小球藻遗传转化技术研究进展

小球藻( Chlorella )是一种单细胞真核藻类,属绿藻门、绿藻纲、绿球藻目、小球藻科、小球藻属 [1] 。作为最早开发的真核微藻之一,具有高营养价值、生长快速、结构简单、易工业化集成等显著优点。其细胞形态为球形或椭圆形,直径3~12 μm,呈单生或聚集成群状生长 [2] ,分布广泛,多见于淡水、咸水和土壤中。作为地球上最早的生命之一,小球藻基因比较稳定,至今未见有关其基因自发突变的报道。因其富含蛋白质、脂质、维生素、活性代谢产物等多种营养物质而被公认为具有高附加值和医疗保健作用,已经被广泛应用于保健食品 [3] 、水产养殖 [4] 、生物能源 [5] 等方面,关于小球藻生物技术的研究主要集中在基因组学 [6] 、分子遗传学 [7] 、代谢机理 [8] 、大规模培养 [9] 等方向。     

甘蓝型油菜种子萌发期耐铝毒特性综合评价及其种质筛选

种子萌发是油菜植株形态建成的重要阶段,铝毒是酸性土壤中影响其种子萌发的主要因素之一,因此筛选出种子萌发过程中耐铝毒种质对油菜生产及研究具有重要意义。本研究利用5份甘蓝型油菜品种(系)筛选出油菜萌发期耐铝毒种质资源处理的适宜胁迫浓度为90μg mL~(-1)。并以该浓度处理148份甘蓝型油菜品种(系)种子,于萌发期测定其发芽势、发芽率、鲜重、干重、根长和芽长等指标,通过铝毒胁迫耐性综合评价值(A值)、平均隶属函数值(ASF值)、对铝毒加权耐性系数(WAC值)、相关性、频数、主成分、灰色关联度、聚类和逐步回归分析等鉴定萌发期耐铝性,建立萌发期对铝毒耐性综合评价模型并筛选出适宜的评价鉴定指标。结果表明, 148份甘蓝型油菜的萌发期各指标在品种(系)间存在显著差异;筛选出萌发期耐铝毒甘蓝型油菜品种(系) 01188、WH-20、A109、甲预31棚等。根据灰色关联度及回归分析结果认为,在油菜萌发期测定其根长、芽长、鲜重、发芽率和发芽势,通过回归方程估算其A值,可以初步判断甘蓝型油菜种质的耐铝毒特性。     

不同作物秸秆腐解液对节节麦种子萌发和幼苗生长的影响

节节麦(Aegilops tauschii Coss.)作为麦田恶性杂草之一,给中国小麦生产带来了严重的经济损失。为探究农作物秸秆在节节麦生态防治方面的作用,本试验采用了滤纸培养皿法和小杯法研究了不同浓度的玉米、油菜、水稻秸秆及稻壳腐解液对节节麦种子萌发率、发芽指数及幼苗根长、苗高和干重5项生物指标的影响。结果表明,当浓度为6.25 mg/mL时,玉米、油菜秸秆腐解液对节节麦幼苗干重表现为促进作用,对其他测定指标均为抑制作用。稻壳腐解液除了对根长具有抑制作用外,对其他指标均具有促进作用。水稻秸秆腐解液对5项指标均具有促进作用。当浓度大于50 mg/mL时,4种秸秆腐解液对5项指标均具有抑制作用,且随着浓度的增加,抑制作用增强。总体来说,作物秸秆腐解液对节节麦的化感作用强弱依次为玉米秸秆、油菜秸秆、稻壳、水稻秸秆,且对根的化感作用尤为明显。     

不同玉米芯含量对培养料中酶活和木耳产量及其子实体中氨基酸含量的影响

探讨玉米芯含量不同对木耳(Auricularia auricula-judae)培养料中木质素酶和纤维素酶以及子实体产量和氨基酸含量的影响,设置培养料中玉米芯含量分别为10%、30%、50%和70%,在菌丝生长满袋后(菌丝期)和子实体期(第4潮耳出菇期)分别从菌袋的上中下3个部位取培养料混合,测定酶活及木质素和纤维素含量;采收子实体统计4潮菇的产量并测定子实体中氨基酸含量。结果表明:当培养料中玉米芯含量为50%时,菌丝生长速度最快。在菌丝期,当培养料中玉米芯含量为70%时木质素过氧化物酶活性最高,当玉米芯含量为50%时锰过氧化物酶活性最高,漆酶活性随玉米芯含量的增加而降低;羧甲基纤维素酶在4个配方中活性均较高,其中当玉米芯含量为30%时酶活性最高;随玉米芯含量的增加,N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶活性升高,β-1,3-葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和内切-β-1,4-葡聚糖酶活性呈先升高后降低的趋势,当玉米芯含量为50%时酶活性达到最高。在子实体期,除木质素过氧化物酶和漆酶外,其余几种酶随玉米芯含量的增加,活性的变化规律均与菌丝期不同。在菌丝期,随玉米芯含量增加,培养料中的木质素含量逐渐减少,纤维素含量逐渐增加;在子实体期,随玉米芯含量增加,培养料中的木质素和纤维素含量均先减少后增加,当培养料中玉米芯含量为50%时含量最低。当培养料中玉米芯含量为50%时子实体每袋总单产和总产量均最高;当玉米芯含量为30%时,子实体中氨基酸及其衍生物含量最高,其中包括人体必需的8种氨基酸。因此培养料中添加玉米芯可以提高与木质素、纤维素降解相关的酶活性,但是不同的酶在不同含量玉米芯的培养料中分泌规律存在差异。     

百合花青素合成调控的研究进展

花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素,为观赏植物提供了赏心悦目的色彩,同时由于花青素还具有抗氧化、抗突变等生理功能,在开发天然色素、保健食品和天然抗氧化剂等方面有着重要的研究价值。该研究从花青素分离、提取及生物合成调控通路3个方面对目前在百合上开展的相关研究进行了总结,重点关注了百合花青素生物合成途径中的相关结构基因和调控基因,分析了百合花青素研究存在的问题和发展趋势,为百合花青素分子调控机制研究提供参考,对百合花青素的开发提供借鉴。     

林烟草NsylCBL10互作蛋白激酶NsylCIPK的鉴定与分析

植物中的类钙调神经素B亚基蛋白CBL (calcineurin B-like protein)家族成员与其互作蛋白激酶CIPK (CBL-interacting kinase protein)家族成员形成了复杂精细的CBL-CIPK信号调控网络,在解码生物和非生物胁迫激发的钙信号及信号的进一步传导中发挥重要作用。CBL家族成员CBL10参与植物抵抗高盐胁迫、应对病菌侵染、参与分生组织和花器官发育、调节离子平衡等多个过程,对其下游互作CIPK家族成员的筛选与鉴定对于明确上述调节机制至关重要。为了鉴定林烟草(Nicotiana sylvestris) NsylCBL10下游互作NsylCIPK家族成员,本研究首先以拟南芥(Arabidopsis thaliana) AtCIPK家族成员和水稻(Oryza sativa) OsCIPK家族成员基因的CDS序列为检索序列,利用NCBI和中国烟草基因组数据库对林烟草中可能存在的NsylCIPK家族成员进行了预测;然后通过RT-PCR方法对预测到的NsylCIPK家族成员进行了克隆并利用生物学分析软件对其基因结构和蛋白保守结构域进行了分析;最后通过酵母双杂交实验鉴定了与Nsyl CBL10互作的NsylCIPK家族成员。结果表明,在林烟草中可能存在28个NsylCIPK家族成员,实际克隆获得了20个NsylCIPK家族成员,在酵母双杂交体系中与NsylCBL10互作的只有1个NsylCIPK家族成员Nsyl CIPK14a。本研究为解析林烟草及其他物种中CBL-CIPK信号通路的调节功能提供了试验数据。     

青藏高原草地降水利用效率时空动态及对气候变化的响应

本研究利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型模拟了2000—2013年青藏高原草地净植被生产力(Net Primary Production，NPP)，结合实测数据、气象数据和土地覆被数据计算了草地降水利用效率（PUE），探究其时空分布特征，以及不同草地类型PUE及其对气候变化的响应。结果表明：青藏高原草地PUE在研究年限内呈现波动增加趋势，增加速率为每年0.0035 g·m^-2·mm^-1，14 a的平均值为0.38 g·m^-2·mm^-1。PUE的空间分布具有明显的异质性，呈现东部高、中西部低的基本格局。PUE分布在0.2～0.4 g·m^-2·mm^-1之间的比例最大，占青藏高原总面积的55.63%，呈减少趋势的区域主要分布在青藏高原的北部和西部，以及东部的边界地区，呈增加趋势的地区集中在研究区的中部和南部。研究年限内PUE的变异系数分布在0.07～0.85之间，变化稳定的区域所占面积最大，为总面积的43.43%，主要分布在唐古拉山脉和横断山脉附近。不同草地类型间PUE均值存在差异，具体表现为：草甸（1.06 g·m^-2·mm^-1）>坡面草地（0.80 g·m^-2·mm^-1）>平原草地（0.30 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草甸（0.29 g·m^-2·mm^-1）>荒漠草地（0.23 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草地（0.094 g·m^-2·mm^-1）。总体上，青藏高原草地PUE与降水成负相关关系，而与气温呈正相关，PUE的变化对降水响应更加敏感。     

我国城市生态公园建设研究进展与展望

建设城市生态公园是中国落实生态文明的重要举措之一,已引起全社会的广泛关注。但中国城市生态公园建设的研究和实践处于初级阶段,仍存在需要深入解决的问题。笔者首先介绍了城市生态公园的概念和内涵;然后从理论、技术和实践3个层面总结了中国城市生态公园建设研究进展,重点介绍了这3个层面的主要研究内容和成果;最后从理论体系建设、低影响开发技术、二线城市生态公园建设、商业模式运行、非工程性设施建设等5个方面,指出了当前中国城市生态公园建设需要进一步解决的问题,为未来城市生态公园建设的研究指明了方向。     

不同大麻品种种子萌发期耐重金属铜胁迫能力评价

探讨不同铜浓度对9个大麻品种种子萌发期的影响,并筛选出耐铜型品种,为今后重金属污染的治理、相关工作深入展开提供理论参考。采用纸床培养法,以巴马火麻(BM)、云麻1号(Y1)、云麻6号(Y6)、晋麻1号(J1)、皖麻1号(W1)、云麻5号(Y5)、庆麻1号(Q1)、云麻7号(Y7)、云晚6号(YW6)9个大麻品种为研究对象,设置不同铜(Cu2+)浓度(0、50、100、150、300、600、900 mg/L)进行种子萌发期胁迫试验,以600 mg/L Cu2+为筛选浓度,采用隶属函数法对9个不同大麻品种进行耐铜性评价。结果表明,不同浓度的铜溶液对9个大麻的各项指标均有影响,且随着胁迫强度的增强,发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、根长、芽长、鲜重、侧根数量均有明显下降,与对照相比差异显著,高浓度重金属铜对大麻萌发有抑制作用。利用隶属函数将9个大麻品种分类,其结果为:Y1、Q1、BM为低耐铜型,J1、Y5、W1为中耐铜型,Y7、Y6、YW6为高耐铜型。