大豆类胡萝卜素裂解双加氧酶GmCCD8固氮功能解析

大豆可与根瘤菌共生进行生物固氮,固氮机制受许多基因诱导调控,类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenases,CCDs)可调控多种植物激素、色素、芳香类化合物的合成与代谢.为探讨其在大豆生物固氮中的功能,从大豆育成品种中黄15中克隆类胡萝卜素裂解双加氧酶GmCCD8基因,分析了该...     

百脉根Rboh基因家族在共生固氮中的功能研究

为探索植物呼吸爆发氧化酶（respiratory burst oxidase homologue,Rboh）基因家族在共生固氮中的功能和作用机制,利用分子生物学、细胞生物学和遗传学等方法,围绕百脉根Rboh基因家族中在根瘤中特异性表达的基因LjRbohA（Lj5g3v1497840）以及在根瘤中高表达的基因LjRbohB（Lj6g3v1549190）和LjRbohC（Lj5g3v1497820）,分别对其蛋白的亚细胞定位、基因的表达模式、基因的启动子活性及蛋白的功能进行了研究。结果显示：LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC蛋白都定位在植物的细胞膜上;LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC基因在接种根瘤菌后表达上调;LjRobhA和LjRobhB基因在根瘤、维管束和侧根原基表达;利用CRISPR Cas9技术对LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC 3个基因分别进行敲除导致结瘤数目减少。这些研究结果表明,LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC这 3个基因可能都参与调控百脉根与根瘤菌的共生结瘤过程。     

不同轮作方式对大豆孢囊线虫及大豆固氮能力的影响

１９９３～１９９４年的田间试验表明，不同轮作方式能显著地影响大豆根区孢囊线虫孢囊数量，每百克干土中孢囊数顺序为：重茬＞迎茬＞正茬．与正茬相比，重茬、迎再茬别降低单株根瘤重量２４．００％和３１．４８％；分别降低单株固氮能力３２．９４％和２２．５８％．而对根区根瘤菌数量及根瘤固氮酶活性没有明显的影响．     

寄生蜂细胞色素P450s研究进展

细胞色素P450s广泛存在于植物、动物和微生物中,对昆虫内源性物质的合成、代谢和对外源物质的解毒均发挥着重要作用,也与昆虫抗药性的产生密切相关。近年来,化学杀虫剂的过度使用严重威胁着天敌昆虫寄生蜂的生存,降低其作为生物防治剂的防治效果。昆虫耐药性的产生很大程度上依赖于细胞色素P450s对外源有毒物质的代谢作用,因此,对寄生蜂P450s基因进行鉴定和进化分析,了解其介导的抗药性机制,对指导新型农药的开发、通过基因编辑的方法改造寄生蜂P450s基因以增强其对化学药剂的耐受性等,均具有重要研究意义和应用价值。     

生物细胞色素P450的研究进展

简要介绍了生物细胞色素P450分布的多样性、P450的功能、P450在不同领域的研究现状与进展。鉴于P450的研究无论在理论上探索生物的生理代谢、选择进化和生物与环境的关系方面,或在环境保护、农业生态、生物防治、作物基因工程和医药卫生等应用方面,都有广泛的实践意义,因此,应该受到更大的关注和重视。     

供氮水平对大豆结瘤固氮的系统性影响

大豆是我国重要的粮食及油料作物,也是我国进口量最大的农产品之一.与玉米、小麦等作物相比,大豆根系比较特殊,具有固氮功能,且对氮肥的吸收利用较为复杂.根瘤菌与大豆共生结瘤固氮是大豆重要的氮素来源之一,但在我国大豆生产中过量使用氮肥的现象十分普遍,既增加了生产成本,又抑制了大豆的生物固氮效率,因此协调好施氮与固氮的关系十分...     

大豆共生固氮与叶片全氮含量之间关系的研究

:研究了在不同配比的NO3- -N与NH4 +-N下大豆根瘤的生长及根瘤固氮酶活性和叶片全氮含量的变化。结果表明 :7种配比的NO3- -N与NH4 +-N均降低根瘤鲜重 ,抑制根瘤固氮酶活性 ,但提高叶片全氮含量。叶片全氮含量与根瘤鲜重、根瘤固氮酶活性之间呈显著负相关     

不同根瘤菌、大豆品种、土壤类型对固氮酶活性的影响

本研究结合黑龙江省生态环境,采用盆栽试验方法分别在黑土和草甸土中对大豆品种V1和V2接种根瘤菌株R1、R2和R3,在盛花期通过乙炔还原法测定离体根瘤的固氮酶活性。单因素效应对固氮酶活性的影响高于因素间的作用,菌株与品种两因素间的交互作用大于其它交互作用。结果表明,处理R1V2S2和R1V1S1的固氮酶活性最高,二者都极显著高于两种阴性处理CK。     

磷素营养与大豆生长和共生固氮的关系

在水培条件下,研究了磷素营养对２个大豆品种生长和共生固氮的影响。结果表明,水培液中磷含量在２．３～９．３ｍｇ／Ｌ时,２个大豆品种的植株生长量、根瘤数、根瘤干重、固氮活性和氮积累量均随磷浓度增加而显著增加;而在９．３～３７．０ｍｇ／Ｌ时则大大降低。磷浓度过高会造成毒害,但植株的磷积累量却与施磷量呈显著的线性回归关系。植株不同部位磷含量是根瘤＞根＞地上部分;氮含量是根瘤＞地上部＞根。２个大豆品种对磷肥反应有显著差异。     

菊科植物青蒿细胞色素P450基因家族分析

菊科植物青蒿由于体内含有青蒿素-目前世界公认的抗疟疾首选药物,而倍受科学家的关注.本研究从NCBI中下载到青蒿P450全部全长序列,经过一致性鉴定,共获得41个P450单加氧酶基因.根据P450标准命名规则,这41个基因分布在3个基因簇的11个家族中.与水稻、拟南芥P450比对发现,拟南芥中所特有的CYP82、CYP83和CYP716中有3个家族在青蒿中出现,而水稻特有的CYP92家族在双子叶植物青蒿中也存在.对青蒿P450蛋白的理化性质和结构特性进行了分析,次级结构分析表明,青蒿P450蛋白二级结构极其相似,其高级结构以α-螺旋为主.     

不同含油量大豆的结瘤特性与农艺性状比较分析

为明确大豆脂肪含量与根瘤的关系,以不同含油量大豆品种（延11、长农16、长农21、吉育202）为试验材料,研究不同含油量大豆品种在不同生育期的结瘤特性、植株高度、根部长度、根瘤新鲜重、根部干燥重、结荚数以及粒数等农艺性状。结果表明：在各生育期高油大豆和超高油大豆的根部比较发达,根瘤数、根瘤鲜重及根部干燥重都比对照增加。超高油大豆和高油大豆的产量比对照无明显增产。     

微生物与植物共生结瘤固氮的分子遗传学研究进展

以根瘤菌 -豆科植物共生体系为主要代表 ,综述了近年来在结瘤固氮分子遗传学研究领域所取得的进展 ,特别是共生双方与结瘤、固氮有关的基因的定位、表达与调控     

飞蝗3个细胞色素P450基因的分子特性及功能

【目的】研究飞蝗（Locusta migratoria）细胞色素P450（CYP450）第四家族（CYP4）中3个基因的功能。【方法】以飞蝗为材料,依据飞蝗EST数据库P450基因预测序列设计引物,利用 RT-PCR技术克隆飞蝗细胞色素P450基因的cDNA全长序列,命名为CYP4C69、CYP4C73和CYP4DH1（GenBank登录号： KF857162、KF857163和KF857164）。采用实时定量 PCR 技术分析CYP4C69、CYP4C73和CYP4DH1在飞蝗各发育阶段以及不同组织中mRNA的表达水平。应用RNA干扰技术沉默CYP4C69、CYP4C73和CYP4DH1,实时定量 PCR 技术检测基因的沉默效率。应用农药点滴技术测定2龄若虫期飞蝗对马拉硫磷、毒死蜱和溴氰菊酯杀虫剂的毒力,通过SPSS软件分析得出3种杀虫剂的LC30,同时应用该技术研究dsRNA干扰过的飞蝗对马拉硫磷、毒死蜱和溴氰菊酯杀虫剂的敏感性。【结果】克隆获得了飞蝗CYP450基因CYP4C69、CYP4C73和CYP4DH1的cDNA全长序列,其中CYP4C69开放阅读框1 518 bp,编码506个氨基酸;CYP4C73开放阅读框1 521 bp,编码 507个氨基酸;CYP4DH1开放阅读框1 512 bp,编码 504个氨基酸。对飞蝗不同龄期定量PCR结果分析,发现CYP4C69在若虫末期表达量高于成虫期,CYP4C73和CYP4DH1在飞蝗整个发育阶段均有表达,在若虫初期和末期以及成虫期表达量较高;不同组织的定量PCR结果表明CYP4C69、CYP4C73和CYP4DH1均在胃盲囊高表达,CYP4C69和CYP4DH1在脂肪体中高表达。通过RNA干扰,发现CYP4C69、CYP4C73和CYP4DH1均可以被显著沉默。马拉硫磷、毒死蜱和溴氰菊酯对2龄若虫期飞蝗的毒力测定表明2龄若虫期飞蝗对3种杀虫剂的LC30剂量,分别为59.438、8.215、0.759 μg•mL-1。飞蝗对马拉硫磷、毒死蜱和溴氰菊酯杀虫剂敏感性试验结果表明,双链RNA沉默CYP4C69、CYP4C73和CYP4DH1后,飞蝗点滴马拉硫磷、毒死蜱和溴氰菊酯杀虫剂后的死亡率与注射dsGFP的对照组相比,没有显著提高。【结论】获得飞蝗CYP450基因CYP4C69、CYP4C73和CYP4DH1的cDNA全长序列,这些基因均可被双链RNA干扰而沉默,但CYP4C69、CYP4C73和CYP4DH1沉默后,飞蝗对马拉硫磷、毒死蜱和溴氰菊酯杀虫剂的敏感性与对照组相比没有显著提高。     

不同施氮量及供氮方式对大豆根瘤生长及固氮的影响

采用框栽试验方法,研究一次供氮(指在总氮量一定的情况下以基肥的形式一次性施入,设3种总供氮量处理:75 kg/hm2、150 kg/hm2、225 kg/hm2)和分次供氮(指在总氮量一定的情况下,分别于播种前、苗期、花期和鼓粒期分4次平均施入,与一次供氮处理相同,设3种总供氮量处理)对大豆根瘤干重和数量、氮积累量、固氮酶活性及豆血红蛋白含量的影响。结果表明:一次性施氮方式下,各处理地上氮积累量随着施氮量的增加而增加,根系氮积累量则随着施氮量的增加呈先增加后下降的趋势。分次施氮方式下,花期和鼓粒期根瘤干重和数量的变化趋势一致;苗期,各组织氮积累均以一次性施氮方式高于分次施氮和对照,且随着施氮量的增加而增加(地上);随着生育时期的推进,分次施氮对大豆植株氮积累促进作用增大,各组织氮积累表现为分次施氮>一次性施氮>对照。施氮量对固氮酶和豆血红蛋白含量的影响与一次性施氮方式下相似,但整体上较之抑制作用更强。     

盆栽条件下土壤无机氮浓度对大豆结瘤、固氮和产量的影响

【目的】大豆结瘤固氮和产量对氮肥的反应不同,实际上是由于大豆共生固氮系统及其根系系统对土壤无机氮浓度的感知不同造成的。通过对不同土壤无机氮浓度下大豆结瘤、固氮及产量影响的研究,探索能提高大豆产量、结瘤和固氮的土壤无机氮浓度,即掌握土壤无机氮浓度与大豆共生固氮和产量的数量关系,为调控氮肥施用量及施用时期、预测氮肥对大豆共生固氮能力和产量的影响提供理论依据。【方法】采用盆栽土培试验方法,分别在第一片复叶充分生长（V2期）、始花期（R1期）、始荚期（R3期）和始粒粒（R5期）一次性施用不同量的氮肥,从而形成不同无机氮浓度的土壤。利用获得的不同无机氮浓度土壤为供试土壤,对各生育时期根瘤数量、干重和固氮酶活性及成熟期产量及其构成因子进行调查,明确大豆根瘤固氮和产量对土壤无机氮浓度的响应,掌握土壤无机氮浓度与氮肥及与大豆固氮和产量的数量关系。【结果】不同时期土壤无机氮浓度处理下的根瘤干重、数量和固氮酶活性均随着大豆生育时期的推进在R4期时达到最大值。R6期时大豆平均根瘤干重、数量和固氮酶活性均表现为：V2期＞R5期＞R3期＞R1期,较CK处理根瘤平均干重分别下降15%、18%、17%和32%;根瘤数量下降13%、18%、19%和20%;固氮酶活性下降19%、22%、23%和32%。不同生育时期土壤无机氮浓度与R6期大豆根瘤干重、数量和固氮酶活性间均具有显著的线性负相关关系,即土壤无机氮浓度越大对根瘤干重、数量和固氮酶活性的抑制作用越大。大豆干物质积累量和产量的变化趋势均表现为：R1期＞R3期＞V2期＞R5期。除R5期不同土壤无机氮浓度处理与CK处理间的生物量和产量差异不显著外,V2、R1和R3期不同土壤无机氮浓度处理,均显著地促进大豆生物量和产量的增加。不同生育时期处理均以N3和N4处理的生物量、株高、株荚数、株荚重、株粒重显著高于其它处理。V2期土壤无机氮浓度对大豆固氮能力和产量的影响最大,而R1期土壤无机氮浓度对大豆生长和产量的影响最大。不同生育时期不抑制大豆固氮同时还提高大豆产量的土壤无机氮浓度不同：V2期土壤无机氮浓度达到135.8 mg•kg -1;R1期土壤无机氮浓度为58-91 mg•kg-1;R3期土壤无机氮浓度为29.4-62.8 mg•kg -1;在R5期土壤无机氮浓度达到102.3 mg•kg -1。【结论】大豆对氮肥的反应主要取决于土壤无机氮浓度的大小,而土壤无机氮浓度大小的调节,除了与氮肥施用量有关外还与大豆的生育时期有关系,可以根据农业生产和科学试验的需要进行调节。其中V2期土壤无机氮浓度对大豆根瘤数量、干重和固氮酶活性的影响大于其它生育时期土壤无机氮浓度处理;而R1期土壤无机氮浓度对大豆生物量和产量的影响大于其它生育时期土壤无机氮浓度处理。     

蚯蚓细胞色素P450基因的克隆及序列分析

蚯蚓是一种土壤环境的指示生物,参与土壤中有毒化学物质的降解等过程。细胞色素P450酶是动物体内参与外源化合物代谢的主要酶系。本实验通过已有的其他物种的细胞色素P450酶保守序列设计简并引物,用RT-PCR的方法成功扩增出了赤子爱胜蚓体内的一条P450序列(670bp左右,Genbank登录号:KF823788),并对其保守区域、氨基酸构成及三级结构进行了分析。这是首次从蚯蚓体内扩增出P450基因,为下一步从基因层次研究蚯蚓机体对外源化合物的解毒功能及其机理提供了参考。