短密木霉、咪唑乙烟酸和种植大豆对土壤真菌多样性及农药残留的影响

采用平板稀释法分离试验土壤真菌,对土壤真菌数量、种类进行分析,采用高效液相色谱法检测土壤农药含量,对土壤中的农药残留进行分析。结果表明:加入短密木霉(Trichoderma brevicompactum)后,短密木霉对其他真菌具有抑制作用,与对照组相比,土壤真菌数量、种类差异显著。单独种植大豆(Glycine max)后,土壤真菌的数量、种类变化不明显。咪唑乙烟酸质量分数对土壤真菌数量、种类有显著的影响。短密木霉、大豆、咪唑乙烟酸三者互作试验组与对照组差异显著。土壤中的咪唑乙烟酸质量分数随着处理时间的增加都逐渐的减少,10~20d降解效率最高。短密木霉、大豆和咪唑乙烟酸都会影响咪唑乙烟酸的降解。     

短密木霉、咪唑乙烟酸和种植大豆对土壤脲酶活性的影响

采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定土壤脲酶活性,研究了短密木霉(Trichoderma brevicompactum)、大豆(Glycine max)和咪唑乙烟酸质量分数对土壤脲酶活性的影响。结果表明:添加短密木霉、种植大豆和加入咪唑乙烟酸后,土壤脲酶活性均呈现出抑制—恢复—激活的趋势。土壤中加入短密木霉后,40 d时脲酶活性的激活率最高,达到31.13%;种植大豆后,5 d时抑制率最高,达到10.35%,20 d后逐渐恢复到对照组水平。当土壤中咪唑乙烟酸质量分数分别为50、100、150 mg·kg-1时,土壤脲酶活性呈现出抑制—激活的趋势,在5~10 d脲酶活性被显著抑制,抑制率最高时达到16.18%,20 d后呈现激活效应。当土壤中咪唑乙烟酸质量分数为100 mg·kg-1时,30 d时激活率最高,达85.23%。     

基于 iTRAQ 技术筛选红榄李种子响应败育差异表达蛋白

【目的】探索濒危红树植物红榄李败育种子的分子机制。【方法】借助iTRAQ定量蛋白质组学技术分析红榄李不同育性种子蛋白质组的表达差异。对质检合格的两个蛋白质组进行酶解,iTRAQ标记后进行高效液相色谱、质谱检测。利用Mascot软件进行蛋白质鉴定,通过iTRAQ定量寻找差异表达蛋白,并进行GO功能注释、KEGG代谢通路和蛋白互作分析,并通过实时荧光定量PCR对8个差异候选表达基因进行验证。【结果】红榄李种子蛋白质组共鉴定出2 380个蛋白,其中差异表达蛋白448个,包括上调表达蛋白238个和下调表达蛋白210个。差异蛋白中的1.86%与生殖发育的生物学过程密切相关。GO分析表明,败育种子的上调蛋白主要参与到内质网蛋白的加工、RNA转运、RNA降解、囊泡运输中SNARE相互作用及mRNA调控等生物学过程。差异蛋白中的UGGT蛋白、HSP蛋白和囊泡相关膜蛋白可能在败育种子的发育过程中发挥重要调控作用。【结论】参与种子萌发和植物生长发育的转录因子出现不同程度的差异表达,可能是导致红榄李种子败育的直接或间接原因,研究结果为红榄李濒危机制和种质资源保护研究提供了科学支撑。     

咪唑乙烟酸降解菌分离鉴定、降解条件优化及去毒效应研究

为了获得咪唑乙烟酸高效降解菌,采用高压富集驯化的方法从长期施用咪唑乙烟酸的土壤中分离筛选出一株对咪唑乙烟酸具有较高降解能力的菌株MZ-1,经形态特征、生理生化特征及16 S rRNA序列分析,鉴定该菌株为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus).利用响应面法优化该菌株对咪唑乙烟酸的降解条件.结果表明菌株MZ-1的...     

黑曲霉LZ1降解咪唑乙烟酸的特性

黑曲霉LZ1是从长期施用咪唑乙烟酸的大豆田土壤中分离得到的1株降解真菌,它能够以咪唑乙烟酸为唯一碳源进行生长,在含200 mg.L-1咪唑乙烟酸的基础盐培养液中,8 d降解率可达72.5%。以黑曲霉LZ1的菌体生长量和咪唑乙烟酸降解率为指标,研究了影响生长和降解的主要因素。结果表明,黑曲霉LZ1生长和降解咪唑乙烟酸的适宜条件是:pH 5～7,温度25～35℃,咪唑乙烟酸浓度50～300 mg.L-1,接种量(V/V)≥2%。     

芽孢杆菌 QC －13对咪唑乙烟酸污染土壤的生物修复

在实验室条件下,研究了芽孢杆菌（ Bacillus sp．） QC－13对咪唑乙烟酸污染土壤的生物修复作用。投加降解菌QC－13可显著提高咪唑乙烟酸在土壤中的降解速率。当咪唑乙烟酸浓度为50 mg／kg干土,且QC－13的接种量为108 CFU／g干土时,21 d后土壤中咪唑乙烟酸的降解率为66．2％,而对照土壤则为14．4％。咪唑乙烟酸的降解速率与接种量呈正相关,当接种量减少至105 CFU／g干土时,降解率降低至31．8％。菌株QC－13降解土壤中咪唑乙烟酸的最适温度为30℃,降解率于21 d 可达62．7％;当土壤含水量为40％时,于21 d时咪唑乙烟酸的降解率为62．2％,且降解率随含水量的增加而降低。接种QC－13可不同程度缓解土壤中浓度为50、100μg／kg干土的咪唑乙烟酸对玉米、小麦的生长抑制作用。     

利用iTRAQ技术和转录组筛选芍药属远缘杂交不亲和基因

【目的】远缘杂交育种是目前牡丹、芍药品种改良和育种的主要方法,而远缘杂交不亲和一直是制约其快速发展的主要因素。本研究从牡丹、芍药远缘杂交授粉后不亲和应答相关的柱头差异蛋白与转录组方面深入研究,揭示牡丹、芍药远缘杂交不亲和的分子机理,为杂交育种提供理论依据。【方法】以芍药‘粉玉奴’自交、芍药‘粉玉奴’与牡丹‘凤丹白’杂交为供试材料,在授粉后24 h采取柱头,分别进行同位素标记相对定量(iTRAQ)和转录组技术分析。对所获得的蛋白和转录组数据进行生物信息学分析,并对其中可能与远缘杂交不亲和相关的基因进行定量PCR验证。【结果】利用iTRAQ技术分析牡丹、芍药远缘杂交后柱头中蛋白质的表达差异,共鉴定到685个差异蛋白,富集到了188条通路,其中显著富集的Pathway有18条。与不亲和授粉相关代谢通路有RNA降解、钙信号途径、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase signaling pathway,MAPK)信号途径、磷脂酰肌醇信号系统。在RNA降解代谢通路中,烯醇酶(Enolase)、热休克蛋白DnaK(HSP70)及病菌抗原(GroEL)均表达下调。在钙信号途径中,钙调蛋白(CALM)表达下调,腺苷酸转运酶(adenine nucleotide translocase,ANT)表达量增加,表达上调。MAPK信号途径中,乙二醛酶Ⅰ(GloI)表达下调。磷脂酰肌醇信号系统中的钙调蛋白(CALM)表达下调。随机选取与差异蛋白相关的6个基因进行qRT-PCR验证,结果显示,6个基因的表达与蛋白质水平趋势相一致,均表达下调。通过转录组测序,共获得了52 998个有注释信息的Unigene,占所有Unigene的40.37%。基于6组样品的RPKM(Reads Per Kilobase per Million)值,共筛选到16 224个差异基因。其中上调基因13 361,下调基因2 863个。对差异基因进行Pathway显著富集分析,杂交与自交相比,不亲和差异表达的基因主要富集在氧化磷酸化代谢、ABC转运蛋白、次级代谢产物等通路。与远缘杂交不亲和相关且发生显著变化的基因有CalS-5、CalS-12(胼胝质酶)和SPL(squamosa promoter binding protein-like)表达上调,ABCF(ABC transporter family protein)表达下调。【结论】在转录组和蛋白数据共注释到6个蛋白、4个基因与植物不亲和性密切相关,这些蛋白与基因可能在远缘杂交不亲和方面发挥着重要作用。     

黑龙江省北部地区土著咪唑乙烟酸降解细菌的分离与鉴定

从长期施用咪唑乙烟酸的土壤中筛选获得了3株对咪唑乙烟酸具有较好降解能力的细菌(降解率均在75%以上)。通过形态特征、生理生化鉴定。结果表明:J1为微球菌属(Micrococcussp.),J2、J3为芽孢杆菌属(Bacillussp.)。     

利用iTRAQ技术和转录组筛选芍药属远缘杂交不亲和基因

【目的】远缘杂交育种是目前牡丹、芍药品种改良和育种的主要方法,而远缘杂交不亲和一直是制约其快速发展的主要因素。本研究从牡丹、芍药远缘杂交授粉后不亲和应答相关的柱头差异蛋白与转录组方面深入研究,揭示牡丹、芍药远缘杂交不亲和的分子机理,为杂交育种提供理论依据。【方法】以芍药‘粉玉奴’自交、芍药‘粉玉奴’与牡丹‘凤丹白’杂交为供试材料,在授粉后24 h采取柱头,分别进行同位素标记相对定量（iTRAQ）和转录组技术分析。对所获得的蛋白和转录组数据进行生物信息学分析,并对其中可能与远缘杂交不亲和相关的基因进行定量PCR验证。【结果】利用iTRAQ技术分析牡丹、芍药远缘杂交后柱头中蛋白质的表达差异,共鉴定到685个差异蛋白,富集到了188条通路,其中显著富集的Pathway有18条。与不亲和授粉相关代谢通路有RNA降解、钙信号途径、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase signaling pathway,MAPK）信号途径、磷脂酰肌醇信号系统。在RNA降解代谢通路中,烯醇酶（Enolase）、热休克蛋白DnaK（HSP70）及病菌抗原（GroEL）均表达下调。在钙信号途径中,钙调蛋白（CALM）表达下调,腺苷酸转运酶（adenine nucleotide translocase,ANT）表达量增加,表达上调。MAPK信号途径中,乙二醛酶Ⅰ（GloI）表达下调。磷脂酰肌醇信号系统中的钙调蛋白（CALM）表达下调。随机选取与差异蛋白相关的6个基因进行qRT-PCR验证,结果显示,6个基因的表达与蛋白质水平趋势相一致,均表达下调。通过转录组测序,共获得了52 998个有注释信息的Unigene,占所有Unigene的40.37%。基于6组样品的RPKM（Reads Per Kilobase per Million）值,共筛选到16 224个差异基因。其中上调基因13 361,下调基因2 863个。对差异基因进行Pathway显著富集分析,杂交与自交相比,不亲和差异表达的基因主要富集在氧化磷酸化代谢、ABC转运蛋白、次级代谢产物等通路。与远缘杂交不亲和相关且发生显著变化的基因有CalS-5、CalS-12（胼胝质酶）和SPL（squamosa promoter binding protein-like）表达上调,ABCF（ABC transporter family protein）表达下调。【结论】在转录组和蛋白数据共注释到6个蛋白、4个基因与植物不亲和性密切相关,这些蛋白与基因可能在远缘杂交不亲和方面发挥着重要作用。     

寒胁迫诱导灰木相思无性系差异蛋白的表达

本实验提取寒胁迫前后的灰木相思组培苗的水溶性蛋白进行双向电泳和质谱鉴定,分析在寒胁迫条件下蛋白质组的变化。利用ImageMaster 5.0软件分析比较,经基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱测定差异蛋白点的肽质量指纹图谱,通过Mascot软件查询Swiss-Prot等数据库,鉴定得到4个显著差异蛋白点,R7、R15、R20表现为上调表达,R17表现为下调表达。结果表明:在寒胁迫条件下灰木相思组培苗存在明显的蛋白质表达差异。     

基于label-free技术的青杨3个叶位叶片比较蛋白质组学分析

为了研究青杨不同叶位叶片蛋白质组的表达变化规律和青杨叶片衰老的蛋白质组学机制,采用非标记蛋白质组学(label-free)方法对杂交青杨子代3个叶位叶片蛋白质组变化进行了分析。结果表明:3个不同叶位叶片共检测到111个差异表达蛋白质,其中55%的差异蛋白质仅在25叶位与5叶位的比较中差异显著;差异表达蛋白质功能分析表明,青杨叶片成熟到衰老过程中与光合作用、生长发育相关蛋白在10和25叶位多呈现下调表达,逆境反应、营养分解转运相关蛋白在10和25叶位多上调表达,而一些转录翻译与修饰调控相关蛋白质则主要呈现波动趋势;青杨3个叶位中,10叶位光合作用和物质合成比5叶位活跃,25叶位叶片由于衰老营养物质分解转运加强,物质合成减弱。蛋白质是细胞功能执行者,可见,青杨叶片成熟到衰老是受蛋白质表达变化有序调控的过程。     

茉莉酸处理烤烟打顶诱导烟碱合成调控相关蛋白质的筛选

为探索打顶促进烟株体内烟碱合成的调控机制以及茉莉酸(JA)信号途径在其中的作用,用JA处理模拟烟草打顶,采用差异蛋白质组学技术对烤烟根尖组织细胞蛋白质组进行分析.2-DE图谱经ImageMaster 2DPlatinum(Version 5.01)软件识别结果显示,约有500个蛋白质点被清楚分离,通过比较发现,打顶和JA处理后表达上调的蛋白质分别有13和26个,其中有3个共同蛋白质点;表达下调的分别有5和6个,其中有3个共同蛋白质点;特异表达点分别有8和5个,其中有4个共同蛋白质点.将其中8个差异点采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)进行了肤质量指纹图谱分析,Mascot软件对NCBInr数据库查询,8个特异蛋白质点得到了鉴定.其中4个蛋白质点在JA处理和打顶处理中的变化是相同的,表明这些蛋白质点可能受到茉莉酸信号途径的调控,同时又是刺激烟碱合成的重要因子.     

群结腐霉细胞壁降解酶的活性检测及基因表达分析

群结腐霉(Pythium myriotylum)是一种死体营养型病原菌,可侵染生姜引起茎基腐病,造成生姜产量损失,严重危害该产业发展。群结腐霉含有大量植物细胞壁降解酶(plant cell wall-degrading enzymes, PCWDEs),然而PCWDEs在群结腐霉侵染生姜过程中的功能和特性却鲜有报道。运用生物信息学手段预测群结腐霉细胞壁降解酶的种类和数量,并以生姜粉末和葡萄糖为碳源,比较菌丝生长的情况,利用转录组分析比较PCWDEs基因在不同碳源条件下的表达差异情况,同时对培养液中主要PCWDEs进行酶活检测。转录组数据显示,与葡萄糖培养基相比,生长在生姜粉末培养基上的群结腐霉中12个PCWDEs编码基因显著上调表达,利用CAZymes网站预测PCWDEs的底物主要为淀粉和纤维素;酶活检测发现,其中α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性较高,分别降解淀粉和纤维素。结果表明,群结腐霉在生姜粉末上生长过程中的PCWDEs以淀粉降解酶和纤维素降解酶为主。     

瑞氏木霉中β-葡萄糖苷酶基因功能研究进展

瑞氏木霉(Trichoderma reesei)是研究纤维素降解的主要模式生物,具有很强的分泌纤维素酶的能力,但诱导纤维素酶基因转录表达的信号分子是什么,整个纤维素酶系的表达是如何被调控的等问题至今仍没有得到明确和合理的答案。初步的研究结果显示β-葡萄糖苷酶在纤维素酶诱导过程中具有重要作用。瑞氏木霉基因组序列测定结果表明,其胞内外存在7种β-葡萄糖苷酶。针对瑞氏木霉中β-葡萄糖苷酶的分类、结构特点、转录差异及其在纤维素酶快速诱导过程中的功能进行了综述和分析。     

基于RNA-Seq鉴定黑羽番鸭肉质风味差异的候选基因

为挖掘黑羽番鸭肉质风味相关候选基因,通过对黑羽番鸭胸肌、腿肌中挥发性风味物质进行测定,并通过Illumina HiSeq2500高通量测序进行转录组对比分析,结合参考基因组对所获得的序列进行序列比对、基因注释和差异表达等分析,筛选出差异表达基因并进行GO富集分析。通过荧光定量PCR(Real-time PCR,qRT-PCR)方法检测4个差异候选基因表达水平,验证测序结果的可靠性。结果表明,黑羽番鸭胸肌中挥发性风味物质辛醛、2,3-辛二酮含量显著高于腿肌,3-羟基-2-丁酮含量显著低于腿肌(P<0.05)。通过参考基因组比对和差异表达分析,初步获得614个差异表达基因,171个差异基因在黑羽番鸭腿肌组织上调表达,443个差异基因在黑羽番鸭腿肌组织下调表达。结合GO分析和KEGG富集分析,最终获得了20个候选功能基因,它们分别参与机体氨基酸形成、糖代谢以及脂肪代谢等生物过程,其中10个差异候选基因在黑羽番鸭胸肌中参与肌内脂肪代谢过程,这些基因可能通过形成肌内挥发性风味物质进而影响肌肉风味。qRT-PCR验证结果表明,筛选出的差异候选基因表达趋势与转录组测序中表达的趋势相似,说明测序...     

1-MCP处理采后红阳猕猴桃果实生理效应的研究

【目的】为探究1-甲基环丙烯（1-MCP）处理结合冷藏（1～4℃）贮藏采后‘红阳’猕猴桃果实条件下保鲜的分子调控机制。【方法】以‘红阳’猕猴桃果实为材料，采用1-MCP配合冷藏进行红阳猕猴桃保鲜，研究贮藏过程中果实生理效应的变化。【结果】1-MCP处理结合冷藏保藏可以减缓猕猴桃果实软化速度，抑制TSS、可滴定酸、VC及花色苷的降解，减缓MDA的积累，维持了SOD的活力，降低果实中乙烯释放量。利用RNA-Seq技术进行转录组学比较分析，共筛选获得2 380个差异表达基因，其中上调表达基因有1 503个，下调表达基因877个。GO富集分析表明，差异表达基因显著富集在细胞组分、分子功能和生物过程中的肽生物合成与代谢、酰胺生物合成、蛋白质运输、防御反应等功能类别。KEGG富集分析显示，上调基因主要富集于植物激素信号转导通路、半胱氨酸和蛋氨酸代谢通路以及苯丙氨酸代谢、谷胱甘肽代谢等抗氧化等相关通路，推测蛋氨酸代谢表达的增加是减少乙烯合成的主要原因之一。下调基因主要富集在丙酮酸代谢通路、叶绿素代谢、烟酸和烟酰胺代谢以及蛋白酶体代谢通路等影响呼吸作用强度的通路。【结论】1-MCP结合冷藏处理‘红阳’...     

水稻响应热胁迫核心基因的筛选与鉴定

基于热胁迫条件下的水稻转录组数据,通过HTSeq和DESeq软件筛选差异表达基因;对其进行功能富集和构建蛋白质互作网络,鉴定最重要模块中的核心基因.结果显示:水稻热胁迫0h、1h、6h和12h条件下,共有278个差异表达基因,生物学过程主要富集在刺激反应和蛋白质折叠上;鉴定出含有12个基因的重要模块.基因表达模式显示重要模块中7个核心基因受热胁迫诱导上调,推测这7个核心基因在水稻响应热胁迫过程中发挥关键作用.     

小分子海洋抗菌肽鲎素Ⅰ里氏木霉表达系统构建

为实现鲎素Ⅰ基因的高效表达,以对鲎素Ⅰ敏感度较低的里氏木霉为宿主,构建鲎素Ⅰ里氏木霉表达系统。根据里氏木霉偏爱密码子优化合成鲎素Ⅰ基因,构建鲎素Ⅰ-里氏木霉组成型表达载体pAN-PSGT-Tac,经PEG介导转化至里氏木霉原生质体,PCR法鉴定重组子基因型。基因型鉴定和基因测序检测显示,鲎素Ⅰ基因成功重组到里氏木霉基因组DNA上,因此本研究成功构建了鲎素Ⅰ里氏木霉表达系统。     

转录组和蛋白质组关联分析解析巴西蕉幼苗响应低温的分子机制

【目的】低温是导致香蕉减产的主要自然灾害之一。基于转录组与蛋白质组关联分析参与香蕉抗寒的相关基因、蛋白及信号、代谢通路调控网络,探讨香蕉抗寒的分子机制。【方法】以巴西蕉为试材,在7℃低温下处理1 d(Cold1)和3 d(Cold3),以28℃培养的巴西蕉为对照（CK）,基于笔者课题组前期获得的蛋白质组数据,利用转录组测序技术检测巴西蕉在低温胁迫下基因调控网络的变化,同时与蛋白质组学数据进行关联分析,共同解析巴西蕉响应低温胁迫的分子机制。【结果】转录组分析结果显示,Cold1 vs CK、Cold3 vs CK和Cold1 vs Cold3三个对比组分别鉴定出11 370、15 460和9 619个差异表达基因,对这些基因的KEGG富集分析发现,差异表达基因在光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等多个低温胁迫关键信号代谢通路中富集。对部分差异表达基因进行实时荧光定量（qRT-PCR）分析,其中DREB、MAPK和MYB等低温调控关键基因的表达量在低温处理后显著上升,所选20个基因的表达变化趋势与RNA-seq基本相符,证实了RNA-seq的准确性。转录组与蛋白...     

玉米诱变与原自交系株高变化的蛋白质组学及差异基因的功能分析

【目的】研究玉米经EMS处理后诱变系与原自交系的蛋白表达机制,为从蛋白质组学角度揭示诱变后选育材料在株高发生变化及生物产量明显提高等方面的分子理论奠定基础。【方法】以玉米(Zea mays L.)优良自交系AMD16和诱变后选育材料为试材,采用双向电泳、质谱分析以及检索技术,比较选育材料与原自交系叶片蛋白质组的差异,并对其候选基因进行分离、克隆,构建植物表达载体p3300-ZmMDH6,最后进行拟南芥的遗传转化与鉴定。【结果】EMS诱变后选育材料的蛋白质组中出现21个差异蛋白质点,其中5个蛋白质点在选育材料中特异表达,1个蛋白质点下调表达,7个蛋白质点上调表达,有2个差异蛋白质点在原自交系中表达,而未在选育材料中表达。通过MALDI-TOF-MS质谱测序和MASCOT序列分析,鉴定出了15个差异表达蛋白质点,其功能涉及生物细胞代谢/能量代谢、防御/抗胁迫、细胞蛋白合成和叶绿素合成等细胞过程。用RT-PCR方法克隆了其候选基因ZmMDH6的编码区cDNA,长度1 296bp,由432个氨基酸残基组成,分子质量46.80ku,等电点5.79;并构建植物表达载体进而转化拟南芥,经检测证明已获得T1代转基因植株。【结论】玉米诱变系与原自交系在蛋白丰度上存在明显的差异;差异表达蛋白涉及到各个生长发育过程,可能与玉米生物产量的提高和株高的改变有密切关系。