小桐子过氧化物酶73基因的克隆及表达分析

过氧化物酶73属于植物特异Ⅲ型过氧化物酶家族成员,通过消除活性氧、酚类及胺类等毒害作用参与植物多种抗逆性形成过程。为探索小桐子POD73基因对低温环境的响应机制,本研究基于小桐子低温锻炼转录组数据,以茎为材料,采用RT-PCR技术克隆到小桐子过氧化物酶73基因(Jc POD73)的全长c DNA序列。结果表明,该c DNA全长1 516 bp,含有完整的开放阅读框(987 bp),编码328个氨基酸,分子量为35.8 k Da,理论等电点为9.16。其推导的氨基酸序列及空间结构,包含该家族典型的2个Ca2+结合基序以及血红素活性中心。半定量RT-PCR表达分析显示,Jc POD73在小桐子各组织中都有表达,但表达水平具有组织特异性,其中在根与茎中表达量较高,且受低温诱导表达显著,而在叶中表达量相对较低。本研究为进一步阐明小桐子POD73基因的功能及其在小桐子遗传改良中的应用奠定了基础。     

柴油机怠速燃用小桐子油的燃烧噪声及其波动性

为了分析柴油机燃用小桐子油在怠速工况时的燃烧噪声及燃烧噪声的波动性,分别以柴油、柴油-小桐子掺混油、小桐子油、高温小桐子油为燃料,在单缸水冷四冲程柴油机上进行了怠速工况试验,测录了多循环的瞬时气缸压力,采用最高燃烧压力、压力升高率、压力升高加速度、气缸压力频谱曲线以及A声压级进行了对比。结果发现,柴油与掺混油、小桐子油与高温小桐子油的气缸压力频谱相似,柴油和掺混油的气缸压力级较大;对于同一工况,最大压力升高率越大且对应相位越迟,则燃烧噪声越大;18°供油提前角时,燃用高温小桐子油的A声压级低于柴油约7dB,21°供油提前角时低于柴油约5dB;燃用相同燃料,最大压力升高率的波动率降低均会减小A声压级的波动。     

作为燃油的小桐子油的物化性质及黏温特性

小桐子油特殊的物理化学性质（尤其是黏度）是制约其作为柴油机燃料的重要因素。因此,研究小桐子油的物理化学性质和黏温特性是十分重要的,对于小桐子油的实际应用有重要的指导意义。该文分析了小桐子油的物理化学性质,并利用旋转黏度计测量了不同试剂在各种温度下的黏度,以研究小桐子油的黏温特性。结果表明：小桐子油的物理化学性质虽然与普通柴油有一些差距,但作为柴油机燃料使用是可行的。而且随着温度的升高,小桐子油的黏度逐渐减小,并在温度为150℃时,达到柴油在常温（20℃）下的水平,可以直接作为柴油机的燃料。特别地,以质量分数为20%小桐子油和80%柴油掺混而成的混合试剂的黏度更加适合实际应用。     

能源物种小桐子的繁殖技术与应用价值

介绍能源物种小桐子的生物学与生态学特征、繁殖技术和应用价值等,指出小桐子综合开发与可持续利用的广阔发展前景。     

小桐子SRAP-PCR体系优化与M1代变异植株的分子鉴定

首次利用SRAP分子标记手段对筛选出的18株经化学试剂、60Co γ辐射和低能离子注入等诱变处理后的小桐子变异植株进行遗传多样性分析。结果显示,22对SRAP引物一共扩增到266条带,其中54条为多态性条带,多态性比例为20.3%;18株形态变异的小桐子植株,大部分不仅在外部形态上发生了变异,而且在DNA水平上也发生了基因突变。这为今后利用诱变技术培育高产优质抗逆性强的小桐子新品种奠定了实践和理论基础。     

小桐子愈伤组织的诱导

本文以小桐子的叶片、叶柄、茎段及下胚轴和子叶作为外植体,研究不同外植体类型对愈伤组织诱导的影响,结果表明叶柄的诱导率最高,其次为茎段的诱导率。同时以小桐子的下胚轴作为外植体,研究植物生长调节剂种类及浓度配比对愈伤组织诱导的影响,结果显示6-BA与2,4-D的组合更适宜小桐子愈伤组织的诱导,MS＋6-BA0.5mg/L＋2,4-D0.1mg/L为小桐子愈伤组织诱导的最佳培养基,其愈伤组织诱导率高达96.7%。本研究为小桐子愈伤组织的分化、植株再生及相关的遗传转化研究提供了参考。     

美国研究人员用大肠杆菌生产生物燃料

植物油和动物油是制造很多生物燃料、表面活性剂、溶剂和润滑剂的原材料。对这些油料的不断增长的需求以及它们有限的供应正在导致粮食竞争、价格上涨和与它们的生产相关的环境问题。通过发酵从丰富的、高性价比的可再生资源来直接生产这些产品是一种具有可持续性的替代办法。传统生物能源技术多利用玉米或甘蔗来生产乙醇,然后制成燃料,但这可能导致生物能源作物与粮食作物争地。因此,近年来科研人员不断探索新技术,以期直接利用各种植物枝干的所含物质制造生物能源。     

科学家完成高梁基因组测序工作

美国能源部联合基因组研究所的科学家和几个其他合作伙伴研究所的科研人员发表了主要粮食饲料来源及高价值潜在生物能源作物一高粱,主要为全基因组序列及对其全基因组的分析。基因组数据将帮助科学家不仅在食物和饲料用途方面优化高粱和其他作物,同时也在生物燃料生产方面。高粱基因组的比较分析结果发表在2009年1月29目的“自然”杂志上。     

作物废料转变为运输用燃料的途径

生物燃料是指通过生物资源生产的燃料乙醇和生物柴油,可以替代由石油制取的汽油和柴油,是可再生能源开发利用的重要方向.而由木头、草或植物的不能吃的部分生产出的燃料称为"纤维质生物燃料"."纤维质生物燃料"来自于被废弃的植物部分,无需以种植方式来获得,因此,不会占用人类耕地,可以轻易地获得,十分的环保.     

基因组学在作物抗逆性研究中的新进展

自然环境中各种生物和非生物胁迫是影响作物产量的巨大威胁。随着现代分子生物学的发展,从分子水平研究作物抵御逆境的机理已成为生态农业研究的一个重要任务,分子遗传学与生态学的整合诞生了生态基因组学即用基因组学的技术和手段研究生态学领域的问题。基因组学按其研究内容分为功能基因组学、结构基因组学和比较基因组学,本文从这3方面分别阐述了作物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的生态基因组学研究进展,总结了基因组学在植物抗逆性研究中的一些新技术和新手段,特别是基于近几年发展起来的二代深度测序所带来的一系列高通量的检测方法与结果。①功能基因组学包含转录组学、表观遗传学、蛋白组学、相互作用组学、代谢组学和表型组学,本文侧重从植物抗逆的功能基因表达水平上的研究展开,重点探讨了转录组学和表观遗传学在植物抗逆研究的新进展,介绍了一些转录组学和表观遗传学研究技术,如基因芯片技术、RNA测序技术、SAGE、cDNA-AFLP、SSH、亚硫酸盐法、ChIP-Chip、ChIP-seq等;例举了一些转录因子基因家族在植物抗逆反应中的作用,总结其作用共性,结果表明不少抗逆基因受到胁迫后基因转录激活上有一定相关性,大多受激素信号转导途径所调控,很多抗逆途径最终都涉及到ABA信号传导通路并与衰老相关;植物的抗逆性受多个信号通路调控,对同一逆境响应常常需要不同的转录因子共同参与,而同一转录因子也有可能参与2个以上的不同抗逆反应;表观遗传学则指在不改变基因序列前提下,对DNA甲基化修饰、组蛋白翻译后修饰及小RNA介导的信号传导等,有证据表明其存在遗传印记作用。②结构基因组学主要利用QTL定位和DNA测序技术,确定植物基因组的遗传图谱和物理图谱,二代深度测序平台的建立使许多植物的全基因组测序成为可能。迄今为止,已有超过40种植物完成全基因组测序,越来越多的植物全基因组计划正在实施中或预计实施。③比较基因组学是基于功能基因组学和结构基因组学进而比较不同物种或不同群体间的基因组差异和相关性的研究,可分析逆境响应相关基因在进化过程中及在地理位置分布中的作用和意义,也同时为QTL定位及功能基因组学研究提供丰富信息。此外,还简要介绍并列举了一些网络共享作物抗逆的生物信息资源数据库。虽然基因组学在如何正确处理海量数据等问题上还存在瓶颈,但它提供的大量作物抗逆方面的基因组信息已为植物抗逆研究提供了众多线索与依据,为今后改良作物抗逆性的遗传育种工作带来了新启示。     

不同气象条件对小油桐品质的影响

品质是评价一个物种是否引种成功的重要指标。对小油桐品质的评价可以从小油桐含油率、种子油特性和柴油主要指标来进行。本文收集不同地点、不同时间的气象数据以及小油桐品质的相关数据,通过统计对比分析,研究不同气象条件对小油桐品质的影响。研究结果表明:小油桐品质对温度和日照的反应较为明显。小油桐较耐旱,喜好炎热的生境,光照充足,种子含油率高。热量温度条件是影响小油桐地理分布的最主要的气候生态环境因子,同时也是影响小油桐种子含油率高低的关键条件,最终影响到小油桐的品质。     

麻疯树对镉胁迫的生理耐性及富集特征研究

研究了不同Cd浓度（0、10、25、50、100、200mg.kg-1）对麻疯树的生理指标和Cd积累特征的影响。结果表明,在土壤中的Cd≤50mg.kg-1时,麻疯树的生长未受到明显影响（P〉0.05）,当Cd≥100mg.kg-1时,其生长受到明显抑制（P〈0.05）;同时,麻疯树叶中叶绿素含量随土壤中Cd浓度的增加而下降,而其体内Cd含量则呈增加趋势,且表现根〉茎〉叶的富集特征;麻疯树叶中的SOD、POD活性随Cd浓度的增加呈先升高后降低趋势,而CAT活性仅在Cd为200mg.kg-1时显著增加,麻疯树叶中的MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白、酸溶性巯基和谷胱甘肽含量随Cd浓度的增大呈增加趋势,这可在一定程度上缓解金属Cd对麻疯树的毒害。因此,麻疯树在重金属镉污染土壤修复方面具有一定的应用潜能。     

Jatropha tanjorensis Ellis & Saroja, a natural interspecific hybrid occurring in Tamil Nadu, India

Jatropha tanjorensis Ellis & Saroja, a species found abundantly in Tanjore, Pudukottai, Trichirapalli and Ramnad districts of Tamil Nadu state, India and grown as a fence plant showed intermediacy in phenotypic characters of J. curcas L. and J. gossypifolia L. A detailed survey at its place of occurrence supplemented with data employed from cytological and peroxidase isozyme studies revealed that J. tanjorensis is a natural interspecific hybrid between these two species. Since there was no seed set, propagation through tissue culture using leaf discs was attempted.     

不同地理种源小桐子种子对~(60)Co γ射线照射的敏感性研究

研究了10个不同地理种源的小桐子种子对60Coγ射线照射的敏感性。结果表明,辐射剂量与出苗率呈负相关,且不同剂量处理间的相对出苗率差异达显著或极显著水平,线性回归方程的相关系数为-0.89～-0.96,其半致死剂量为127～184Gy。根据半致死剂量可将10个不同地理种源的小桐子划分为辐射敏感型、辐射中间型和辐射迟钝型,其中贵州贞丰鲁容种源(141Gy)和海南乐东莺歌海种源(127Gy)为辐射迟钝型;云南元江种源(184 Gy)为辐射敏感型;其余7个种源为辐射中间型。本研究可为创制小桐子新种质提供重要试验基础。     

不同水量交替灌溉对小桐子生长调控与水分利用的影响

为研究不同水量交替灌溉对小桐子生长调控与水分利用的影响。采用4种水分处理模式(灌水定额分别为T1处理:10mm;T2处理:20mm;T3处理:30mm;T4处理:10和30mm,均不断的对2种灌水定额进行轮回交替)。结果表明:T1处理能在灌水定额为10mm,灌水周期为7d的环境下存活,表现出极强的抗干旱胁迫能力,其原因不仅是通过停止生长和叶片脱落适应干旱环境,而且最主要的原因是通过木质部有类似海绵状的物质能储存较多的乳白色的液体而继续存活。在节水21.6%前提下,与T3处理相比,T4处理的平均外皮层厚度显著增加了24%,叶片、叶柄、主杆、冠层和整株的单位干物质质量的贮存水能力分别显著增加28.3%、28.8%、13.7%、17%和12.3%,平均蒸散量和蒸腾量分别显著降低36.8%和20.4%,而根系和总干物质质量分别增加21.3%和1.3%,因此,总水分利用效率显著提高30.2%。可见,采用灌水定额为10和30mm交替灌溉的T4处理增强了贮存水调节能力,提高了小桐子的根系和总干物质质量,而降低了蒸腾量和蒸散量,从而使得水分利用效率显著提高。     

三峡库区生物柴油植物资源可持续发展评价体系

为了实现对三峡库区生物柴油植物资源持续高效开发利用,根据三峡库区的地域性,依据可持续发展理论,按照跨学科、多基准、系统化、科学性、可操作性、主导性、动态性、独立性和可比性的原则,运用Delphi调查法、AHP层次分析法及Yaahp 0.4.1软件,构建了三峡库区生物柴油植物资源可持续发展评价体系。该评价体系由4个子系统的准则层和24个评价指标的指标层构成。运用该体系对三峡库区25种油料植物进行可持续发展评价,得到了这些油料植物目前依次优先发展的排序是:油桐、乌桕、油茶、麻疯树、黄连木等。该评价体系具有较强的科学性、客观性和合理性,可操作性强,可作为三峡库区生物柴油植物资源开发利用决策前的评价工具。     

Efficient screening of a novel antimicrobial peptide from Jatropha curcas by cell membrane affinity chromatography

A novel method named cell membrane affinity chromatography was used to screen antimicrobial peptides from Jatropha curcas . A cationic antimicrobial peptide (KVFLGLK, JCpep7) was successfully isolated and identified. Antimicrobial assays indicated that JCpep7 was active against the tested microorganisms ( Salmonella typhimurium ATCC 50013, Shigella dysenteriae ATCC 51302, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27553, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus subtilis ATCC 23631, and Streptococcus pneumoniae ATCC 49619) with minimal inhibitory concentration (MIC) values ranging from 24 to 64 μg/mL. The antimicrobial mechanisms based on Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM) techniques showed that JCpep7 killed microbes principally via breaking of their cell walls and membranes, followed by cell lysis. The results indicated that cell membrane affinity chromatography could be a promising approach for high-throughput screening of antimicrobial peptides from J. curcas .     

不同年龄麻疯树林地土壤微生物多样性研究

为了探明麻疯树林地土壤微生物类群的生态分布情况,研究了1～10年1,1～20年,21～30年的不同年龄麻疯树林地土壤细菌、真菌及放线菌的数量和类群组成。结果表明:3种林地土壤微生物的数量和种类组成有明显差异,随着林龄的增加微生物数量和种类呈递减趋势;不同土层的微生物数量变化也有所不同,但3种林地都有一个共同特点,即26～30 cm范围内的微生物总数最少;细菌在不同年龄麻疯树林地的各个土层中均有分布,数量明显高于放线菌和真菌;在林地内共分离出土壤真菌20属,其中,假丝酵母属为3个不同年龄麻疯树林地土壤中的优势菌属。     

Evaluation of detoxification methods on toxic and antinutritional composition and nutritional quality of proteins in Jatropha curcas meal

The Jatropha curcas meal was detoxified by different methods, and the effect of detoxification was evaluated in this study. The method that hydrolysis of enzymes (cellulase plus pectinase) followed by washing with ethanol (65%) had a significant (p < 0.05) effect on the toxin, antinutritional components, and nutritional quality of proteins. After this treatment, the phorbolesters (PEs) were decreased by 100%. The antinutritional components (phytates, tannins, saponins, protease inhibitor, and lectin activities) were decreased to tolerable levels, which were lower than those in soybean meal. The crude protein in detoxified meal was 74.68%, and the total content of amino acids was 66.87 g/100 g of dry matter. The in vitro protein digestibility (IVPD) increased from 82.14 to 92.37%. The pepsin-insoluble nitrogen was only 4.57% of the total nitrogen, and about 90% of the protein was true protein. The protein-digestibility-corrected amino acid score (PDCAAS) of the meal was 0.75. The results showed that this treatment was a promising way to detoxify J. curcas meal, and the nutritional quality of detoxified meal can be simultaneously enriched and improved.