大花君子兰叶绿体基因组及其特征

采用Illumina MiSeq测序平台对大花君子兰（Clivia miniata）叶片总DNA进行测序，通过组装获得了其叶绿体基因组（cpDNA）全长序列（158 114 bp）。对其cpDNA注释得到135个基因，包含87个蛋白编码基因、40个tRNA基因和8个rRNA基因。采用生物信息学方法对获得的cpDNA进行简单序列重复（SSR）分析和密码子偏好性分析。结果显示：①大花君子兰cpDNA中共有61个SSR位点，其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重复数分别为38、9、2、8、3和1个，多数SSR分布在基因间隔区；②大花君子兰cpDNA密码子偏爱以A或U（T）结尾，亮氨酸使用频率最高，半胱氨酸使用频率最低。基于24种植物的cpDNA全长和23种植物的叶绿体ycf2基因序列进行系统发育分析，结果显示大花君子兰与石蒜科植物在同一分支，显示最近的亲缘关系，支持大花君子兰属于石蒜科。基于叶绿体ycf2的系统发育分析结果与基于cpDNA全长的系统发育分析研究结果大部分相同，支持ycf2基因可以代替cpDNA全长用于植物系统发育分析。     

Effect of Human Menopausal Gonadotropin,17β-estradiol and Epidermal Growth Factor on the Quality of in vitro Maturation Bovine Oocytes

For optimizing in vitro maturation system of bovine oocytes,we firstly examined the influence of four different hormonal regimes(FSH+LH,HMG,FSH+LH+E₂ and HMG+E₂) on oocyte maturation rates.Then we studied the effects of epidermal growth factor (EGF) in the above defined medium on bovine oocyte maturation,in vitro development and quality of parthenogenetic embryos.The cell apoptotic index of parthenogenetic blastocysts was detected by TUNEL.No significant difference was observed in maturation rates in four groups supplemented with different hormones.However,human menopausal gonadotropin (HMG) provided steady maturation results in replicates.Maturation of oocytes was promoted by supplementation with 17β-estradiol (E₂).Combination of HMG and E₂ gave rise to steady and efficient mature results.The presence of EGF at 30 ng/mL concentration significantly increased maturation rate and blastocyst rate and reduced apoptotic cells in parthenogenetic blastocysts.Therefore,the optimal oocyte maturation solution could be supplemented with 0.075 IU/mL HMG,1 μg/mL E₂ and 30 ng/mL EGF.     

高粱光敏色素A基因的克隆、蛋白结构与长短日照诱导表达模式

光敏色素是一类红光/远红光受体,对植物光形态建成、外部形态和生理功能等方面起着重要的调节作用。为明晰光敏色素A在调控高粱光形态建成发育过程中的作用,本研究比较分析光温敏感程度不同的高粱品种Btx623、Rio、Tx430和LH645的PhyA基因序列和PHYA蛋白的保守结构域,利用qRT-PCR明确长短日照条件处理下PhyA基因的表达模式。结果表明,Btx623、Rio和Tx430之间PhyA基因序列存在非同义突变,LH645在PhyA基因的第7个外显子上插入了5 bp碱基序列;高粱PhyA蛋白中含有1个PAS-2结构域、1个GAF结构域、1个Phytochrome结构域、2个PAS结构域、1个组氨酸激酶A结构域和1个类似组氨酸激酶的ATP激酶结构;遗传进化树分析表明,单子叶和双子叶植物PhyA蛋白明显聚为2大类,高粱PhyA、谷子PhyA和玉米PhyA1、PhyA2聚为一个亚类,相互间亲缘关系较近,与水稻PhyA同源性相对较远;在短日照(SD)条件下各时期PhyA基因转录水平变化显著,Rio PhyA基因转录水平较Btx623和Tx430变化明显,LH645 PhyA基因转录变化不显著,在长日照(LD)条件下Rio PhyA基因转录水平低于Btx623和Tx430,LH645 PhyA基因转录水平变化不显著。以上结果表明,PhyA受光周期诱导,推测其在高粱光形态建成中起重要调控作用。本研究为进一步解析PhyA基因功能及其在调控高粱光形态建成发育过程中的作用提供理论基础。     

光对园艺植物花青素生物合成的调控作用

花青素是植物中一类重要的类黄酮化合物,在植物花朵、果实等器官色泽形成和抗氧化过程中起着重要作用。植物组织中花青素的形成依赖于光信号,但是光信号对花青素生物合成的调控机制及信号网络很大程度上还不清晰。本文简述了花青素生物合成及运转过程的研究进展,简要归纳了MYB、bHLH、WDR三类主要因子对花青素合成的转录调控作用,重点阐释光信号（光强、光质、光照时长）对植物花青素合成的调控作用。研究表明,光环境（光强、光质、光照时长）主要通过不同的光受体（UVR8、CRYs、PHOTs、PHYs）影响光信号通路重要因子COP1的泛素化能力和HY5的稳定性,以及其他光信号转录因子如光敏色素互作因子PIFs的稳定性,进而调控花青素的生物合成过程。这些光信号因子一方面直接结合到调控花青素合成的MYB、bHLH、WDR三大类转录因子上,转录激活或抑制它们的表达进而调控花青素的合成;另一方面,这些光信号因子通过与MYB、bHLH、WDR三大类转录因子蛋白互作,影响它们形成的MBW复合体稳定性,进而调控花青素的合成。此外,这些光信号因子还可以通过不依赖于MBW复合体的通路调控花青素的合成,如HY5通过调控miR858影响花青素的生物合成;另外,一些未知的光响应因子可能以不依赖MBW通路的方式直接或间接地调控花青素合成基因和液泡膜上的运转蛋白,改变液泡酸化,调节花青素的合成。同时,光信号会影响光合电子传递,光合电子传递链中的一些因子也会通过依赖和不依赖MBW的途径影响植物花青素的合成。这些途径如何协调以及哪些信号因子优先受光环境（光强、光质、光照时间）调控?本文为深入研究光信号对花青素生物合成的调控机理提供参考,以探索光调控花青素积累的有效途径及靶标分子,为利用基因工程、代谢工程和光环境调控手段改良园艺植物花青素积累提供理论基础。     

鸡粪及其配施尿素对甜瓜香味物质、酶活性及基因表达的影响

为了探讨鸡粪以及鸡粪与尿素配施对薄皮甜瓜果实香气物质合成及关键酶的影响,以薄皮甜瓜"DX108"为试材,以尿素为氮源的处理作为对照(CK),研究等量氮素条件下,鸡粪及其与尿素配施处理对甜瓜果实香气物质以及相关酶活性变化的影响,并分析了乙醇脱氢酶(ADH)和醇酰基转移酶(AAT)基因的表达水平。结果表明:不同处理对薄皮甜瓜香气物质合成、相关酶活性以及关键酶基因表达的影响存在明显差异;尿素处理促进了甜瓜果实中C6和C9醇醛类化合物的合成,而鸡粪以及鸡粪与尿素配施提高了成熟果实中酯类物质含量和种类,尤其是乙酸酯类含量;鸡粪配施尿素处理提高了花后35 d甜瓜果实中非乙酸酯类物质含量,且是尿素处理花后35 d甜瓜果实中非乙酸酯类物质含量的3.1倍,还检测到了尿素处理果实中没有检测到的特征性酯类物质;鸡粪和鸡粪配施尿素处理提高了花后25～30 d果实中LOX酶、氨基转移酶、ADH酶以及AAT酶活性,降低了花后35 d果实中ADH酶活性,抑制了30 d后果实中CmADH1和ADH2的基因表达,而促进了CmAAT1和CmAAT3基因表达。由此可知,鸡粪以及鸡粪与尿素配施有可能是通过调节果实不同发育期香味物质合成途径中关键酶活性的协调变化以及关键酶基因表达,影响了果实香气物质的合成,尤其是酯类物质的合成。     

鸡粪的施用对薄皮甜瓜果实糖积累及糖代谢相关酶活性的影响

为了探讨鸡粪以及鸡粪与尿素配施对薄皮甜瓜果实糖积累及糖代谢相关酶活性的影响,本试验以薄皮甜瓜DX108为试验材料,以尿素为氮源的处理为对照(CK),研究了相同施氮量条件下,鸡粪与尿素配施(A)以及鸡粪(B)对甜瓜果实葡萄糖、果糖和蔗糖含量的影响,分析了蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS,蔗糖合成与分解方向)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)的活性。结果表明,与CK相比,B、A明显促进了果实中果糖、蔗糖及葡萄糖积累,尤其是显著增加了成熟果实中这3种糖的含量。相关性分析表明,CK的甜瓜果实蔗糖积累与AI活性呈显著负相关,葡萄糖与SPS和SS(蔗糖合成酶)合成方向酶活性呈显著正相关;A和B果实中蔗糖、葡萄糖和果糖积累(除B中葡萄糖积累)与SPS、NI活性呈显著或极显著正相关,与SS分解方向酶活性呈极显著负相关,而A果实中葡萄糖积累与SPS和NI活性呈极显著正相关。综上所述,A和B提高了果实中SPS、NI活性,降低了SS分解方向酶活性,进而促进了糖的积累。本研究结果为有机肥替代化学氮肥在甜瓜生产上的应用提供了理论依据。     

Estimating spatial mean soil water contents of sloping jujube orchards using temporal stability

Estimating spatial mean soil water contents from point-scale measurements is important to improve soil water management in sloping land of semiarid areas. Temporal stability analysis, as a statistical technique to estimate soil water content, is an effective tool in terms of facilitating the upscaling estimation of mean values. The objective of this study was to examine temporal stability of soil water profiles (0–20, 20–40, 40–60 and 0–60 cm) in sloping jujube (Zizyphus jujuba) orchards and to estimate field mean root-zone soil water based on temporal stability analysis in the Yuanzegou catchment of the Chinese Loess Plateau, using soil water observations under both dry and wet soil conditions. The results showed that different time-stable locations were identified for different depths and the temporal stability of soil water content in 20–40 cm was significantly (P < 0.05) weaker than that in other depths. Moreover, these time-stable locations had relatively high clay contents, relatively mild slopes and relatively planar surfaces compared to the corresponding field means. Statistical analysis revealed that the temporal stability of root zone soil water (0–60 cm) was higher in either dry or wet season than that including both, and soil water exhibited very low temporal stability during the transition period from dry to wet. Based on the temporal stability analysis, field mean soil water contents were estimated reasonably (R² from 0.9560 to 0.9873) from the point measurements of these time-stable locations. Since the terrains in this study are typical in the hilly regions of the Loess Plateau, the results presented here should improve soil water management in sloping orchards in the Loess Plateau.     

干旱复水下北京地区刺槐与油松叶绿素荧光特性研究

以北京地区典型落叶阔叶树种刺槐(Robinia pseudoacacia)和常绿针叶树种油松(Pinus tabulaeformis)的3 a生盆栽幼树为研究对象,通过人工控水模拟生长季初期自然干旱和旱后复水事件,分析区域典型树种应对干旱胁迫及旱后修复的叶绿素荧光特性。结果发现：(1)干旱胁迫下刺槐快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)形状发生明显改变。与对照处理相比,干旱胁迫处理下刺槐初始荧光(F_o)、J点(V_J)和I点(V_I)的相对可变荧光强度显著上升12.95%(P<0.05),油松暗适应下最大荧光(F_m)显著降低了24.66%。(2)干旱胁迫处理下刺槐光合系统Ⅱ(PSⅡ)光化学性能参数、PSⅡ反应中心活性参数、能量分配比率均出现显著下降(36.01%～61.73%,P<0.05);而油松幼树则无显著变化。干旱胁迫对刺槐OJIP曲线、PSII受体侧性能等荧光参数的影响程度均显著大于油松(P<0.01)。(3)刺槐在干旱初期显著增加了用于热耗散的量子比率(φ_Do     

“巨峰”葡萄热处理茎尖培养技术研究

以"巨峰"葡萄为试材,经热处理后取其茎尖进行离体培养,通过调整激素的种类和浓度,筛选出了适宜"巨峰"葡萄茎尖分化和生根的培养基;通过对不同移栽基质的研究,筛选出了移栽成活率较高的基质配方。结果表明:38℃热处理时葡萄苗发芽率最高,可达86.67%;以GS为基本培养基,附加BA 0.5mg/L与NAA 0.1mg/L,最适宜于"巨峰"葡萄茎尖分化成苗,分化率可达70.00%;生根培养基以GS+IBA 0.06mg/L的生根率最高。适宜"巨峰"葡萄茎尖组培苗移栽的基质为河沙1份+水苔1份。