海岛棉纤维均一化酵母双杂交文库的构建与GbTCP5互作蛋白的筛选

为探究转录因子在海岛棉纤维中的生物学功能,以海岛棉8个时期的纤维为研究对象,利用SMART技术合成ds-cDNA,经DSN进行均一化处理,构建以pGADT7为载体的海岛棉纤维均一化酵母cDNA文库,利用酵母双杂交系统筛选与海岛棉GbTCP5互作的蛋白。根据克隆得到的GbTCP5基因的CDS区设计含有NcoⅠ、EcoRI酶切位点的引物,构建诱饵载体pGBKT7- GbTCP5。经自激活和毒性检测后共转化酵母菌株Y2HGold,筛选与GbTCP5互作的蛋白。实时荧光定量PCR显示,GbTCP5基因在纤维发育起始期和伸长期的表达量较高,且在花瓣和花萼中的表达量高于其他组织。文库的质量检测显示,构建的均一化cDNA文库库容为9.15×10⁷ cfu·mL^-1,重组率为100%,插入片段大小在500~2 000 bp之间。诱饵载体pGBKT7-GbTCP5通过酵母双杂交系统多次筛选、回转验证,最终确定了4个互作的蛋白,分别是GbTCP20、GbTCP42、GbTCP45和GbAHP1蛋白。海岛棉纤维均一化cDNA文库的构建和筛选,为进一步研究海岛棉TCP转录因子及其互作蛋白在纤维发育时期中的作用机制奠定了基础。     

非生物胁迫诱导的棉花酵母双杂交文库构建及GhJAZ1互作蛋白筛选

非生物胁迫导致棉花生长发育受到抑制,严重影响棉花的产量和品质。为了深入探究棉花非生物逆境响应的分子作用机制并鉴定GhJAZ1的互作蛋白,本研究以陆地棉标准系TM-1为材料,采用Gateway重组技术构建了非生物胁迫诱导的陆地棉酵母双杂交cDNA文库,获得的初级文库总克隆数为1.2×10⁷ CFU,次级文库总克隆数为1.6×10⁷ CFU,重组阳性率100%,酵母文库滴度为5.0×10⁷ cells·mL^-1,酵母克隆平均插入片段>1 000 bp,符合建库标准,可用于后续酵母双杂交筛选。以GhJAZ1为诱饵,构建pGBKT7-GhJAZ1诱饵蛋白表达载体,经毒性检测及自激活活性检测,明确了诱饵质粒在酵母系统中无毒性和自激活活性,可直接用于酵母文库筛选。利用酵母双杂交筛选构建的非生物胁迫诱导的酵母cDNA文库,得到72个初筛阳性克隆,经测序、序列比对和酵母回转验证,获得11个与GhJAZ1相互作用的候选蛋白。选取其中4个候选蛋白,利用酵母双杂交进一步确认了GhJAZ1与候选蛋白的相互作用关系。本...     

苦瓜果实酵母双杂交文库构建及McRPF互作蛋白筛选

为研究苦瓜果实成熟的分子调控机制,以苦瓜自交系E12201-e1为材料,取不同成熟期苦瓜果肉组织等量混合,采用All-Direct方法构建酵母双杂交cDNA文库。经质量鉴定,该文库库容为1.25×10⁷ CFU,平均插入片段大于1 200 bp,阳性率为100%,文库质量较高,符合建库标准。同时,以苦瓜果实成熟关键调控因子McRPF为诱饵,构建诱饵表达载体pGBKT7-McRPF。经鉴定该诱饵蛋白无自激活活性。利用共转化法,从文库中筛选到29个初始阳性菌落,经过DNA测序和BLAST比对分析,最终筛选得到12个可能与McRPF互作的蛋白,为进一步探究McRPF调控苦瓜果实成熟的分子机制奠定了理论基础。     

棉花品种黄萎病抗性与免疫反应的关系

棉花黄萎病是由大丽轮枝菌引起的土传真菌病害,不同棉花品种对黄萎病的抗性不同。为了比较不同棉花品种对黄萎病菌的免疫反应程度与抗黄萎病水平间的关系,利用4×106CFU·m L~(-1)的大丽轮枝菌孢子悬浮液处理6个不同棉花品种的根系,进行抗病性评价。结果表明,接种大丽轮枝菌后,棉花植株的根、下胚轴、叶等器官中大丽轮枝菌的生物量随品种抗病性的增强而减少,根部木质素、叶片胼胝质含量随抗病性的增强而增多,L-苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的升高幅度随抗病性的增强而增大。由此可见,大丽轮枝菌侵染棉花后,植株的免疫反应程度越强其抗病性越强。本研究结果为棉花与黄萎病菌互作机制的进一步研究提供了理论依据。     

不结球白菜酵母杂交cDNA文库构建及BcFT上游调控因子筛选

FLOWERING LOCUS T(FT)是调控植物开花途径中的关键基因,前期研究中,在比较晚开花wym-97和早开花cx-49两个品种的BcFT启动子时,发现cx-49的BcFT启动子存在一个1 577 bp的插入片段。为探索该插入片段对不结球白菜开花的影响,本研究构建不结球白菜酵母杂交cDNA文库,继而利用酵母单杂交技术筛选与BcFT启动子互作的蛋白。结果显示,本研究所得cDNA文库的库容为1.8×10⁶ CFU,重组率为100%,插入片段长度分布范围约400～2 000 bp,平均长度大于1 000 bp,表明不结球白菜酵母杂交cDNA文库构建成功。自激活试验表明,800 ng·mL^-1的金担子素(AbA)可以抑制诱饵载体的自激活。通过酵母单杂交试验筛选到结合BcFT启动子插入片段的上游蛋白BcSAP18和BcDEAR2。综上,本研究成功构建了不结球白菜酵母杂交cDNA文库并获得了BcFT启动子插入片段的互作蛋白,为进一步研究BcFT在不结球白菜开花中的调控机制奠定了基础。     

微生物有机肥防治棉花黄萎病机制研究

大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)是一种世界范围内具有毁灭性危害的土传真菌,它有着广泛的寄主,包括多种树木、草本植物、蔬菜、粮食和经济作物[1],例如棉花和烟草[2]。棉花黄萎病是由大丽轮枝菌引起的土传病害,给棉花生产造成了严重的经济损失,目前该病的控制措施主要关注于如何预防,例如利用抗病品种和尝试生物防治来进行防治[3]。     

利用酵母双杂法鉴定水稻白叶枯病菌Ⅲ型效应物寄主靶标初探

水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）引起的水稻白叶枯病是世界水稻生产中最严重的细菌性病害之一。前期研究发现Xoo PXO99A中一个编码Ⅲ型效应物的PXO_03420（hpaF）基因与病菌游动性、致病性和致敏性有关,为探讨hpaF基因编码产物在病菌与日本晴水稻中的互作关系,本研究采用Matchmaker酵母双杂交系统构建了日本晴水稻叶片高质量cDNA文库,文库重组率为87.6%,滴度为2.57×10^6pfu/mL。将文库与构建的Y187/pGBKT7_03420诱饵进行酵母双杂交,共得到26个阳性克隆。通过对阳性克隆测序所得结果进行结构域分析,初步鉴定HpaF与水稻叶片中具有WHY或PRK结构域的两个蛋白存在互作关系。本研究结果为进一步研究hpaF基因的功能奠定了基础。     

蓝莓果实黑斑病的病原鉴定及植物精油抑菌研究

为明确山东泰安产区蓝莓采后黑斑病病原菌,通过传统真菌形态学、rDNA-ITS 序列分析,结合构建系统进化发育树,鉴定该病原菌为链格孢菌(Alternaria alternata)。选用肉桂皮、百里香、丁香、柠檬草和玫瑰草5种植物精油对A. alternata进行熏蒸抑菌试验,通过体外抑菌活性筛选出最优的精油类别和作用浓度。体外抑菌结果表明, 5种植物精油对链格孢菌均有不同程度的抑菌活性。其中,肉桂皮精油对A. alternata的抑菌效果最好,其最低抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MFC) 分别为 0.03 μL·mL^-1和0.06 μL·mL^-1。体内接种抑菌试验发现,0.03 μL·mL^-1肉桂皮精油可有效降低蓝莓果实的发病率。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,对照组菌丝光滑平整,而经肉桂皮精油处理组,菌丝表面形态受到严重破坏,出现粗糙、褶皱等变形现象。本研究可为山东产区蓝莓贮藏期黑斑病的预防和绿色控制提供一定的参考依据。     

番茄SlPSY1基因转录调控因子筛选及互作验证

番茄八氢番茄红素合成酶(SlPSY1)作为类胡萝卜素生物合成途径的关键限速酶,直接影响果实中类胡萝卜素的积累。为探究SlPSY1基因的转录调控机制,通过克隆SlPSY1基因启动子序列,构建pSlPSY1pro-AbAi诱饵载体,并将诱饵载体转化至酵母细胞中获得诱饵酵母菌株。利用番茄混合组织酵母杂交cDNA文库进行酵母单杂交筛库试验,筛选得到AP2/ERF家族转录因子SlJERF1和10个未知功能蛋白。后续克隆SlJERF1基因序列,构建pGADT7-SlJERF1重组载体,通过酵母单杂交点对点对SlJERF1进行分子验证,结果显示在金担子素(AbA)浓度为150 ng·mL^-1的条件下,对照组酵母不能正常生长,而试验组酵母能正常生长,表明SlJERF1与SlPSY1基因启动子存在互作。这一结果为进一步拓展类胡萝卜素合成调控网络提供了重要的理论依据。     

棉花内生解淀粉芽孢杆菌489-2-2对棉花黄萎病的防效研究

为更好地防治棉花黄萎病,在冀棉11根系中分离得到一株对大丽轮枝菌抗性明显的内生细菌,经分子鉴定为解淀粉芽孢杆菌489-2-2。本试验以489-2-2为材料,研究该菌株对棉花黄萎病的防效和机理。结果表明,解淀粉芽孢杆菌489-2-2能够抑制黄萎病菌Vd080的生长,可导致Vd080菌丝形态异常。用该菌株发酵液浸泡棉花种子,对棉花黄萎病的防效为54.99%,灌根法的防效为60.31%。解淀粉芽孢杆菌489-2-2能使植株产生防御酶,诱导的免疫反应较强,且该菌株能定殖到棉花幼苗根系内部。本研究结果为解淀粉芽孢杆菌489-2-2的利用提供了理论依据。     

壳聚糖酶解产物抑制真菌活性研究

为探究并提高壳聚糖抑制真菌的活性,本研究利用蜡状芽孢杆菌ncps116发酵所制备的壳聚糖酶来酶解壳聚糖,测定不同酶解时间壳聚糖产物的抑菌活性,并监测酶解产物中还原糖的含量;之后选取抑菌活性提高最显著的壳聚糖酶解产物为研究对象,测定最低抑菌活性和最适pH,并使用电子显微镜观察酶解产物对病原真菌菌丝和孢子萌发的抑制作用。结果表明,壳聚糖经0.5~12 h酶解能够显著提高市售壳聚糖的抑菌活性,在酶解24 h内抑菌活性呈先升高后降低的趋势,而且酶解产物的抑菌活性与还原糖浓度相关,还原糖浓度过低(≤44.24 μg·mL^-1),酶解不充分,抑菌圈直径13 mm;而还原糖浓度过高(≥1 900 μg·mL^-1),酶解完全,抑菌圈直径10 mm,抑菌活性均较差。其中,酶解6 h的壳聚糖产物抑菌活性提高最显著,对3种病原真菌(棉花黄萎病菌、苹果轮纹病菌、西瓜专化型尖孢镰刀菌)的最低抑菌活性提高4~8倍,还原糖浓度为383.34 μg·mL^-1,在pH值4.0~4.7时抑菌活性最高;此外,酶解产物能导致真菌菌丝断裂、褶皱、菌丝末端囊泡等畸形生长,并长期抑制孢子生长和菌丝伸长。综上所述,酶解是提高壳聚糖抗菌活性的有效手段,这为推进亮聚糖在防腐保鲜方面的应用奠定了基础。     

与南方水稻黑条矮缩病毒外壳蛋白P10互作的寄主因子筛选

为找到水稻中与南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)外壳蛋白P10(CP)相互作用的寄主蛋白,利用P10筛选水稻膜系统酵母双杂cDNA文库,寻找水稻中与P10互作的蛋白并结合生物信息学技术进行分析,回转验证。结果表明,筛选到10个可能与P10互作的水稻寄主蛋白,如胚发育晚期丰富蛋白Lea14 - A、硫氧还原蛋白TRXh1、铁硫结合蛋白IscA以及真核生物起始翻译因子eIF-5A等。这些蛋白的发现说明水稻受到病毒侵染时,生长发育与营养物质的合成均受到影响。本研究结果为后续进一步研究P10蛋白的功能及其致病机制提供了理论依据。     

外源NO对镉胁迫下草地早熟禾种子萌发及幼苗生理特性的影响

为探究可缓解草地早熟禾镉胁迫的最适有效硝普钠(SNP)浓度,以草地早熟禾品种蓝月为试验材料,SNP为NO供体材料,研究不同浓度NO对镉胁迫下草地早熟禾叶片生理特性的影响。结果表明,镉离子浓度为200 μmol·L^-1时草地早熟禾的生长受到严重抑制,施加SNP(<100 μmol·L^-1)能够促进草地早熟禾种子发芽,增加草地早熟禾幼苗叶绿素含量,提高叶片干物质量、相对含水量,以及叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,而其游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量均有所降低。表明低浓度NO(<100 μmol·L^-1)可有效缓解草地早熟禾镉胁迫,高浓度SNP(>100 μmol·L^-1)则表现出抑制作用。本研究结果为草地早熟禾修复镉污染土壤提供了理论依据。     

薄壳山核桃CiSULTR2.1基因的克隆与表达分析

为探究薄壳山核桃CiSULTR2.1基因功能及表达特征,以一年生薄壳山核桃实生苗为材料,利用RT-PCR和PCR技术克隆CiSULTR2.1基因全长,利用RT-qPCR技术分析其在不同浓度硒酸盐处理下的表达情况。结果表明,克隆得到1 902 bp的序列,经分析此序列属硫转运蛋白基因CiSULTR2.1全长开放阅读框的cDNA,编码633个氨基酸。CiSULTR2.1蛋白分子质量为68 943.37 Da,为疏水性的非分泌蛋白,无信号肽,结构稳定,二级结构主要由α-螺旋(51.18%)、延伸链(12.64%)和无规则卷曲(31.28%)构成,包含硫转运蛋白典型的Sulfate-transp结构域(PF00916)和STAS结构域(PF01740)。RT-qPCR分析结果表明,CiSULTR2.1在薄壳山核桃幼苗根与叶中均有表达,40、80 μmol·L^-1硒酸盐处理下,12 h出现表达高峰,此后表达量明显下降;而0.5 μmol·L^-1硒酸盐处理下,CiSULTR2.1表达高峰出现时间延后至48 h。硒酸盐浓度过高时,CiSULTR2.1表达量显著下降且低于对照。CiSULTR2.1基因能够快速响应40、80 μmol·L^-1高浓度硒酸盐的诱导,而0.5 μmol·L^-1低浓度硒酸盐需要较长时间才能诱导其高表达。高浓度硒酸盐处理较长时间对植物产生毒性效应,植物对硒酸盐的吸收减少,硒含量降低。本研究结果为薄壳山核桃CiSULTR2.1基因功能及硒吸收机制的研究提供了理论依据。     

高压脉冲电场对酿酒酵母发酵能力的影响

为探究高压脉冲电场(PEF)在酒精发酵工业上的实际应用,本研究以酿酒酵母为试验材料,在设定脉宽、频率、作用时间等参数不变的条件下,以电场强度为唯一变量,分别采用电场强度为1、6 kV·cm^-1的PEF对酵母进行预处理。通过检测发酵底液中酵母生长量、葡萄糖消耗量和乙醇产出量的变化,探究PEF对酿酒酵母发酵能力的影响。结果表明,经12 h发酵后,在电场强度为1 kV·cm^-1的PEF刺激作用下,酿酒酵母葡萄糖消耗量提高了10.18%,乙醇产出量提高了11.05%;当电场强度为6 kV·cm^-1时,葡萄糖消耗量和乙醇产出量均降低。本研究结果为提高酿酒酵母的发酵能力提供了一种新方法。     

盐胁迫下草麻黄电阻抗图谱参数的变化及离子平衡机制

为探讨草麻黄对盐胁迫的适应性,以2年生草麻黄苗为试验材料,采用盆栽法测定在不同NaCl浓度、不同胁迫时间下草麻黄苗各项电阻抗图谱参数(EIS)变化及5种矿质离子含量,并分析各电阻抗参数、相对电导率及矿质离子含量之间的相关性。结果表明,随着NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长,草麻黄地上部相对电导率逐渐升高,其中200 mmol·L^-1NaCl胁迫28 d以上时的相对电导率显著高于对照,200、300、400 mmol·L^-1盐胁迫下的相对电导率分别为对照的1.43、1.52、1.65倍;电阻抗图谱参数高频电阻率(r)、低频电阻率(r₁)、胞内电阻率(r_i)、胞外电阻率(r_e)、弛豫时间(τ)及弛豫时间分布系数(Ψ)均呈先下降后上升再下降或先下降后上升的变化趋势,其中r、r₁、r_e、r_i、Ψ均在NaCl浓度超过200 mmol·L^-1时出现再次下降,且呈不可逆的下降趋势。随着胁迫天数的增加,草麻黄地上部和根中Na⁺含量逐渐增加,K⁺含量逐渐下降,K⁺/Na⁺显著降低。盐胁迫下,草麻黄地上部Zn、Fe、Mg含量均有不同程度的降低。相关性分析结果表明,K⁺/Na⁺与r_e、r、r₁均呈极显著正相关,与r_i呈显著正相关,其中 K⁺/Na⁺ 与r_e的相关性最高,相关系数为0.985;5种阳离子总量与r_e、r、r₁均呈显著负相关。盐胁迫影响了草麻黄体内离子的运输和平衡,细胞内外离子浓度的变化引发电阻抗参数的变化,分析相对电导率电阻抗图谱参数的变化发现NaCl胁迫下,草麻黄的忍耐极限浓度为200 mmol·L^-1,表明草麻黄具有较高的耐盐能力。本研究结果为盐碱地区草麻黄的推广栽培提供了理论依据。