芹菜中转录因子基因AgDREB1的分离与表达研究

DREB类转录因子是植物AP2/ERF转录因子家族中一个重要的亚家族,参与植物对逆境的应答,是植物适应逆境的重要调节因子之一。本文从不同品种芹菜中分离DREB类转录因子基因,并研究其表达情况,以进一步研究芹菜中非生物胁迫逆境调控。基于芹菜(Apium graveolens L.)转录组数据,分别从2个芹菜品种‘津南实芹’和‘文图拉’中克隆得到一个编码芹菜DREB类转录因子的基因AgDREB1。采用生物信息学方法对AgDREB1的氨基酸组成、理化性质、进化关系、空间结构等进行了分析。通过实时定量PCR方法对‘津南实芹’和‘文图拉’中AgDREB1基因的表达进行分析。结果表明:来源于‘津南实芹’和‘文图拉’的AgDREB1基因全长分别为495和492 bp,分别编码165和164个氨基酸。芹菜中AgDREB1转录因子等电点约为9.64,包含1个α螺旋和3个β折叠结构,进化关系上属于DREB亚族中的A5组。芹菜AgDREB1转录因子与其他物种的DREB转录因子具有较高的一致性。实时定量PCR分析表明,AgDREB1基因在‘津南实芹’和‘文图拉’根中的表达较高,对低温、高温、干旱和盐胁迫等非生物胁迫有响应。结论:从芹菜中克隆获得一个与逆境相关的DREB类转录因子基因AgDREB1,通过基因表达分析发现,芹菜中AgDREB1基因在根中表达最高,而且该基因与芹菜非生物胁迫相关。     

芹菜肉桂酰辅酶A还原酶基因的克隆与表达分析

[目的]肉桂酰辅酶A还原酶CCR(cinnamoyl-Co A reductase)在植物木质素代谢中起重要的作用,能够将羟基肉桂酸还原生成肉桂醛。本文目的是研究不同芹菜中肉桂酰辅酶A还原酶基因AgCCR在芹菜中组织表达和非生物胁迫过程中的响应情况。[方法]以2个芹菜品种‘六合黄心芹’和‘文图拉’为材料,分别克隆出编码肉桂酰辅酶A还原酶的基因AgCCR。利用荧光定量PCR分析不同芹菜组织和2种芹菜在高温、低温、干旱和盐胁迫下AgCCR的表达情况。[结果]序列分析表明,‘六合黄心芹’和‘文图拉’中AgCCR基因均含有1个长度为1 014 bp的开放阅读框,编码337个氨基酸,二者的核苷酸位点有3个位点的差异,编码的氨基酸有1个位点的差异。对2个芹菜中的AgCCR基因进行多重比对并绘制进化树,发现其编码的氨基酸序列与其他15种植物的CCR蛋白同源性较高,氨基酸高度保守。荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明,芹菜AgCCR基因在‘六合黄心芹’和‘文图拉’叶中的表达水平较高,AgCCR基因在高温和低温下表达上调,在干旱处理下表达下调。[结论]芹菜AgCCR基因对多种非生物胁迫均有响应。特别是低温下该基因响应明显,表明AgCCR基因或许与芹菜抗寒机制相关。     

月季RcLEA基因表达提高大肠杆菌对非生物胁迫耐性

[目的]研究RcLEA基因在月季品种中热诱导表达模式及RcLEA基因对多种非生物胁迫耐性。[方法]将耐热和不耐热月季品种进行38℃/3h热激处理,研究RcLEA基因在月季品种的热诱导表达模式;为验证月季RcLEA基因功能,将其转化E.coliBL21,将重组菌株BL21分别置于4、50℃及LiCl、NaCl、Na2CO3、CdCl2、H2O2胁迫下,研究重组菌株对高温、低温及非生物胁迫的响应。[结果]38℃/3h热激处理后,该基因在耐热月季品种‘曼海姆宫殿’（Schloss mannieim,SM）、‘赌城’（Lasvegas,LV）中强表达,而在不耐热品种‘新十全’（Kordes Perfecta,KP）弱表达或不表达,表明该基因与月季耐热性关系密切。重组菌株提高了对高温、低温、重金属、高盐、高pH值、氧化等非生物胁迫的耐性,表明RcLEA参与了上述非生物胁迫的响应。[结论]该研究为后续该基因导入不耐热月季品种提高月季耐热品质及其机理研究提供了思路,也为月季等园林观赏植物的耐热品种筛选提供了理论支持。     

月季RcLEA基因表达提高大肠杆菌对非生物胁迫耐性

[目的]研究RcLEA基因在月季品种中热诱导表达模式及RcLEA基因对多种非生物胁迫耐性。[方法]将耐热和不耐热月季品种进行38℃/3h热激处理,研究RCLEA基因在月季品种中的热诱导。表达模式;为验证月季RcLEA基因功能,将其转化E.coliBL21,将重组菌株BL21分别置于4℃、50℃及LiCl、NaCl、Na2CO3、CdCl2、H2O2胁迫下,研究重组菌株对高温、低温及非生物胁迫的响应。[结果]38℃/3h热激处理后,该基因在耐热月季品种‘曼海姆宫殿’（Schlossmannieim,SM）、‘赌城’（Lasvegas,LV）中强表达,而在不耐热品种‘新十全’（Kordes＇Perfecta,KP）弱表达或不表达,表明该基因与月季耐热性关系密切。重组菌株提高了寄主大肠杆菌对高温、低温、重金属、高盐、高pH值、氧化等非生物胁迫的耐性,表明RcLEA参与了上述非生物胁迫的响应。[结论]该研究为后续该基因导入不耐热月季品种提高月季耐热品质及其机理研究提供了思路,也为月季等园林观赏植物的耐热品种筛选提供了理论支持。     

大蒜热激转录因子基因AsHSFB1的克隆、亚细胞定位及其表达分析

热激转录因子(HSF)基因是植物热胁迫响应的重要转录调节基因,在植物胁迫应答和其他抗逆反应过程中起着关键作用。为研究大蒜热激反应的分子机制,本研究基于大蒜转录组数据,以徐蒜6号为试验材料,采用同源克隆方法获得编码HSF的AsHSFB1基因。序列分析结果显示,AsHSFB1含有882 bp的开放阅读框,编码293个氨基酸,其蛋白质含有热激转录因子的特征结构域。在进化关系上,AsHSFB1与拟南芥AT4G11660(AtHSFB2B)同源性最高。亚细胞定位结果表明,AsHSFB1蛋白主要定位在细胞核和细胞质上。本研究采用同源重组技术成功构建pCAMBIA1305-AsHSFB1过表达载体,为进一步研究该转录因子基因的功能,培育耐热大蒜品种奠定基础。RT-PCR分析结果表明,不同大蒜品种中,AsHSFB1基因在叶片中相对表达水平均最高,具有组织表达特异性;38℃高温胁迫处理下,徐蒜6号中的AsHSFB1基因相对表达水平在24 h时明显上调;4℃低温胁迫下,徐蒜815和徐蒜6号中AsHSFB1基因相对表达水平的变化趋势相似,均先上升后下降,在处理4 h时相对表达水平达到峰值。     

茶树小分子量热激蛋白基因CsHSP17.2的克隆与表达分析

[目的]进一步了解茶树小分子量热激蛋白基因CsHSP17.2在逆境胁迫条件下的分子生物学功能.[方法]利用RT-PCR技术从茶树‘迎霜’中克隆得到CsHSP1 7.2基因,运用生物信息学软件分析其核苷酸和编码蛋白,通过Real-timePCR分析其表达模式.[结果]该基因开放阅读框长度为453 bp,编码150个氨基酸,蛋白质相对分子质量为17.2×10a,理论等电点5.56;无信号肽位点,属于非分泌型蛋白;被定位于细胞质中.系统发育树分析表明,茶树CsHSP1 7.2与水稻(GenBank登录号:P27777)和花生(ABC41131)的进化关系较近,属于小分子量热激蛋白基因家族第Ⅰ亚族.qRT-PCR分析发现,茶树CsHSP17.2属于组成型基因;高温(38℃)处理1h能显著提高CsHSP17.2 mRNA的相对表达量(P＜0.05);干旱(100 g·L-1 PEG 6000)、高盐(200 mmol· L-1 NaCl)和外源脱落酸(200 mg· L-1 ABA)处理条件下,该基因的转录水平均出现不同程度的上调.[结论]克隆得到茶树‘迎霜’小分子量热激蛋白基因CsHSP17.2,其在花中表达量最高,且响应高温、干旱、高盐和外源脱落酸胁迫.     

芹菜核酸内切酶CELI基因的克隆及其表达分析

CELI是一种单链特异性核酸酶(singlestrand specific nuclease),主要应用于清除DNA或RNA双链分子存在的单链。测定不同品种芹菜中CELI基因非生物胁迫诱导表达情况,以进一步研究芹菜中核酸内切酶的功能及应用。以芹菜(Apium graveolens L.)为试验材料,分别从‘六合黄心芹’和‘文图拉’中克隆出核酸内切酶CELI基因序列。通过生物信息学的方法对所得序列进行分析,通过实时定量PCR方法进行该基因在芹菜中表达分析。结果表明:来源于2种芹菜的CELI基因核苷酸序列高度保守,基因全长均为891 bp,分别编码296个氨基酸。2种芹菜的CELI基因核苷酸序列之间共有20个位点不同,导致3个氨基酸位点发生改变。2种芹菜该酶的蛋白质相对分子质量分别为33.88×103和33.92×103,pI值分别为6.51和6.37。进化分析显示,芹菜中的CELI与同属于伞形科的欧芹进化关系最近,伞形科CELI进化上更接近于菊科。实时定量PCR分析表明,芹菜中CELI基因在根、茎、叶、花不同组织及不同品种之间的表达量有明显差异。对2种芹菜分别进行4℃、38℃、0.2 mol·L-1NaCl、200 g·L-1PEG处理2 h,表达分析显示,4种处理条件下芹菜中CELI基因表达量有明显差异,其中PEG处理表达量呈明显下降趋势。结论:通过逆境处理后的基因表达分析发现,芹菜中CELI基因对非生物胁迫有响应,‘六合黄心芹’中CELI基因的诱导表达量大于‘文图拉’。     

芹菜过敏原蛋白Api g 1基因的克隆与表达分析

以2个芹菜(Apium graveolens)品种‘津南实芹’和‘美国西芹’为试验材料,分别克隆出过敏原蛋白Api g 1基因。序列分析表明,‘津南实芹’和‘美国西芹’中的过敏原蛋白基因Api g 1均含有1个480 bp的开放阅读框及1个148 bp的内含子,分别编码159个氨基酸,二者有2个核苷酸位点的差异,编码的氨基酸有1个位点差异。‘津南实芹’和‘美国西芹’的过敏原蛋白Api g 1与胡萝卜、欧芹等植物的过敏原蛋白相似度较高,在保守区域有7个甘氨酸残基,空间结构上由3个螺旋和7个折叠组成。实时定量PCR表达分析显示,该基因在主根中表达较高,茎其次,其他部位表达较弱,具有明显的组织特异性。     

叶用莴苣热激蛋白基因LsHsp70-2711的克隆及高温胁迫下的功能分析

【目的】通过克隆Hsp70相关基因,并利用VIGS分析叶用莴苣热胁迫下Hsp70表达量和形态变化,为解析热激蛋白基因Hsp70在高温胁迫下的响应机制及分子机理奠定基础。【方法】通过同源克隆及RACE技术,获得叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-2711的cDNA全长序列,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析该基因在不同温度和不同高温时间下的叶用莴苣热敏品种‘P-S11’和耐热品种‘G-S59’的表达差异,确定基因和高温的相关性。根据VIGS技术,构建p TRV-LsHsp702711瞬时沉默载体,转化农杆菌GV1301,注射法侵染叶用莴苣叶片,三周后经PCR鉴定得到阳性植株。对照组和阳性组在基因表达和形态上进行对比,对照植株和阳性植株热胁迫和干旱处理后再次分析LsHsp70-2711的表达特性,观测形态变化。【结果】LsHsp70-2711 cDNA全长为2 226 bp,开放阅读框为2 154 bp,编码718个氨基酸,与拟南芥(NP_187864.1)、番茄(NP_001266213.1)、水母雪莲花(AAB99745.1)等物种的Hsp70同源性达到80%以上,证明此基因属于Hsp70家族。根据qRT-PCR结果,高温胁迫下该基因在两个品种中的表达均上调,在耐热品种中总体表达水平均高于热敏品种,耐热品种LsHsp70-2711的表达量最大值出现在42℃、60 min,37℃、60 min时热敏品种基因表达量达最大值,且在42℃高温下热敏品种‘P-S11’中基因表达随着胁迫时间的增加受到抑制,而耐热品种‘G-S59’则能长时间保持较高的表达水平,此结果和田间两品种间耐热差异表现相符合。亚细胞定位显示,LsHsp70-2711主要在细胞质中。将构建好的载体侵入叶用莴苣,鉴定后获得阳性植株。由定量PCR结果可知,未进行胁迫处理的阳性植株与对照株相比,LsHsp70-2711表达量下降,茎长明显增长。热胁迫和干旱处理后的阳性植株LsHsp70-2711表达量显著低于对照植株,高温处理对LsHsp70-2711的影响大于干旱胁迫。【结论】LsHsp70-2711属于Hsp70基因家族,其与叶用莴苣耐热性相关。研究结果为解析叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-2711在叶用莴苣高温抽薹方面的功能提供了理论支持。     

葡萄盆栽技术

葡萄盆栽技术,包括择土选种、露地扦插、田间管理、装盆及整形、肥水管理等内容,对葡萄盆栽爱好者有一定的指导意义。     

Yield and quality of maize stover: Variation among cultivars and effects of N fertilization

Biomass yields and concentrations of crude protein(CP), ether extract(EE), neutral detergent fiber(NDF), acid detergent fiber(ADF), and crude fiber(CF) were analyzed for five cultivars of summer-sown maize(Zea mays L.) stover grown in field trials at three rates of N fertilization, and sampled immediately after grain harvest.The results revealed differences in yields and concentrations of nutrients according to stalk height and hence harvest portion among the cultivars.N application greatly increased biomass yield and CP, especially in upper stalks and to a lesser extent, EE.Concentrations of NDF and ADF decreased as N rate increased.The results show that stovers from all local popular maize cultivars are suitable as animal fodder and that moderate N application improves feed quality of stover.     

民勤绿洲荒漠交错带三种沙丘类型的自然植被特征

基于对民勤沙井子地区植被调查数据,研究了固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘3种沙丘类型的自然植被特征.结果表明:从固定沙丘、半固定沙丘到流动沙丘,总盖度、灌木盖度下降,草本盖度增加.物种丰富度减小是物种多样性下降的主要原因.从植物的生活型来看,多年生草本和灌木类植物受沙丘类型的影响最大,而一年生草本和半灌木可存活于不同沙丘类型.白刺的生态优势度(重要值)由小到大依次为固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘.植物多样性与白刺的生态优势度呈负相关.不同沙丘类型白刺地上生物量变化明显,半固定沙丘白刺生物量最大.     

寄生虫引起的草鱼鳃病的组织病理比较研究

本文对草鱼的隐鞭虫病、车轮虫病、小瓜虫病、指环虫病、三代虫病及中华鱼蚤病六种寄生虫性鳃病的组织病理变化进行比较研究，寄生虫性鳃病均可引起鳃组织发生炎症反应，粘液分泌亢进，嗜酸粒细胞和淋巴细胞浸润；但又因病原体的种类不同，危害鱼的方式、方法不同，因此病理变化又有很大差别，对鱼危害较大的均为变质性炎，如隐鞭虫病；对鱼危害较小的则属增生性炎，如中华鱼蚤病．     

小菜蛾阿维菌素和虫酰肼抗性品系对几种新型药剂的交互抗性研究

以敏感品系为对照,利用室内筛选获得的虫酰肼和阿维菌素高抗品系Teb-R和Aba-R,测定了小菜蛾对几种新型杀虫剂的交互抗性。结果发现:小菜蛾对虫酰肼产生高水平抗性后(抗性倍数185.5倍),对阿维菌素表现出中等水平交互抗性(41.0倍),对茚虫威(11.4倍)和溴虫腈(5.3倍)仅表现出低水平交互抗性,对多杀菌素(1.7倍)和氯虫苯甲酰胺(1.4倍)则没有表现出明显的交互抗性。用阿维菌素筛选Teb-R品系39代后获得阿维菌素高抗品系Aba-R(593.8倍),该品系对茚虫威(12.3倍)表现出中等水平交互抗性,对多杀菌素(7.9倍)表现出低水平交互抗性,对溴虫腈(2.7倍)和氯虫苯甲酰胺(0.9倍)的交互抗性不明显;同时该品系对虫酰肼的抗性也由阿维菌素筛选前的185.5倍下降到筛选后的28.0倍,也没有交互抗性。基于上述研究结果认为,使用虫酰肼防治小菜蛾出现抗性后,可以使用多杀菌素和氯虫苯甲酰胺进行替代防治,但不宜用阿维菌素、茚虫威和溴虫腈进行替代防治;利用阿维菌素防治小菜蛾产生抗性后,可以用溴虫腈、氯虫苯甲酰胺和虫酰肼进行替代防治,但不宜用多杀菌素和茚虫威。     

Water quality,agriculture and food safety in China:Current situation,trends, interdependencies,and management

Water quality in China is becoming a severe challenge for agriculture and food safety,and it might also impact health of population via agriculture and food. Thus,it is causing widespread concern. Based on extensive literatures review and data mining,current situation of water pollution in China and its effects on food safety were analyzed. The 2nd National Water Resource Survey in China show that the surface water all over the country was under slight pollution and about 60% of groundwater is polluted. Drinking water quality is basically guaranteed in urban area but it is worrisome in rural areas. In addition,China is the largest consumer of fertilizer and pestici de in the world and the amounts of application still show increasing trends. Fertilizers and pesticides are the most important sources of pollution,which affect human health as persistent organic pollutants and environmental endocrine disruptors. Eutrophication of surface water and nitrate pollution of groundwater are serious threats to drinking water safety. Sewage irrigation is becoming a pollution source to China's water and land because of lacking of effective regulations. Although,with the advance in technology and management level,control of nitrogen and phosphorus emissions and reducing water pollution is still a major challenge for China.     

拟斯卑尔脱山羊草的FISH核型分析

【目的】建立拟斯卑尔脱山羊草的FISH核型,分析明确不同来源拟斯卑尔脱山羊草的FISH核型特点,比较不同拟斯卑尔脱山羊草及其与普通小麦的FISH核型差异。【方法】以荧光标记的寡核苷酸Oligo-pTa535和Oligo-pSc119.2为探针,利用荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)技术分析pTa535和pSc119.2在不同拟斯卑尔脱山羊草、四倍体小麦和普通小麦染色体上的杂交信号分布特点;以禾本科植物着丝粒专化寡核苷酸Oligo-CCS1为探针,明确拟斯卑尔脱山羊草的着丝粒位置,测量拟斯卑尔脱山羊草染色体相关参数;通过FISH核型比较明确不同拟斯卑尔脱山羊草及其与小麦核型的多态性差异。【结果】Oligo-pTa535主要分布在小麦的D和A组染色体上,在小麦的B组染色体上仅有零星分布,在5份拟斯卑尔脱山羊草的染色体中未显示Oligo-pTa535杂交信号。Oligo-pSc119.2杂交信号主要分布在小麦的B组染色体上,在小麦的A、D组染色体中分布较少,但在5份拟斯卑尔脱山羊草染色体上均有广泛分布。根据Oligo-pTa535和Oligo-pSc119.2杂交信号在小麦染色体上的分布特点,可以将小麦的不同染色体相互区分开来。Oligo-pSc119.2杂交信号在不同倍性、不同品种的小麦B组染色体上的分布特点基本相似,而不同来源拟斯卑尔脱山羊草的Oligo-pSc119.2的FISH核型差异较大,甚至在同一细胞内的2条同源染色体上Oligo-pSc119.2杂交信号的分布也具有明显差异。不同来源的拟斯卑尔脱山羊草与小麦B染色体组的FISH核型存在明显差异。PI542238的7对染色体均为中间着丝粒染色体,核型公式为2n=14=14m。其余4份拟斯卑尔脱山羊草的4S染色体均为近中着丝粒染色体,其余染色体均为中间着丝粒染色体,核型公式皆为2n=14=12m+2sm。【结论】拟斯卑尔脱山羊草染色体上含有丰富的与pSc119.2高度同源的重复序列,不含有与pTa535高度同源的重复序列。不同来源的拟斯卑尔脱山羊草之间以及同一来源的拟斯卑尔脱山羊草的个体间甚至同一个体内的同源染色体间在pSc119.2的分布上均具有遗传多样性。以Oligo-pSc119.2为探针建立的拟斯卑尔脱山羊草染色体FISH核型与小麦B组染色体的核型具有显著差异。利用荧光标记的Oligo-pTa535和Oligo-pSc119.2为探针进行FISH分析,可以准确区分拟斯卑尔脱山羊草的不同染色体,并能将拟斯卑尔脱山羊草与小麦的染色体区分开来。     

断根与打顶对番茄嫁接愈合的抑制作用

【目的】断根嫁接苗和打顶双干或多干嫁接苗日益广泛用于番茄栽培,丰产作用显著。了解断根与打顶对番茄嫁接愈合的作用机制,可为番茄嫁接生产提供理论依据。【方法】以‘硬粉8号’为接穗品种,‘砧爱1号’为砧木品种,观测断根和打顶后番茄嫁接愈合进程、成活率和木质部连通性等,同时测定嫁接接合部生长素和细胞分裂素的含量及愈合相关基因的表达。【结果】断根和打顶抑制了嫁接接合部上方木质部分化基因VND7的表达,并显著延迟了木质部的重构。断根显著降低了嫁接后12和72 h接合部玉米素核苷（tZR）和反式玉米素（tZ）的含量,以及嫁接后12 h接合部吲哚-3-乙酸（IAA）,吲哚-3-乙酸甲酯（ME-IAA）和吲哚-3-甲醛（ICAld）的含量;打顶嫁接后12 h接合部IAA和ME-IAA含量显著低于对照和断根处理,下调了嫁接后3和12 h接合部上方和下方韧皮部分化相关基因NEN4表达水平。断根或打顶均下调了嫁接后3—48 h接合部上方细胞分裂相关基因Histone H4和SlcycB1-4的表达水平;断根和打顶同时处理使嫁接接合部IAA和ME-IAA含量显著低于断根处理,使tZR和tZ的含量及木质部连通性显著低于打顶处理。打顶和断根后分别在嫁接接合部施用10 mmol∙L^-1 IAA和10 mmol∙L^-1 6-BA可显著促进嫁接苗木质部的重构。【结论】断根和打顶分别降低接合部细胞分裂素和生长素积累,下调愈合相关基因表达,降低木质部输导能力,进而延缓番茄嫁接愈合进程。     

芦荟多糖抗猪繁殖与呼吸综合征病毒作用试验

在安全浓度的基础上,将芦荟多糖稀释成不同浓度,作用于猪繁殖与呼吸综合征病毒,当病毒对照CPE达到70%～80%后,在酶联免疫检测仪上测定A490nm值,A490nm值越大,表明细胞生长越旺盛,抗感染效果越好。在先加芦荟多糖后接种病毒时,多糖对PRRSV感染有阻断作用,且作用显著;在加芦荟多糖之前先接种病毒,则芦荟多糖对PRRSV的抑制作用不明显;高浓度芦荟多糖对PRRSV具有直接杀灭作用。     

氮素用量对结球甘蓝生长及产量和品质的影响

研究了氮素用量对结球甘蓝生长及产量、品质的影响.结果表明,随着施氮量的增加,结球甘蓝生长势增加,产量增加,但氮素用量过多会导致产量下降.本试验条件下,施氮量为0.6 t/hm2时结球甘蓝产量较高,达85.9 t/hm2,而施氮量为1.05 t/hm2时结球甘蓝产量仅为70.3 t/hm2,前者比后者增产22%,但二者分别比CK增产174.9%、125%.此外,增施氮素可降低结球甘蓝干物质、纤维素、有机酸及可溶性糖含量,还显著提高了硝酸盐含量.