拟南芥WHIRLY2基因超表达引起拟南芥角果发育异常的分子细胞学分析

通过构建拟南芥WHIRLY2基因超表达植株和鉴定这个基因的突变体,对WHIRLY2基因调控拟南芥角果的发育过程进行了分析.表型观察结果显示过量表达WHIRLY2基因的植株角果发育异常,出现变黄、干瘪和早衰现象,角果果皮细胞中叶绿体的数量明显比野生型少,叶绿体中淀粉粒的数目比野生型明显增多.进一步对角果发育、能量代谢、线粒体基因组稳定、叶绿体淀粉粒代谢相关基因的表达丰度进行qRT-PCR分析,发现WHIRLY2超表达植株角果中与线粒体能量代谢相关的nad1、cytc382、rad50和同时作用于线粒体和叶绿体的atp9基因的表达发生变化.通过线粒体基因组的结构分析和蛋白质凝胶迁移试验,发现WHIRLY2蛋白可以结合在线粒体基因组的nad1和cytc382基因启动子的4个端粒重复序列AAAATCCCC上,推测WHIRLY2可能通过调控nad1和cytc382基因的转录从而参与角果发育的调控.     

拟南芥xtc1突变体的图位克隆分析

【目的】分析拟南芥xtc1突变体茎部表皮蜡的组分和含量,并鉴定导致xtc1突变体表型的基因。【方法】通过气相色谱法分析拟南芥xtc1突变体与Ler野生型茎部表皮蜡的成分;利用图位克隆确定突变基因位点,通过在拟南芥xtc1突变体中过量表达FATB基因,验证突变位点与FATB基因的关系。【结果】拟南芥xtc1突变体茎部表皮蜡总量约为Ler野生型的1/3,且各组分含量均明显减少;将突变基因定位在第1染色体顶端物理距离为80kb的2个标记T27G7-3和F22O13-1之间,该区域含有21个基因。T-DNA插入突变体观察及测序分析表明,xtc1突变体在At1g08510(FATB)基因的第1个外显子上产生14个碱基的缺失,导致翻译提前终止;在xtc1突变体中过量表达FATB基因可恢复xtc1突变体的正常表型。【结论】拟南芥xtc1突变体茎部表皮蜡含量减少,且突变基因为FATB基因。     

拟南芥AtBT4对灰葡萄孢的抗性机制分析

【目的】揭示AtBT4在拟南芥抗灰葡萄孢中与SA、JA信号途经的相互关系。【方法】利用RT-PCR技术,检测用SA、SA类似物BTH、JA、ACC及灰葡萄孢处理拟南芥野生型Col-0后其AtBT4的表达情况;检测经SA和JA处理后拟南芥SA、JA途径相关突变体AtBT4的表达情况;并检测接种灰葡萄孢后拟南芥野生型Col-0、bt4突变体和回复突变体抗病相关基因的表达情况。【结果】JA处理和接种灰葡萄孢后,拟南芥野生型Col-0中AtBT4的表达明显增强。但经JA处理后,JA不敏感突变体jar1的AtBT4表达变化趋势与野生型明显不同,AtBT4的表达水平不受JA诱导。SA信号途径相关突变体eds5、sid2和npr1中AtBT4的表达明显低于野生型,但变化趋势与野生型基本一致。bt4突变体中抗病相关基因PR1、PR4、PDF1.2和BIK1的表达明显低于野生型和回复突变体。【结论】AtBT4的表达受JA和灰葡萄孢的诱导,AtBT4突变影响抗病相关基因PR1、PR4、PDF1.2和BIK1的表达,AtBT4可能通过SA、JA信号途径影响拟南芥对灰葡萄孢的抗性。     

AtMYB73基因正调控拟南芥对盐胁迫的响应

为明确拟南芥R2R3-MYB转录因子家族第22亚族基因AtMYB73在拟南芥抵抗盐胁迫过程中的功能,本研究将拟南芥野生型Col-0、AtMYB73基因的T-DNA插入突变体myb73和超表达突变体OE进行NaCl胁迫处理,检测突变体在NaCl胁迫下的种子萌发率、存活率及抗盐相关基因的表达情况。结果发现,在NaCl胁迫下,myb73突变体的种子萌发率、幼苗的存活率、成株时期的存活率及拟南芥抗盐相关基因MYB44、SOS2和SOS3的表达均明显低于野生型和超表达突变体,表明AtMYB73基因正调控拟南芥对盐胁迫的响应。     

拟南芥AKIN11基因的过表达及其功能分析

将蔗糖非发酵基因相关蛋白激酶AKIN11克隆到植物表达载体pEGAD的35S启动子下游与GFP融合,基因枪法导入洋葱表皮细胞进行瞬时表达,发现集中在细胞核内表达.农杆菌介导花序浸泡法转化拟南芥,Basta筛选和RT-PCR鉴定得到两个遗传稳定的T3代转基因株系.突变体和野生型的表型没有明显差异,但突变体叶片中淀粉含量较野生型增加.RT-PCR分析淀粉合成途径关键酶的mRNA水平,发现突变体中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶表达量增加,而α-淀粉酶却没有变化.表明AKIN11基因可能在拟南芥淀粉积累途径中起着重要的调节作用.     

拟南芥AtBT4在抵抗Pst DC3000侵染过程中的功能

为明确拟南芥AtBT4基因在抵抗Pst DC3000侵染过程中的功能,本研究检测AtBT4基因的T-DNA插入突变体bt4和bt4-1、回复突变体CE和超表达突变体OE对Pst DC3000的敏感性,结果发现,bt4、bt4-1突变体感病症状较为严重、病菌cfu值明显增强、胼胝质含量明显降低,表明AtBT4基因在拟南芥抵抗Pst DC3000侵染过程中发挥正调控的作用。利用Real-time PCR技术,检测野生型和突变体bt4、bt4-1、CE、OE接种Pst DC3000后SA、JA/ET信号途径关键基因ICS1、NPR1、JAR1、PDF1.2的表达情况,发现bt4和bt4-1突变体中各基因的表达水平显著低于野生型、回复突变体和超表达突变体,表明AtBT4基因正调控ICS1、NPR1、JAR1、PDF1.2的表达。由此推测,AtBT4基因通过调控SA、JA/ET信号途径影响拟南芥对Pst DC3000的抗性。研究结果为进一步阐明AtBT4基因调控拟南芥抵抗Pst DC3000侵染的分子机制奠定了良好基础。     

拟南芥抗菌核病突变体275-7的初步研究

草酸是核盘菌致病过程中产生的毒素因子。以菌核病菌毒素草酸（3 mmol/L）为筛选压,从1 000个拟南芥T-DNA插入突变体中筛选出了1个草酸不敏感突变体,命名为275-7。通过拟南芥活体接种对突变体275-7进行菌核病抗性鉴定,与野生型相比,突变体275-7对菌核病的抗性显著增强（P<0.05）;荧光定量PCR检测结果表明,275-7中茉莉酸途径的标志基因PDF1.2的表达量是野生型的12倍,而水杨酸途径的标志基因PR1基因的表达量与野生型比较无差异。推测拟南芥突变体275-7可能通过增强水杨酸介导的防卫反应,从而表现出对菌核病的抗性。     

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建水稻ospin9突变体

【目的】生长素输出载体蛋白（PIN-FORMED,PIN）是控制生长素极性运输的关键蛋白,水稻OsPIN9是单子叶植物特有的PIN基因,但其生物学功能仍有待研究。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对OsPIN9进行编辑,获得OsPIN9发生突变的基因编辑株系,对进一步深入研究OsPIN9功能提供依据。【方法】根据OsPIN9序列设计特异性编辑位点,构建OsPIN9编辑载体,以日本晴愈伤组织为受体,通过农杆菌介导法获得抗性植株,通过PCR鉴定转基因植株。转基因植株通过PCR和测序明确OsPIN9的突变类型,获得ospin9纯合突变体并分析突变蛋白与野生型蛋白的差异。qRT-PCR分析突变体幼苗根部OsPINs的表达,进一步明确突变体与野生型对照植株之间的表型差异。以0.05 μmol·L^-1的萘乙酸（1-naphthaleneacetic acid,NAA）处理幼苗7 d,分析NAA对植株表型的影响。【结果】在水稻OsPIN9第1外显子处设计靶点并构建表达载体,通过遗传转化成功获得18株T₀代转基因植株,测序分析发现转基因株系中有3种不同的突变方式,均为在靶位点的18位碱基处插入不同的单碱基,其中,3株插入T碱基,3株插入G碱基,1株插入C碱基,共获得基因编辑株系7株,进一步鉴定获得2种纯合突变体。序列比对分析表明,这两种类型的突变均造成移码突变和蛋白翻译提前终止,由原来的426个氨基酸缩短为172个氨基酸,跨膜螺旋结构域分析表明突变体中OsPIN9蛋白的跨膜结构完全消失。qRT-PCR分析表明,2个突变株系的OsPIN9转录水平显著降低,OsPIN1a和OsPIN5b表达上调,而OsPIN5a表达受到抑制。幼苗期的表型分析表明,突变体的株高显著低于野生型,不定根数显著少于野生型,但根长没有显著变化。NAA处理下,植株的生长受到抑制,ospin9突变体的不定根数仍少于野生型,但差异已不显著。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对水稻生长素输出载体蛋白OsPIN9进行定向编辑,可获得无转基因成分的基因编辑植株,OsPIN9的突变影响其他OsPINs的表达,ospin9突变体的地上部和地下部的发育都受到抑制,NAA处理能部分恢复突变体不定根的发育。     

利用CRISPR/Cas9系统编辑拟南芥ILR3基因及功能验证

拟南芥转录因子ILR3(IAA-Leucine Resistant 3)在铁稳态的调节、葡萄糖异硫氰酸盐(glucosinolate,简称GLS)的生物合成和病原体响应方面起到重要作用。为更深入探索该转录因子在植物体内的更多功能,利用YAO基因启动子驱动Cas9在拟南芥中表达,成功获得ILR3基因编辑突变体。测序结果及序列分析结果表明,在ILR3编辑拟南芥中,该基因编码区发生了碱基缺失或插入,导致蛋白ILR3保守结构域丢失。并且,这些基因编辑突变体T2代幼苗与T-DNA插入突变体ilr3-2在缺铁环境下表现出相同的性状,进一步验证ILR3转录因子在植物对铁的吸收及体内平衡的作用,也为深入研究其更多生物学功能奠定了工作基础。     

AtJAR1基因在拟南芥耐盐性中的功能分析

  目的  茉莉酰氨基酸结合物合成酶(jasmonoyl amino acid conjugate synthase,JAR1)可以催化茉莉酸(jasmonic acid,JA)形成茉莉酸的活性形式茉莉酸异亮氨基酸复合体(jasmonic acid-isoleucine,JA-Ile),从而激活JA信号途径。JA信号途径在介导植物盐胁迫的响应中发挥重要作用,因此,探究AtJAR1在植物耐盐性中的功能对于研究JA信号途径影响植物耐盐性的机制具有重要作用。  方法  运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,创建了2个不同的拟南芥Arabidopsis thaliana AtJAR1基因突变体,并对这2个突变体进行地上部生物量的统计分析和JA信号标记基因的表达分析,以确定AtJAR1基因功能缺失。之后,观察分析不同浓度氯化钠和脱落酸(ABA)处理对jar1突变体的种子萌发和幼苗建成的影响,明确AtJAR1基因对拟南芥耐盐性的影响。最后,通过比较分析盐处理前后野生型和突变体的钾离子(K+)和钠离子(Na+)质量摩尔浓度,以及高亲和力K+转运蛋白基因AtHAK5的表达变化情况,初步探究AtJAR1基因在拟南芥耐盐性中的功能。  结果  JA信号标记基因AtVSP1和AtVSP2的表达量大幅下调,表明AtJAR1基因功能丧失。与点突变产生的jar1-1突变体不同的是,这2个突变体表现为前3周生长加快,之后逐渐减缓并出现叶片萎蔫的表型。同时,AtJAR1突变可以缓解盐胁迫和ABA对种子萌发和根系生长产生的抑制作用。此外,盐胁迫下AtJAR1突变可以促进AtHAK5的表达和根系对K+的吸收转运。  结论  JA信号途径可能通过与ABA交互作用影响AtHAK5的表达量,以调节植物根系对K+的吸收转运,进而改变细胞内K+/Na+平衡,最终影响植物耐盐性。图8表2参52     

植物病毒表达载体pCIYVV／CP／W的构建及GFP表达

[目的]研究了植物病毒表达载体pCIYVV／CP／W的构建及用pClYVV／CP／W表达绿色荧光蛋白（GFP）,为植物反应器生产有用蛋白、开发有效的植物病毒载体提供参考。[方法]用三叶草黄脉病毒侵染性全长cDNA克隆pCIYVV基因组的NIb／CP基因之间的一段多克隆位点和两侧含有病毒蛋白酶NIa切割识别序列的多聚脱氧核糖核苷酸接头,构建pCIYVV／CP／W载体,并将绿色荧光蛋白基因插入pCIYVV／CP／W中构建pCIYVV／CP／W／GFP载体,用反转录PCR对重组病毒克隆转录情况进行检测,并用Western杂交对重组病毒克隆表达的目的基因产物进行测定。[结果]pCIYVV／CP／W／GFP接种的蚕豆幼苗表现出与野生型CIYVV相同的症状,发病率达100％,表明重组病毒克隆pCIYVV／CP／W／GFP．有侵染性,外源基因的插入没有破坏载体pCIYVV／CP／W的开放阅读框;以感染叶总RNA为模板,对pCIYVV／CP／W／GFP表达GFP外源基因的稳定性进行了检测,从F0（重组病毒质粒最初转录出的病毒）一直检测到Fd子代病毒。检测结果表明,外源基因在L子代病毒基因组中稳定存在;以从感染叶中提取的总蛋白为抗原,以GFP抗体为第1抗体,以碱性磷酸酶标记抗体为第2抗体,用Western杂交对重组病毒克隆pCVYVV／CP／W／GFP表达外源蛋白进行了定性检测。从F0一直检测到F4子代病毒。检测结果表明,重组病毒克隆pCIYVV／CP／W／GFP至少到F4子代病毒能稳定表达GFP。     

植物病毒表达载体pClYVV/CP/W的构建及GFP表达的研究

[目的]研究植物病毒表达载体pC1YVV/CP/W的构建及用pC1YVV/CP/W表达绿色荧光蛋白(GFP),为植物反应器生产有用蛋白、开发有效的植物病毒载体提供参考。[方法]用三叶草黄脉病毒侵染性全长cDNA克隆pC1YVV基因组的Mb/CP基因之间的一段多克隆位点和两侧含有病毒蛋白酶NIa切割识别序列的多聚脱氧核糖核苷酸接头,构建pC1YVV/CP/W载体,并将绿色荧光蛋白基因插入pC1YVV/CP/W中构建pC1YVV/CP/W/GFP载体,用反转录PCR对重组病毒克隆转录情况进行检测,并用Western杂交对重组病毒克隆表达的目的基因产物进行测定。[结果]pC1YVV/CP/W/GFP接种的蚕豆幼苗表现出与野生型C1YVV相同的症状,发病率达100%,表明重组病毒克隆pClYVV/CP/W/GFP有侵染性,外源基因的插入没有破坏载体pClYVV/CP/W的开放阅读框;外源基因在F_4子代病毒基因组中稳定存在;重组病毒克隆pC1YVV/CP/W/GFP至少到F_4子代病毒能稳定表达GFP。[结论]该研究结果为用植物表达有用蛋白提供了有用的植物病毒载体。     

A型口蹄疫病毒A/HeN/1/2009株全基因组序列的测定及其基因特征分析

[目的]测定A型口蹄疫病毒A/HeN/1/2009株全基因组序列并分析其基因特征,为研究我国最近发生的A型口蹄疫病毒的致病性、流行规律以及筛选适用的疫情防控疫苗株奠定分子基础。[方法]应用RT-PCR方法,分段扩增、克隆A/HeN/1/2009株基因,并进行基因测序;借助DNAStar分子生物学软件,从分子流行病学角度分析A/HeN/1/2009株与参考毒株之间可能的遗传衍化关系。[结果]该毒株基因组全长8 171 nts[不包括poly(C)区段和poly(A)尾巴],其中5'-UTR和3'-UTR分别为1 080、92 nts,蛋白编码区为6 999 nts。分析A/HeN/1/2009株遗传衍化关系显示,该毒株划为东南亚拓扑型Laos03系的VN09亚系,同源性依次为87.3%～91.8%、93.7%～94.5%和96.9%～98.4%。[结论]VP1中A24V、N85R、S196T,3A中I61V、T128S、E147G和A134V在该毒群的进化过程中扮演重要角色;A/SH/1/2009株VP1 140-160基序为RSD。     

基于三层B／S＆C／S混合结构的资产管理信息系统的设计

从支撑高等教育发展改革的高度出发,利用JSP、Delphi及SQL Server技术建立资产管理信息系统.该系统的建立既实现了资产信息的及时修正,资源共享,又提升了管理水平,具有较高的实践指导意义.     

顶空分析法用于天然香料油气味分析

用顶空气相色谱质谱肤用分析法（ＨＳ／ＧＣ／ＭＳ／ＤＳ）测定天然香料油气味的组成，具有很好的分离、鉴定效果。ＨＳ／ＧＳ／ＭＳ／ＤＳ法适合于对天然产物，特别是珍贵天然产物样品的气味分析，具有良好的应用前景。     

玉米/蚕豆、小麦/蚕豆和大麦/蚕豆间作体系地上部、 地下部生物量及作物含氮量分析

该盆栽试验研究了在不同分隔方式下3种未本科作物与蚕豆间作对间作作物地上部、地下部生物量及吸氮量的影响。首先采用3种分隔方式（塑料膜分隔,尼龙网分隔和无分隔）建立了同一作物组合条件下种间根系相互作用的不同强度;其次选用竞争能力不同的三种未本科作物（大麦、小麦和玉米）与蚕豆间作,建立了未本科和豆科作物的竞争强度不同的作物组合。首先,与3种未本科作物间作,以及同一间作体系不同分隔方式,对蚕豆地上部、地下部生物量的影响不大;仅与小麦间作蚕豆地上部生物量无分隔显著高于尼绒网分隔。其次,禾本科作物地上部生物量,玉米和大麦显著高于小麦,分别高出15．3％和16．5％;三种未本科作物地下部生物量,玉米显著高于大麦,高出30．5%,大麦显著高于小麦,高出50．8％;同一间作体系不同分隔方式,对玉米、小麦和大麦地上部和地下部生物量影响显著。再次,大麦全氮含量显著高于玉米和小麦,分别高出16．5％和19．7％,与3种未本科作物对土壤氮素的竞争能力相一致,大麦大于小麦和玉米：同玉米间作蚕豆全氮含量显著高于同小麦和大麦间作蚕豆,分别高出11．2％和5．6％。最后,玉米,同小麦和大麦间作蚕豆无分隔处理全氮含量显著高于塑料膜分隔,表现出间作优势。蚕豆的生长受间作未本科作物的影响不显著;然而大麦／蚕豆间作体系利用氮素最充分;间作玉米在氮素营养上显著受益于同蚕豆的间作;并且在3种间作体系里,根系完全相互作用时有利于作物氮素的累积。     

高效液相色谱-电喷雾质谱联用法分析罗汉果皂甙

 【目的】建立罗汉果皂甙的HPLC/ESI/MS2定性分析方法。【方法】采用高效液相色谱-电喷雾质谱联用法对罗汉果皂甙提取物进行分离分析。【结果】根据主要色谱峰的质谱特征，初步鉴定出罗汉果皂甙提取物中主要的皂甙成分为11-氧-罗汉果皂甙V（11-oxo-mogroside-V）、罗汉果皂甙V（mogroside-V）、罗汉果皂甙IV（mogroside-IV）、罗汉果皂甙VI（mogroside-VI）和赛门甙I（siamenoside-I）。【结论】对于罗汉果皂甙的分离及定性分析，高效液相色谱-电喷雾质谱(HPLC／ESI/MS2)联用分析法是一种方便快捷有效的方法。     

小麦玉米玉米间套作的光合变化

[目的]研究小麦玉米玉米间套作（麦玉玉间套作）模式下小麦和玉米的叶绿素含量、光合速率变化,为构建较为理想的光合群体结构和运筹肥水措施提供重要依据。[方法]以小麦玉米平作（麦玉平作）为对照,研究北京地区麦玉玉间套作模式下小麦、玉米的光合变化。[结果]麦玉玉间套作模式增产的主要机制是构建了较为理想的光合群体结构,其中小麦叶片叶绿素含量平均为3．764mg／g,较对照提高了8．88％,光合速率平均为30．62mg CO2／（dm^2·h）,较对照提高30．29％;夏玉米叶片叶绿素相对含量平均值为51．1,较对照提高了4．07％,光合速率平均为58．05mgCO2／（dm^2·h）,较对照提高14．54％。[结论]麦玉玉间套作模式提高了作物叶片叶绿素含量和光合速率。     

UPLC/MS/MS法测定番茄中盐酸吗啉胍残留量

采用三氯乙酸提取,HLB固相萃取柱净化,建立了番茄中盐酸吗啉胍残留量的UPLC/MS/MS测定方法。添加盐酸吗啉胍质量分数为0.005、0.05 mg.kg-1,平均回收率分别为77.7%和86.7%,相对标准偏差分别为8.1%和6.3%,定量限为0.005 mg.kg-1。     

小鼠血浆中黏杆菌素浓度UPLC/MS/MS检测方法的建立

试验将血浆样品经乙腈盐酸水溶液提取,离心后经C18萃取柱净化,在XevoTM TQ-S串联四极杆质谱仪多反映监测(MRM)下测定,黏杆菌素的保留时间为1.55 min.测得黏杆菌素在血浆中的检测限为0.05μg·mL-1.在0.1、1、5μg·mL-1添加水平下,黏杆菌素A和黏杆菌素B的加标回收率在94.4%~98.2%和91.6%~101%,相对标准偏差(RSD)均小于10%;黏杆菌素在0.1μg·mL-1到10μg·mL-1浓度范围内线性良好.