文的研究目标，本文重点提出以上四种算法。

4 理论体系的扩展（见第十一章）小波，分形，矢量量化是图象／视频编码领域中的三个不同的分支。从应用领域看，这三种编码方法经常被组合应用到同一个编码系统中，又都被认为是现有DCT编码的竞争对手；从学术研究（仅指压缩）领域，又都面临着同样的难题----自适应问题。

分形图象压缩要利用的资源是图象的自相似性，本文认为：Lempel Ziv理论[243]的“变异(Innovation)”与“替换(Substitution)”体现了自相似性的存在与演化的对立统一，比IFS更能体现自相似的本质，从图象压缩中的应用来看，由于Lempel_Ziv理论从“产生(Production/Repruduction)”的角度来分析序列，这比目前分形的“求逆”的思路更为直接，而且具有坚实的统计基础。此外，可以用DCT+LZCE来构筑兼顾视觉特性的自相似利用方法

小波的理论基础是“框架(Frame)”理论。本文通过将Hilbert空间上的框架变为集合上的字典（引入“字典框架(Dictionary_Frame)”的概念），建立框架理论与Lempel Ziv理论的联系，并分析产生熵意义上的压缩与产生小波变换的“局部化”性能对“字典框架”结构要求的不同。

在此基础上，借助两项前人的研究成果[244][238]，从图象／视频编码的角度，在离散域提出一种“ψ”形理论体系：PTS(Phi-Shaped Theorem-System)。“ψ”形理论体系的提出，使得统计压缩(Markov)、变换压缩(Wavelet & DCT)、VQ压缩、分形压缩、Lempel Ziv压缩这五个不同的图象（数据）编码分枝，在离散域有了一个统一的理论框架。PTS揭示了上述图象（数据）编码分枝的内在联系，对图象／视频编码器的构造具有指导作用。

5 算法体系的统一（见第十一章）从算法上看，本文提出的LZCE是一种竞争进化的字典算法，同时又可以看作是分形算法，又可以看作是一种矢量量化算法（具有自适应字典和匹配误差为零的矢量量化）；算法组合DCT+LZCE,既是DCT域的字典算法，又是是一种自适应全局优化的小波算法(AGOW:Adaptive Global Optimal Wavelet)，同时又可以看作是DCT域的分形算法，还可以看作是DCT域的矢量量化算法。下面对此作一简要说明。

1)小波就学术领域内小波的研究来看，构造自适应小波是一个研究热点[107]。从全局优化的角度来考虑小波的构造，可以为小波带来更大的发展空间。虽然在本文之前，从解决自适应小波基构造中遇到的树与滤波器的综合优化问题的角度，KANNAN RAMCHANDRAN等人[107]提出了参照RISSANEN的MDL理论寻找通用的树与滤波器的综合优化方法这一设想，但是，KANNAN RAMCHANDRAN等人[107]并没有给出具体的方法，而且，在RISSANEN的理论中，虽然其基本思想----应实现建模与编码的综合优化，是一个很好的思想，但是，其具体编码方法即便在通用数据压缩领域，也很难得到实际应用，至于对构造自适应小波基有直接指导作用的东西，则更难从中找到。本文指出：DCT+LZCE就是一种小波----一种自适应全局优化小波AGOW(AdaptiveGlobal Optimal Wavelet)，而且AGOW比现有的小波具有更灵活的时-频多分辩特性，只是DCT+LZCE的时-频多分辨特性是服从于能量集中的需要的。在AGOW算法结构中，“DCT系数串”就是通用函数的构造模块，“DCT系数串”的索引就是AGOW的小波系数。从原理上讲DCT+LZ算法已具备小波的特征，只是编码效率不如DCT+LZCE。这方面的详细讨论见第十一章。

2)分形对于分形，从系统理论的角度看，分形的自相似性是存在与演化的对立统一。用伊恩·斯图尔特([B30]p254)的观点来看，LZ算法比目前的IFS更能抓住分形概念的精髓；从压缩效果上看，本文在LZ算法的基础上提出的LZCE(Lempel Ziv algorithm with CompetitiveEvolution)算法所构成的DCT+LZCE编码系统（第六章和第七章），在图象／视频编码中产生的压缩效果优于IFS。DCT+LZCE可以看作是DCT域的分形，是一个比现有分形算法具有更好的视觉特性利用能力，更好的自适应性的算法组合。

3)矢量量化 Lempel和Ziv(1978)揭示了矢量量化与LZ算法的内在联系[244]，虽然[251]用二维LZ算法来改进矢量量化的码表自适应问题，但是，[251]并没有从系统层入手来解决矢量量化的视觉利用上的缺陷，也没有从系统的角度解决LZ算法在码字和先验知识利用上的问题，虽然也有不少文献讨论各种DCT+VQ，但是又陷入VQ码表的搜索排序等烦琐的细节问题上，DCT+LZCE就是一种兼顾视觉利用，先验知识利用，二维相关性利用和码表自适应能力的综合优化的算法组合，因此，DCT+LZCE比[251]更为优越（简洁且视觉特性利用更为有效）。当然，这也涉及到如何界定矢量量化的问题，根据[244]的理论，将LZCE看作一种具有自适应字典、自适应矢量维数和零量化误差的矢量量化是可以的。因此，DCT+LZCE可以看作是DCT域的矢量量化算法。

本文的研究表明：小波、分形和矢量量化可以在DCT+LZCE这样一种形式下联系（统一）起来。

6 应用方法可以从如下几个角度对本论文在应用方面的贡献加以概括：

从视频编码的角度看本文给出了新的编码系统：MC+DCT+LZH／OT（见第三章和第七章）；

从图象编码的角度看本文给出了新的编码系统：DCT+LZH／OT（见第三章和第七章）；

从音频编码的角度看本文给出了新的编码方法：LZH／OT及LZW／OT（见第九章）；

从分层编码的角度看本文给出了新的分层编码方法（见第五章和第八章）；

从图象无损压缩的角度看本文给出了用运动估计算法实现帧内矢量预测的方法（见第十章）。

本文提出的字典视频压缩算法体系，在实际应用中不但会提高现有图象视频编码系统的压缩性能，还会扩展现有图象／视频编码系统的适用范围。将LZCE算法应用于JPEG后，不但可以提高JPEG对连续灰度图象的压缩性能，更可以提高JPEG对层次单一图象的压缩性能，从而大大缩小JPEG与JBIG[175]的差距，扩大JPEG的应用范围。

胡萝卜体细胞胚根发育的细胞分子生物学

刁丰秋

【博士学位授予单位】中国科学院发育生物学研究所

【博士学位授予年份】1999

【摘要】高等植物器官形态发生相关基因表达与调控研究，是细胞生物学及发育分子生物学的前沿课题。植物的营养器官(包括根、茎、叶)和生殖器官(花)发育分化过程中，其组织特异性基因时、空表达规律的研究具有同等重要的意义。但与花、叶等器官相比，高等植物根的结构相对简单，具有发育的可塑性，是探讨植物发育分子机理的一种较理想的研究材料。本文在黄美娟副教授建立的胡萝卜体细胞胚调控培养体系的基础上，进一步研究调控培养的细胞学效应，并用未知产物基因克隆新技术，分离参与胡萝卜体细胞胚根发育分化的相关基因。主要内容包括：①从细胞和分子水平上研究调控培养基中主要附加成分蔗糖对胡萝卜体细胞胚根发生调控作用的细胞学效应及生化机理；②结合从蛋白质到基因和从基因到蛋白质正、反向生物学途径，确定、分离和克隆与根器官发生相关的特异基因。主要实验结果如下：

1.在已发展的胡萝卜体细胞胚调控培养体系的基础上，进一步建立了调控培养的胡萝卜体细胞胚的解调控程序，同时，研究了不同蔗糖浓度对胡萝卜体细胞胚生长发育的影响。在不同蔗糖浓度(10S，30S和60S)的MS液体培养基中，从球形胚到子叶胚的发育分化进程都是7天左右。小球胚经过约2天时间发育为大球胚，然后转向心形胚，这时胚的体积变化不大，以极性分化为主，4-5天后，体细胞胚形态基本形成。子叶胚开始膨大后，三种处理间有较明显的差异：在60S调控培养中，胚经过10-15天的发育生长到晚期子叶胚后，不再继续向前，并在胚根处产生大量的次生胚，20天后，次生胚团已肉眼可见，这种状态可维持2-3个月；在30S解调控培养中，胚经过类似的时间发育至子叶胚，就开始初生根的发育，5-6天后，即可肉眼观察到；在10S中，胚的形态建成完成后就迅速开始胚后发育，经1-2天，子叶就已变绿，根长度伸长至胚体的几倍。推断蔗糖对从球胚到子叶胚的早期的发育分化进程没有本质的影响，但却能决定体细胞胚是否维持胚性状态。

2.运用细胞学和组织化学手段，对体细胞胚的胚根部分在调控和解调控状态下，细胞内淀粉粒的分布动态作了系统的观察。其结果是：调控状态下，在胚根部分的细胞中积累大量的淀粉粒，但随着解调控处理时间的延长，淀粉粒的数量便随之逐渐减少，至解调控处理72h，细胞内的淀粉粒几乎全部消失。这些细胞学观察的结果，为我们应用代表性差示分析技术分离胚根发育相关基因提供了取材的细胞学依据。

3.利用酶联免疫吸附测定(ELISA)技术，分析了不同调控状态的胡萝卜体细胞胚及胚性器官的内源ABA水平。对三种蔗糖浓度处理的、不同发育时期的体细胞胚内源ABA的分析表明，随着胚的发育，内源ABA含量呈上升趋势，到子叶胚时，达到最高值。在胚的早期发育阶段，不同处理之间，ABA水平只有较小的差异，而当子叶胚开始膨大时，这种差异则较明显。一旦将调控胚进行解调控培养，体细胞胚内源ABA含量明显下降。在两个月内，调控胚及胚性器官的ABA含量基本维持不变。上述结果表明：蔗糖浓度确实引起了体细胞胚内源ABA水平的变化，但这种影响依发育时期而异；高浓度的ABA水平有利于胚性状态的维持。与此同时，还比较研究了外源ABA处理与高浓度蔗糖处理之间的差异，结果表明，蔗糖的调控效应与ABA的调控相似又不尽相同。总之，在蔗糖调控胡萝卜体细胞胚发育的信号传递网络中，ABA可能是一种重要的中介信号因子。

4.根据其它植物的蔗糖转运蛋白cDNA序列的保守区，合成一对简并引物，利用RT-PCR技术从胡萝卜体细胞胚的总RNA中扩增出一条片段，并以它的部分序列为探针，筛选cDNA文库，得到一个全长的cDNA克隆，核苷酸序列长度为1798bp。推测最大阅读框包含1545bp，编码515个氨基酸残基的蛋白质，富含疏水氨基酸，占氨基酸总数的63.88％，含有12个跨膜结构域，为典型的蔗糖转运蛋白的特征。与双子叶植物的蔗糖转运蛋白氨基酸序列的同源性较高，如与拟南芥菜的SUC1蛋白同源性达到63.4％；相对来说，与单子叶植物的同源性要低一些，如与水稻中的SUT1氨基酸序列的同源性为52.3％。胡萝卜蔗糖转运蛋白基因cDNA的克隆为今后进一步研究蔗糖信号的转导机制奠定了基础。

5.利用IEF-SDS-PAGE双向电泳技术，比较了调控培养和解调控培养条件下，胡萝卜体细胞胚全蛋白的变化。结果表明，在调控和解调控24h的胡萝卜体细胞胚中都存在特异蛋白的多肽点。利用制备型双向电泳技术纯化了在调控培养中特异出现的蛋白A2(MW29.0kD，pI6.0)。

6.根据链霉亲和素与生物素之间的结合作用及磁性吸附分离的原理，发展出改进的代表性差示分析技术(cDNA representational deference analysis，cDNARDA)技术。直接用生物素标记的引物扩增供试探针，杂交产物用链霉生物素磁珠吸附，去除含供试探针链的杂交产物，仅剩特异表达基因的代表性片段，消除了利用限制酶酶切供试探针、核酸酶去除单链cDNA和差别产物二次扩增的过程，增加了产物的特异性，同时减少了实验操作步骤。

7.用自己改进的cDNA RDA技术检测在调控和解调控培养12h的胡萝卜体细胞胚根中特异表达的基因。结果显示，在解调控12h的胡萝卜体细胞胚中，存在7条差异表达的cDNA片段。将它们分别克隆在pBS噬菌粒载体中，并测定了核苷酸序列。与GenBank/EMBL/DDBJ核苷酸数据库进行DNA序列同源性比较表明，发现有4条片段NR1、NR3、NR6、NR7分别与植物的Dna J、3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、LEA蛋白和XET的编码基因有很高的同源性。片段NR2、NR4、NR5却未发现同源基因。对这些片段进行Northern杂交和Southern杂交分析，结果证明它们可能是与胡萝卜体细胞胚根发育相关的新基因片段。

金/硫醇－卵磷脂双层膜的结构及修饰TCNQ后电子跨膜传递机理的电化学研究

刁鹏

【博士学位授予单位】中国科学院山西煤炭化学研究所

【博士学位授予年份】1999

【摘要】在高功率超声清洁的铂电极表面制备了自组装的双层类脂膜（Pt-BLM）。用循环伏安法（CV）和交流阻抗法（EIS）研究了〓对Pt-BLM电极上异相电子传递过程的影响。CV实验表明〓的加入引发了Pt-BLM在Fe〓溶液中的电化学反应。讨论了上述反应的三种可能机理：（1）电子跨双层膜隧穿；（2）电子跨单层膜隧穿；（3）Fe〓通过〓引发的离子通道扩散到Pt表面并在那里发生了电子传递反应。根据Marcus理论的计算，电子跨双层膜和单层膜对氧化还原电流贡献很小。用部分覆盖电极理论分析了S（sigmoidal）状的CV曲线，认为〓在Pt-BLM上诱导产生的离子通道是引发电子传递过程的主要原因。EIS实验表明加入〓后Pt-BLM具有多孔性，与CV实验得到的结论相一致。

用复数电容的概念推导了电化学体系中典型等效电路的复数电容表达式。根据这些表达式，在电容平面图（CPP）上，理想极化电极为一半圆，半圆的直径即是研究电极与溶液的界面电容；纯电化学极化电极在高频部分为一半圆且半圆的直径也是电极／溶液的界面电容，低频部分为垂直于实轴的直线，直线与原点的距离和反应电阻与溶液电阻的相对大小有关。用实际电化学体系和电子元件组成的等效电路验证了上述推导的正确性。应用CPP可以方便地监测电极／溶液的界面电容。金／正十八硫醇单层膜（Au／ODTM）的CPP与自组装时间的关系表明：随着组装时间的增加，膜上的缺陷逐渐减少。当组装时间达到24小时后膜上基本不存在针孔缺陷。

用CV和EIS研究了Au／ODTM对异相电子传递的阻化作用。根据CV实验结果和部分覆盖电极理论认为Au／ODTM上不存在电化学可测得的针孔缺陷。运用Marcus理论计算出电子隧穿理想无缺陷Au／ODTM的标准速率常数，该值比实验测定的表观标准速率常数小3个数量级，首次用电化学方法证实了Au／ODTM中存在凹陷点缺陷。

从电化学基本理论和电子隧穿理论出发，首次推导出凹陷点缺陷的覆盖度与凹陷点处硫醇膜厚度的一般关系，并用凹陷点平均覆盖度〓和平均膜厚〓简化了上述关系，得到了〓图，讨论了表观反应速率常数对〓图的影响。根据实验测得的〓图计算出用Fe〓为氧化还原探针时，Au／ODTM的平均膜厚为11个亚甲基长度。但是由于〓图只能给出Au／ODTM上凹陷点的平均信息，所以有关不同膜厚的凹陷点缺陷的数目、分布等更为详细的情况仍不清楚，有待用其它手段做进一步分析。

用理想极化电极在惰性电解质溶液中的经验公式Z=〓+1／[σ〓]来描述Au／ODTM在0.1M KCl溶液中的阻抗行为。根据粗糙电极在惰性电解质溶液中的理论，α值可以用来表征Au／ODTM的有序程度。从理论上推导出具有恒相角元件行为的理想极化电极在导纳平面图上为一段圆弧，利用这段圆弧得到α值。α值在Au／ODTM的自组装初期迅速上升，并逐渐达到一个稳定值。对于组装良好的Au／ODTM，其α值可达到0.99。结合〓图的分析和α非常接近于1的实验结果，本文认为组装良好的Au／ODTM上凹陷点缺陷的数目虽然不多，但存在少量较深的凹陷点。

交流阻抗的实验结果表明金／硫醇-卵磷脂(Au／ODT-PC）双层膜的表观标准反应速率常数比理想无凹陷点的硫醇单层膜还大，本文通过分析电子传递的三种可能得出如下结论：在Au／ODTM组装良好的区域内（没有凹陷点），卵磷脂和硫醇分子可以自组装成良好的双层膜。而在Au／ODTM的凹陷点处，卵磷脂分子难以在不规则的Au／ODTM基底上自组装成致密整齐的卵磷脂膜，从而使外层的卵磷脂膜存在针孔缺陷。电活性物质通过外层卵磷脂膜中的针孔缺陷扩散到内层的凹陷点处，并且在那里通过电子隧穿较薄的硫醇膜实现电荷传递。外层卵磷脂膜对Au／ODTM的覆盖度在0.98以上。

首次提出了在固体支撑的双层膜中选择嵌入导电媒体分子的基本原则，即某种导电媒体分子嵌入固体支撑双层膜后，氧化还原电流必须比嵌入前增大几倍乃至几个数量级以上，这样才能确保电子的跨膜传递主要是通过导电媒体分子实现的。

当Au／ODT-PC的硫醇和卵磷脂膜中都含有TCNQ时，TCNQ的导电媒体作用十分显著，而在只有卵磷脂膜中含有TCNQ时，其导电媒体作用显著下降。据此本文认为在嵌有TCNQ分子的双层膜上电子的跨膜传递机理为：发生还原反应时，距离金电极较近的TCNQ分子首先从电极上接受电子，然后把电子传递给相邻的TCNQ，这样电子通过跳跃（hopping）传递到双层膜／溶液界面附近的TCNQ分子处，再由它们传递给溶液中的电子受体；发生氧化反应时，整个过程相反。

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