稻瘟病菌CAAX蛋白酶MoRce1的功能研究

 蛋白质的翻译后异戊烯化修饰(CAAX修饰)能够介导真核生物中许多重要蛋白质的亚细胞定位以及蛋白与蛋白间的相互作用。稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引致的稻瘟病是水稻最重要病害之一,造成全球水稻严重减产。为深入了解稻瘟病菌致病机理,更好地防控稻瘟病,我们研究了异戊烯修饰是否影响稻瘟病菌的生长发育和致病性。首先从稻瘟病菌基因组数据库中鉴定到一个稻瘟病菌的异戊烯蛋白酶MoRce1,同源比对发现MoRce1保守结构域在各物种之间变化较大,猜测在不同物种中该蛋白可能出现了功能分化。经同源重组方法敲除MoRCE1基因,发现MoRCE1缺失突变体在胁迫培养条件下细胞壁完整性明显缺陷,但是对营养生长、产孢、萌发以及致病性没有明显影响,说明MoRce1蛋白可能通过参与稻瘟病菌细胞壁合成相关蛋白的异戊烯化修饰进而影响该菌细胞壁的完整性,其具体机制还有待深入研究。     

过表达ZmIBH1-1提高玉米苗期抗旱性

【目的】干旱是严重影响玉米生长发育进程的一个重要因素。挖掘玉米抗旱相关基因,通过转基因功能验证和转录组分析,解析关键基因在响应干旱胁迫过程中的分子调控机制,为抗旱分子育种和遗传改良提供理论依据。【方法】以玉米自交系B104（WT）为背景材料,利用农杆菌介导方法构建过表达ZmIBH1-1转基因株系（ZmIBH1-1-OE）;通过对转基因植株进行草铵膦抗性筛选、标记基因和目的基因PCR检测,以及运用实时荧光定量PCR检测目的基因的表达情况,鉴定阳性植株和株系;以WT和ZmIBH1-1-OE转基因株系为材料,通过干旱处理（20% PEG6000）,进行表型鉴定和耐旱生理生化指标测定,验证ZmIBH1-1的抗旱功能;通过对干旱胁迫下玉米4叶期转录组的比较分析,鉴定出差异表达的基因（differentially expressed genes,DEGs）;结合DAP-seq（DNA affinity purification sequencing）分析,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的下游靶基因,利用基因组可视化软件IGV（integrative genomics viewer）分析ZmIBH1-1蛋白结合候选靶基因的位置,然后通过Dual-Luciferase试验验证ZmIBH1-1蛋白与靶基因的调控关系。【结果】通过玉米遗传转化获得12个转化事件;T₃代中,能同时检测到标记基因Bar和目的基因ZmIBH1-1的植株有458个,实时荧光定量PCR检测结果表明,ZmIBH1-1-OE中ZmIBH1-1的表达量显著高于WT,株系3和株系8表达量最高,将其自交获得T₄代转基因株系用于后续试验。在干旱胁迫条件下,ZmIBH1-1-OE株系存活率、叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及其生理生化指标（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性）均显著高于WT,说明玉米中过量表达ZmIBH1-1赋予玉米更高的耐旱性。转录组分析结果表明,WT与ZmIBH1-1-OE株系在干旱胁迫下有1 214个差异表达基因;Gene Ontology（GO）功能富集分析结果表明,差异表达基因主要涉及生物过程、细胞组分和分子功能,如在生物过程中主要涉及到光合作用、应激响应、脱水响应等;KEGG富集分析表明,差异表达基因主要参与植物激素信号传导、新陈代谢等过程。结合转录组显著差异表达基因和DAP-Seq分析所得到ZmIBH1-1蛋白的靶基因,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的11个候选靶基因,包括2个钙信号相关基因、3个半胱氨酸代谢相关基因、1个bHLH转录因子、1个应激响应蛋白、1个谷胱甘肽转移酶、1个氧化还原过程蛋白和2个乙烯响应因子;基因组可视化结果显示ZmIBH1-1蛋白可以结合靶基因启动子区;随后通过Dual-Luciferase试验进一步表明,ZmIBH1-1蛋白可以直接作用于11个候选靶基因,其中,ZmIBH1-1蛋白可以促进ZmCa-M、ZmSYCO、ZmbHLH54、ZmGlu-r1、ZmCLPB3和ZmP450-99A2的表达,抑制ZmAGD12、ZmCYS、ZmCYSB、ZmERF-107和ZmEIN3的表达。此外,在干旱胁迫下NAC、WRKY、MYB等转录因子在ZmIBH1-1-OE和WT株系中也存在差异表达。【结论】ZmIBH1-1的过表达可以增强玉米苗期的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控乙烯信号通路中的ZmERF-107和ZmEIN3的表达提高玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控钙信号相关基因ZmCa-M和ZmAGD12增强玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白可能通过间接调控NAC、WRKY、MYB等转录因子响应干旱胁迫。     

牛包虫病防治

牛包虫病是养牛生产过程中的一种蠕虫类寄生虫病,人畜共患;包虫属于绦虫的一种,种类较多,以细粒棘球绦虫在临床中最为常见,通常呈地方流行;虫体感染后可通过机械作用、毒素和局部挤压作用对感染的组织造成损伤,破坏力较强;临床本病主要包括脑包虫病、肝包虫病、肺包虫病等,犬狼等动物是本病的主要中间宿主;预防本病必须加强犬只的管理,提高员工生物安全意识,定期进行专业技术培训;丙硫咪唑、吡喹酮等对本病的治疗效果理想。     

瑞丽山龙眼幼苗光合特性研究

使用Li-6400XT便携式光合仪测定高黎贡山南段2种环境(野外、大棚)下生长的我国特有种植物瑞丽山龙眼幼苗的光合特性,结果表明:(1)2种环境下生长的幼苗净光合速率(PN)日变化出现"双峰"曲线,有"午休"现象,但峰值出现的时刻与大小不同,野外幼苗在10:00、16:00出现高峰值,分别为4.608、2.118μmol/(m~2·s),大棚幼苗在11:00、15:00出现2个高峰值,分别为4.102、3.982μmol/(m~2·s);蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)变化趋势与净光合速率变化趋势一致,也有"午休"现象;水分利用率(WUE)无明显变化规律;胞间CO_2浓度(Ci)与净光合速率日变化相反。(2)净光合速率与环境因子偏相关性分析表明,环境因子:光合有效辐射(PAR)、大气CO_2浓度(Ca)、空气温度(Ta)、相对湿度(RH)对幼苗PN值影响均为:PARCaTaRH;(3)两地幼苗光饱和点(LSP)均较高,野外为2 674.995μmol/(m~2·s)、大棚幼苗为2 228.754μmol/(m~2·s),光补偿点(LCP)分别为38.250、8.322μmol/(m~2·s)。     

1-MCP对猕猴桃后熟质地品质的临界浓度研究

为探究1-甲基环丙烯(1-MCP)对猕猴桃后熟质地品质作用效果的差异,寻找适宜的1-MCP临界使用浓度,研究通过应用质地多面分析(TPA)测试法,以"贵长"猕猴桃为试材,比较不同处理果肉质地品质差异和好果率,分析各质地参数之间相关性,并且用主成分分析法进行综合评价。结果表明:0.75μL/L和0.50μL/L 1-MCP处理均能够更好地保持猕猴桃货架期的好果率;果实的咀嚼性、弹性、硬度、回复性和凝聚性相互之间都有较好的相关性,但黏着性与其他指标相关性较差,所以用咀嚼性、弹性、硬度、回复性和凝聚性作为评价猕猴桃果实质购性能的主要参数。与对照比较,6种浓度1-MCP处理中,0.75μL/L 1-MCP的处理对维持猕猴桃后熟质地品质效果最好,其次是0.50μL/L1-MCP处理,两组处理均能够延缓果实硬度并且使果实正常后熟。而高浓度(1.50μL/L和1.25μL/L)的1-MCP对猕猴桃果实后熟质地的保持效果较差,出现"僵尸果"现象。另外综合主成分分析显示,货架末期(9 d)时,不同处理猕猴桃质地品质从高到低的排列顺序为:0.75μL/L0.50μL/L1.00μL/L0.25μL/L1.25μL/L1.50μL/L0μL/L。因此,从经济和后熟质地品质考虑,采后用0.50～0.75μL/L1-MCP来处理猕猴桃对保持果实质地品质的效果最好。     

水稻苗期根系铵钾离子吸收的交互作用研究

【目的】为探讨水稻幼苗根系NH_4~+、K~+吸收的交互作用,深化水稻养分吸收理论,【方法】采用溶液培养的方法,对低钾及高钾浓度下水稻在有铵和无铵时的K~+吸收动力学特征进行了研究,对不同钾浓度下水稻根系NH_4~+的吸收速率进行了比较。【结果】1)当K~+0.2 mmol/L时,水稻根系通过高亲和转运系统吸收K~+服从Michaelich-Menten动力学方程;NH_4~+的存在显著降低K~+的最大吸收速率(Vmax),且降幅随着NH_4~+浓度的增加而增大;NH_4~+对水稻根表载体与K~+的亲和力(Km)影响较小,在1.62 mmol/L NH_4~+浓度下,水稻品种齐粒丝苗和沪科3号的Km分别下降了12.33%和16.46%,远低于Vmax 47.30%和39.21%的降幅。2)当K~+0.5 mmol/L时,水稻根系K~+低亲和转运系统发挥作用,K~+吸收速率随浓度的增加而不断增加,呈不饱和特征;但在相同K~+浓度下,水稻根系的K~+吸收速率随NH_4~+浓度的增加而下降。3)水稻根系对NH_4~+的吸收速率随着NH_4~+浓度的增加而增加;在相同NH_4~+浓度下,水稻根系对NH_4~+的吸收速率受K~+浓度的影响很小。【结论】NH_4~+抑制水稻苗期根系K~+的高亲和转运和低亲和转运,NH_4~+对K~+高亲和吸收的影响主要是由于铵竞争细胞膜上的钾载体所致;外界K~+浓度的变化对水稻幼苗的NH_4~+吸收速率影响很小。水稻铵钾的交互作用主要表现在NH_4~+对K~+吸收的抑制作用。     

植物在风景园林建筑设计中的应用

植物作为一种非常重要的景观元素,在风景园林建筑设计中应用十分广泛。在风景园林设计中应用植物能有效突出该设计的观赏性,与周围的构筑物形成组景,使整个设计富有生态气息。本文将主要分析植物在风景园林建筑设计中的作用以及存在的问题,最后有针对性地提出植物在风景园林设计中如何应用的策略。