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。

     

水稻草状矮化病毒侵染下水稻根发育相关基因的表达分析

水稻草状矮化病毒(Rice grassy stunt virus, RGSV)引起的水稻草矮病是热带和亚热带稻区的重要病害,RGSV侵染引起水稻植株根系严重发育不良。为解析RGSV侵染引致水稻根系发育不良的分子机制,以水稻品种‘汕优63’为材料,通过实时荧光定量RT-PCR技术分析水稻经RGSV侵染后根系发育相关基因OsPHR2、QHB、OsRR1、OsEXPB5、Crl-5和OsEXPA17等基因的mRNA表达量变化。结果表明,RGSV侵染引起OsPHR2和Crl-5基因表达下调,下调比率分别为2.18和4.86,而水稻病株QHB、OsRR1、OsEXPB5和OsEXPA17等基因的表达量与健株相比,各基因差异比率分别为1/1.49、1.01、1.39、1/1.37,表明RGSV侵染未引起这些基因的表达量发生变化。RGSV可能通过直接或间接调控根系发育相关基因表达水平而使根系发育异常。

     

稻瘟病抗性基因Pita~2候选基因多位点编辑载体的构建

Pita2是定位于水稻第12号染色体着丝粒区域的稻瘟病广谱抗性基因,前期研究中通过精细定位得到了5个候选基因,其功能及作用原理还不清楚。本研究利用CRISPR/Cas9系统构建Pita2候选基因的多位点编辑载体。首先在候选基因外显子区域找到2个含有PAM序列的特异性靶位点序列,并构建候选基因入门载体SK-gRNA,然后利用同尾酶将SK-gRNA重组载体上的目的片段gRNA酶切,采用一步法将2个gRNA连接到双元表达载体p C1300-Cas9。质粒PCR鉴定以及测序的结果表明,以上5个多位点编辑载体构建成功。后期通过遗传转化并鉴定候选基因表达量与抗病性之间的关系,为水稻稻瘟病抗性基因Pita2功能研究奠定基础。     

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。

     

酵母耐铜基因CUP1改良荧光假单胞菌耐铜性研究初报

利用根际促生菌（PGPR）荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）等微生物的生物修复作用可治理土壤重金属污染。酿酒酵母耐铜基因CUP1编码铜金属硫蛋白（Cu-MT）,对铜有很高的亲和性,可拮抗重金属铜毒性。为提高荧光假单胞菌的生物修复能力,将酿酒酵母耐铜基因CUP1克隆至荧光假单胞菌。通过引物设计,将SD序列添加至酵母耐铜基因CUP1编码序列前端,PCR扩增得到约200bp的CUP1片段,克隆至测序载体pUC19,经测序证明正确后,胶回收CUP1片段连接到具有广泛宿主范围的柯斯质粒pLAFR3上,经三亲接合转移至荧光假单胞菌AS1.1381,得到重组菌株AS1.1381/pL3CUP1。铜实验表明,重组菌株AS1.1381/pL3CUP1的抗铜能力（6mM Cu2+）显著高于AS1.1381/pLAFR3（4.5mM Cu2+）,重组菌株抗铜性得到提高     

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。

     

耐镉耐铬丝状真菌菌株的筛选与鉴定

采用梯度浓度驯化方法,从重金属镉、铬污染的稻田土壤中分离、筛选出8株耐铬、镉真菌菌株。5株耐镉浓度为16 mmol/L的菌株,4株耐铬浓度为1000 mg/L的菌株,其中X29菌株耐镉浓度为16 mmol/L,耐铬浓度为1000 mg/L。经形态观察、18S r DNA扩增和序列分析,确定了这8株菌株的种属地位分别为:绿僵菌(Metarhizium anisopliae),拟茎点霉(Phomopsis sp.),曲霉(Aspergillus sp.),木霉(Trichoderma sp.),尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),青霉(Penicillium sp.);其中Strain35和Strain55都为青霉,其余6株分别属于不同菌株。研究结果不仅为镉、铬污染环境的微生物修复提供了重要菌株,同时也暗示了微生物在重金属降解和修复中有着良好的应用潜力。     

一个棉花黄萎病抗菌肽基因25a2的克隆与表达

 将棉花黄萎病抗菌肽A2的N端15个氨基酸序列在NCBI进行同源序列比较,根据同源蛋白的DNA序列设计引物,以解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）RS-25菌株基因组为模板,应用PCR扩增出一条约300 bp的DNA片段。序列分析表明,DNA片段长354 bp,编码117个氨基酸,将该基因命名为25a2。构建表达载体pET-28a-25a2,转化大肠杆菌（Eschrichia coli）BL21,37℃培养,应用终浓度为1 mmol·L^-1的IPTG诱导,表达产物经SDS PAGE分析,得到分子量约15 kDa表达蛋白条带,与理论蛋白分子量相符。     

利用三个分子标记鉴定大麦Yd2基因型及其在育种辅助选择中的应用

研究分子标记鉴定大麦抗黄矮病基因Yd2的有效性,可为Yd2基因在大麦抗病育种中的广泛应用提供快速有效的分子辅助选择工具。利用与Yd2基因紧密连锁的YLM、CAPS-Ylp和ASPCR-Ylp标记同时检测52份国内外大麦品种(系)与4份大麦F₁杂种的Yd2基因型,同时结合生物学抗性检测的表型分析其有效性。通过对Yd2基因型已知的20份大麦品种(系)及4个F₁杂种的Yd2基因型分析,表明YLM、CAPS-Ylp与ASPCR-Ylp标记可以有效判断大麦Yd2基因型。进一步用这3个标记检测32份Yd2基因型未知的大麦的基因型,鉴定出基因型为Yd2^-/Yd2^-的品种(系) 27份,基因型为Yd2⁺/Yd2⁺的品种(系) 5份。在回交育种的分子辅助选择实例中,从BC₂F₂世代中选出了16个基因型为Yd2⁺/Yd2⁺的单株。3个分子标记结合应用能够快速有效地鉴定大麦Yd2基因型,可用于Yd2基因回交育种中的大规模分子标记辅助选择。     

耐镉、铬丝状真菌菌株的筛选与鉴定

采用梯度浓度驯化方法,从重金属镉、铬污染的稻田土壤中分离、筛选出8株耐铬、镉真菌菌株。5株耐镉浓度为16mmol/L的菌株,4株耐铬浓度为1000mg/L的菌株,其中X29菌株耐镉浓度为16mmol/L,耐铬浓度为1000mg/L。经形态观察、18S rDNA扩增和序列分析,确定了这8株菌株的种属地位分别为：绿僵菌(Metarhizium anisopliae),拟茎点霉(Phomopsis sp.),曲霉（Aspergillus sp.）,木霉（Trichoderma sp.）,尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）,酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）,青霉（Penicillium sp.）;其中Strain35和Strain55都为青霉,其余6株分别属于不同菌株。本研究不仅为镉、铬污染环境的微生物修复提供了重要菌株,同时也暗示了微生物在重金属降解和修复中有着良好的应用潜力。     

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。

     

毛果杨半胱氨酸蛋白酶基因PtCP3的基因克隆和原核表达分析

为研究毛果杨半胱氨酸蛋白酶基因PtCP3的酶学特征和生理功能,本实验对PtCP3进行了基因克隆和原核表达分析。从毛果杨(Populus trichocarpa Torr.Gray)中克隆得到半胱氨酸蛋白酶基因PtCP3,将其克隆至pMD-18T载体。进一步构建原核表达载体pET30a-PtCP3,并在大肠杆菌(Escherichia coli)中成功诱导表达重组蛋白,然后通过包涵体洗涤法对目的蛋白进行纯化。测序结果表明,PtCP3基因CDS序列全长1074 bp,含有木瓜蛋白酶的保守催化位点和组织蛋白酶B的保守结构域。序列分析结果显示,半胱氨酸蛋白酶基因PtCP3编码357个氨基酸,预测N-末端含有长度为27个氨基酸残基的信号肽序列,去除信号肽后蛋白酶大小为36.515 kDa,理论等电点为7.44。SDS-PAGE电泳结果显示,可以检测到大小约为42 kDa的目的条带,并可通过包涵体洗涤法在体外得到了高表达量、单一的重组蛋白PtCP3。     

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。     

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。     

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。     

生物熏蒸对黄瓜枯萎病抑制及品质和产量的影响

以传统化学农药进行土壤消毒控制作物枯萎病,在杀死病原菌的同时会造成农药残留和污染环境,寻找新的控制土传病害的方法是目前亟需解决的问题。试验利用含有硫苷的3种芸薹属植物(芥菜、红圆芜菁和秋冬小白菜)生物熏蒸含有黄瓜枯萎病的土壤,以非芸薹属植物菠菜和化学农药处理为对照,通过盆栽试验和大棚试验来研究生物熏蒸对黄瓜枯萎病抑制作用,以及对其品质和产量的影响。结果表明,芥菜生物熏蒸处理对黄瓜发病率、病情指数、防病效果分别为25.0%、25.0%、52.9%,显著优于其余各处理。小花叶芥菜和红圆芜菁熏蒸处理后,黄瓜果实维生素C、可溶性糖、可溶性固形物的含量均显著高于非芸薹属熏蒸和化学农药处理。小叶花芥菜和红圆芜菁生物熏蒸处理后的黄瓜总产分别是10.89、10.07 kg/m~2,是CK黄瓜产量的1.81、1.56倍。生物熏蒸能显著促进黄瓜植株的生长,对抑制黄瓜枯萎病有一定效果。     

关黄柏药材及产区土壤无机元素含量特征分析

为全面了解关黄柏药材及产区土壤无机元素含量特征,在关黄柏基源植物黄檗的分布区内设置31个样点,采集药材及土壤样本,测定两者中钠(Na)、镁(Mg)、磷(P)、硫(S)、钾(K)、钙(Ca)、锰(Mn)、铁(Fe)、锌(Zn)等9种无机元素的含量并进行分析。关黄柏药材中Ca(10级)和Zn(3~9级)的含量较高,其余元素的含量较低(1~2级);不同产地药材中各无机元素的含量相对稳定;各产区土壤无机元素含量差异不显著,分析表明其与药材中无机元素的含量无相关性。关黄柏药材中各无机元素的相对含量具有较强的规律性,以此建立的指纹图谱可用于药材鉴定;土壤中无机元素的含量对药材中无机元素的含量无显著影响。     

深绿木霉T2发酵液蛋白提取物TraT2A诱导兰州百合抗灰霉病研究

为了探讨深绿木霉T2发酵液蛋白提取物Tra T2A诱导兰州百合对灰霉病菌产生抗性,采用不同浓度的Tra T2A测定了对百合灰霉病菌的抑菌率和诱导抗病作用,其后用Tra T2A的100倍液喷雾处理兰州百合,48 h后接种灰霉菌,研究其诱导抗病机理。结果表明:10倍、100倍Tra T2A对百合灰霉菌有一定的抑制作用和诱导抗病作用,100倍液的抑菌率最小,仅为1.16%,但其诱导抗病效果最大,为84.77%。诱导处理Tra T2A+接种灰霉菌能显著提高兰州百合叶片中GLU、PAL、POD、PPO活性及蜡质含量并促进胼胝质的积累,其中该处理后的POD、PPO活性和蜡质含量在测定时间内均高于处理Tra T2A、接种灰霉菌和CK,GLU活性除第3天外,其余时间也高于其他3个处理。GLU、PAL活性在第7天达到最大值,分别为284.28、2.93 U,比其他3个处理分别高出0.09、0.31、0.46倍和0.31、0.19、0.47倍;POD、PPO活性和蜡质含量在第1天达到最大值,分别为1.59 U、0.63 U、14.48 mg/g,比其他3个处理分别高出0.04、0.29、0.43倍,0.12、0.32、0.67倍和0.09、0.06、0.99倍;胼胝质积累也均高于其他各处理。说明Tra T2A诱导处理能够激活百合防御体系,使百合产生抗病性。