七星瓢虫保幼激素环氧水解酶基因克隆及表达分析

保幼激素(juvenile hormone, JH)可以调控昆虫滞育,保幼激素环氧水解酶(juvenile hormone epoxide hydrolase, JHEH)是调节保幼激素代谢的关键酶之一。为探索JHEH在七星瓢虫Coccinella septempunctata L.滞育中的调控作用,利用RT-PCR和RACE技术克隆获得七星瓢虫JHEH全长基因,命名为Csjheh(GenBank登录号:MH932586),该基因cDNA全长2 077 bp,开放阅读框(ORF)1 380 bp,编码459个氨基酸,预测蛋白质分子量为51.39 kD,理论等电点(pI)为8.79。疏水性分析结果显示该基因具有典型环氧水解酶的N末端疏水结构。氨基酸序列比对结果表明,Csjheh与中欧山松大小蠹、赤拟谷盗、丽蝇蛹集金小蜂、内华达古白蚁保幼激素环氧水解酶同源性达到64.24%。利用实时荧光定量PCR技术研究其时空表达模式,结果表明Csjheh基因在七星瓢虫成虫初羽化阶段表达量较高,滞育诱导条件下表达量呈先下降后上升的趋势,滞育60 d时与初羽化阶段接近。本研究结果对揭示JHEH参与JH的调控作用,进而调控昆虫滞育提供了理论参考。     

植物花分生组织终止发育机制的研究进展

植物花的发育依赖于花分生组织(floral meristem,FM)活性的维持与分化。当FM完成各轮花器官原基的起始后,其活性会程序性地终止(termination),这个过程就是FM的终止发育过程(FM determinacy)。FM的终止发育是一个复杂精细且多步骤的调控过程。WUSCHEL(WUS)是一个具有同源异型结构域(homeodomain)的转录因子,其对FM的活性维持及终止发育发挥着重要作用。越来越多的研究表明许多转录因子以及环境信号、激素信号和表观遗传相关因子通过对WUS及其调节基因的调控来影响FM终止发育过程。本研究组首次在组织水平阐明了生长素和细胞分裂素调控FM活性的分子机制:AUXIN RESPONSE FACTOR3(ARF3)能够整合AG、APETALA2(AP2)和生长素(auxin)的信号通过抑制细胞分裂素(cytokinin)信号系统调控FM终止发育;还首次证实光信号对FM活性调控的分子机制:FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYL3(FHY3)通过PHYTOCHROME A(PHY A)信号途径介导光信号对WUS表达的调控;在基因水平上首次揭示了染色质构象变化对FM终止发育的调控作用:AGAMOUS(AG)可以直接结合到WUS的调控区并招募Pc G蛋白对WUS5′-TSS和WUS3′-CRE的结合,以介导WUS染色质环状结构(chromatin loop)的形成,进而抑制WUS的转录,而DNA TOPOISOMERASE 1 TOP1α(TOP1α)对染色质的高级结构的重塑作用也是该染色质环形成的基础。随着3D基因组(three dimensional genomics)时代的到来为我们进一步理解FM终止发育机制提供了新的窗口,而FM终止发育机制在农业生产上的运用也体现了其巨大的应用价值。本文首先简述了拟南芥(Arabidopsis thaliana)花发育研究的发展史,介绍了花发育相关领域所关心的3个科学问题,并着重阐述了FM终止发育调控的研究进展与前景。     

外源ABA对苹果砧木叶片解剖结构 及内源激素含量的影响

通过光镜和透射电镜分别观察外源脱落酸（ABA）处理下楸子（Malus prunifolia）、平邑甜茶（M. hupehensis）和新疆野苹果（M. sieversii）叶片解剖结构及叶绿体超微结构的变化，利用扫描电镜和酶联免疫法分别研究ABA处理对叶片气孔特征及其内源激素含量的影响。结果表明：与对照相比，ABA处理下楸子、平邑甜茶和新疆野苹果的叶厚分别减少了7.93%、0.25%和0.81%，栅栏组织厚度分别减少了31.43%、8.53%和4.99%（P＜0.05），海绵组织厚度分别增加了10.34%、6.14%和5.63%（P＜0.05），叶肉组织结构疏松度（SR）分别增加了19.59%、6.55%和6.50%。ABA处理下楸子和平邑甜茶的栅栏组织/海绵组织厚度比值（P/S）及叶肉组织结构紧密度（CTR）较对照显著减少（P＜0.05），其中，P/S值分别下降37.86%和13.82%，CTR分别下降25.46%和8.29%，而新疆野苹果的P/S值和CTR下降但不显著。此外，ABA处理下楸子和平邑甜茶的上表皮细胞厚度较对照分别增加了5.82%和6.43%，新疆野苹果的较对照减少了26.23%（P＜0.05）；楸子和新疆野苹果的下表皮细胞厚度较对照增加了12.09%和14.21%（P＜0.05），平邑甜茶的较对照减少了12.56%。平邑甜茶和新疆野苹果叶片上下角质层厚度较对照显著增加（P＜0.05），而楸子的变化不显著。在ABA诱导下，3种砧木的气孔密度、气孔大小（长度×宽度）及其开口度和开张比均不同程度地下降，其中，楸子的较对照分别下降了3.62%、7.12%×19.59%、67.60%和86.66%，平邑甜茶的分别下降了3.50%、4.99%×20.65%、32.42%和58.24%，新疆野苹果的分别下降了8.54%、0.92%×12.06%、20.37%和16.35%。ABA处理下3种砧木叶片细胞中叶绿体的数量变少，类囊体结构排列疏松，叶绿体上的淀粉粒趋于变小。外施ABA使3种砧木叶片内源ABA和玉米素核苷（ZR）的含量极显著增加（P＜0.01），其中楸子ABA和ZR含量比对照分别增加30.83%和13.31%，平邑甜茶的分别增加62.40%和45.28%，而新疆野苹果的分别增加了37.07%和17.06%。楸子和新疆野苹果叶片的吲哚乙酸（IAA）和赤霉素（GA）含量无显著变化，而平邑甜茶叶片的IAA及GA含量比对照分别增加了62.62%和20.62%（P＜0.01）。总之，在ABA处理下，3种苹果砧木的叶片组织解剖结构和气孔特征都发生旱生性结构变化，叶肉细胞中淀粉粒趋于变小，叶片内源ABA和ZR水平增加显著，而IAA和GA水平变化因基因型不同而存在差异。     

油菜素内酯浸根对水稻水卷苗机插植伤的修复效应

目的 探究油菜素内酯(Brassinolide, BR)浸根对机插水卷苗栽后本田生长及产量的影响。方法 以宁粳8号为试验材料,分析不同浓度BR(T1、T10、T20,分别表示水培营养液中BR浓度为1 mg/L、10 mg/L、20 mg/L)浸根对水卷苗机插本田后返青活棵及产量的影响,以正常水培营养液处理为对照(CK)。结果 BR浸根(T1、T10、T20)能够促进水稻地上部生长,栽插本田21d后株高较CK分别增加11.68%、8.12%和7.61%;BR浸根对水卷苗栽后根系的促生作用更为明显,不同浓度BR浸根对水卷苗栽后根长、根表面积、根尖数、根体积、根直径、根质量和根冠比均产生了显著影响,其中根尖数以低浓度BR处理效果更优,而其他根系指标均以高浓度BR处理效果更优。与CK相比,不同浓度BR浸根降低了叶片过氧化氢浓度(至移栽后12 d,分别降低12.50%、23.25%和22.25%),增强了叶片抗氧化酶活性;与移栽当天相比,移栽后第2天BR浸根处理叶片中玉米素(ZT)浓度迅速增加(分别为197.27%、153.11%和243.78%),而CK增加缓慢(2.94%),根系表现一致,且根系中生长素(IAA)浓度显著高于CK;同时BR处理在栽后一周内赤霉素(GA₃)浓度均明显高于对照。与CK相比,T10处理显著提高了每穗粒数和结实率(分别为15.04%和6.62%),T20处理显著提高了结实率(6.17%),但BR处理千粒重均显著下降,最终产量T10和T20处理较CK分别提高5.11%和7.99%。结论 适当浓度的BR(T10~T20)浸根能减轻水卷苗机插植伤,提高抗氧化酶活性,降低H₂O₂含量,提高ZT、GA₃和IAA浓度,高效地促进根系生长,提高了每穗粒数和结实率。本研究可为减轻机插植伤,促进机插水稻高产稳产提供理论依据和技术参考。     

龙眼DCL4的亚细胞定位分析及其对外源ABA和SA的响应

为了研究DlDCL家族中DlDCL4基因在龙眼中的功能,本研究通过氨基酸序列比对、系统发育进化树的构建、亚细胞定位验证、实时荧光定量PCR（qPCR）等方法,对其进行初步探究。结果表明：遗传进化分析显示,DCL4氨基酸序列在所选的物种间相似度高于50%,其中龙眼与甜橙（Citrus sinensis）的亲缘关系最近。在激光共聚焦显微镜观察下,洋葱细胞核发出绿色荧光,其他部位不发出荧光,表明龙眼DCL4蛋白定位于细胞核中。在24 h内,100 μmol/L的外源脱落酸（ABA）对 DlDCL4都有极显著的下调效果;100 μmol/L的水杨酸（SA）对其表达量有显著的上调效果,其中8 h时表达量最大,提示 DlDCL4对不同激素的响应效果不同且不同处理时长下响应效果也会有影响。     

罹患口腔炎乌苏里蝮的相关生理学指标分析

口腔炎是人工养殖蛇类的常见病之一,为了深入了解和尽早做好预防工作,对罹患口腔炎的成年雄蛇乌苏里蝮(Gloydius ussuriensis)进行解剖观察,并检测了相关器官的系数、血液学指标和激素等。结果表明:整体肥满度、躯体肥满度、肾系数等数值罹患口腔炎蛇略高于健康蛇;而肝系数、精巢系数和脂肪体系数等罹患口腔炎的蛇低于健康雄蛇,且前两者呈显著性差异,后者呈极显著性差异。性激素检测结果显示罹患口腔炎的蛇血液睾酮和雌二醇含量均低于健康蛇,且均具极显著性差异。血细胞指标中,红细胞数量、红细胞分布均差、白细胞总数、淋巴细胞数量和淋巴细胞比率等均为罹患口腔炎的蛇高于健康雄蛇,且具显著性差异,但嗜中性粒细胞和淋巴细胞的比值(NLR)、中性粒细胞数量和比率、中间细胞数量及其比率均为患口腔炎的雄蛇低于健康蛇,且具显著性差异。结论:口腔炎不仅影响了主要代谢器官的器官系数的变化,而且血液多项指标和性激素水平也有明显差异。性激素含量的变化将对乌苏里蝮的正常生殖繁育产生不可忽视的影响。另外,NLR和红细胞分布宽度2个血常规指标可作为早期诊断炎症发生的首选参数。     

蛋鸡育成期和产蛋高峰期生殖激素水平及激素受体基因表达规律研究

【目的】探究蛋鸡育成期和产蛋高峰期相关生殖激素含量及其受体基因mRNA表达量在24 h内的变化规律与差异,分析血液生殖激素含量变化与产蛋排卵行为的关系。【方法】以育成期和产蛋高峰期的罗曼蛋鸡为研究对象,监测其在产蛋高峰期的产蛋时间点,运用酶联免疫吸附法(ELISA)测定2个时期蛋鸡血液中前列腺素(PGs)、雌二醇(E2)、促卵泡素(FSH)、黄体生成素(LH)含量在24 h内的动态变化,实时荧光定量PCR技术检测相应时间点的前列腺素F受体(PTGFR)、雌激素受体(ERα)、促卵泡素受体(FSHR)和黄体生成素受体(LHR)基因mRNA在输卵管子宫部的日表达水平。【结果】蛋鸡产蛋时间集中在早上08:00-10:00。产蛋高峰期时,一天中06:00、10:00、14:00、18:00的PGs含量显著高于育成期(P0.05),E2含量在06:00和18:00极显著高于育成期(P0.01),FSH含量在18:00显著高于育成期(P0.05),LH含量在14:00、22:00和02:00显著高于育成期(P0.05)。育成期除LH外,其余3种激素含量在一天中波动不大。产蛋高峰期PGs含量在产蛋前显著高于产蛋后,PTGFR mRNA表达量在产蛋前后4 h均显著(P0.05)升高;FSH和E2含量在产蛋后(18:00)极显著(P0.01)上升。子宫组织的激素受体基因表达量变化与相应血液激素含量变化一致。【结论】蛋鸡产蛋时间集中于上午,产蛋高峰期各生殖激素含量总体高于育成期,蛋鸡育成期和产蛋高峰期的血液生殖激素水平变化规律与输卵管子宫部激素受体基因mRNA表达量的变化规律基本一致。PGs参与蛋鸡产蛋高峰期的产蛋和排卵过程,E2和FSH可能在蛋壳形成过程中发挥调控作用。     

Effects of 17β-estradiol injection on the reproductive efficiency of freshwater crayfish,Astacus leptodactylus (Eschscholtz, 1823)

The effects of 17β-estradiol injection (10^?7mol/crayfish) in adult female Astacus leptodactylus on the reproductive efficiency (i.e., pleopodal egg and stage 1 juvenile numbers) were investigated. In addition, hepatosomatic index, gonodosomatic index, and 17β-estradiol (E2) levels of crayfish ovary, hepatopancreas, and heamolymph before and after injections were also determined. Results showed that E2 injection to females enhances the reproductive efficiency of A.leptodctylus. E2 injection significantly increased pleopodal egg and stage 1 juvenile numbers, GSI, HSI, and concentrations of E2 in heamolymph, ovary, and hepatopancreas. However, E2 injection did not accelerate time of mating and proportion of pleopodal egg-berried females at the first week of reproduction season in this species. This study highlights that to improve the reproductive efficiency of A.leptodctylus by using hormones to regulate the ovarian cycle, E2 should be used at least 1.5 months before the commencement of the breeding season.     

不同化控剂对春玉米根系伤流液特性的影响及其激素调控机制

以东农253为试验材料,在玉米6叶期喷施吨田宝(DTB)、DCPTA和ETH复配剂(KP)两种化控剂,对照为清水。结果表明,DTB和KP均可提高春玉米根系伤流量,特别是生育后期的流量,分别比对照提高了72.34%和129.78%;提高了伤流液中矿质元素的流量,氨基酸的总流量也得到相应的提高,特别是丝氨酸的流量。内源激素IAA、CTK和ABA流量在各时期均有增加;GA流量在乳熟期得到显著提高,拔节期、抽雄吐丝期和灌浆初期均低于对照,之后得到显著提高。对内源激素比值均有不同程度的影响,改变了激素间的平衡水平;提高了行粒数和百粒重,产量分别比对照提高了13.89%和21.06%。相关性分析表明,玉米根系伤流量及其组分与产量密切相关,表明化控剂具有调控根系伤流量、矿质元素和内源激素流量的作用,对促进地上部生长发育和产量的形成有重要作用。