木质素生物合成及转基因调控研究进展

在制浆造纸过程中,将木材原料中木质素与纤维素分离,不仅能耗高,成本高,而且废弃物还污染环境。利用基因工程技术调控木质素生物合成途径中的关键酶基因的表达可以降低木质素含量或者改变木质素组成成分,从而开发新型植物资源,从源头降低成本,减少污染。介绍了木质素生物合成途径及其基因调控的研究进展, 并对今后的研究进行了展望。     

木质纤维素酶高产菌株的筛选和鉴定

从海南省乐东、三亚和儋州等市县采集的23份土样中粗筛获得186株具有纤维素降解能力的菌株,11株具有木质素降解能力的菌株,经进一步筛选获得纤维素酶高产菌和木质素酶高产菌各2株,编号分别为12—4、3—5、6—1和3—3。在以香蕉茎叶粉为主要基质的培养基中30℃、120r/min振荡培养5d,12—4和3—5分解羧甲基纤维素钠(CMC)的酶活分别达到979U和226U,分解滤纸(FP)的酶活分别为46.4U和15.1U,6—1和3—3的木质素酶活分别为32.8U和16.4U。经初步鉴定,这些菌株分别属于Trichodermasp.,Penicillumsp.,Streptomycesflavus和ChoanephoraCurreysp.,可用于发酵香蕉茎叶生产饲料的进一步研究。      

棉秸秆上3个白腐真菌菌系的产酶能力比较

采用PDA—RB亮蓝平板和PDA—Bavendamm平板对从腐烂棉花秸秆上获得的3个白腐真菌菌系进行显色试验,单菌系与组合菌系同时比较。结果表明：3个菌系都具有产木质素降解酶的能力,且对3种主要酶种锰过氧化物酶（MnP）、木质素过氧化物酶（LiP）和漆酶（Lac）的测定显示,3个菌系相互之间协同作用大于拮抗作用,其中糙皮侧耳菌Z1单菌系及其组合菌系产酶能力均较强。     

石榴籽粒硬度特征及其相关生理指标研究

籽粒硬度是石榴果实品质的重要指标之一,探究石榴籽粒硬度特征及其相关生理指标,旨在为进一步的籽粒硬度形成与调控研究奠定基础。本研究建立了一套用TA.AX质构仪测定石榴籽粒硬度的体系,并对不同品种果实内不同着生部位籽粒的硬度进行了测定,发现果实内籽粒硬度普遍存在着异质性。通过籽粒硬度与木质素、纤维素含量的相关性研究,发现籽粒硬度与其木质素、纤维素含量显著相关,因此认为籽粒木质素、纤维素含量可作为评价石榴籽粒硬度的生理指标。尽管木质素含量可反映石榴籽粒硬度,但不同硬度籽粒的木质素染色后肉眼无法分辨,因此木质素染色法尚不能作为判断石榴籽粒硬度的直观方法。研究结果中籽粒硬度的异质性及籽粒硬度与木质素、纤维素间的相关性结果为后期籽粒硬度相关研究中的取样及代谢机制研究奠定了良好的基础。      

‘砂糖橘’夏梢生长对幼果和离区细胞壁降解酶活性及基因表达的影响

以10年生‘砂糖橘’(Citrus reticulata Blanco)为对象,研究夏梢生长对幼果及果柄离区的细胞壁降解酶活性、相关基因表达及其脱落的影响。结果表明:夏梢萌发6 d后幼果大量脱落,15 d后累积落果率高达79.5%,比同期去梢的增加91.7%。夏梢生长明显促进幼果和离区中纤维素酶(Cx)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的提高,其活性水平与相对落果率均达显著正相关。果胶(甲)酯酶(PME)、β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性不受夏梢生长所影响。基因表达结果显示,夏梢生长促进CsPG、Csβ-Gal和Cs Cx的表达上调,6 d时出现表达峰值,而CsPME的表达不受夏梢影响。综合认为‘砂糖橘’夏梢生长诱导幼果脱离过程中,Cx、PG是参与脱落调控的细胞壁降解关键酶。     

玉米秸秆的酶法降解机理研究

玉米秸秆是一种廉价的可再生资源。简要地介绍了玉米秸秆的化学组成与结构,阐述了纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶的酶系组成及产生菌株,酶法降解机理和应用。     

4PU－30延缓杂交水稻叶片衰老的生理基础

以汕优63连体和离体叶片为材料,研究了4PU-30对水稻叶片衰老进程及叶片内蛋白质、核酸含量和相关酶活力的调控效应。4PU-30能显著地延缓水稻叶片衰老,保绿效果明显。叶片中蛋白质和核酸含量及相关酶活力的变化表明,4PU-30控制叶片衰老过程中蛋白质水解酶和核糖核酸酶比活上升,减缓蛋白质和核酸的降解,是其延缓杂交水稻叶片衰老的主要生理基础之一。     

碱蓬转录组分析及油脂合成相关基因表达模式

碱蓬（Suaeda salsa）籽粒具有较高的含油量及丰富的不饱和脂肪酸,作为潜在的特种油料作物具有极高的开发和利用价值。为了全面研究碱蓬中油脂合成相关基因的构成及表达模式,本文利用Illumina HiSeq 2000高通量测序平台对碱蓬根、叶和发育期种子进行转录组检测和分析,筛选碱蓬发育期种子和叶片转录组中参与油脂合成途径的关键脂类基因,并对其差异表达模式进行了比较分析。本研究测序共计产出106 647条Unigenes,通过与各蛋白数据库比对,其中76 755条Unigenes成功获得了功能注释。共有45个Unigenes编码参与脂肪酸（FA）合成的关键酶,其中25个Unigenes在发育期种子中上调表达;多个编码ACCase、KASⅢ和EAR等的Unigenes上调表达;且7个编码酰基载体蛋白去饱和酶（SAD）的Unigenes中有5个在发育期种子中显著上调,可能与碱蓬油脂中不饱和脂肪酸的生成相关。共有30个Unigenes编码参与三酰甘油（TAG）合成的关键酶,其中16个Unigenes在发育期种子中上调表达,包括多个编码GPAT和DGAT的Unigenes。本研究对解析碱蓬脂类代谢途径的调控模式及发掘参与碱蓬油脂合成的关键基因具有重要的意义和参考价值。     

植物种子油脂积累的转录调控及在大豆中的研究进展

植物种子是油脂的主要来源之一,种子中的油脂主要在其发育过程中积累。油脂的积累除受脂肪酸合成途径中多种酶的活性、特异性和稳定性的影响,更受到转录前、转录和转录后水平的调控。众多相关基因参与此过程,形成一系列基因网络调控了下游油脂合成基因的表达。文章综述了转录因子对油脂积累的调控、DNA甲基化和组蛋白修饰相关基因在种子发育和油脂积累中的作用以及小RNA调控种子发育的分子机理,并介绍了大豆油脂积累调控机制的研究进展。     

核盘菌诱导后向日葵防卫及激素信号传导相关基因差异表达分析

为探讨向日葵抗菌核病分子机制，在已构建的核盘菌诱导向日葵转录组差异表达基因分析基础上，筛选了8个向日葵防卫相关基因和水杨酸（SA）、茉莉（JA）及茉莉酸-乙烯（JA/ET）信号途径中的关键调控基因进行了qRT-PCR诱导表达分析。结果表明，当核盘菌侵染向日葵时，向日葵防御酶基因表达量与对照相比均有显著的变化，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和谷胱甘肽-S转移酶（GST）基因在6h表达量分别为对照25.02、22.34和26.25倍；苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化氢酶（CAT）和查尔酮合成酶（CHS）基因也上调表达，表达量在12h均达到最高，分别为对照的23.89、24.23和24.89倍；β-1，3-葡聚糖酶（GLU）基因在0～6h下调表达，之后又迅速升高，24h表达量达到最高，为对照的23.66倍；几丁质酶（CHI）基因先是下调表达，12h后开始上调表达，36h时表达量达到最高，为对照的22.13倍。SA、JA及JA/ET信号途径中的调控基因与未经诱导的相比均有明显的转录水平变化，而且JA/ET途径“节”点基因PDF1.2和SA-JA“节”点基因NPR1、MPK4和EDS1也明显上调表达。研究结果表明核盘菌诱导激发了向日葵多种抗病信号传导途径及防御反应，暗示向日葵对核盘菌侵染响应的分子机制受到多基因网络系统的调控。     

低温贮藏对琯溪蜜柚汁胞粒化与木质素代谢的影响

以琯溪蜜柚果实为材料,分别在1、4、7 ℃和室温下贮藏琯溪蜜柚果实,探讨贮藏温度对汁胞粒化、木质素含量以及汁胞木质素代谢相关酶活性的影响。结果表明：木质素合成相关酶的活性在整个贮藏过程中逐渐升高,汁胞粒化指数和木质素含量也均随着贮藏时间的延长而增高;在4、7 ℃下贮藏时,汁胞木质素含量、粒化指数以及木质素合成相关酶PAL、CAD、PPO和POD的活性均显著低于室温和1 ℃;在不同的贮藏温度下,琯溪蜜柚汁胞粒化程度与汁胞中木质素含量均呈正相关的关系。因此,1 ℃的低温不适宜琯溪蜜柚的贮藏,而4~7 ℃较适宜琯溪蜜柚的贮藏。     

麻类生物脱胶与生物制浆酶系

本文对麻类生物脱胶与生物制浆的三类主要酶类,即果胶酶、半纤维素酶(甘露聚糖酶、木聚糖酶)和木质素降解酶进行了比较全面的总结,对其应用前景也进行了评论。     

野生灵芝与栽培灵芝主要成分和功效的比较分析

概述灵芝资源的分类地位、生态分布及开发利用现状,并引用相关数据对野生灵芝和栽培灵芝的主要活性成分和药理作用进行比较分析。结果表明：不同产地的野生灵芝活性成分差异较大,而栽培灵芝的活性成分以及含量则由品种和栽培条件决定;野生灵芝与栽培灵芝都有较强的促进巨噬细胞吞噬功能,且作用效果无显著差异;野生灵芝和栽培灵芝均具有较好的抗应激、抗疲劳作用,栽培灵芝在镇静作用上比野生灵芝的稍强。分析认为,通过改进栽培技术可提高栽培灵芝的某些成分和功效,并优于野生灵芝,这将为灵芝的栽培及野生灵芝资源的保护开发提供科学依据,并科学引导人们以栽培灵芝代替野生灵芝作为临床用药。     

Effects of Nitrogen Fertilizer and Planting Density on the Lignin Synthesis in the Culm in Relation to Lodging Resistance of Buckwheat

Abstract

Lodging is an important constraint limiting buckwheat yield and quality by bending or breaking culm on buckwheat production worldwide. This study was conducted with Ningqiao 01, a moderate lodging resistance cultivar of buckwheat, to determine whether lignin synthesis and lodging resistance of buckwheat are affected by nitrogen fertilizer and planting density. The results showed that the lignin content at the bottom of the 2nd internode was significantly and negatively correlated with lodging index and lodging percentage, but significantly and positively correlated with snapping resistance. The snapping resistance rose and then fell with the increase of nitrogen fertilizer. The snapping resistance decreased with the increase of planting density. The lodging index increased with the increase of nitrogen fertilizer and planting density. The lignin content and its related enzymes activities decreased with the increase of nitrogen fertilizer and planting density. These results suggested that the lignin content is closely related to the lodging resistance of buckwheat, and a higher lignin content could strengthen the lodging resistance of buckwheat. The increase of nitrogen fertilizer and planting density significantly increased the risk of lodging by decreasing the lignin content and its related enzymes activities at the bottom of the 2nd internode.     

大豆套种灵芝绿色循环周年生产模式研究

[目的]探索一套大豆套种灵芝绿色循环周年生产模式,促进灵芝产业发展.[方法]利用自然温度,当年生产灵芝菌袋,并在菇房出菇一潮后将菌袋埋入田中;第2年套种大豆,利用大豆田的土地资源及光、温、湿、气等有利条件进行出菇;大豆收获后秸秆再利用,灵芝收获后菌渣还田成有机肥.[结果]大豆和灵芝套种干灵芝比对照不套种平均增产7.97...     

灵芝免疫调节蛋白基因的克隆和分析

采用同源克隆方法,分别以6个灵芝品种和1个云芝品种的基因组DNA为模板,进行灵芝免疫调节蛋白基因的PCR扩增。扩增产物克隆进T-载体后,进行DNA测序和BLASTn序列分析。结果表明,从赤芝、紫芝、韩芝和甜芝4个菌株中克隆到的PCR扩增片段,含有灵芝免疫调节蛋白基因编码区全长,顺次编号为gimp01,gimp02,gimp03,gimp04。它们已经在国际GeneBank中登记注册,注册号:AY449802,AY449805,AY449804,AY449803。     

橡胶林下鹿角灵芝栽培试验

在老龄胶园林下进行鹿角灵芝的棚栽试验,结果表明：鹿角灵芝菌丝生长状况良好,成活率为95.3 %-98.1 %,鹿角灵芝的子实体也能充分发育;单袋鹿角灵芝鲜重41.71-92.4 g,干重29.6-48.2 g。鹿角灵芝适宜在橡胶人工林下做棚栽种植。     

橡胶灵芝菌（Ganoderma pseudoferreum）DNA 条形码检测 筛选

选用 10 对 DNA 条形码标准序列 ITS、COI、nrDNA-LSU、nrDNA-SSU 和 trnL DNA 对海南和云南红根病区 分离的 21 个橡胶灵芝菌进行检测。除 COI 和 trnL DNA 外，其他 8 对引物均扩增得到 PCR 产物，产物大小范围为 268~1 355bp，种内相似度为 98.05%~99.54%。分别将扩增得到的序列与 GenBank 公布上的 Ganoderma 属和常见真 菌属序列，共 77 个 ITS、74 个 nrDNA-LSU 和 74 个 nrDNA-SSU 序列进行系统进化树构建与分析。结果表明：nrDNA-LSU 序列和 nrDNA-SSU 序列种间差异较小，不能准确区分 Ganoderma 属及其他属；5 对 ITS 序列均能区分 Ganoderma 属，但仅 ITS1/ITS4 序列能将 Ganoderma 属下 16 个种归入不同分支。ITS1/ITS4 序列表现出适宜的种内与种间差异， 适宜作为 G. pseudoferreum 的 DNA 条形码。