西瓜ClPDF2.1蛋白的原核表达及其对香蕉枯萎病菌的抑制活性测定

尖孢镰刀菌古巴专化型侵染香蕉引起的香蕉枯萎病严重危害中国香蕉产业。植物防卫素是一类小的富含半胱氨酸的抗真菌蛋白。本研究旨在了解西瓜（Citrullus lanatus）防卫素蛋白ClPDF2.1对香蕉枯萎病菌的抑制活性。提取西瓜RNA后反转录为cDNA,以西瓜cDNA为模板,克隆ClPDF2.1基因,将测序正确的ClPDF2.1连接到载体pGEX-6P-1,随后转化Trans BL21(DE3)pLysS,IPTG 诱导GST-ClPDF2.1融合蛋白表达16 h后,经SDS-PAGE电泳及Western blot鉴定GST-ClPDF2.1融合蛋白的表达,进行GST-ClPDF2.1融合蛋白体外抑制香蕉枯萎病菌生长的功能初探。本研究为进一步培育转基因香蕉抗病品种奠定基础。     

Changes in wind activity from 1957 to 2011 and their possible influence on aeolian desertification in northern China

Wind activity is proved to have significant impacts on aeolian desertification. Clarifying the fluctuations and change trend of wind velocity is important for understanding their influence on aeolian desertification. In this study, we used a dataset of wind velocities collected from 93 meteorological stations across northern China from 1957 to 2011 to analyze the changes in wind activity during this period. We tested the monotonic and step(abrupt) trends for annual and seasonal data of mean wind velocity by using Mann-Kendall and Mann-Whitney tests, respectively. The results indicated that the annual mean wind velocity decreased by 0.83 m/s from 1957 to 2011. The decreasing trends were also significant(P<0.01) for each season. The magnitude of the decrease was smallest in the east of northern China and largest in the west of northern China, and the most remarkable decrease occurred in the northwest of northern China. Abrupt decreases in annual and seasonal mean wind velocities occurred in the mid-1980 s, which was consistent with the changes in aeolian desertification since the mid-1980 s in northern China. As revealed by our study, although both modern aeolian desertification and ecosystem rehabilitation are affected by human activities to some extent, they are also likely to be strongly controlled by climate change, especially by wind activity.     

叶尔羌高原鳅低温下耗氧率和窒息点的研究

试验采用流水呼吸室法和静水呼吸室法测定了叶尔羌高原鳅在低温6.5~7.5℃条件下的耗氧率和窒息点。结果表明,叶尔羌高原鳅耗氧率具有昼夜节律性,耗氧高峰在5:00左右,低谷在15:00左右,其耗氧率和窒息点随体重的增加而增加,随水温的升高而增大。叶尔羌高原鳅适应低温能力较强,适宜生长温度6~29℃,最佳生长温度8~15℃。     

里氏木霉产纤维素酶的研究及其应用进展

有机碳是加快驱动氮循环的最主要物质之一,协助降解养殖水环境中的有毒氮污染,是维护养殖水环境的重要物质。地球上分布最广、蕴藏量最丰富的可再生资源之一是纤维素,而纤维素酶能降解纤维素的β-14-葡萄糖苷键以生成葡萄糖或其他可溶性糖,可以作为水产养殖所用的有机碳。研究表明,里氏木霉（Trichoderma reesei）所分泌的纤维素酶具有产酶量高、稳定性好、适应性强等优点,是目前应用最为广泛的纤维素酶。文章综述了里氏木霉所产纤维素酶的结构、组分及酶活机制,介绍了里氏木霉菌种人工选育及基因工程改造等研究,展望了纤维素酶在食品、纺织、饲料、农业等多种行业的应用。     

西藏纳木错高寒草原、高寒草甸和沼泽化草甸主要温室气体通量对比研究

青藏高原高寒草地占我国天然草地的40%,研究其温室气体源汇强度及驱动因子具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法,在西藏纳木错地区开展高寒草原、高寒草甸和沼泽化草甸的生态系统呼吸、CH₄和N₂O通量观测,生长季内的观测表明：高寒草原和高寒草甸生态系统呼吸分别为（283.7±14.4） mg·m^-2·h^-1和（275.7±20.6） mg·m^-2·h^-1,低于有机质丰富的沼泽化草甸,为（591.6±53.2） mg·m^-2·h^-1。高寒草原和高寒草甸均是CH₄的汇,其生长季均值分别为（-84.9±7.6） μg·m^-2·h^-1和（-39.2±4.6） μg·m^-2·h^-1;而沼泽化草甸是CH₄的源其均值为（149.2±34.2） μg·m^-2·h^-1。高寒草原、高寒草甸和沼泽化草甸均为N₂O的源,生长季排放量分别为（7.3±2.8）,（3.0±1.1）和（2.2±4.3） μg·m^-2·h^-1。土壤水分总体控制着高寒草地CH₄通量的时空变化,在土壤水分含量约大于30%的沼泽化草甸表现为CH₄的排放源,而在土壤水分含量低于30%的高寒草原和草甸表现为CH₄的汇;生长季水分含量越高,对CH₄的吸收越弱。     

Molecular cloning and characterization of the cinnamate 4‐hydroxylase gene from Eupatorium adenophorum

Cinnamate‐4‐hydroxylase (CA4H), a cytochrome P450‐dependent monooxygenase, plays crucial roles in phenylpropanoid metabolism and plant defense. Previously, the authors showed that the expression of CA4H was induced in response to an allelopathic substance in Eupatorium adenophorum. Here, the full‐length cDNA of EaCA4H was cloned by using rapid amplification of cDNA ends. The 1518 bp open reading frame of EaCA4H was deduced to encode a protein of 505 amino acid residues. Like other CA4H proteins, the predicted EaCA4H polypeptides contained conserved domains of cytochrome P450. A Southern blot analysis indicated that at least five copies of EaCA4H exists in the genome of E. adenophorum. Subcellular localization revealed nuclear‐localized EaCA4H–green fluorescent protein fusion protein in onion epidermal cells. Heterologous silencing of endogenous CA4H in tobacco by a conserved EaCA4H fragment resulted in reduced expressions of key enzymatic genes and the production of downstream flavonoids in the phenylpropanoid pathway. Intriguingly, similar effects were observed in transgenic tobacco plants overexpressing EaCA4H. Altogether, the results indicate that the disturbed expression of CA4H in plants leads to relatively low expression levels of key enzymatic genes and the accumulation of the flavonoids that are involved in phenylpropanoid metabolism.     

水牛Oct4、Nanog基因的克隆及其在水牛胎儿成纤维细胞中的表达

【目的】转录因子Oct4、Nanog是调节干细胞多能性相关的转录因子,在干细胞的分化和胚胎发育中有重要作用。本研究旨在克隆水牛Oct4和Nanog基因、分析基因序列和蛋白结构、构建逆转录表达载体,并在水牛体细胞中表达,为进一步研究其在水牛早期胚胎发育中的作用,以及为建立水牛胚胎干细胞系和诱导多能干细胞系（iPSC）奠定基础。【方法】分别从水牛生殖嵴和体细胞中提取RNA和DNA,将RNA反转录成第1链cDNA,参照牛基因序列（Oct4：NM_174580,Nanog：NM_001025344）设计特异性引物,采用RT-PCR和PCR分别扩增Oct4和Nanog的编码区序列（the coding sequences,CDS）和DNA全长序列,其中Oct4全长DNA分3段扩增,Nanog全长DNA分2段扩增;利用生物在线分析软件对水牛Oct4和Nanog进行蛋白质结构预测和同源性比对;采用EcoRⅠ、XholⅠ和XholⅠ、NotⅠ双酶切,T4连接酶,将Oct4和Nanog的CDS连接到逆转录病毒载体pMX上,构建逆转录表达载体pMX-Oct4和pMX-Nanog;采用组织块法培养水牛胎儿成纤维细胞（buffalo fetal fibroblasts,BFFs）,逆转录表达系统经过病毒包装后产生的病毒上清液感染BFFs,感染12-15h后,继续培养48 h;通过RT-PCR和免疫荧光技术检测转基因在BFFs中的表达情况。【结果】Oct4 CDS全长1 083 bp,编码361个氨基酸,DNA全长4 509 bp,包括5个外显子和4个内含子;Nanog CDS全长903 bp,编码301个氨基酸,DNA全长4 473 bp,包括4个外显子和3个内含子;将Oct4和Nanog基因序列提交到GenBank,分配的基因登录号分别为JN991003和JN991004;Oct4氨基酸序列与牛、猪、人和鼠相应氨基酸的同源性分别为98%、96%、91%和81%,Nanog氨基酸序列与牛、猪、人和鼠相应氨基酸的同源性分别为90%、81%、69%和47%;Oct4和Nanog蛋白结构与小鼠相应蛋白的结构相似,分别含有本家族特有的POU结构域和HOX同源结构域;成功构建表达Oct4和Nanog的逆转录病毒载体pMX-Oct4和pMX-Nanog;逆转录病毒系统pMX介导的Oct4和Nanog基因能转入BFFs中,在mRNA水平和蛋白水平都表达,阴性对照中不表达。【结论】分别克隆了水牛Oct4和Nanog的DNA序列全长和CDS,其基因序列和氨基酸序列在物种间高度保守;逆转录病毒转基因方法将Oct4和Nanog基因成功地转入BFFs并表达。逆转录病毒系统介导目的基因表达的转基因方法可以应用于水牛转基因研究和水牛iPSC生产。     

岱海表层沉积物中影响氨氮释放的模拟研究

以北方半干旱地区典型内陆封闭湖泊岱海为研究对象,采用室内模拟实验方法,开展了温度、pH、溶解氧及水生植物对湖泊沉积物中NH4^＋—N释放的影响研究。结果表明,温度升高,中性条件,厌氧条件均有利于NF4^＋-N的释放。狐尾藻对上覆水NH4^＋-N含量的有效控制作用是其抑制底泥释放、同化吸收作用和增强上覆水氧化条件等综合作用的结果,植物修复是控制湖泊富营养化水平的有效措施。     

冬季秸秆还田和土地管理对水稻生长期CH4排放的影响

利用田间试验研究了冬季3种土地管理方式下（种麦、休闲和淹水）秸秆施用（4800kg·hm^-2和0）对后续稻季CH。排放的影响。结果表明,休闲混施和休闲不施处理CH4平均排放通量显著高于种麦混施和种麦不施处理（P〈0．05）,但显著低于淹水混施和淹水不施处理（P〈0．05）;淹水混施处理CH4平均排放通量显著高于淹水不施处理（P〈0．05）,而休闲混施和休闲不施处理、种麦混施和种麦不施处理间无显著差异（P〉0．05）。水稻生长期CH4排放通量与5、10cm处土温呈极显著正相关（P〈0．01）,而与土壤肌无显著相关性（p〉0．05）。改冬季淹水和休闲稻田为种植小麦或在水稻移栽前对休闲稻田实施除草措施能显著减少稻田CH4排放量,是一种既增加农作物产量又能达到减少温室气体CH4排放的农业措施,具有很大的应用推广价值。     

小麦生理型雄性不育花药中能量相关基因的表达

为揭示小麦(Triticum aestivum L.)生理型雄性不育机理,以化学杂交剂SQ-1为诱导剂,构建了普通小麦西农1376不育和可育生理系,用RT-PCR技术分析了3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)和NFUDP4基因在不同发育时期的不育和可育花药中的表达差异.结果表明,与同期对照相比,GAPDH和NFUDP4基因在不育花药单核期到三核期均下调表达,其中在大量花粉粒败育的单核期,GAPDH下调表达尤为显著.因此,小麦生理型雄性不育花药败育过程中,一方面由于GAPDH基因表达受抑制,使糖酵解受阻导致能量供应不足;另一方面,NFUDP4基因下调表达,可能引起线粒体某一Fe-S族蛋白装配需要的分子骨架减少而使其数量不足,从而可能引起Fe-S族蛋白参与的生化反应减弱,如呼吸链电子传递受阻引起能量供应不足,与小麦生理型雄性不育具有一定关系.