水稻OsDUF393基因编辑突变体的创建

DUFs家族是一类未知功能结构域蛋白家族,转录谱和蛋白谱分析发现,DUFs蛋白在生物的生长和发育中发挥着至关重要的作用,因此对DUFs基因功能的研究将有助于了解生物体复杂的生长发育机制。目前该家族基因功能仍鲜见报道。为了探究水稻(Oryza sativa)OsDUF393(Domains of Unknown Function 393)基因的生物学功能,利用CRISPR/Cas9技术构建了水稻DUFs家族基因OsDUF393的载体,同时利用农杆菌介导的遗传转化将构建的CRISPR/Cas9载体转化水稻品种中花11中,经潮霉素抗性基因鉴定,获得了100株T0代转基因植株。对转基因植株的靶位点进行测序分析后发现有单碱基插入和大片段DNA序列缺失2种类型。通过RT-PCR分析突变体中OsDUF393基因的表达水平,结果表明,目的基因在不同纯合编辑突变体中转录水平均有下降。上述结果表明,CRISPR/Cas9重组载体成功实现了对OsDUF393基因的定向编辑。这些编辑突变体材料为后续该基因功能研究奠定了基础。     

中华绒螯蟹血细胞体外原代培养条件研究

为研究中华绒螯蟹血细胞的体外培养方法，分别从培养基、渗透压、胎牛血清和添加生长因子等培养条件进行探讨。结果表明，在23℃、2.5%CO₂条件下，在L-15培养基中添加200 IU/mL双抗和1‰葡萄糖，400～600 mOsm/kg渗透压，4～5 d半换液，中华绒螯蟹血细胞可存活10 d以上。该研究建立了中华绒螯蟹血细胞体外原代培养体系，为深入研究中华绒螯蟹血细胞分子免疫机制研究奠定了理论和技术基础。     

Sr18菌代谢产物对线虫应激能力的影响

基于Sr18菌代谢产物在24 h内具有显著的杀线虫活性,为进一步探究其杀线虫机理和作用规律,测定其在16 h内对线虫应激能力的影响。结果表明,在4 h时处理组对外界条件刺激的敏感性明显提高,运动频率均高于对照组,表明4 h为Sr18菌代谢产物对线虫产生作用的转折点;8 h后处理组活跃程度明显减弱,对刺激的反应较对照组缓慢,随着刺激时间增加,处理组的活跃性有所增加但不显著,表明Sr18菌代谢产物已产生明显的药效作用,致使线虫对刺激反应迟钝。Sr18菌代谢产物对线虫应激能力的影响呈现"平稳-上升-下降"的规律,进一步探究Sr18菌代谢产物的作用机理为实践中的合理用药提供理论依据。     

小麦重要自噬相关基因ATG18的鉴定和表达分析

【目的】克隆小麦重要自噬相关基因ATG18,分析其编码产物的序列特征和高级结构,了解其在生物、非生物胁迫及激素处理条件下的表达模式,阐明其生物学功能。【方法】利用EST拼接和RT-PCR方法从白粉菌侵染的小麦叶片中克隆ATG18 cDNA序列,利用生物信息学方法进行基因的外显子-内含子结构分析、编码蛋白的结构域和保守氨基酸预测、高级结构分析和物种间同源蛋白的进化分析。采用实时荧光定量PCR方法研究基因表达对白粉菌侵染和外源激素处理的响应模式及对高盐、干旱、低温黑暗和缺氮培养等逆境胁迫处理的响应模式。【结果】获得了4个小麦ATG18家族成员(TaATG18a、TaATG18b、TaATG18c和TaATG18d)cDNA。4个基因高度相似,均含有1 158 bp开放阅读框(ORF),编码385个氨基酸的蛋白质。4个基因的编码蛋白在一级结构上均含有典型的WD-40结构域、磷脂酰肌醇-3-磷酸(PI3P)结合基序和保守的ATG2结合位点氨基酸残基。4个基因均具有2种转录后的可变剪接方式,2种剪接产物mRNA分别编码完整的有功能蛋白和N端截短导致结构域和功能位点缺失的无功能蛋白。TaATG18a蛋白在高级结构上折叠成与其他WD-40蛋白类似的β-推进器样构象,PI3P结合基序位于推进器第五叶片的折叠4和第五、六叶片的连接部分,ATG2结合位点位于连接第二叶片和第三叶片的loop上。TaATG18s能够被白粉菌侵染诱导表达,但具体的诱导表达模式在抗、感白粉病反应之间存在明显差异。在广谱抗白粉病基因Pm21和小种专一性抗白粉病基因Pm3f介导的抗病反应中,TaATG18s均呈现接种白粉菌后0—36 h期间的2次诱导表达模式,2次诱导表达时间与白粉菌侵染进程密切相关。在中感材料扬麦158遗传背景上的感病反应中,TaATG18s尽管也呈现2次诱导表达,但第一次诱导表达持续时间短且强度低于含Pm21的近等基因系上抗病反应中的表现,相反第二次诱导表达强度高于抗病反应中的表现。高感材料Chancellor遗传背景上的TaATG18s响应白粉菌侵染的表达波动较小。外源乙烯或SA处理对TaATG18s表达的调控作用在抗、感白粉病材料上明显不同,在感病材料上表现激活作用,而在抗病材料上表现抑制作用。激素处理对TaATG18s表达的调控不仅作用于转录水平,还作用于转录后的mRNA剪接环节。高盐、干旱、低温黑暗和缺氮培养等逆境处理也能够上调TaATG18s的表达。【结论】推测鉴定的4个TaATG18s编码蛋白具有通过结合PI3P定位于自噬膜表面和通过形成ATG18-ATG2复合物参与小麦自噬过程的功能。TaATG18s及其参与的自噬过程与小麦对白粉菌侵染的免疫反应密切相关,也与小麦响应非生物逆境胁迫环境相关。抗、感材料TaATG18s对同种激素信号的不同响应模式可能是导致抗、感白粉病表型差异的原因之一。     

图像辅助流式细胞仪在鲫鱼血细胞分析中的应用

[目的]探讨图像辅助流式细胞仪在鲫鱼血细胞分析中的应用。[方法]将图像辅助流式细胞仪引入鲫鱼血细胞分类计数分析,并进一步用于急性铜离子胁迫对鲫鱼血细胞影响的机制探讨。[结果]多维全景分析仪独有的图像辨识功能较好地解决了有核红细胞对不同类群细胞分群设门分析的干扰,测量鲫鱼白细胞类群占比为1.18%~1.43%,与同类研究结果一致;120 mg/L铜离子急性刺激能够导致鲫鱼白细胞计数下降,并提示细胞水肿是铜离子的一种急性毒性效应。[结论]该研究建立了一种适用于含有核红细胞样本的操作简便、自动化程度较高的血细胞分群分析方法,可为同类研究提供新的技术手段。     

Sr18菌代谢产物对松材线虫蛋白质和酶活力的影响

基于Sr18菌(Syncephalastrum racemosum)代谢产物在8 h内具有显著的杀线虫活性,测定了其在8h内对松树线虫体内总蛋白质含量、SOD、CAT、TCh E和ATP酶活性的影响。结果表明,4 h时处理组总蛋白质的含量陡增至0.544 2 mg/m L,显著高于对照组0.429 1 mg/m L,Sr18菌代谢产物干扰了线虫体内蛋白质的代谢;在8 h内,处理组的SOD、CAT、TCh E和ATP酶这4种酶活性均低于对照组,Sr18菌代谢产物对线虫体内这4种酶都有不同程度的影响。这一结果为利用Sr18菌代谢产物研究和开发微生物源杀线剂奠定了理论基础。     

草原化荒漠区中间锦鸡儿灌丛土壤线虫群落

为了探究灌木对土壤线虫群落的影响,采用湿漏斗法(Baermann法),调查了内蒙古草原化荒漠区中间锦鸡儿(Caragana intermedia)灌丛内和灌丛外不同土层(0?10、10?20、30?40 cm)土壤线虫群落组成结构。结果表明:1)中间锦鸡儿灌丛显著提高了灌丛内表层土土壤线虫总数(P<0.05),但对其物种数和Shannon-Wiener指数影响不显著(P>0.05);随着土壤深度的增加,灌丛内土壤线虫总数和Shannon-Wiener指数逐渐减少。2)中间锦鸡儿灌丛显著增加了表层土食细菌和食真菌线虫总数;土壤深度显著影响食细菌、植物寄生和杂食捕食线虫总数(P<0.05),且无论是灌丛内还是灌丛外,均表现为表层土或次表层土最多。3)中间锦鸡儿灌丛显著影响自由生活线虫成熟度指数/植物寄生线虫成熟度指数(maturity index/plant parasitic index,PPI/MI)比值(P<0.05),表现为灌丛外大于灌丛内;土壤深度对其影响不显著(P>0.05)。4)随着土壤深度的增加,中间锦鸡儿灌丛内土壤线虫向居住者类型(persister,cp3–cp5)转变;而灌丛外向殖民者类型(colonizer,cp1或cp2)转变。冗余分析(RDA)结果表明,速效磷(P)和速效钾(K)是影响土壤线虫群落的主要环境因子,且不同属和不同营养类群的土壤线虫对环境的响应不同。     

EDTA对高羊茅生长及其土壤中酶活性的影响

采用PVC管种植高羊茅,研究不同浓度乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)处理对高羊茅生长和土壤酶活性的影响.结果表明:5 mmol/kg EDTA处理可以显著提高植物株高、地上生物量和叶绿素含量(P＜0.05),10mmol/kg和15mmol/kg处理均产生不同程度的抑制作用.5 mmol/kg EDTA处理增加了土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性,10 mmol/kg和15 mmol/kg处理与对照相比有不同程度降低.EDTA处理对土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性表现为显著的抑制作用,对蛋白酶活性无显著影响.综合考虑,EDTA应用于土壤重金属修复过程时,其浓度不宜超过10 mmol/kg,否则会给植物生长及土壤质量带来不利影响.     

草原化荒漠区中间锦鸡儿灌丛土壤线虫群落

为了探究灌木对土壤线虫群落的影响,采用湿漏斗法(Baermann法),调查了内蒙古草原化荒漠区中间锦鸡儿(Caragana intermedia)灌丛内和灌丛外不同土层(0?10、10?20、30?40 cm)土壤线虫群落组成结构.结果表明:1)中间锦鸡儿灌丛显著提高了灌丛内表层土土壤线虫总数(P<0.05),但对其物种数和Shannon-Wiener指数影响不显著(P>0.05);随着土壤深度的增加,灌丛内土壤线虫总数和Shannon-Wiener指数逐渐减少.2)中间锦鸡儿灌丛显著增加了表层土食细菌和食真菌线虫总数;土壤深度显著影响食细菌、植物寄生和杂食捕食线虫总数(P<0.05),且无论是灌丛内还是灌丛外,均表现为表层土或次表层土最多.3)中间锦鸡儿灌丛显著影响自由生活线虫成熟度指数/植物寄生线虫成熟度指数(maturity index/plant parasitic index,PPI/MI)比值(P<0.05),表现为灌丛外大于灌丛内;土壤深度对其影响不显著(P>0.05).4)随着土壤深度的增加,中间锦鸡儿灌丛内土壤线虫向居住者类型(persister,cp3–cp5)转变;而灌丛外向殖民者类型(colonizer,cp1或cp2)转变.冗余分析(RDA)结果表明,速效磷(P)和速效钾(K)是影响土壤线虫群落的主要环境因子,且不同属和不同营养类群的土壤线虫对环境的响应不同.     

鱼类血细胞研究进展

鱼类血细胞研究对于系统了解其免疫系统的应答机制及鱼类疾病的防控具有重要意义。从血细胞发生、发育及分化、功能及研究方法 4个方面综述了鱼类血细胞研究进展,并对其今后的研究方向进行了展望。