Modulation of plant root traits by nitrogen and phosphate: transporters,long-distance signaling proteins and peptides,and potential artificial traps

As sessile organisms, plants rely on their roots for anchorage and uptake of water and nutrients. Plant root is an organ showing extensive morphological and metabolic plasticity in response to diverse environmental stimuli including nitrogen (N) and phosphorus (P) nutrition/stresses. N and P are two essential macronutrients serving as not only cell structural components but also local and systemic signals triggering root acclimatory responses. Here, we mainly focused on the current advances on root responses to N and P nutrition/stresses regarding transporters as well as long-distance mobile proteins and peptides, which largely represent local and systemic regulators, respectively. Moreover, we exemplified some of the potential pitfalls in experimental design, which has been routinely adopted for decades. These commonly accepted methods may help researchers gain fundamental mechanistic insights into plant intrinsic responses, yet the output might lack strong relevance to the real situation in the context of natural and agricultural ecosystems. On this basis, we further discuss the established—and yet to be validated—improvements in experimental design, aiming at interpreting the data obtained under laboratory conditions in a more practical view.     

利用InDel技术评价甜菜品种的一致性

为了探索InDel分子标记技术在鉴定甜菜品种一致性中的可行性，本研究以8个甜菜品种为试材，每个品种取24个单株，分别提取基因组DNA，利用9对InDel引物对每个甜菜品种的24个单株分别进行InDel-PCR扩增，根据扩增条带分析每个甜菜品种的一致性分布特征。结果表明8个甜菜品种所有位点的平均一致性比率在67.7%~88.1%之间。单一引物在不同品种中表现出的一致性比率具有一定差异。例如，利用ND286引物在品种985和品种1123中检测出的一致性比率为100%，但是在其他品种中检测出的一致性比率分布在46%~63%之间。不同引物在同一品种中表现出的一致性比率可能相同，但其区分出的不一致植株可能相同也可能不同。比如，在平均一致性最好的品种1015中，ND31和ND71引物在24个植株中检测出的一致性比率相同，但ND31引物区分出的差异植株为13、14和15号植株，而ND71引物区分出的差异植株为8、15和21号植株。因此利用单个位点引物对甜菜品种一致性进行鉴定不具有普遍性和科学性，应该综合多个位点的表现进行一致性鉴定，且现阶段甜菜品种一致性鉴定的标准不宜设置过高。     

水肥一体化对山地鲜桑椹商品性状的影响

为探索不同为微地形条件下水肥一体化工程技术对干热河谷区桑园果桑商品性状的影响,以盐边县刚成熟、正成熟和过成熟的鲜桑椹为研究对象,对比坡面雨养区(DN)、沟道两旁雨养区(WN)、坡面（水肥一体化）灌溉施肥区(DF)和沟道两旁（水肥一体化）灌溉施肥区(WF)桑椹的果长、果径、体积、质量、密度、果形指数和糖度的差异。结果表明：（1）灌溉施肥可以影响桑椹结果的物候特征,加速桑椹成熟。（2）灌溉施肥、微地形、灌溉施肥和微地形的交互作用对鲜桑椹的果长、果径、体积和果形指数具有极显著影响。（3）成熟度可以显著影响鲜桑椹的果长、果径和体积,但对鲜桑椹果形指数的影响不显著。 （4）在灌溉施肥条件(DF、WF)下,桑椹的成熟度越高,其密度和质量越高;在DN区,过成熟桑椹的密度和质量显著高于刚成熟和正成熟的桑椹;而在WN区,正成熟桑椹的密度质量显著高于过成熟和刚成熟的桑椹密度。（5）平均糖度最高的为WF区的过成熟桑椹,平均糖度高达18.01%,而最低的为WN区的刚成熟桑椹,平均糖度仅为11.76%。（6）DN区和WN区桑椹的商品性状的差异主要是外形和糖度的差异,WN区的桑椹比DN区糖度低、外形大。（7）WF区桑椹与DF区桑椹的商品性状差异不大。上述结果揭示了水分和养分供给调控桑椹商品性状的内在机制,即水分供应可促进鲜桑椹变大变重,施肥可让鲜桑椹口味更甜。     

两个褐飞虱海藻糖转运蛋白基因的结构及调控海藻糖代谢功能

【目的】海藻糖是昆虫中的主要血糖物质,在昆虫的发育及生理活动中发挥重要功能。其中,海藻糖转运蛋白（Tret）在将海藻糖从其生成组织（例如脂肪体）运输到其消耗组织的过程中起着重要作用。本研究通过分析褐飞虱（Nilaparvata lugens）两条Tret1的序列结构,进一步抑制NlTret1的表达,探讨这两个NlTret1在褐飞虱体内的生物学功能。【方法】以褐飞虱两条Tret1序列为研究对象,利用生物信息学技术分析其蛋白结构以及与其他昆虫之间的同源性。采用RNAi（RNA interference）技术将合成的外源dsRNA（double-stranded RNA）注射到实验室饲养褐飞虱种群体内,抑制其体内NlTret1的表达,分别在注射48 h后取材,抽取总RNA并用反转录试剂盒合成第一链cDNA,采用qRT-PCR（quantitative real-time PCR）技术检测dsNlTret1的干扰效果以及RNAi后褐飞虱体内海藻糖代谢通路中相关基因的表达,最后测定葡萄糖、海藻糖和糖原含量以及海藻糖酶活性。【结果】生物信息学分析表明,NlTret1-like X1和NlTret1-2 X1的开放阅读框长度分别为1 920和1 578 bp,分别编码639和525个氨基酸,预测蛋白分子量分别为69.29和58.71 kD,等电点分别为8.32和8.36;NlTret1-like X1和NlTret1-2 X1的二级结构主要包含螺旋和卷曲;保守结构域分析显示它们均属于MFS家族。进化分析结果显示,不同昆虫的Tret1蛋白具有较高的同源性,且褐飞虱与其他半翅目昆虫具有较近的亲缘关系;与注射dsGFP组相比,注射靶标基因的dsRNA后均能够显著沉默本基因的表达;褐飞虱体内糖原、葡萄糖在注射dsNlTret1-like X1和dsNlTret1-2 X1后,其含量均无显著变化,然而不同于注射dsNlTret1-2 X1组,在注射dsNlTret1-like X1后褐飞虱体内海藻糖含量极显著升高;干扰NlTret1-like X1 48 h后褐飞虱体内TPS1、TPS2、TRE1-1、TRE1-2和TRE2的表达均极显著下调;而干扰NlTret1-2 X1 48 h后褐飞虱体内TPS1、TPS2和TRE1-1的表达虽也极显著下降,但TRE1-2和TRE2极显著上调;在注射dsNlTret1-like X1后,试虫可溶性海藻糖酶和膜结合型海藻糖酶的活性均极显著降低,而在注射dsNlTret1-2 X1后无显著变化。【结论】褐飞虱的两个Tret1在不同组织间发挥着不同的功能,其中NlTret1-like X1在特异性转运海藻糖参与能量供应中起到更为显著的作用。研究结果有助于探索Tret1在昆虫或无脊椎动物中调控海藻糖代谢平衡的调节机制,可为将来通过调控血糖平衡来控制褐飞虱等害虫提供理论依据。     

瑞丽甘蔗产业发展的SWOT分析

瑞丽甘蔗产业发展具有独特的区位优势、气候资源优势、低廉缅籍人工成本等优势,但随着瑞丽国家重点开发开放实验区建设的推进,瑞丽市甘蔗产业出现了产业争地严重、种蔗面积逐年减少、境外种蔗难度大、生产成本持续走高、蔗区投入不足等问题。借助SWOT分析法,分析瑞丽蔗糖产业发展的优势、劣势、机遇与威胁,提出瑞丽甘蔗产业发展的应对措施。     

盐胁迫下宁夏枸杞Na+吸收及Na+/H+转运蛋白与H+-ATPase基因表达的研究

为从分子水平揭示宁夏枸杞钠的吸收积累机理,本试验采用原子吸收分光光度法和实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法,对盐胁迫下宁夏枸杞根中Na⁺、K⁺含量以及质膜和液泡膜Na⁺/H⁺转运蛋白与H⁺-ATPase基因表达水平进行测定分析。结果表明,相同胁迫时间下,随着NaCl处理浓度的增加,枸杞根系中Na⁺浓度总体呈缓慢增加趋势,K⁺含量呈先增加后减少趋势,Na⁺/K⁺比值呈先减少后增加趋势;编码质膜和液泡膜的Na⁺/H⁺转运蛋白基因LbSOS1、LbNHX1以及液泡膜H⁺-ATPase基因LbVHA-C1表达量均呈升高趋势,质膜H⁺-ATPase基因LbHA1表达量呈先升高后降低趋势。相同NaCl处理浓度下,随着胁迫时间的延长,Na⁺含量总体呈增加趋势,K⁺含量呈先增加后减少趋势,Na⁺/K⁺比值呈增加趋势。LbSOS1、LbNHX1表达量总体呈先升高后降低趋势,LbVHA-C1、LbHA1表达量总体呈降低的趋势。相关性分析显示,不同胁迫时间下,枸杞根中LbSOS1、LbNHX1、LbVHA-C1和LbHA1表达量与Na⁺含量存在一定的正相关或负相关。上述结果表明,在低浓度NaCl胁迫时,维持枸杞体内较高的K⁺/Na⁺比值是宁夏枸杞耐盐的主要方式之一,同时也说明在胁迫初期,质膜和液泡膜的Na⁺/H⁺转运蛋白与H⁺-ATPase参与了枸杞细胞中Na⁺及时排出胞外和区隔于液泡,从而保持了根细胞内Na⁺的稳定性。此外,随着胁迫时间的延长和NaCl处理浓度的增加,LbSOS1、LbNHX1、LbVHA-C1和LbHA1的表达水平均降低,而 Na⁺积累量大幅增加,致使枸杞抗盐性降低。本研究揭示了宁夏枸杞的耐盐机理,为利用宁夏枸杞改良宁夏大面积盐碱地提供了理论依据。     

MCT1抑制剂p-CMB对乙酰胆碱诱导的大鼠胰液分泌的影响

采用在体试验方法研究单羧酸转运蛋白第1亚型（monocarboxylate transporter 1,MCT1）抑制剂（p-chloromercuribenzene sulfonate,p-CMB）对乙酰胆碱（acetylcholine,Ach）诱导的大鼠胰液分泌的影响。Spra-gue-Dwley（SD）雄性大鼠,体重180g-210g,分6组,每组5只,试验前禁食24h,自由饮水。动物麻醉后经外科手术后,每隔10min收集一次胰液,采用Lowry法测定胰液蛋白量,Bernfeld法测定胰酶。结果对照组（-p-CMB）和实验组（＋p-CMB）,在注射1、5、10μg／kg的Ach后对胰液分泌量、胰蛋白分泌量以及胰淀粉酶分泌量都呈现增加作用,注射后1h内达到峰值,之后逐渐降低。然而,试验组的胰液分泌各项指标比对照组的显著减少（P〈0．01）。表明MCT1抑制剂p-CMB减弱了Ach增加大鼠胰液分泌的作用。     

Relationship between zinc and zinc transporter expression in breast cancer MCF-7 cells

AIM: To study the changes of zinc transporter gene expression in MCF-7 cell line exposed to ZnCl₂ and TPEN. METHODS: Human breast cancer cell line MCF-7 was exposed to different concentrations of ZnCl₂ (0, 50, 100, 150, 200 μmol/L) and TPEN (0, 5, 10, 15 μmol/L), respectively. Twelve hours later, the cell viability was measured by MTT and levels of zinc transporter mRNA by RT-PCR. Zinquin was used to estimate the intracellular zinc concentrations. RESULTS: MCF-7 cells viability rate was significantly decreased when exposed to ZnCl₂ (with 150 μmol/L and 200 μmol/L) and TPEN. The intracellular zinc concentration was significantly increased when exposed to ZnCl₂ and decreased when exposed to TPEN. ZnT-1 mRNA level was increased along with the increasing concentration of ZnCl₂ but decreased when exposed to TPEN. The expressions of ZIP2 and ZIP10 were increased along with the increasing concentration of TPEN. CONCLUSION: ZnT-1 gene expression is induced by zinc supplement and repressed by zinc deficiency. ZIP2 and ZIP10 gene expressions are induced by zinc deficiency.     

玉米自交系对镰刀菌茎腐病抗性的研究初报

玉米自交系对镰刀菌茎腐病的抗性存在着广泛的遗传变异(gcv=18.37%),并具有较高的遗传力(h~2=84.87%)。随着玉米年龄的增大,髓组织密度与髓组织含糖量间的相关系数的绝对值逐渐增大,在抽雄后19天和28天,正相关性达到了极显著水平。病害发展过程中各时期的髓组织密度对茎腐病级别的总效应和直接效应皆为负值;不同时期的髓组织