GNA和ACA双价转基因烟草培育及其抗蚜研究

蚜虫是一种常见的农作物害虫,作为多种植物病毒的载体而成为影响农业发展的重要害虫之一,对蚜虫的防治一直是众多科学工作者所面对的难题。构建了雪花莲凝集素(GNA)和苋菜凝集素(ACA)双价植物表达载体pBI121-GA,在农杆菌介导下,叶盘法转化烟草NC89,得到卡那霉素抗性植株65株。通过基因组PCR、ELISA、RT-PCR和Western-blot等分子生物学检测,从中筛选出外源凝集素不同表达水平的转基因烟草5株。对筛选出的5株转基因烟草植株进行初步蚜虫抗性实验,证实转基因烟草对桃蚜表现出一定的抗性,最高抑制率达85.8%,为农作物双价抗蚜基因的应用研究提供一定的理论基础。     

紫杉烷14β-羟基化酶基因片段的克隆及其植物表达载体的构建

采用CTAB法提取中国红豆杉基因组DNA,利用PCR技术克隆得到紫杉烷14β-羟基化酶(简称14OH)基因前半段,测序结果表明DNA片段序列为915bp,与报道的14OH基因同源性为98.3%。然后将获得的DNA片段(915bp)正反向插入到二元载体pZh01的GUS两端,构建成14OHRNAi植物表达载体pZ14a,又选其中与羟基化酶家族其他成员同源性低的部分(390bp),正反向插入到二元载体pZh01的GUS两端,构建成14OHRNAi植物表达载体pZ14b。同时将克隆得到的DNA片段(915bp)反向插入到二元载体pZh01中,构建成14OH反义RNA植物表达载体pZ14c。经PCR和酶切图谱分析鉴定,确认载体构建成功。     

九仙山小流域不同植物群落土壤蓄水功能研究

采用森林水文学研究方法,对九仙山小流域不同植物群落的土壤水分贮存与入渗特征进行研究。结果表明:1)森林群落具有显著提高林地土壤孔隙度、土壤贮水量和土壤入渗速率的作用,其中麻栎林要好于侧柏林、刺槐林、杨树林,而枣树林最差;2)有林地的土壤入渗率明显高于荒草坡地,说明不同森林群落具有改善土壤入渗性能的作用。其中侧柏林提高土壤入渗速率的幅度最高,随后是麻栎林、刺槐林、杨树林,最差的是枣树林;3)Horton模型比较适用于模拟研究区的土壤入渗过程,但通用幂函数模型和Philip模型的适用性较差。     

马铃薯Y病毒小鼠中和抗体轻链基因的克隆及序列分析

从大量繁殖的Ｄ７３杂交瘤细胞中，提取制备其基因ｍＲＮＡ，并以此为模版，经反转录途径获得基因组ｃＤＮＡ，随后将其插入到λｇｔｌｌ中，构建了马铃薯Ｙ病毒小鼠单克隆抗体ｃＤＮＡ基因文库。通过免疫原位杂交，从该基因文库中筛选出含有抗体轻链基因的阳性克隆，进一步将其插入到ｐＧＥＭ－７Ｚｆ（＋）质粒中，经酶谱和ＤＮＡ序列分析确定，完整的轻链基因被获得。该基因含有９５６个核苷酸碱基［不包括Ｐｏｌｙ（Ａ）尾巴］，     

大豆24 kDa油体蛋白基因在大肠杆菌中的表达

 分别构建了含全长大豆24 kDa油体蛋白基因、与大肠杆菌热敏毒素B亚基和定居因子CS6 B亚基基因以串联方式融合的全长大豆24 kDa油体蛋白基因、缺失N端74个氨基酸编码序列的油体蛋白基因及缺失C端152个氨基酸编码序列油体蛋白基因等4个大肠杆菌表达载体。除N端缺失的油体蛋白基因外,其它3个载体的IPTG诱导表达产物对E.coli生长表现出明显的抑制作用,菌液浓度与对照菌株相比,至少降低了3倍;而N端缺失了222个编码核苷酸的油体蛋白基因则对宿主细菌细胞的生长繁殖不再表现有任何毒性。进一步通过SDS-PAGE和Western印迹反应检测各表达载体的IPTG诱导表达产物时发现,仅有N端缺失的24 kDa油体蛋白基因片段在宿主细胞BL21(DE3)和Rosseta(DE3)中有重组油体蛋白积累。     

秸秆还田对植烟土壤养分及真菌群落多样性的影响

通过2009~2012年的秸秆还田定位试验,研究不同用量小麦及玉米秸秆还田对植烟土壤养分及真菌群落多样性的影响。研究结果表明:有机质及速效养分指标均随秸秆还田量的增加而增加,且等量玉米秸秆还田效果优于小麦秸秆。PCR-DGGE的检测结果显示秸秆还田能一定程度提高土壤真菌群落的多样性,其中真菌丰度和香浓多样性指数随着玉米秸秆还田量的增加而增加,而小麦秸秆在中量还田时(4500 kg hm~(-2))多样性最高,且等量玉米秸秆还田在提高真菌多样性的效果优于小麦秸秆。此外,秸秆还田各处理土壤的真菌群落结构相似性较高,真菌多样性相似系数均大于0.73。特异条带的测序显示,与对照相比,小麦秸秆1500 kg hm~(-2)还田处理中,隐囊菌属真菌(Apanoascus)及毛壳属真菌(Chaetomium)出现,玉米秸秆还田7500 kg hm~(-2)处理,两种特异性的真菌类群(Uncultured Eukaryote和Fungal sp.CRS567818T-1)出现。且土壤真菌多样性与土壤有机质、全钾及碱解氮呈显著正相关。可见,秸秆还田能够增加土壤养分含量,提高烟田土壤真菌群落多样性,这有助于烟草土传病害控制、烟田生态系统的健康维护及其可持续发展。     

CP4-EPSPS蛋白在大肠杆菌中的表达与制备

构建了一个含有CP4-EPSPS外源基因的细菌表达载体并在大肠杆菌Transtta菌株中的高效表达,通过SDS-PAGE检测发现,目标蛋白完全以可溶性方式存在于细胞破碎上清液中,且约占到细菌可溶性蛋白的40%左右。收集该上清液并进而通过连续2次镍柱亲和层析,CP4-EPSPS重组蛋白纯度可达99.9%以上,对其进行N端序列分析,与预期的结果完全一致。以其作为标准品,通过ELISA,成功检测出三株CP4-EPSPS转基因烟草中目标蛋白含量分别为0.292 μg/g、0.477 μg/g和0.703 μg/g。该蛋白表达和纯化体系可为CP4-EPSPS转基因植物蛋白量值溯源传递的标准物质研制提供稳定物质基础。     

两种固氮芽孢杆菌菌剂在小麦-玉米轮作区大田试验效果评价

微生物菌剂大田试验对开发适用于农业生产的微生物肥料具有重要指导意义。对前期筛选获得的两种固氮芽孢杆菌菌剂进行小麦-玉米轮作区的大田试验，并对试验效果进行评价。与对照相比，两种菌剂对小麦和玉米的开花、结穗时间均没有影响，对小麦拔节期和孕穗期的株高和鲜重均具有显著提高作用。在小麦产量构成因素中，固氮芽孢杆菌菌剂1可显著提高千粒重，而固氮芽孢杆菌菌剂2可显著提高穗数，两种菌剂均显著提高小麦总产量，最高达到(6 211.24±92.95) kg·hm-2，比对照增产16.23%，其中固氮芽孢杆菌2在减施15%氮肥的情况下，产量达到(6 056.27±24.14) kg·hm-2，相较于减15%氮肥的对照处理增产23.20%，比正常对照增产13.84%。两种菌剂对玉米株高、叶长和叶宽均具有不同程度的促生长作用；在收获期，玉米株高和植株鲜重也显著增加。在对玉米产量的影响方面，与减氮15%的对照相比，两种微生物菌剂均能显著提高玉米穗鲜重、穗干重、穗长、穗宽和百粒重，固氮芽孢杆菌菌剂1处理后产量达到(8 56 6.27±157.87)kg·hm-2，固氮芽孢杆菌菌剂2处理后产量达到(8 602.70±122.79) kg·hm-2，比减氮对照分别增产18.58%和19.09%。与正常施用氮肥的对照相比，两种菌剂处理后分别增产9.30%和9.78%。上述结果为丰富我国微生物肥料品种资源提供研究基础，为小麦、玉米等作物的微生物肥料的田间施用技术推广提供研究数据。     

基于作物缺水指数的农业干旱监测模型构建

农业干旱监测问题对农业生产具有重要影响,因此精确监测农业干旱具有现实意义。该研究基于MOD16A2全球蒸散产品,计算作物缺水指数（Crop Water Stress Index,CWSI）,结合地表温度、植被指数、降水量以及土壤湿度等多源遥感数据为自变量,3个月时间尺度的标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI-3）为因变量,基于偏差校正随机森林算法构建山东省2000-2019年作物生长季（4-10月）的偏差校正随机森林干旱状况指数（Bias-corrected Random Forest Drought Condition Index,BRF-DCI）。并分析CWSI对于构建山东省农业干旱监测模型的影响。结果表明：加入CWSI后,所提出的BRF-DCI指数与SPEI-3观测指数的决定系数为0.72～0.85,优于未加入CWSI之前;加入CWSI后提高了干旱监测等级的准确率;BRF-DCI指数能较好地拟合各月份的SPEI-3指数,决定系数均在0.94以上;BRF-DCI指数能够准确反映山东省典型干旱年的干旱情况,有效监测山东省农业干旱情况。该研究对山东省农业旱情监测及旱灾防御具有较大的应用潜力。     

烟草薄片原料、半成品及成品的化学成分对比分析

对比分析卷烟、造纸法烟草薄片原料、半成品、成品中的还原糖、可溶性糖、淀粉和蛋白质等物质的含量,寻找烟草薄片工艺改进方向。采用DNS法对烟草样品中的还原糖、可溶性糖、淀粉等成分进行定量分析,采用国家标准GB 5009.5-2010对蛋白质进行定量分析。结果表明,还原糖、可溶性糖、淀粉和蛋白质在两种卷烟、烟梗、烟末、木浆纤维、基片、未烤薄片、薄片等8种样品中的含量有明显差别。水溶性成分在薄片加工过程中损失率加大,薄片原料及半成品、成品中的淀粉、蛋白质等不良组分含量较低。