抗除草剂棉花GV-2的分子特征和遗传稳定性分析

分子特征和遗传稳定性是我国转基因植物安全评价流程所需考察的重要数据。利用基因组测序技术对抗除草剂棉花GV-2的T-DNA插入位点、拷贝数及侧翼序列进行解析,并采用实时荧光定量PCR(quantitative real time polymerase chain reaction,qRT-PCR)、Southern杂交、胶体金试纸及ELISA(enzyme linked immunosorbent assay)方法对连续3代(T₃～T₅)GV-2转化体中目的基因的表达的稳定性进行验证。结果表明,转化体GV-2中T-DNA以单拷贝形式插入到陆地棉A06染色体2 092 124～2 092 194 bp之间,造成棉花基因组中70 bp DNA的缺失。转化体特异性PCR及Sanger测序结果进一步验证了插入位点的正确性。此外,目的基因及其表达蛋白在不同世代转化体中均可稳定遗传,为转基因棉花GV-2转化体的安全评价提供了有效的支撑。     

胶网藻1A10营养成分及羟基自由基清除能力研究

为更好地开发胶网藻(Dictyosphaerium sp.1A10)在食品及饲料方面的潜力,以胶网藻(Dictyosphaerium sp.1A10)为实验对象,分析了其营养成分和羟基自由基清除能力。结果显示:藻粉中含有丰富的多糖、油脂、灰分、粗纤维、蛋白质,分别占藻粉干重的19.15%、24.56%、12.43%、12.31%和18.55%,其能量为371 kcal;藻粉中含有较高的亚油酸和亚麻酸,质量分数分别为油脂的15.3%和8.5%;藻粉含18种氨基酸,含量为10.16%,其中8种必需氨基酸占3.2%,且氨基酸的比值系数分(SRCAA)较高;藻粉中还含有7种维生素,其中VB1、VB3、VB6、VA和VE的含量较高,分别为2.15 mg/100 g、6.25 mg/100 g、1.31 mg/100g、2.37 mg/100 g和5.28 mg/100 g;藻粉中矿物元素镁、钙、铁、钾含量较高,分别为3 517.26 mg/kg、813.27mg/kg、301.78 mg/kg和9 426.87 mg/kg。采用电子顺磁共振技术检测到胶网藻1A10对羟基自由基有较强的清除作用,自由基清除率达62.62%。胶网藻1A10具有开发成为食品和饲料的潜力。     

基于CLM4.5土壤风蚀模型的河北省土壤释尘量模拟

为了定量评价大气污染物中由于土壤风蚀而形成的PM_(10)释放量,基于美国大气研究中心的CLM4.5土壤风蚀模型,运用遥感数据、地面气象监测数据、陆面数据同化系统数据和陆表特征参量产品数据,建立土壤风蚀释尘量的参数体系,模拟2013年河北省的土壤风蚀粉尘中PM_(10)的释尘量。结果表明:2013年河北省PM_(10)的年释尘通量为1.02 t/hm~2,其中,3月份释尘通量最高,为0.28 t/hm~2,占全年释尘量的27.6%,7月份释尘通量最低,仅占全年的0.2%。春季的释尘通量最高,为0.55 t/hm~2,冬季次之,为0.28 t/hm~2,秋季再次之,为0.18 t/hm~2,夏季的释尘通量最低,为0.015 t/hm~2,呈现明显的春高夏低的季节性变化规律。全省土壤风蚀尘中PM_(10)释尘量区域分布差异明显,释尘量最大的区域是沧州滨海平原和坝上高原,其次是冀东滨海平原和冀西北间山盆地。     

苹果紫色酸性磷酸酶相关基因MdPAP10的克隆及功能鉴定

【目的】克隆苹果紫色酸性磷酸酶相关基因MdPAP10,研究其组织表达模式和低磷响应,并进一步研究MdPAP10在低磷条件下的功能,为深入研究MdPAP10在果树中参与紫色酸性磷酸酶分泌和影响磷吸收的分子机理奠定基础。【方法】本研究以‘嘎啦’苹果（Malus×domestica‘Royal Gala’）为试材,利用同源序列比对和PCR技术,克隆苹果紫色酸性磷酸酶相关基因MdPAP10。通过NCBI分析MdPAP10的蛋白质结构并获得白梨、桃和草莓等10个物种的PAP10氨基酸序列,利用MEGA5.0构建系统进化树。利用qRT-PCR检测MdPAP10在苹果不同组织的表达情况和对低磷胁迫的响应特性。将MdPAP10连接到植物过表达载体pBI121,转化LBA4404农杆菌,用于侵染苹果愈伤组织。通过在抗性培养基上筛选和PCR鉴定,获得MdPAP10转基因愈伤组织。在低磷培养基上培养MdPAP10转基因愈伤组织检测其酸性磷酸酶积累情况以及对低磷胁迫的耐受性和磷含量。最后利用qRT-PCR检测MdPAP10转基因愈伤组织中磷相关基因的表达量。【结果】克隆获得苹果紫色酸性磷酸酶基因MdPAP10（基因序列号：MDP0000272096）,开放阅读框为1 332 bp,编码含有443个氨基酸的蛋白。蛋白质结构分析显示,MdPAP10包含一个信号肽和一个磷酸酶结构域。基因结构分析显示,MdPAP10含有5个外显子和4个内含子。进化树分析显示,苹果MdPAP10与白梨PbPAP10同源性最高,亲缘关系最近。表达分析显示,MdPAP10在根、茎、叶、花、果中均有表达,并且在根中的表达量最高。MdPAP10对低磷条件有明显响应,在根中表达量逐渐升高,在6 h达到最大后逐渐下降;在叶中的表达量始终低于对照组。MdPAP10转基因愈伤组织在低磷条件下能够明显促进酸性磷酸酶的分泌。在低磷条件下培养转基因愈伤组织20 d发现过表达MdPAP10提高了愈伤组织对低磷胁迫的耐受性,并且提高了对磷的吸收。qRT-PCR结果显示,过表达MdPAP10能够明显促进苹果磷相关基因的表达。【结论】MdPAP10能够对低磷胁迫有明显响应,在低磷条件下能够促进磷吸收和酸性磷酸酶的分泌。MdPAP10在响应低磷胁迫过程中发挥着重要的正调控作用。     

MdMYB10对苹果果皮苯丙氨酸代谢的影响

MdMYB10对苹果果皮花青苷合成起重要作用,但对苯丙氨酸代谢途径中其他酚类物质合成是否起作用尚不清楚。从‘粉红女士’苹果（Malus ? domestica‘Pink Lady’）果皮中克隆了MdMYB10,分别构建其过表达载体pCAMBIA2301-MdMYB10和沉默载体pTRV2-MdMYB10,在套袋苹果果皮下注射农杆菌诱导MdMYB10过表达和沉默,分析MdMYB10对解袋后苹果果皮苯丙氨酸代谢的影响。结果表明,在过表达MdMYB10的果皮组织中,MdMYB10表达量上调了19.62倍,MdPAL、MdCHS、MdF3H、MdDFR、MdANS、MdUFGT、MdFLS、MdANR均有不同程度的上调,只有MdLAR无显著变化;沉默MdMYB10的果皮组织中,MdMYB10表达量降低了87%;MdCHS、MdF3H、MdDFR、MdANS和MdUFGT均有不同程度的下调,其中MdANS和MdUFGT下调最多,分别下调83%和82%。在过表达MdMYB10的果皮中,花青苷含量升高了3.05倍,槲皮素–3–O–半乳糖苷、表儿茶素、原花青素B2、绿原酸、对香豆酸含量均有不同程度升高,根皮苷含量无明显变化;在沉默MdMYB10的果皮中,花青苷含量降低了83%,槲皮素–3–O–半乳糖苷和表儿茶素含量分别降低58%和52%,原花青素B2、根皮苷含量无明显变化,而绿原酸含量升高了24%,对香豆酸含量升高了21%。可见,MdMYB10不仅调控苹果果皮中花青苷合成,同时还调控苯丙氨酸代谢中绿原酸、对香豆酸、槲皮素–3–O–半乳糖苷、表儿茶素和原花青素B2等物质的合成,但对根皮苷的形成作用不明显。     

道路植被结构对大气可吸入颗粒物扩散影响的模拟与验证

为了研究道路植被结构对城市内可吸入颗粒物（简称PM10）扩散的影响,该文设计不同道路绿化布局模式,在夏季和冬季不同的风向条件下,利用三维微气候模型（ENVI-met模型）模拟大气颗粒物扩散的规律;另外,该文选择百子湾路、林大北路、交道口东大街、东直门北小街、农展馆南路6条不同绿化布局的道路作为北京市街区道路的典型案例,监测夏季和冬季不同绿化布局道路的可吸入颗粒物浓度,并与ENVI-met模型模拟结果进行对比。结果表明：在高宽比一定的情况下,乔灌草的布局方式对PM10浓度降低作用最明显,其次是乔灌组合方式,乔木对降低PM10浓度的作用较弱,灌木对降低PM10浓度的作用最弱;在植被布局相同的情况下,街道高宽比值越小,PM10浓度降低的越明显。实测和模拟结果对比发现：两者相对误差分布在10%以下的占全部的71%,相对误差分布在10%至20%占全部的22%,相对误差分布在20%以上的仅占全部的7%;模拟值和实测值拟合的决定系数R2为0.9894,RMSE为8.399 μg/m3,说明模拟结果精度较高,因此ENVI-met模型能够合理模拟道路植被结构对大气颗粒物扩散的影响,对PM10浓度降低作用角度考虑乔灌草的布局方式最优。     

控释氮肥运筹对丰油10号光合性能及产量的影响

氮素运筹是调控作物生长及光合生产率的重要手段。以丰油10号为研究对象,探讨不同氮肥及其施用量对油菜叶绿素含量、叶面积指数、光合参数及农艺性状和产量的影响,探索简化高效的施肥量和施肥方式。结果表明,随着氮肥施用量的增加,蕾薹期和花期的叶绿素SPAD值和叶面积指数均有所增加,花期的叶绿素SPAD值明显高于对照N0。而与光合作用相关的4个参数净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO₂浓度（Ci）在蕾薹期受氮肥施用量影响较显著,花期差异不显著。当采用尿素分次施用纯氮量达到240kg/hm ²（U16）时,可显著增加株高、一次分枝数、一次分枝角果数和单株角果数,此时产量最高,为2 929.33kg/hm ²。当采用缓释氮肥一次性基施纯氮量达到180kg/hm ²（CRU12）时,产量较高,为2 696.17kg/hm ²,与分次施用不同量尿素处理的产量差异均不显著,省时省工,是简化高效的施肥技术。     

Generation and Glyphosate Resistance Analysis of G10eve Transgenic Cotton

[Objective] Novel germplasm of cotton was generated for development of cultivars with high resistance to glyphosate. [Method] The glyphosate resistance gene G10eve was preliminarily analyzed using bioinformatics methods and introduced into 'Coker 312' via Agrobacterium-mediated transformation. The expression of G10eve was estimated by PCR (Polymerase chain reaction) and qRT-PCR (Quantitative real-time PCR). The content of shikimic acid and tolerance to glyphosate were determined in response to application of glyphosate to 'Coker 312' and transgenic plants. [Result] A total of 28 independent positive transgenic lines were obtained. The transformation efficiency and the rate of seedling differentiation were up to 49.3% and 40.6%, respectively. PCR and qRT-PCR analysis showed that G10eve was integrated into the cotton genome, and the G10eve expression level differed significantly among the transgenic lines. At the cotyledon stage, the transgenic cotton showed resistance to 8 mL·L^－1 glyphosate, whereas 'Coker 312' showed phytotoxicity to the 2 mL·L^－1 glyphosate treatment. No significant accumulation of shikimic acid was detected in transgenic plants before or after glyphosate treatment, which indicated the typical physical characteristic of glyphosate resistance. [Conclusion] Overexpression of G10eve in cotton improved resistance to glyphosate. Thus, novel germplasm of cotton resistant to glyphosate was generated.     

设施耕作促进农田土壤有机碳矿化

为研究土地利用方式变化与温度对土壤有机碳矿化的交互作用,利用室内培养实验,研究了寿光市农田转变为设施菜地及设施菜地荒废与增温对土壤有机碳矿化的交互作用。结果表明:增温显著促进土壤有机碳矿化(P0.01),农田、设施菜地及荒废设施菜地土壤有机碳累积矿化量分别增加56.08%、42.32%和42.36%。农田转变为设施菜地显著促进土壤有机碳矿化(P0.05),设施菜地有机碳累积矿化量分别增加185.81%(25℃)、160.61%(35℃)。相同增温条件对设施菜地土壤有机碳累积矿化量的促进作用明显高于农田,这主要是因为设施菜地土壤有机碳易分解组分的温度敏感性系数(Q10=1.79)明显高于农田(Q10=1.37),且设施菜地土壤颗粒有机碳含量明显高于农田造成的。设施菜地荒废后,交互作用变为加和效应,因其土壤有机碳易分解组分的温度敏感性系数(Q10=1.41)与农田无差异。综上所述,设施耕作显著促进土壤有机碳矿化,其中增温与农田转变为设施菜地对土壤有机碳矿化的交互作用为正效应。因此,利用单因素之和评估多因素对土壤有机碳矿化的综合影响可能会低估其影响水平。     

葡萄乙醛脱氢酶VvALDH10A9基因的克隆、表达及酶活性分析

由葡萄座腔菌科Botryosphaeriaceae真菌引起的葡萄溃疡病Botryosphaeria dieback是葡萄上的主要枝干病害,严重影响葡萄产量和品质。鉴定和分析参与葡萄与葡萄溃疡病菌互作的基因,有助于揭示和阐明葡萄抗溃疡病的信号通路。本研究根据葡萄溃疡病菌侵染后的葡萄转录组数据信息,利用逆转录聚合酶链式反应技术(RTPCR)克隆了一个受葡萄溃疡病菌诱导上调表达的乙醛脱氢酶基因VvALDH10A9(Vitis vinifera aldehyde dehydrogenase 10A9)。系统进化树分析表明,该基因编码的蛋白与拟南芥AtALDH10A8亲缘关系最近。利用实时荧光定量PCR分析VvALDH10A9的表达结果表明:VvALDH10A9的表达具有组织特异性,在茎、叶和花中表达量最高,在根中表达量相对较低;葡萄溃疡病菌侵染后,VvALDH10A9在葡萄抗病品种中表达变化不明显,而在葡萄感病品种中该基因显著上调表达。利用原核蛋白表达系统诱导合成的VvALDH10A9蛋白,经纯化后可降解乙醛,表明VvALDH10A9蛋白具有乙醛脱氢酶活性。