非生物胁迫下植物体内活性氧和丙酮醛代谢的研究进展

活性氧（ROS）和丙酮醛（MG）是植物响应非生物胁迫过程中不可或缺的组成部分。低剂量的ROS或MG参与信号交流、种子萌发、植物生长发育及非生物胁迫应答等过程，而过量的ROS或MG具有高反应性和细胞毒性，会导致植物处于氧化胁迫或MG胁迫状态。为了维持植株体内ROS和MG的动态平衡，植物自身进化出了一系列的ROS和MG产生及清除机制。文章归纳总结了植物体内ROS和MG的合成代谢过程、分解代谢过程以及两者合成和分解代谢间的关系，阐明了不同非生物胁迫 （干旱、温度、盐、碱、盐碱和重金属胁迫）条件下植物体内ROS和MG代谢间的调节情况。提出今后应加强植物体内MG的信号作用、乙二醛酶系统响应非生物胁迫的机理以及乙二醛酶系统耐逆基因工程开发的深入研究，以期为非生物胁迫下植物体内ROS和MG代谢机制的深入研究提供借鉴。     

基于GF-6 WFV影像和CSLE模型的山区耕地侵蚀定量评价及特征分析

坡耕地是高原山区水土流失最主要的策源地，其严重的土壤侵蚀已经威胁到山区粮食安全和农业可持续发展。该研究以云南省土壤侵蚀较为严重的文山州为例，在第三次全国国土调查数据、水利普查抽样单元和GF-6 WFV等多源遥感数据基础上，结合随机森林算法快速自动提取梯田，利用CSLE模型对山区耕地土壤侵蚀进行精细定量评估，并以空间自相关分析揭示土壤侵蚀空间分布特征。结果表明：1）文山州耕地空间异质性显著，以广南、西畴、马关一线为界，呈自西向东递减格局；坡耕地占耕地总面积的79.27%，3 963.40 km2耕地未采取水土保持工程措施，占50.21%。2）全区耕地平均侵蚀模数为5 180.72 t/(km2·a)，其中69.99%的耕地遭受轻度及以上侵蚀；耕地总侵蚀量达4 081.50万t，其中未采取保护措施耕地的侵蚀贡献率为79.40%，相比采取保护措施耕地高出约2.85倍。土壤侵蚀对坡度和高程的响应存在差异，具有明显垂直地带性特征，1 000～1 800 m高程带侵蚀情况恶劣，3 073.65万t侵蚀量源于20°以上陡坡，占侵蚀总量的75.30%。3）侵蚀空间聚集特征鲜明，文山州南部和东部为侵蚀高值中心，低值中心见于中西部和北部。利用区域侵蚀因子自动提取产品和空间自相关分析能够快速完成侵蚀精细定量评估，可为区域水土保持资源精准分配和生态环境建设提供参考。     

禹白芷苯丙氨酸解氨酶基因 AdPAL1 的克隆与表达分析

【目的】探究禹白芷中欧前胡素含量与苯丙氨酸解氨酶基因 AdPAL1 表达的相关性，并对 AdPAL1进行克隆和原核表达。【方法】使用高效液相色谱法测定禹白芷快速生长期和收获期根和叶中欧前胡素的含量，并使用实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）方法测定 AdPAL1 基因在同时期根和叶中的表达情况，以观察欧前胡素含量与 AdPAL1 基因表达是否具有相关性。此外，以禹白芷转录组为基础，采用逆转录 PCR（RT-PCR）技术从禹白芷根中克隆 AdPAL1 基因，并在大肠杆菌中进行表达。【结果】禹白芷快速生长期根中的欧前胡素含量远高于叶，而 AdPAL1 基因在根中的表达量也远高于叶。与快速生长期相比，收获期根中欧前胡素含量略有下降，AdPAL1 基因在根中的表达量也同时下降。这些结果表明 AdPAL1 基因表达与欧前胡素含量具有相关性。此外，生物信息学分析显示，禹白芷 AdPAL1 基因（GenBank 登录号：OQ822236）开放阅读框长 1 764 bp，编码 557 个氨基酸，其蛋白相对分子质量为 61.10 kD，等电点为 5.92，且具有苯丙氨酸解氨酶保守结构域（IPR005922， 1~547），属于 PAL 蛋白家族成员。AdPAL1 蛋白定位于细胞质，主要由 α- 螺旋和无规则卷曲构成，与石防风属植物 KpPAL2 蛋白亲缘关系最近，序列相似性高达 99.28%。AdPAL1 基因在大肠杆菌中表达的重组蛋白相对分子质量约为 84.00 kD，与预期蛋白大小一致。【结论】初步确定禹白芷根和叶中欧前胡素含量与 AdPAL1 基因表达相关，并成功克隆 AdPAL1 基因，在大肠杆菌中成功表达。上述结果为进一步研究 AdPAL1 基因在欧前胡素生物合成中的作用机制提供参考。