转防治软腐病基因拟南芥的获得及其抗病性研究

AHLs是细菌群体感应中的关键信号分子,参与包括导致作物软腐病的胡萝卜软腐欧文氏菌在内的许多植物病原菌致病因子的表达。AHL内酯酶能降解AHLs使其达不到临界浓度,从而阻断了病原菌的致病过程。将克隆到的AHL内酯酶基因SS10置于CaMV 35S启动子下构建双元载体,通过根癌农杆菌介导转化拟南芥。通过抗性筛选和分离比获得纯合转基因植物种子,进行了PCR及RT-PCR鉴定,证明目的基因在转基因拟南芥中整合并表达。初步抗病性实验表明,部分转基因植株具有显著的抗软腐病能力。     

苏云金芽胞杆菌N-酰基高丝氨酸内酯酶基因(aiiA)在毕赤酵母中的优化表达

苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)N-酰基高丝氨酸内酯酶基因(auto inducer inactivation A,aiiA)编码的N-酰基高丝氨酸内酯酶(N-acylhomoserine lactonase,AiiA)能够水解植物病原菌群体效应的信号分子N-酰基高丝氨酸内酯(N-acylhomoserine lactone,AHL),进而使革兰氏阴性细菌群体感应受到抑制,减弱病原菌的致病性。本研究将aiiA基因连接至分泌型穿梭表达载体pPICZαB,获得重组表达质粒p PICZαB-aiiA,线性化后电击转化毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115,获得重组工程菌GS115-p PICZαBaiiA。利用定点突变技术,对aiiA基因进行密码子优化,获得重组工程菌GS115-p PICZαB-MaiiA。以终浓度为1%的甲醇、28℃条件下诱导表达,重组工程菌GS115-p PICZαB-aiiA和GS115-p PICZαB-MaiiA均成功表达并分泌出AiiA蛋白。抗病性分析表明,分泌表达的AiiA蛋白能有效抑制胡萝卜软腐欧文氏杆菌(Erwinia carotovora)的致病性。AiiA蛋白在毕赤酵母中的分泌表达,拓宽了AiiA蛋白的获取途径,为AiiA蛋白的产业化提供理论依据。密码子优化为今后改造AiiA蛋白,提高AiiA蛋白的表达效率提供了新的思路。     

酰基高丝氨酸内酯酶在蜡状芽胞杆菌中可增强双效菌素抗软腐病

双效菌素(zwittermicin A,ZwA)是一种广谱、新型的抗生素,对很多植物病原菌具有抑制作用;酰基高丝氨酸内酯酶(AHL)通过降解植物病原菌群体感应(quorum-sensing)系统的信号分子,减弱致病基因的表达从而达到抗病的效果。结合这两种物质的不同抗病机理,将来自苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)中的AHL基因导入到蜡状芽胞杆菌(B.cereus)中,得到相应的重组菌株。实验表明,AHL基因在重组菌中可正常表达,并且不影响受体菌ZwA的表达和产量;感病实验证明,同时表达ZwA和AHL的重组菌对于胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwinia carotovora)感染马铃薯(Solanum tuberosum)所引起的病害的抗病效果比单独含产ZwA或AHL的蜡状芽胞杆菌的抗病效果有明显增强。说明结合ZwA和AHL的不同抗病机理来提高抗病效果是可行的。     

AHL内酯酶在蜡状芽胞杆菌中可增强ZwA抗软腐病作用

双效菌素(Zwittermicin A, ZwA)是一种广谱、新型的抗生素，对很多植物病原菌具有抑制作用；酰基高丝氨酸内酯酶(AHL内酯酶)通过降解植物病原菌群体感应（Quorum-Sensing）系统的信号分子，减弱致病基因的表达从而达到抗病的效果。结合这两种物质的不同抗病机理，本研究将来自苏云金芽胞杆菌中的AHL内酯酶基因导入到ZwA产量不同的蜡状芽胞杆菌中，得到相应的重组菌株。实验表明，AHL内酯酶基因在重组菌中可正常表达，并且不影响受体菌ZwA的表达和产量；感病实验证明，同时表达ZwA和AHL内酯酶的重组菌对于胡萝卜软腐欧文氏菌感染马铃薯所引起的病害的抗病效果比单独含产ZwA或AHL内酯酶的蜡状芽胞杆菌的抗病效果有明显增强。说明结合ZwA和AHL内酯酶的不同抗病机理来提高抗病效果是可行的。     

大白菜BrWRKY33基因上游调控序列的克隆及其功能研究

根据大白菜EST和基因组序列,利用PCR技术从大白菜品种龙白二号（Brassica rapa subp.pekinensis cv.LongbaiⅡ）基因组中克隆转录因子基因BrWRKY33起始密码子上游大小1755bp的调控序列。然后,构建5＇端缺失突变体,与gus基因融合,构建植物表达载体。将载体转化拟南芥（Arabidopsis thaliana）哥伦比亚生态型（Columbia ecotype）,进行植物组织GUS化学染色分析。结果表明,BrWRKY33密码子上游-1755～-315区域存在的多个W-box元件可能与该基因表达的负调控相关,-315bp区域含有BrWRKY33基因转录必需的基本元件。对接种软腐欧文氏菌（Erwinia carotovora subsp.carotovora）后不同时期的植株进行染色,发现该病原菌侵染使转基因植株gus基因表达量增加,表明BrWRKY33基因在植物对软腐病抗性反应中具有一定的作用。     

超量表达响应β-氨基丁酸诱导的StWRKY8基因提高马铃薯晚疫病抗性

晚疫病是马铃薯(Solanum tuberosum)生产中最为严重的病害,抗晚疫病是马铃薯育种的主要目标之一。前期研究中,在具有田间抗性的马铃薯材料中筛选到一个受广谱诱抗剂β-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)诱导表达的转录因子StWRKY8基因片段。为了进一步研究该基因在马铃薯晚疫病抗性中的功能,本研究利用qRT-PCR技术进一步分析了该基因受β-氨基丁酸和晚疫病菌—卵菌致病疫霉(Phytophthora infestans)诱导表达的模式;从马铃薯中克隆了该基因cDNA,构建了35S启动子驱动的植物表达载体,通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的方法进行了马铃薯的遗传转化;对获得的超量表达转基因株系进行了离体叶片晚疫病接种抗性鉴定,同时利用qRT-PCR技术检测了StWRKY8下游植保素合成相关基因—3-羟-3-甲戊二酰辅酶A还原酶基因2(3-hydroxy-3-methylglutaryl Co A reductase 2,HMGR2)和NADP-苹果酸酶基因(NADP-malic enzyme,NADP-ME)的表达。研究结果表明,BABA和P.infestans都能诱导StWRKY8基因上调表达,BABA诱导24 h达到表达高峰,而P.infestans诱导36 h达到表达高峰。本研究克隆的StWRKY8基因编码区长1 605 bp,编码534个氨基酸,与已报道马铃薯StWRKY8(NP_001274836.1)蛋白序列相似性达到98%,含有两个WRKYGQK保守结构域。获得了StWRKY8超量表达转基因株系,晚疫病接种抗性鉴定表明,4个表达量高的转基因株系晚疫病抗性显著提高。另外,本研究结果表明,受StWRKY8调控的HMGR2和NADP-ME基因的表达量在超量表达转基因株系中并未明显提高。但是,当转基因株系受到晚疫病菌液体培养物(culture filtrate,CF)诱导时,这两个基因在转基因株系中显著上调表达。本研究结果为进一步探讨StWRKY8抗性调控机理以及利用该基因提高马铃薯晚疫病抗性提供了重要信息。     

]拟南芥AtCYP1基因亚细胞定位及生理功能分析

通过农杆菌浸染的转基因技术获得拟南芥转基因株系,亚细胞定位研究发现AtCYP1在细胞膜和细胞核中有明显表达。利用过表达技术,对转基因过表达、共抑制株系进行研究,结果表明,AtCYP1转基因共抑制株系在开花时间和抽苔时间均较野生型晚2~3 d且抽苔前叶片始终多于对照,而过表达株系则相反,说明AtCYP1基因参与了拟南芥开花时间的调控。另外,悬浮细胞培养表明,AtCYP1基因的过量表达提高了细胞的最高相对增长率,共抑制则反之,生长周期也发生了变化,说明AtCYP1基因对拟南芥悬浮细胞的增殖有调控作用。     

RPW2表达载体构建及对烟草的遗传转化

将RPW2基因插入表达载体pBI121的表达盒中,构建了RPW2组成型表达载体。通过农杆菌叶盘转化法转化烟草叶片,经卡那霉素筛选、PCR扩增和Southern杂交鉴定证明,RPW2基因已成功转入烟草细胞中,获得6个转基因株系。RT-PCR半定量分析表明,转基因烟草株系的叶片中有RPW2基因的表达。不同转基因株系表达量不同,转基因株系T-R2和T-R4表达量较高。转基因植株叶片上人工接种烟草赤星病菌液检测转基因植株的抗病性,结果表明,与对照植株相比转RPW2基因植株对烟草赤星病抗性显著增强,说明RPW2基因在烟草中也具有抗病能力。另外,转基因株系间RPW2基因表达量虽有差异,但抗病性没有显著差异。     

白菜类富含亮氨酸重复（LRR）抗病蛋白基因BcLRR cDNA克隆及其介导的植物软腐病抗性分析

利用前期构建的软腐欧文氏菌(Erwinia carotovora subsp.carotovora)菌株BC1侵染诱导表达的大白莱(Brassica campestris subsp.pekinensis)SSH cDNA文库和cDNA芯片.在芯片分析的基础上,选取一个与拟南芥(Arabidopsis thaliana)类富含亮氨酸重复(LRR)抗病蛋白Cf-5高度同源的EST序列(GenBank登录号:DN962361)进行进一步分析.用5'-和3'-RACE方法克隆了该基因全长1 286 bp的cDNA序列,包含一个完整ORF和3'UTR,并具有Poly(A)加尾信号,将其命名为BcLRR基因(GenBank登录号:EU424347).BcLRR推导蛋白序列由327个氨基酸组成,除N端跨膜螺旋结构域外,大部分为LRR结构域,包含8个胞外LRR重复单元,由7个规范的LXXLXLXN结构和1个不规范LXXLXXXN组成.氨基酸序列比对分析发现,BeLRR蛋白与拟南芥类LRR抗病蛋白Cf-5同源性高达96.6%,与棉花(Gossypium hirsutum L.)类LRR抗病蛋白GhLRR同源性为82.3%,它们之间大部分变异限定在N端信号肽区.系统发育关系表明,在三种植物中功能均未知的这一蛋白属于一个新的胞外LRR蛋白类型,在结构上不同于其它抗性已知的胞外型LRR蛋白.将受CaMV 35S启动子驱动的BcLRR基因完整ORF序列转化拟南芥Col-0,PCR鉴定、Southern杂交和RT-PCR分析表明,BcLRR基因已整合到拟南芥基因组中,并在拟南芥中获得了转录.软腐病病情指数分析表明,转BcLRR植株提高了对软腐欧文氏菌的抗性.     

过量表达OsNPR1基因稳定提高水稻对白叶枯病的抗性

在拟南芥中,NPR1是系统获得抗性SA信号传导途径中的一个重要的调节因子,在水稻中已克隆到与之同源的OsNPR1基因。构建OsNPR1基因水稻过量表达载体,并将其转化粳稻TP309得到转基因植株;通过自交纯合,得到17个纯合株系;对T3、T4代纯合株系进行PCR鉴定,证实转基因纯合株系中外源伪OsNPR1基因具有遗传稳定性;检测了T1、T2代转基因株系和T3代转基因纯合株系对水稻白叶枯病病原细菌Xanthomonas oryzae pv．oryzae的抗病性,结果表明,在T1、T2代中70％以上的株系对水稻白叶枯病的抗性显著提高,T3代中约67％的株系对水稻白叶枯病的抗性显著提高,说明这种抗病性的提高具有遗传稳定性。OsNPR1基因可作为选育水稻抗白叶枯病新种质的一个良好的候选基因。     

Physical Properties of the Soils of Sibay City of the Republic of Bashkortostan

Eurasian Soil Science - The results of the study of the properties of urban soils of the city of Sibay located in the mining region of the Republic of Bashkortostan are presented. A specific...     

Heterogeneity of Organic Matter of Aggregates of Protocalcic Chernozems

Eurasian Soil Science - Layers were step-by-step removed from macroaggregates (2–1 mm in diameter) of Protocalcic Chernozems via successive abrasion in a revolving rotator during 5, 10, 15,...     

食用仙人掌萎蔫气象条件分析

塑料大棚内种植的食用仙人掌在土壤墒情较好时也有萎蔫现象发生，通过试验观测和对仙人掌生理习性的分析，发现阴雨过后天气突然放晴温度急剧上升易使仙人掌发生萎蔫现象，并提出了田间管理的应对措施。     

姬松茸多糖提取工艺的优化

对姬松茸子实体多糖提取的工艺条件中的多糖提取温度、提取时间、浸提液pH值3因子的最优化组合问题进行了定量研究,建立了具有良好预测性能的姬松茸多糖提取条件的模型,并利用回归模型对工艺条件的最优化组合,对各单因子要素的多糖得率及其交互作用进行了探讨。试验表明,当浸提温度为100℃、浸提时间为3h、浸提液pH值为6.3时多糖得率处于较高水平     

青海省耕地资源开发利用分析及对策研究

分析论述了青海省耕地资源开发利用的现状、特点和问题。在此基础上,提出了对青海省耕地资源进行研究的框架体系和思路,同时基于GIS/RS技术设计了相关的技术路线。最后依据所做设计对青海省耕地资源开发利用做了初步分析,并进行了相关的对策研究分析。     

济南山丘区土壤侵蚀潜在危险度景观格局分析

土壤侵蚀潜在危险度景观格局的形成及其变化是自然的和人为的多种因素相互作用的结果 ,运用景观生态学原理 ,通过分析景观斑块的类型、数量、面积大小和空间组合状况 ,揭示出济南市山丘区的土壤侵蚀潜在危险度分布特征及空间变异规律     

Characterization of physical and chemical properties of Varzea soils of Goias State of Brazil

Abstract

Brazil has approximately 30 million hectares of lowland areas, known locally as “Varzea,”; distributed throughout the country. Soils in these areas have the potential to support agricultural production, but very little is known about their fertility. The current experiment was undertaken to characterize the chemical and physical properties of representative “Varzea”; soils collected at 0–20, 20–40, 40–60, and 60–80 cm depth intervals from 23 sites in Goias State of Brazil. Organic matter contents averaged 42 g/kg in the surface 20 cm of soil and should make a significant contribution to overall nutrient availability. Soil pH increased slightly with depth from a mean value of 5.2 in the surface 20 cm of soil to a mean value of 5.4 in the 60–80 cm depth interval. Several soils had exchangeable Al values ≥ 1.0 cmol Al/kg, but soil Al saturation was generally less than the 60% level frequently associated with Al toxicity. However, cereal and legume production could benefit from lime addition in many of these soils. Although base saturation was fairly low in some soils, exchangeable Ca and Mg levels were, in general, adequate throughout the profile. Extractable P levels were adequate in most surface soil samples. Extractable K levels in these soils were generally low, and the application of K fertilizers should be beneficial, especially in conjunction with lime addition. The high clay content “Varzea”; soils of the Brazilian lowlands have some drainage problems but generally exhibit favorable chemical properties for crop production when compared to soils of the well‐drained Cerrados.     

Estimation of potential nitrogen-fixing activity of agrophytocenoses soils of the subtropical zone of Russia

An estimation of potential nitrogen-fixing activity of various soil types under agrophytocenoses of tea, filbert, peach, and pawpaw which grow in the area of Greater Sochi is given. High indicators of nitrogen fixation activity in the soil in the course of vegetation were characteristic of agrocenoses of pawpaw, peach, and filbert. The lowest level of nitrogen fixation was noted in the soil of a tea plantation. A negative correlation dependence of potential nitrogen-fixing activity on the acidity of the soil solution was established. A study of the seasonal dynamics of the activity of nitrogen fixation of soils of agrocenoses of the subtropical zone of Russia made it possible to distinguish a less active winter and more active spring-summer-autumn periods.     

植物恢复措施对鸡西矿区废弃地土壤养分的影响

以黑龙江省鸡西市矿区废弃地为研究区,对不同矿区废弃地的土壤养分元素进行含量分析。结果表明：应用植物恢复措施后的基质土壤各养分指标绝大多数要大大高于原废弃地土壤和经过自然恢复的土壤,说明该措施对石墨尾矿、矸石发电厂粉煤灰废弃地和平排矸石山土壤养分改善效果明显;其中石墨尾矿除全磷外,各种养分指标与林地土壤差距较大,而旱柳对石墨尾矿土壤的改善效果最好,其有机质含量为37．28g／kg,是残渣的2．6倍;种植大果沙棘对粉煤灰废弃地土壤养分的积累效果明显,有机质含量为48．25g／kg,是残渣的1．5倍;植物恢复措施使平排矸石山的土壤养分积累速度加快,已接近林地,混交种植兴安落叶松和家榆总体恢复效果最好,有机质含量分别为193．42和151．46g／kg,是自然恢复条件下的8．9和7倍。建议引入优势种群（如松科等）以加快演替速度,使矿区废弃地更快地恢复到原始状态。