无土栽培基质——水藓泥炭

泥炭是煤化程度最低的煤,它是由水、矿物质和有机质三部分组成的,既是一种能源,又是工农业许多部门必需的原材料和化工原料,是一种宝贵的天然矿产资源。泥炭地还具有重要的自然保护功能。泥炭含有一定的腐殖酸,腐殖酸又称胡敏酸。它是由动植物遗骸主要是植物遗骸在微生物和介质作用下,经过分解和合成变化而形成的一种有机物质。煤炭腐殖酸存在于泥炭、风化煤和褐煤中。腐殖酸中含有碳、氢、氧、氮等元素,有芳香核、羟基、羧基、羰基、甲氧基等官能团,这些官能团决定腐殖酸具有弱酸性、亲水性、离子交换性、络合性、氧化还原性及生物活性等。泥炭的利用全世界泥炭储量达5000亿吨,国外对泥炭资源进行了多年的深入研究和综合利用开发,从泥炭的开采到加工全部实现机械化,技术十分先进,产品多种多样,在农业、医学、环保、燃料、建筑等领域应用十分广泛。其中用于农业和园艺业生产的有高效有机无机肥料、腐殖酸肥料和园艺基质、植物生长防病促进剂、食用菌培养基、泥炭饲料等。     

狭叶泥炭藓组培快繁初探

狭叶泥炭藓属于泥炭藓科,一般生长在高山沼泽湿地环境中,属于这类环境中的特有群落,在此类生境生物演替中是不可替代的,其生态作用具有持水性强的特点。目前泥炭藓湿地群落遭到严重破坏,狭叶泥炭藓生长缓慢且生长周期长,通过组织培养技术可以扩大生产。为了能够快速培养出狭叶泥炭藓的无菌苗,本研究选取贵州省独山县甲定乡的狭叶泥炭藓作为试验材料,发现狭叶泥炭藓的最适消毒方法:用洗衣粉水浸泡5～10 min预处理,流水冲洗2 h左右;转入超净工作台用75%酒精浸泡狭叶泥炭藓外植体60 s,无菌水冲洗7～8次;接着用0.35%的次氯酸钠溶液浸泡55 s,无菌水冲洗6～7次,此组合未污染率最高达70%,成活率最高为82%。通过组织培养,筛选最适合狭叶泥炭藓生长的培养基,在Knop、Beneck、BG-11以及MS 4种培养基中Beneck培养基的发芽率最好、新生配子体的株高最高,最适合狭叶泥炭藓的生长;在Bneneck基本培养基下探究了pH值和IAA对狭叶泥炭藓生长的影响,发现Bneneck培养基pH值为5～6时最适狭叶泥炭藓生长,培养基添加10~(-4)mol/L的IAA对无菌苗的生长高度和新增分枝长度有明显的促进作用。本研究可为狭叶泥炭藓的进一步研究提供基础数据和资料。     

在食品工业中广泛应用的赤藓糖醇

赤藓糖醇是一种新型天然甜味剂，在功能性食品中使用能带来良好的口感，给人以美妙的味觉。赤藓糖醇是南葡萄糖经发酵而得到的一种白色晶体，具有甜昧，甜度为蔗糖的70％～80％。赤藓糖醇在自然界中分布极广，如水果、蘑菇、地衣等。另外，在发酵食品及哺乳动物体内也有存在，是一种天然糖质。     

砂藓(Racomitrium canescens)RcRab基因的克隆及生物信息学分析

本研究以砂藓(Racomitrium canescens)为材料,从砂藓干旱处理转录组数据库中筛选获得小G结合蛋白基因Rab的mRNA序列,通过RT-PCR法扩增,得到RcRab基因的CDS序列,并对其进行了生物信息学分析。结果表明,该基因c DNA全长为1171 bp,包含636 bp的开放阅读框,编码211个氨基酸。预测该基因有Rab家族的保守结构域-G结构域。RcRab蛋白分子质量为23.29 kD,理论等电点为5.76,具有亲水性,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。进化树分析表明,RcRab蛋白质与小立碗藓(Physcomitrella patens)Rab蛋白质亲缘关系最近。本研究可为进一步探索RcRab基因在苔藓植物中的抗旱机制提供数据基础。     

基于3个叶绿体基因的花叶藓科属间亲缘关系分析

花叶藓科(Calymperaceae)科内各属分类位置及亲缘关系一直存在争议,本研究通过对花叶藓科8属24种植物的3个叶绿体基因(trnL-F, rbcL, rps4)进行分子系统学分析,同时随机选取曲尾藓目(Dicranales)、丛藓目(Pottiales)以及白发藓科(Leucobryaceae)内各2个种为外群;综合最大似然法(Maximum likelihood)以及邻接法(Neighbour joining)构建系统发育树,旨在为花叶藓科属间关系提供依据。通过基于三种叶绿体基因并采用两种建树方法构建的系统发育树显示:拟外网藓属(Exostratum)、白睫藓属(Leucophanes)及八齿藓属(Octoblepharum)与其他花叶藓科各属聚为一个大支,并且整体靠近丛藓目的种。本研究结果支持拟外网藓属、白睫藓属和八齿藓属隶属于花叶藓科,同时花叶藓科与丛藓目植物亲缘关系更近。本研究结果为花叶藓科植物的分类地位提供数据支撑,为藓类植物系统分类的进一步研究提供理论基础。     

暖地泥炭藓(Sphagnum junhuhnianum)孢子形态及发育过程探讨

描述了暖地泥炭藓(Sphagnum junhuhnianum)孢蒴从翠绿色透明状球体历经黄绿色、淡褐色、褐色、具光泽的深咖啡色球体到最后喇叭状过程中孢子的形态特征.成熟孢蒴中孢子的数量(71 631±12 751)个.成熟孢子四面体结构清晰,极面观呈圆三角形,赤道面观呈近扇形,直径(23.27±1.05)μm,均出现三裂隙结构,唇状,稍细,长为极半径的2/3,裂隙表面布满疣状颗粒物,近极端三面凹陷无褶皱,分布少量疣状颗粒物,远端面不平整,布满疣状颗粒物.     

砂藓RcPIP2基因的克隆及生物信息学分析

水通道蛋白是一类较小的跨膜蛋白质,在植物抵御非生物胁迫过程中具有非常重要的作用。为了研究砂藓水通道蛋白基因的生物学功能,利用干旱处理转录组测序获得的序列信息,克隆获得1个水通道蛋白家族中质膜内在蛋白基因序列,命名为RcPIP2。生物信息学结果显示,RcPIP2基因全长序列为1 267 bp,包含807 bp的开放阅读框,编码含有268个氨基酸残基的蛋白质。该蛋白质分子质量预测为28.3 ku,理论等电点为6.64,为疏水性较强的稳定性蛋白;无信号肽,为非分泌型蛋白;含有6个跨膜结构域。保守结构域分析发现,RcPIP2具有膜内在蛋白(MIP)家族信号序列、高等植物高度保守序列HINPAVTFG和2个天门冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸(NPA)基序。二级结构包括α螺旋(37.31%)、β折叠(20.9%)、无规则卷曲(38.43%)。三级结构预测发现,RcPIP2蛋白质的立体结构为典型的四聚体形式,由4个圆筒状亚基和中间的孔道构成。系统进化树分析表明,RcPIP2与小立碗藓中的PIP2蛋白质亲缘关系较近,聚为一类。由此推测,RcPIP2基因为水通道蛋白家族成员。     

赤藓糖醇在无糖糖果中的应用

人们饮食中摄入过多的碳水化合物和脂肪，常常会导致某些疾患，如龋齿、糖尿病、风湿性疾病和心血管疾病等。随着科学知识的普及，人们对保健和营养日益重视起来，饮食对于人体健康的重要性备受关注，市场上也相应出现了低脂、低糖或无脂、无糖的低热量功能食品。在糖果生产中，近年来已开发出无糖糖果。它主要是采用低热量的甜味剂代替传统糖果制造中所使用的蔗糖、葡萄糖等，能够使产品的热量降低，因此颇受消费者的喜爱。     

7种灰藓目植物醇提液的体外抑菌作用

为研究7种灰藓目植物醇提取液对11种细菌生长的抑制作用,探讨灰藓目植物的药用价值。本研究采用贴滤纸片法对7种灰藓目植物的抑菌性进行研究。结果表明,与对照组相比,柔叶青藓、多蒴灰藓和宝岛绢藓具有广泛抗菌作用。此外,钙生灰藓对铜绿假单孢菌、乙型副伤寒沙门氏菌抑菌作用与对照组相比有极显著差异。本研究对药用苔藓植物的筛选和资源保护有一定帮助。     

砂藓RcRab基因响应非生物胁迫的表达分析及载体构建

为了研究砂藓(Racomitrium canescens)中的小G结合蛋白基因RcRab在非生物胁迫下发挥的作用,以砂藓为材料,利用实时荧光定量PCR,对砂藓的RcRab基因的表达情况进行了分析。结果表明,RcRab在不同的逆境胁迫处理下的表达不相同;与对照相比,RcRab在干旱和高温处理下表达量均升高,在低温和水渍处理下表达量先下降再上升,说明RcRab基因在多重胁迫下发挥重要的调控作用。将RcRab基因成功构建到植物表达载体pRI101-AN上,为进一步研究其抗逆功能奠定基础。     

砂藓(Racomitrium canescens)抗旱相关基因RcAOS2的克隆及表达分析

丙二烯氧化物合酶(allene oxide synthase, AOS)是茉莉酸合成途径中关键酶,在茉莉酸合成中具有重要的作用。本研究在砂藓(Racomitrium canescens)干旱胁迫转录组数据中发现一个干旱胁迫下表达量上调的AOS基因,将其命名为RcAOS2,我们对RcAOS2的开放阅读框进行了克隆及相关的生物信息学预测分析,并对RcAOS2在砂藓快速脱水和复水过程中的表达量变化进行了检测。结果显示,该基因cDNA全长1 474 bp,开放阅读框长516 bp。RcAOS2编码蛋白质的相对分子质量为4.36 kD,等电点为5.11,不稳定系数为55.02,为不稳定蛋白质;脂肪系数为19.19;RcAOS2蛋白质疏水性较强,属于疏水性蛋白质,存在信号肽,不属于跨膜蛋白质。系统进化分析表明,RcAOS2蛋白质与其他物种AOS蛋白质亲缘关系较远,是具有AOS序列特征的新类型。实时荧光定量PCR分析结果表明RcAOS2基因在砂藓干旱和复水过程中呈现差异性表达,推测RcAOS2可能参与砂藓的干旱胁迫响应和复水回复过程。本研究成果为进一步研究砂藓抗旱基因功能提供理论基础和备选基因资源。     

基于ISSR对巴西网藓原变种(Syrrhopodon prolifer var.prolifer)遗传多样性的探讨

巴西网藓原变种(Syrrhopodon prolifer var.prolifer)是花叶藓科(Calymperaceae)网藓属(Syrrhopodon)植物,分布于中国的热带和亚热带地区。本研究利用简单序列重复区间(inter-simple sequence repeat,ISSR)分子标记对采集于海南省尖峰岭主峰、海南省尖峰岭雨林谷、海南省吊罗山基地、海南省吊罗山槟榔林、广东省鼎湖山西坑老鼎以及广东省鼎湖山庆云寺6个自然种群的38份标本的遗传多样性进行了评价,旨在为巴西网藓原变种的遗传多样性提供依据。结果显示:筛选出的5对引物共扩增出208条清晰的条带,其中147条为多态性条带,多态性位点百分率为70.67%,种群总的Nei's基因多样性指数为0.3007,Shannon's信息指数为0.4702,表明巴西网藓原变种的遗传多样性水平较高。6个种群的遗传分化系数为0.4185,种群间基因流为0.6948,表明58.15%的遗传变异在种群内,41.85%的遗传变异存在于种群间,说明其种群内的遗传分化相比种群间遗传分化较为明显。聚类分析显示,同一采集地点的标本有些并没有聚在一起,而地理位置较远的标本聚在一支,表明巴西网藓原变种种群间的遗传分化与地理距离关系很小。本研究为巴西网藓原变种的种群间遗传分化提供理论依据。     

毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)总蛋白质双向电泳体系的建立

为开展毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)的蛋白质组学研究,本研究对毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)总蛋白质提取方法和双向电泳参数进行了筛选和优化,以期建立适合毛尖紫萼藓蛋白质双向电泳的实验体系。分别采用Tris-酚抽提法和TCA-丙酮法对毛尖紫萼藓总蛋白质进行提取,比较分析了两种蛋白质提取方法的效果,并研究了IPG胶条的pH范围及蛋白质电泳上样量等因素对毛尖紫萼藓蛋白质双向电泳结果的影响。结果发现,在SDS-PAGE电泳结果中,与TCA-丙酮法相比,Tris-酚抽提法提取的蛋白质条带清晰,数目较多,完整性较好;在双向电泳结果中发现,与pH值为3~10的IPG胶条相比,使用pH值为4~7的IPG胶条的双向电泳图谱蛋白质点清晰且分布均匀,更适合毛尖紫萼藓的蛋白质组学分析;使用24 cm的pH值为4~7胶条,上样1200μg蛋白质时,电泳结果中可分辨的蛋白质点最多,且形状规则,水平和垂直拖尾情况较轻,图像清晰。本研究基于Tris-酚抽提法建立的毛尖紫萼藓蛋白质双向电泳体系获得的蛋白质样品质量好,电泳分辨率高,为毛尖紫萼藓进一步的蛋白质组学研究提供理论参考。     

一种含赤藓糖醇低血糖生成指数无糖酸奶的开发

针对糖尿病患者需求,以三氯蔗糖、纽甜、安赛蜜和赤藓糖醇为原料,开发出一种低血糖生成指数无糖发酵酸奶。经过试验与口味测试对比,添加三氯蔗糖0.003%,纽甜0.001%,安赛蜜0.014%,赤藓糖醇5%,产品口味最佳,口味测试得分最高。     

砂藓抗旱相关基因磷脂酶D的克隆和表达分析

磷脂酶D是广泛存在于植物中的一种磷脂酶,在细胞结构组成和生理功能的变化中具有非常重要的作用。在本研究中,以在砂藓(Racomitrium canescens)转录组数据库中获得的一条与抗旱相关的磷脂酶D基因为基础,采用RT-PCR技术克隆得到该基因的全长CDS序列,命名为Rc PLD。生物信息学分析结果表明,Rc PLD基因c DNA全长1 420 bp,含有894 bp的开放阅读框,能够编码长度为297个氨基酸的多肽链。Rc PLD蛋白质的生物信息学分析结果表明,Rc PLD相对分子质量为33.192 k D,理论等电点p I为6.60,不含有跨膜结构,存在信号肽,具有磷脂酶D的保守结构域,属于不稳定的疏水性蛋白质。实时荧光定量PCR分析表明,在砂藓的复水过程和脱水处理条件下Rc PLD基因均有差异表达,说明该基因可能参与砂藓中响应干旱胁迫的某些生理代谢途径。本研究可为苔藓植物中抗旱机制的研究提供理论基础。     

砂藓(Racomitrium canescens)抗旱相关过氧化氢酶基因RcCAT的克隆与表达分析

在植物抵御和适应干旱胁迫的过程中,细胞中的氧化还原水平的调节十分重要,过氧化氢酶(catalase,CAT)是细胞氧化还原调控系统中的一个关键酶。砂藓(Racomitrium canescens)是一种具有强抗旱和旱后复水能力的藓类植物,其中能够响应干旱处理的基因和蛋白质可能与其抗旱特性功能相关。在本研究中,我们发现了一个在砂藓干旱处理转录组数据中呈上调表达的过氧化氢酶基因,将其命名为RcCAT,我们对这个基因的CDS序列进行了克隆和相关的生物信息学分析,并对砂藓复水和快速脱水过程中RcCAT具体的表达变化进行了检测。RcCAT的CDS全长1560 bp,编码含有519个氨基酸残基的多肽序列。对RcCAT蛋白质的氨基酸序列进行生物信息学预测,结果显示RcCAT相对分子质量为58.6 kD,理论等电点为6.52,不含有跨膜结构和信号肽,具有过氧化氢酶的保守结构域,与其它苔藓植物中的一些过氧化氢酶序列同源性较高,属于不稳定的亲水性蛋白质。在砂藓的复水和快速脱水过程中,RcCAT的表达水平均呈现快速大幅度的变化趋势,具有表达变化峰值,说明该基因具有能够快速响应干旱胁迫的可能性。本研究为从基因表达水平研究过氧化氢酶生物学功能提供理论依据,为进一步挖掘砂藓抗旱机制提供基础资源。     

卵叶青藓水提液对玉米种子萌发和幼苗生长的影响

为了解卵叶青藓可能具有的化感效应及其作用机制,以卵叶青藓配子体水提取液为处理液,以玉米种子为受试对象,通过测定不同浓度梯度卵叶青藓水提液对受试种子萌发及幼苗生长的影响,初步阐明卵叶青藓可能具有的化感潜能.结果表明:卵叶青藓配子体水提液对玉米种子发芽率有较大影响,且总体趋势表现为提取液浓度愈高,对其种子萌发率影响愈大,处理组玉米种子萌发率显著低于对照组(p＜0.05);卵叶青藓水提液对玉米幼苗生长的影响表现在对苗高与根长的抑制方面.随着水提液浓度的增高,玉米幼苗根长逐渐变短,在80 mg/mL处理下达到最短,且与对照间差异显著(p＜0.05);对玉米幼苗根部发育状况有较强的影响,即随着水提液浓度的提高,生根数目逐步减少,直至浓度为80 mg/mL时达到最少.实验中,玉米幼苗鲜重及干重均随着提取液浓度的升高而减小,尤其是幼苗于重,在提取液浓度达到40 mg/mL时达到最小.随卵叶青藓提取液浓度不断增高,玉米幼苗叶片总叶绿素含量和叶绿素a含量逐步下降,均在80 mg/mL时达到最低,而叶绿素b在5 mg/mL时反而略高于对照组,在10 mg/mL时达到最低.上述结果表明,卵叶青藓具有一定的化感潜能.