SO2毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与

为了通过吸收光谱快速测量SO₂胁迫下水稻叶片超氧化物歧化酶活性,采用小区试验研究了SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与吸收光谱变量的相关性。结果表明：在整个生育期,相关曲线存在2个的波峰点,位于520~550 nm和720~750 nm 2个波段之间。计算720~ 750 nm和520~550 nm波段光谱吸收率的平均值A₁和A₂,通过A₁和A₂构建比值光谱变量(A₁/A₂)、相加光谱变量(A₁+A₂)及对数相加变量(lgA₁+lgA₂),利用光谱变量反演水稻叶片超氧化物歧化酶活性。研究发现：在水稻整个生育期,对数相加光谱变量与超氧化物歧化酶活性的相关性显著提高。选取对数相加变量构建水稻叶片超氧化物歧化酶活性的模型。为进一步提高吸收光谱快速测量SO₂毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性提出了探索性研究。

     

贪铜菌6-5双组分信号系统czcR2-czcS2 的克隆

为阐明贪铜菌6-5的耐镉机理,更有效的治理土壤重金属污染。本研究利用同源序列克隆技术从本研究室筛选的高耐镉菌株贪铜菌6-5中成功克隆出双组分信号转导系统czcR2-czcS2,通过DNA测序及序列比对,结果表明,该扩增产物的DNA序列与耐金属贪铜菌CH34中megaplasmid质粒的czcR2和czcS2基因的同源性分别为99%和98%。czcR2-czcS2彼此相邻,并且转录方向一致,很可能作为一个独立的操纵子控制其他功能基因的表达。并利用生物信息学对该调控基因的一般特性、跨膜区和信号肽进行了预测,该研究为开展更为深入的研究以及制定有针对性的重金属污染治理对策建立了基础,具有重要的理论意义和实际应用潜能。

     

重庆市RDLS与人居环境地形适宜性评价

“重庆五大功能区”范围的确定,人口因素是不得不考虑的。从地形起伏度方面探索人口分布的规律,进一步佐证重庆市五大功能区划分的科学性。采用重庆市1:250000 DEM数据、2010年分县人口数据,以Arcgis9.3为基础软件,运用邻域分析的方法,计算出了栅格格式的RDLS,单元大小为1 km。RDLS的空间地理规律以及它和人口地理分布的关系,主要从地理空间、构成状况和海拔高度等方面考虑。分析显示：RDLS值主要集中在中低值,RDLS值小于1.5的区域占重庆市总面积的78.82%,累积人口数量占总人口数量的66.37%;RDLS值较高的地区主要集中于渝东北生态涵养发展区和渝东南生态保护发展区;海拔与RDLS呈现出正相关;RDLS曲线和人口密度曲线呈现出高拟合度,通过以RDLS为主要考虑因素,对重庆市地形适宜性做出了评价。

     

氮素胁迫对水稻根系影响的转录组分析

养分胁迫会直接影响水稻的生长发育,相对于地上部分,根系往往较早感知环境胁迫。为了研究水稻根系对养分胁迫响应的分子机制,通过Illumina Hiseq2000平台测序,对氮素胁迫下水稻根系转录基因表达情况进行分析。结果表明,氮素胁迫诱导根系出现了2 270个差异转录基因,其中上调表达的有1 176个,下调表达的有1 094个。采用GO功能分类和Pathway功能注释,可将注释的基因划分为48个功能类别118条代谢途径,包括糖酵解、脂肪酸代谢、氧化磷酸化、氨基酸代谢、淀粉蔗糖代谢等生物学过程。部分根系关键基因表达变化表明,氮素胁迫诱导大量新生蛋白质合成,形成各种酶类,促进新RNA合成,从而形成了更多的新生蛋白质。氮素胁迫诱导根系IAA积累更多来自极性运输,参与植物细胞伸长发育的EGase基因及木质素特异合成途径的关键酶(CCR)表达量发生上调,这些转录基因表达量的变化是根系受养分胁迫刺激而发生了伸长生长的内在机制。     

两种植物内生真菌的醇提取物对水稻根部基因表达谱的分析

两种植物内生真菌Coprinus micaccus和Alteranaria sp.的醇提取物可促进水稻根系发达,增加水稻产量,为了明确4种提取物对水稻全基因表达谱的影响,采用Affymetrix水稻芯片对水稻根系基因表达谱进行了分析,得到表达量同时发生变化的基因244个,其中109个基因上调表达,135个下调表达。基因按功能分为3大类,其中生物过程类归类为18个功能类别,多数差异基因与能量代谢、物质运输、生物合成及植物防御反应、信号转导、转录调节、蛋白质修饰等过程有关。引起11条代谢途径发生变化,使其向着更有利于植物生长发育的方向进行。     

水稻磷信号途径研究进展

磷素是植物生长和发育所必需的大量元素之一。现在研究表明OsPHR2,OsSPX1,OsmiR399,OsPHO,OsIPS1,OsIPS2,OsSIZ1,pht1家族等基因与水稻磷吸收信号调控和磷转运有关。目前研究表明OsPHR2,OsSPX1与其在拟南芥中的同源基因功能相似,水稻超表达OsPHR2和干涉OsSPX1都有富集磷的表型。Pht1家族的大部分基因都属于高磷亲和力转运蛋白。此文概述了近年来水稻磷信号途径研究进展,并对进一步研究做了展望。     

循环曝气地下滴灌对冬小麦生长和耗水特性的影响研究

循环曝气地下灌溉可以改善灌溉造成的根区缺氧状况,为作物生产潜力的发挥提供了可能。为阐明循环曝气地下滴灌对不同土壤类型的适用性,选择河南省郑州潮土、洛阳红粘土、南阳黄褐土、商丘两合土4种典型土壤,以冬小麦为指示作物,利用盆栽试验研究冬小麦的耗水特性、作物生理指标及产量对循环曝气地下滴灌的响应。结果表明,4种土壤曝气处理耗水量均高于普通地下滴灌处理（对照处理）。与对照相比,郑州潮土、商丘两合土曝气处理气孔阻力下降了66.72%和61.47%,达到显著性差性水平(P≤0.05),洛阳红粘土和南阳黄褐土气孔阻力差异不显著(P>0.05)。洛阳红粘土曝气处理产量较对照处理增加了12.61%(P≤0.05),千粒重增加了12.23%(P≤0.05),而南阳黄褐土、商丘两合土和郑州潮土曝气处理与对照差异不显著(P>0.05)。综合以上考虑,循环曝气地下滴灌技术在洛阳红粘土上对冬小麦有显著性的改善效果。

     

扁桃CBF1基因的克隆与生物信息学分析

为揭示CBF基因在扁桃抗逆机制中发挥的功能,对扁桃CBF1基因进行克隆与分析。以新疆扁桃主栽品种‘鹰嘴’为材料,根据已经报道的CBF1基因序列设计引物,通过PCR技术从扁桃基因组DNA中获得CBF1基因,命名为YZ-AcCBF1,并已登录GenBank（登录号KJ818900）。经生物信息学分析,该基因开放阅读框为729 bp,编码242个氨基酸,分子式为C₁₁₉₅H₁₈₈₆N₃₄₆O₃₆₈S₁₃,相对分子质量为27.405 kDa,等电点为7.69,半衰期为30 h,脂肪系数为63.72,疏水性平均值为-0.646。对其亚细胞定位、跨膜结构、信号肽及疏水性/亲水性进行分析,表明其定位在细胞核,不存在跨膜结构,为非分泌性亲水蛋白。系统发育分析结果显示其与桃(AGS13699)的亲缘关系最近。二级结构预测显示该蛋白主要由26.86%的α螺旋和58.68%的无规卷曲组成。三维结构预测表明其符合AP2结构域模型特点。

     

水稻无侧根突变体RM109及其野生型对照的转录组分析

侧根是水稻根系的重要组成部分,具有重要的意义。本研究通过Illumina Hiseq2000测序平台,对无侧根突变体RM109与其野生型对照根系进行转录组测序,进而比较分析差异表达基因,初步揭示影响水稻侧根发育的相关基因。结果表明无侧根突变体与野生型对照根系相比出现了2 327个差异基因,其中上调表达的有1 131个,下调表达的有1 196个,有36个基因表达差异倍数高达100倍以上(|log2Ratio|≥6.7)。通过Gene ontology (GO)数据库、KEGG pathway数据库比对分析注释差异表达基因的功能和参与的分子调控途径。GO分析结果表明被注释的差异基因划分成50个功能类别,KEGG分析共有352个显著差异基因可以详细注释到149条分类代谢途径中,共有36个表达差异基因富集于植物激素信号转导途径,36个差异表达基因中有2个是与植物根系生长发育相关的Aux/IAA基因,6个植物生长素响应SAUR基因。本研究为进一步为水稻侧根发育分子机理研究提供基础,为水稻根系育种提供理论参考。     

Pi-ta在不同单倍型水稻品种与稻瘟病菌互作中的表达量分析

本研究利用q RT-PCR分析Pi-ta基因在受侵染的不同单倍型云南水稻地方品种中的表达量,初步分析Pi-ta基因在受侵染的不同单倍型地方水稻品种中的表达差异。将含有无毒基因AVR-Pita的稻瘟病菌株O-137喷雾接种不同单倍型的云南水稻地方品种,分别于接种0 h、48 h取样,提取接种水稻叶片总RNA,逆转录成c DNA,q RT-PCR检测O-137接种不同云南水稻地方品种后不同时间点Pi-ta基因的表达量,结合Pi-ta基因单倍型分型进行分析。q RT-PCR结果表明,Pi-ta在受侵染的不同单倍型云南水稻地方品种中的表达量均有不同程度的下调,且在感病品种单倍型中的下调幅度大于抗病品种单倍型;但Pi-ta在不同3'-UTR单倍型感病品种中的表达量,差异不显著。结果表明,抗性基因Pi-ta在受侵染的抗病品种单倍型中的表达量下调幅度小于感病品种单倍型,但其在所选的两种不同3'-UTR单倍型感病品种间的表达量没有显著差异。     

沉水植物苦草和轮叶黑藻对水环境的影响

为了研究沉水植物苦草和轮叶黑藻的对水环境的影响,在控制条件下单独种植苦草、轮叶黑藻和二者混种,笔者比较研究了苦草、苦草+黑藻、黑藻组合水体中总氮(TN)、总磷(TP)、铵氮(NH4+-N)、叶绿素a、总悬浮质(TSS)及总有机氮(TOC)浓度的区别。结果表明:苦草和轮叶黑藻对水环境的影响不同,单独种植苦草时,上覆水中总氮和氨氮含量高于其他处理,但总磷、叶绿素、TSS和TOC含量都低于轮叶黑藻单种和混种处理。研究结果说明,苦草对于降低上覆水中总磷和叶绿素含量作用优于轮叶黑藻,对维持水体水质有良好效果。     

蝉蜕诱导对球孢白僵菌生物学特性及其毒力影响的研究

利用改良蝉蜕诱导培养基对球孢白僵菌进行诱导,以无蝉蜕PDA培养基作为对照,目的是比较蝉蜕诱导后球孢白僵菌菌株的生长速率、产孢量、孢子萌发率等多个生物学指标,及二者对3龄亚洲玉米螟幼虫的毒力。经蝉蜕诱导的球孢白僵菌菌株的产孢量、孢子萌发率以及对玉米螟幼虫毒力都高于对照组,且差异显著,对玉米螟幼虫毒力处理组LT₅₀为4.73天,对照组需要6.97天。同时经蝉蜕诱导过的菌株开始产孢时间和胞外蛋白酶活性都优于对照组,胞外蛋白酶活性的变化范围是1.497×10^-2~3.538×10^-2 IU/mL,但经诱导菌株的生长速率低于处理组。鉴于球孢白僵菌菌株经蝉蜕诱导后,其产孢量和孢子萌发率增加,并且能够增强对玉米螟幼虫毒力,可利用其进行球孢白僵菌菌种保存和改良。

     

盐胁迫对雪菊种子萌发的影响

以雪菊(Coreopsis tinctoria Nutt.)种子为试验材料,研究盐胁迫对雪菊种子萌发的影响。用不同浓度的NaCl、Na₂SO₄以及混合盐NaCl:Na₂SO₄:Na₂CO₃=2:7:1（质量比）处理雪菊种子。结果表明：盐胁迫使雪菊种子的发芽指数、发芽势和发芽率明显降低,且随着盐浓度的增加,抑制作用增强;3种盐对雪菊种子萌发的抑制作用强度依次为：混合盐>NaCl>Na₂SO₄;雪菊种子耐盐适宜范围为NaCl 0.78%、Na₂SO₄ 0.84%、混合盐0.15%;耐盐半致死浓度为NaCl 1.34%、Na₂SO₄ 1.41%、混合盐0.89%;耐盐极限浓度为 NaCl 2.23%、Na₂SO₄ 2.31%、混合盐2.08%。盐胁迫解除后雪菊种子仍具有较高的萌发率。

     

2个MADS-box基因在山葡萄雌花和雄花中的表达分析

为了探明MADS-box基因在山葡萄性别分化中的作用,笔者利用实时荧光定量PCR技术对Vv MADS5和Vv MADS8 2个基因在山葡萄雌、雄花发育过程的表达情况进行分析。结果表明,2个基因在山葡萄雌花和雄花中都有表达,Vv MADS8在雌花和雄花中的表达趋势以及表达量基本相同。Vv MADS5在雌花和雄花中的表达类型相同,而其在雌花中的表达量显著高于雄花。Vv MADS8在花芽膨大期(4月30日)表达量最高,而Vv MADS5在花序展露期(5月14日)表达量最高。Vv MADS8、Vv MADS5参与山葡萄性别分化,但不是控制性别分化的关键基因。     

西瓜枯萎病菌的鉴定及申嗪霉素对其防效评价

由于重茬西瓜种植面积增多,西瓜枯萎病的发生面积逐步扩大,严重影响了西瓜生产。本研究用PDA培养基从中国农业科学院郑州果树研究所大棚温室萎蔫枯萎的西瓜上分离病原菌。形态学鉴定为尖孢镰刀菌;ITS序列分析表明其与西瓜枯萎病菌的序列一致性达到99%;发现该菌引起西瓜枯死严重,发病率达96.7%以上。因此,证实是西瓜枯萎病菌引起的。为了防治该病害,进行了温室和室内的申嗪霉素药效评价。室内抑菌实验和温室内药剂处理结果一致,1%申嗪霉素100倍防治效果最好,抑菌率达76.03%,灌根防治率达58.86%。因此,生产上建议在西瓜枯萎病发病早期使用1%申嗪霉素100倍连续3次灌根,每次间隔约8天左右,尽可能减少西瓜枯萎病菌对西瓜的影响。     

乌桕和无患子容器苗育苗密度与苗木生长和质量的关系

为提高乌桕与无患子的苗木品质,研究育苗密度对乌桕与无患子的苗木生长形态变化及苗木品质的影响。试验以当年生乌桕与无患子幼苗为试验材料,设不同育苗密度5个处理,测定分析不同育苗密度下乌桕与无患子幼苗的生长进程以及干物质积累、叶片数、主根长形态指标。结果表明:不同育苗密度下,乌桕与无患子的生长进程差异十分显著;且无患子和乌桕的苗高随着密度的变大逐渐增加,但是当苗高增加到一定程度时,苗高并未随之增加;乌桕、无患子的单株、茎生物量表现为随着育苗密度的变大而逐渐增加。且乌桕与无患子的合格苗所占的百分率随其苗木密度的变大而降低,与之呈负相关关系。综合苗高、地径、单株生物量、茎生物量、幼苗形态因子分化参数、合格苗率、单位面积合格苗数等指标,无患子以育苗密度为280~342株/m2、乌桕以育苗密度为337~412株/m2时,其生长形态和植株品质比较协调,植株苗木品级合格率较高。     

北五味子内生细菌的分析

中国北五味子资源丰富,为了探明北五味子内生细菌的组成与多样性,从总DNA中扩增出内生细菌的rDNA,选用焦磷酸测序法的MiSeq平台去研究北五味子内生细菌的组成与多样性。发现了北五味子内生细菌,分属于6个菌门,9个纲,17目,27个科,31个属,39个种。蓝藻门细菌为北五味子果实内生细菌的优势菌,含量约为88.19%。除此之外,肠球菌、乳球菌和芽孢杆菌这3个属的细菌分别占据其中的4.79%,2.59%和1.11%,其他细菌的总数占总量的3.32%。细菌多样性分析方面,Shannon指数为0.633,Chao指数为39和Simpson指数为0.781。利用高通量测序的方法,研究了北五味子内生细菌的组成与多样性,发现与其他植物的细菌多样性相比,北五味子果实中内生细菌多样性较低。     

沉水植物苦草属在水体环境修复中的研究进展和应用现状

为掌握具水生态修复功能的沉水植物苦草属的研究现状,综述了国内外近30年关于该属植物的生物学特性,与各类环境因子之间的相互作用,以及在工程中的具体应用等方面的内容。已有研究结果表明,有序地种植苦草属植物,并与其他水生植物进行合理搭配,既形成优美的景观,又具有十分重要的生态修复意义。同时,为使苦草属植物发挥良好的生态恢复效益,指出现有研究中尚存在的问题,并提出今后的3个研究重点:(1)加大教育宣传,扩大应用范围;(2)规范种植管养,开发实用工具;(3)提倡资源化利用,实现持续发展。