甘蔗热带种金属硫蛋白家族基因的克隆及响应重金属胁迫的表达分析

金属硫蛋白是一类富含巯基的低分子量蛋白,在植物的重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面起重要的作用。本研究以甘蔗热带种Badila组培苗为材料,分别测定了其在CdCl2、ZnSO4和CuCl2水溶液培养条件下地上部和地下部的重金属含量,结果显示其对上述3种重金属有较强的耐受与富集能力。继而克隆了ScMT1(登录号为KJ504373)、ScMT2-1-5(登录号为MH191346)和ScMT3(登录号为KJ5043704)3个金属硫蛋白家族基因,它们分别属于植物MT亚家族中的MT1、MT2和MT3型基因。ScMT1含有1个内含子和2个外显子,开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)长228 bp,编码75个氨基酸;ScMT2-1-5含有2个内含子和3个外显子,ORF长246 bp,编码81个氨基酸;ScMT3含有1个内含子和2个外显子,ORF长198 bp,编码65个氨基酸。RT-qPCR显示,Cd2+胁迫下,在甘蔗地上部和地下部,ScMT2-1-5均连续显著上调表达,而ScMT1的上调应答出现延迟。ScMT3在地上部的上调应答出现延迟,在地下部呈“扬-抑”趋势,提示甘蔗响应Cd^2+胁迫过程中ScMT2-1-5起更积极的作用,ScMT1参与胁迫后期的分子响应,而ScMT3不起主导作用。Cu^2+胁迫下,地上部ScMT1连续显著上调表达,ScMT2-1-5和ScMT3呈总体上调的表达趋势;地下部,ScMT1和ScMT2-1-5的上调表答均出现延迟,仅在胁迫后期显著上调表达,而ScMT3仅在胁迫前期显著上调表达。该结果提示了ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在Cu2+胁迫响应过程中的协作关系,三者共同参与了地上部的胁迫响应,其中ScMT1起更积极的作用;此外三者还先后参与了地下部对Cu^2+胁迫的分子响应。Zn^2+胁迫下,ScMT1和ScMT3分别仅在地上部和地下部显著上调表达;ScMT2-1-5在地上部和地下部均呈“扬-抑”的应答趋势;提示了在甘蔗响应Cd^2+胁迫应答过程中ScMT1和ScMT3分别在地上部和地下部起主要作用,ScMT2-1-5参与了胁迫前期的分子响应。ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在甘蔗不同组织中及在重金属(Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+)不同累积水平下呈现出相似或互补的应答特性,提示上述甘蔗MT家族不同成员在重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面产生了功能分化,且三者在应对过量Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+对甘蔗组织造成伤害的过程中存在时空上的协同作用。该研究为深入理解多倍体植物甘蔗中MT家族各成员基因在重金属耐受过程中的协同作用机制奠定了基础。     

基于距离相关系数和KNN回归模型的森林蓄积量估测研究

【目的】探究Landsat8 OLI数据和KNN算法在森林蓄积量估测中的潜力。【方法】以湖南省湘潭县为研究区,采用Landsat8 OLI数据和同时期的二类调查数据,通过距离相关系数筛选特征,分别采用线性回归模型(MLR)、K-近邻模型(KNN)、距离加权KNN模型(DW-KNN)和优化欧式KNN模型(FW-KNN)对森林蓄积量进行估测。使用十折交叉方法进行精度检验,对检验结果进行对比分析。【结果】3种KNN模型的估测结果均高于传统的线性模型,并且在3种KNN模型中,FW-KNN算法效果最好,决定系数达到0.69,为3种模型中最高;3种KNN模型中,本研究优化欧氏距离KNN模型的估测精度最高,其均方根误差为30.3%,相比于传统KNN模型的均方根误差降低了5.1%,相比于DW-KNN模型降低了3.3%。【结论】采用DW-KNN蓄积量估测结果明显优于其他两种模型,说明通过特征与蓄积量的相关性优化样本间的距离是一种可行的KNN优化方法。     

稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8的特性分析

 有性生殖在真菌的生活史和进化过程中具有重要作用,而交配型基因是控制有性生殖的关键因子。前期研究发现稻曲病菌(Villosiclava virens)MAT1-2型菌株中包含MAT1-2-1和MAT1-2-8两个交配型基因,但是它们如何调控稻曲病菌有性生殖依然不清楚。本文研究了它们在不同侵染和生长发育时期的表达模式和编码的蛋白结构特性。研究表明MAT1-2-1在侵染不同阶段一直下调表达;而MAT1-2-8在侵染早期(5 dpi)上调表达,在侵染后期下调表达。与营养菌丝阶段比较,MAT1-2-1和MAT1-2-8在有性发育过程菌核形成、菌核萌发、子座原基形成和子座成熟4个阶段的表达量都是下降的,在菌核形成阶段表达量最低。生物信息学分析显示MAT1-2-1和MAT1-2-8具有磷酸化位点,为非分泌蛋白,无明显的跨膜结构域。蛋白同源比对分析表明MAT1-2-1与香柱菌(Epichloë typhina)的MAT1-2-1同源性最高,而MAT1-2-8与绿僵菌(Metarhizium)的MBR_08192蛋白同源性最高。进一步研究发现MAT1-2-1和MAT1-2-8能够互作,并分别主要定位在细胞核和细胞基质中。通过质谱技术鉴定到MAT1-2-1的一些候选互作蛋白,如假定Ran交换因子Prp20/Pim1(KDB12229.1)、假定rRNA处理蛋白Ebp2(KDB12923.1)及组蛋白H1(KDB12711.1)等。因此,以上结果为研究稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8调控有性生殖的生物学功能奠定了基础。     

茶树叶部害虫——茶橙瘿螨

茶橙瘿螨是茶树上一种常见害螨,以成螨、幼螨和若螨刺吸茶树汁液为害茶树,减弱树势,对茶叶产量和品质产生影响。文章介绍了茶橙瘿螨的分布与为害、形态特征、发生规律和防治措施,以期为生产上该害虫的正确识别和有效防治提供参考。     

茶毫氨基酸组成及矿质元素分析

成茶白毫的多少及隐显是评定茶叶品质优劣的重要标志之一。为了明确茶毫中的化学组成,以富含茶毫的碧螺春、滇红、白毫银针及白牡丹4个茶样为研究对象,将茶毫与茶身进行分离,利用碳氮元素分析仪对其总碳、总氮及碳氮比进行分析,氨基酸自动分析仪分析其氨基酸组分,电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)用来测定其主要矿质元素含量。茶毫中的C、N含量分别为2.96%~4.74%和42.87%~45.58%,其中N含量显著低于茶身(P0.01),C含量差异不显著,C/N茶毫显著高于茶身;茶毫中水解氨基酸、游离氨基酸含量分别为10.78%~12.46%和20.78~34.65 mg·g~(-1),其中水解氨基酸主要组分及总量均显著低于茶身(P0.01),游离氨基酸总量低于茶身(P0.05),而茶氨酸、天冬酰胺、甘氨酸、γ-氨基丁酸等游离氨基酸组分差异不显著,茶毫中茶氨酸所占游离氨基酸的比例显著高于茶身(P0.05);茶毫中的矿质元素普遍低于茶身,其中P、S含量极显著低于茶身(P0.01),其他元素差异不显著。由此可见,茶毫中的氨基酸和矿质元素含量并不比茶身高,但品质成分组成比例的差异赋予了富含茶毫茶叶特有的品质特征。     

云南怒江傈僳族自治州古树名木资源现状调查

对怒江傈僳族自治州人为活动区域古树名木资源现状进行调查。结果表明:共记录到古树名木496株,涉及36科54属76种,其中有8种国家重点保护野生植物,分别为澜沧黄杉、秃杉、南方红豆杉、云南榧树、千果榄仁、红椿、光叶珙桐和香果树;怒江州古树名木主要分布在乡村街道及远郊野外,占总数的98.8%,63.6%的古树生长在海拔1500~1999 m;古树名木的生长环境及长势总体较好,但保护力度相对薄弱,应采取相关措施加强保护和管理。     

高职食品与药品类专业“基础化学”教学改革与实践

“基础化学”理论和实验教学质量的“高与低”在一定程度上直接关乎高职院校与化学相近专业人才培养的“成与败”。以教学改革为切入点,在“基础化学”教材建设和系列微课的制作及应用2个维度上,探讨提升“基础化学”课程教学质量的具体措施。     

EPS364, a Novel Deep-Sea Bacterial Exopolysaccharide,Inhibits Liver Cancer Cell Growth and Adhesion

The prognosis of liver cancer was inferior among tumors. New medicine treatments are urgently needed. In this study, a novel exopolysaccharide EPS364 was purified from Vibrio alginolyticus 364, which was isolated from a deep-sea cold seep of the South China Sea. Further research showed that EPS364 consisted of mannose, glucosamine, gluconic acid, galactosamine and arabinose with a molar ratio of 5:9:3.4:0.5:0.8. The relative molecular weight of EPS364 was 14.8 kDa. Our results further revealed that EPS364 was a β-linked and phosphorylated polysaccharide. Notably, EPS364 exhibited a significant antitumor activity, with inducing apoptosis, dissipation of the mitochondrial membrane potential (MMP) and generation of reactive oxygen species (ROS) in Huh7.5 liver cancer cells. Proteomic and quantitative real-time PCR analyses indicated that EPS364 inhibited cancer cell growth and adhesion via targeting the FGF19-FGFR4 signaling pathway. These findings suggest that EPS364 is a promising antitumor agent for pharmacotherapy.     

辐射诱变对不同遗传背景大豆杂交后代蛋白质和脂肪含量改良

高蛋白材料匮乏及选育方法单一是辽宁省高蛋白大豆育种中的两个突出问题。为探索高蛋白大豆种质资源创新有效途径,本研究以辽宁省农业科学院选育的辽04Q086、辽08020、辽05086和辽06Q003高蛋白品系为母本,与河北省沧州市农林科学院选育的高蛋白品种沧豆10号进行有性杂交,并对亲本及杂交F_2代进行不同剂量的辐射诱变处理,分析了不同剂量辐射诱变对不同受体的籽粒蛋白质和脂肪含量的改良效果。结果表明:4个大豆品系与沧豆10号杂交衍生的F_3代植株中,低蛋白高脂肪类型所占比例最高,达到了45.0%。4个大豆品系经辐射诱变(~(60)Coγ-14000和~(60)Coγ-16000)衍生的M_1代中,低蛋白高脂肪类型所占比例也分别达到42.5%和40.0%。然而,以杂交F_2代种子为受体进行不同剂量辐射诱变衍生的M_1代植株中,高蛋白低脂肪类型所占比例最高,分别为35.0%和27.5%,蛋白质含量最高达47.0%。本研究表明,以不同遗传背景的高蛋白大豆杂交,并结合辐射诱变选育高蛋白材料是可行的。     

不同贮藏年限老芒麦种胚线粒体抗氧化功能的变化规律

种子在自然贮藏过程中常常伴随着内部生理机能的恶化，线粒体作为种子内活性氧（reactive oxide species，ROS）产生的主要位点是最先遭到破坏的细胞器。为探讨不同贮藏年限对老芒麦种胚线粒体抗氧化功能的影响，本试验以室温贮藏0～4年的老芒麦种子为材料，分析比较其老化规律及种胚线粒体抗氧化特性的变化规律。结果表明：随着贮藏年限的延长，老芒麦种子发芽势、发芽率和种苗鲜重逐渐下降，死种子逐渐增多，种胚线粒体苹果酸脱氢酶（mitochondria malate dehydrogenase，MDH）、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase，GR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（monodehydroascorbate reductase，MDHAR）活性逐渐下降，但在死种子中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性显著升高。此外，在贮藏过程中老芒麦种胚线粒体O₂^·-产生速率不断上升，而H₂O₂含量则呈现逐渐降低的趋势，表明线粒体中O₂^·-的积累与细胞氧化损伤密切相关。