水分胁迫对花生不同器官非结构性碳水化合物含量的影响

为探讨不同生育时期水分胁迫对花生不同器官非结构性碳水化合物(NSC)“库—源—流”间的变化动态,以‘花育20号’和‘花育27号’花生品种为试材,采用控制条件下的防雨棚池栽方法,研究了花生生长发育过程中不同生育时期水分胁迫下,非结构性碳水化合物(NSC)在花生叶片、茎、根和荚果等器官中的动态变化。结果表明,全生育期干旱胁迫使花生叶片、茎和根中可溶性总糖含量和淀粉均明显升高,但荚果中可溶性糖含量却明显降低。无论何生育时期受到干旱胁迫均使得叶片中可溶性糖含量峰值提前15天左右出现,“源”物质输出提前但输出量降低,叶片提前衰老。生育前期干旱胁迫使滞留在荚果中的NSC含量增加,结荚期后干旱胁迫反而利于荚果中NSC的转化。全生育期水分适宜处理叶片中NSC含量相对较低且变化较小。由此表明,干旱胁迫降低了NSC由源至库的运输和转化,使荚果“库”容量降低。     

低盐胁迫下松江鲈HSPB1、HSPB7和HSPB11基因的表达变化规律

为了探究小分子热休克蛋白基因HSPB1、HSPB7和HSPB11在松江鲈(Trachidermus fasciatus)应对低盐胁迫过程中的调节作用,本研究基于前期转录组数据,获取3个目标基因的序列信息并进行了系统进化分析,利用实时荧光定量PCR技术检测了3个基因在两种低盐胁迫处理下不同时间点(0 h、12 h、24 h和48 h)在鳃、肠、肾和肝组织中的表达水平。系统进化分析结果表明, HSPB1、HSPB7和HSPB11基因分别聚类形成独立分支;在各基因分支中,松江鲈与已报道的鲈形目、鲤形目和鳉形目等鱼种共同聚为硬骨鱼类分支。在两种低盐胁迫处理下, 3个基因在鳃组织中的表达量均在12h显著升高,而在肠、肾和肝组织中的表达量则呈现不同的变化趋势。肠组织中,HSPB7和HSPB11在盐度渐变低盐胁迫(盐度变化速率1.1/h)下表达量均显著升高, HSPB1表达量在48 h显著降低;盐度骤变低盐胁迫(盐度变化速率27/h)下HSPB1和HSPB7表达量在24 h显著升高, HSPB11表达量显著降低。肾组织中,HSPB1、HSPB7和HSPB11表达量均仅在盐度渐变低盐胁迫24h显著升高;盐度骤变低盐胁迫下HSPB1表达量显著降低, HSPB7和HSPB11表达量则显著升高。肝组织中, HSPB7无表达; HSPB1表达量在盐度渐变低盐胁迫下无显著变化,但在盐度骤变低盐胁迫下则显著升高;HSPB11表达量在两种处理下均显著升高。本研究比较分析了HSPB1、HSPB7和HSPB11基因在松江鲈应对不同低盐胁迫时表达变化规律的异同,相关结果为探讨小分子热休克蛋白在鱼类应激调节过程中的作用及洄游性鱼类适应盐度变化的分子调控机制提供了理论依据。     

魁蚶C型凝集素基因cDNA的克隆及表达分析

通过cDNA末端快速扩增(Rapid amplification of c DNA ends,RACE)技术克隆得到魁蚶(Scapharca broughtonii)C型凝集素(C-type lectin,Sb-Lec1)基因,该基因全长为700 bp,其中,5′-UTR为29 bp,3′-UTR为167 bp,开放阅读框长度为504 bp,编码167个氨基酸,包括长度为23个氨基酸的信号肽序列、129个氨基酸的糖识别结构域(CRD)以及参与二硫键形成的6个半胱氨酸。预测蛋白分子量为19.11 k Da,理论等电点为4.74。多序列比对结果显示,Sb-Lec1基因CRD编码的氨基酸序列与长牡蛎(Crassostrea gigas)、紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)和海湾扇贝(Argopecten irradians)C型凝集素的同源性分别为38%~40%、34%~35%和38%~39%,Sb-Lec1基因编码的氨基酸序列与其他物种的凝集素基因具有相似的结构,均含有形成二硫键的4个保守半胱氨酸。系统进化分析结果显示,魁蚶先与贝类聚为一支,再与脊椎动物聚在一起,表明魁蚶Sb-Lec1基因在进化树上的位置与其传统分类所处位置一致。采用荧光定量PCR技术,检测了Sb-Lec1基因在组织中的表达情况,发现其在肝胰腺、血淋巴、鳃、外套膜、闭壳肌、斧足中均有表达,其中,肝胰腺表达量最高。同时,分析了Sb-Lec1基因在鳗弧菌(Vibrio anguillarum)刺激下的mRNA表达量变化情况。结果显示,与对照组相比,菌刺激组Sb-Lec1基因mRNA在各检测组织中的表达量均显著上调(P0.05),随着刺激时间的延长,表达量呈先升高后降低的趋势。本研究表明,魁蚶Sb-Lec1基因在机体免疫防御方面发挥重要功能。     

海蜇Frizzled1基因的克隆及在无性繁殖中的表达

采用RACE技术解析了海蜇(Rhopilema esculentum)Frizzled1基因的cDNA和基因组结构:Re-Fzd1基因的全长cDNA为2387 bp,其中编码区为1761bp,编码586个氨基酸的多肽。SMART分析表明,Re-Fzd1基因具备Fzd家族共同的结构特征,包括:一个由23个氨基酸组成的信号肽,一个位于N-末端富含10个保守半胱氨酸残基的半胱氨酸富集域(CRD),一个含有7个跨膜片段的跨膜结构域,以及一个含有5个重要的磷酸化位点的C端尾巴。多序列比对表明,Re-Fzd1基因与刺胞动物贝螅(Hydra echinata)、水螅(Hydra vulgaris)、半球美螅水母(Clytia hemisphaerica)和海葵(Nematostella vectensis)Fzd1具有高度相似性,与来自脊椎动物人(Homo sapiens)、鼠(Mus musculus)、爪蟾(Xenopus laevis)和斑马鱼(Danio rerio)的Fzd1、Fzd2和Fzd7家族基因也具有较高的同源性。基于N-J法,将人、鼠、爪蟾、斑马鱼和果蝇(Drosophila melanogaster)所有Fzd家族基因系统进化分析显示,除果蝇外,所有Fzd家族成员聚类成4个类群,11个亚家族,海蜇Re-Fzd1基因首先与刺胞动物门的Fzd1聚类在一起,然后与脊椎动物Fzd1、Fzd2和Fzd7三个家族聚成一个类群,表明脊椎动物Fzd1、Fzd2和Fzd7家族可能与刺胞动物门的Fzd1起源于同一个共同祖先。Re-Fzd1基因组序列中不含有内含子。实时荧光定量PCR结果显示,Re-Fzd1基因在海蜇无性繁殖的4个发育阶段均有表达,其中,表达量最高的横裂体阶段是表达量最低的稚水母阶段的3.67倍。整体原位杂交显示,在海蜇横裂体时期,Re-Fzd1原位表达在触手、基座及发生横裂的部位。这些结果都表明,Re-Fzd1不但参与了海蜇的早期发育过程,还调控了海蜇无性繁殖的发生。     

不同水分条件对东北风沙土花生生长发育及水分利用率的影响

研究不同水分条件对东北风沙土花生各生长期植株形态、生理指标、产量及水分利用率的影响。采用盆栽的方式对花生各生长期的土壤水分进行调控,对上述指标进行测定。结果表明,风沙土栽培花生苗期适当干旱对花生生长发育没有显著影响;花针期对水分要求明显增高,土壤含水量为田间持水量的60%为宜;结荚期必须提供充足的水分,否则严重影响荚果生长,导致减产。在各组处理中全生育期土壤含水量下限控制在田间持水量60%时,水分利用率最高,达到1.53 g/kg,产量92.9 g/盆也达到了较高的水平,该指标可用来指导东北风沙土花生补水灌溉。     

雌雄半滑舌鳎脑垂体基因表达差异研究

为研究半滑舌鳎雌雄个体大小和生长速度差异悬殊的分子机理,采集来自同一亲本、同一发育阶段的半滑舌鳎雄鱼和雌鱼脑垂体,分别与Affymetrix的斑马鱼基因芯片杂交,筛选差异表达基因。芯片杂交结果显示二者共有1 051个基因检测到明显的杂交信号,其中上调基因486个,下调基因561个。进一步比较雄鱼和雌鱼杂交信号的比值(Ratio值),有39个基因的Ratio值小于0.6或大于1.5,其中sh3gl1b、meis2.1、acta1、Noxa、slc25a5这5种上调基因和col1a2、klf7、acta2这3种下调基因可能与半滑舌鳎雌雄生长差异相关。这一结果为深入研究半滑舌鳎雌雄性别分化与生长调控机制提供了新思路。     

镇域水平乡村耕地流转的时空分异及其驱动机制

为了解乡村土地流转的镇域差异,丰富对土地流转尺度效应的认知,选取重庆市现代农业与统筹城乡示范窗口江津区为样区,基于2007—2012年24个乡镇的农经统计面板数据,利用统计分析法、主成分分析法与Logistic多元回归分析法,从镇域尺度视角研究乡村耕地流转形式、流转去向和流转规模的时空演变特征,并从区位状况、经济水平、资源禀赋、农业政策和市场5个方面剖析驱动镇域水平耕地流转时空变化的影响因素。结果表明：镇域水平耕地流转形式均以出租和转包为主,呈现多样化;土地流转去向中,农户是耕地最主要流入方,其次是企业,专业合作社最少;镇域水平耕地流转年际差异显著,变化趋势以“先增后减再增型”和“增加型”为主,呈现多元化;镇域水平耕地流转规模属随机分布,空间自相关程度逐年减弱,且空间关联类型格局随年际变化总体表现出不稳定性;镇域水平上,农业劳动力数和养殖业商品化率对耕地流转规模影响最大,流转率随农业劳动力数减少而增加,而随养殖业商品化率提高而增加。此外,固定资产、劳均耕地和农转非率对耕地流转规模也有正向促进作用。最后立足镇域特色,以不同层次发展需求为导向,提出促进土地顺畅流转的施政策略。     

2006-2013年黄海秋季头足类资源状况调查与分析

为摸清中国黄海秋季头足类的资源状况,本研究根据2006–2013年秋季黄海渔业资源调查所取得的292个站位底拖网资料,以渔获率作为头足类资源分布的数量指标,分析黄海秋季头足类的种类组成、数量分布、年度变化以及空间分布格局。结果表明,黄海秋季分布的头足类有14种,隶属于3目6科8属,不同年度头足类的种类变化为(8±2)种/年,以温带种占优势,也有一定数量的暖水种,未出现冷水种,明显反映出暖温带海区的动物区系特征。黄海秋季头足类的优势种为太平洋褶柔鱼(Todarodes pacificus)、日本枪乌贼(Loligo japonica)、剑尖枪乌贼(L.edulis)、针乌贼(Sepia andreana)和双喙耳乌贼(Sepioda birostrata),年际间优势种稍有不同。更重要的是,此阶段调查捕获了3个黄海新记录种:罗氏乌贼(Sepia robsoni)、多钩钩腕乌贼(Abralia multihamata)和真蛸(Octopus vulgaris)。根据这3个暖水种在黄海其出现的位置、频率和数量,分析可能的原因是全球气候变暖使得头足类暖水种分布的纬度发生变化,导致其栖息范围扩大。调查还发现,柔鱼类和枪乌贼类为秋季黄海头足类优势类群,不同类群头足类的渔获量在年际间存在一定波动,且过去的十多年间黄海秋季头足类资源组成结构已有所变化。黄海不同区域间头足类资源量从北往南呈现递增趋势,黄海北部、中部、南部头足类的平均渔获率分别为0.55 kg/h、0.67 kg/h、0.98 kg/h。本研究结果可为黄海头足类资源养护和可持续利用提供理论依据。     

半滑舌鳎骨形态发生蛋白4基因的克隆和表达分析

本研究克隆了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)骨形态发生蛋白4(BMP4)基因的c DNA序列,并分析其在半滑舌鳎成鱼的组织表达分布及其在早期发育阶段的定位和表达变化趋势。结果表明,半滑舌鳎BMP4基因c DNA全长为1680 bp,包括了419 bp的5′非翻译区(5′UTR)、编码403个氨基酸的1212 bp的开放阅读框(ORF)以及49 bp的3′非翻译区(3′UTR)。同源性分析和分子进化聚类分析结果显示,半滑舌鳎与已报道慈鲷科(Cichlidae)各鱼种的同源性最高,并与之共同聚为鱼类BMP4分支。BMP4 m RNA在半滑舌鳎成鱼的13个组织中具有广泛的分布,并在鳃组织中表达量最高,其次在背鳍、软骨等组织具有中等水平的表达。此外,BMP4基因在早期胚胎发育阶段(卵裂期和原肠期)具有极高水平的表达,此后其表达水平逐渐降低;但在后期仔鱼期(孵化后3日龄和4日龄),其表达水平再次升高。整体原位杂交检测结果表明,BMP4 m RNA在早期仔鱼期主要在头部及躯干前部表达;后期仔鱼BMP4基因主要在冠状幼鳍、上下颌及胸鳍处表达;进入稚鱼期后在鳃盖骨及各鳍均有表达。上述研究结果揭示了BMP4在半滑舌鳎早期骨骼发育中的重要作用,为揭示海水硬骨鱼类骨骼发生、发育的调控机制奠定了理论基础。     

南极鱼亚目鱼类DNA条形码及分子系统学

以南极海域“南极海洋生物资源养护委员会”(the Commission for the Conservation Antarctic Marine Living Resources, 简称 CCAMLR) 48.1、48.2 和 48.3 亚区的南极磷虾(Euphausia superba)渔业兼捕所得 97 份南极鱼样品为研究对象, 经形态学特征分析和 DNA 条形码将其鉴定为南极鱼亚目 4 科 17 属 17 个有效种, 其中依据形态学特征只鉴定出 6 个物种, 其余 11 个物种则依据 DNA 条形码得到准确鉴定。可见, 在形态学鉴定经验不足或样品形态不完整的情况下, DNA 条形码可以有效的实现物种鉴定。继而, 分析了南极鱼类 97 条 DNA 条形码的碱基组成特征, 发现 GC 含量第一密码子最高且第二密码子最低可能为南极鱼亚目类群的特有现象, 但其生物学意义尚有待于进一步研究。将本研究采集的南极鱼亚目 17 种鱼类与 BOLD 筛选的 64 种鱼类的 DNA 条形码合并, 构建了南极鱼亚目 4 科 39 属 81 种鱼类的系统关系树, 这是迄今为止包含种类最多的南极鱼亚目鱼类分子鉴别和系统进化关系分析。遗传距离和系统关系树分析进一步证明 DNA 条形码对于南极鱼类物种鉴定的适用性与可行性, 另外还发现南极鱼亚目鱼类的个别物种其分子系统关系与形态学分类地位不一致。本研究结果证实了 DNA 条形码技术对南极鱼亚目分类群的识别效率, 弥补了传统形态学鉴定方法的局限和不足, 丰富了南极鱼类 DNA 条形码数据库, 为南大洋鱼类多样性与适应性进化研究奠定基础, 同时为南极渔业资源保护和可持续开发利用提供科学依据。