Effects of calpain-2 and autophagy-related protein 5 on hepatocyte apoptosis induced by endoplasmic reticulum stress

AIMTo investigate the effects of calpain-2 and autophagy-related protein 5 (Atg5) on apoptosis of BRL-3A rat normal liver cells during endoplasmic reticulum stress (ERS) induced by dithiothreitol (DTT). METH?ODS: BRL-3A cells were treated with DTT at 2.0 mmol/L for 0, 6, 12 and 24 h to induce ERS. Real-time cell analysis (RTCA) was used to measure the effect of DTT on BRL-3A cell proliferation. Apoptosis and cell cycle distribution were analyzed by flow cytometry. The mRNA expression of calpain-2 and Atg5 was detected by real-time PCR. The protein levels of calpain-2, Atg5, Atg7, Atg12 and microtubule-associated protein 1 light chain 3 (LC3) were determined by Western blot. The interaction between calpain-2 and Atg5 was investigated by co-immunoprecipitation (Co-IP). RESULTSThe proliferation of BRL-3A cells treated with DTT was significantly inhibited. The apoptosis of BRL-3A cells was significantly increased after DTT treatment for 6, 12 and 24 h as compared with 0 h group (P<0.05). The cell cycle was arrested in G₁ phase after DTT treatment (P<0.05). After DTT treatment for 6, 12 and 24 h, the mRNA expression of calpain-2 and Atg5 in the BRL-3A cells was significantly increased as compared with 0 h group (P<0.05). The protein levels of calpain-2, Atg12 and Atg7 in the cells treated with DTT for 6, 12 and 24 h were significantly higher than those in 0 h group, and the ratio of LC3-II/LC3-I was also significantly higher than that in 0 h group, while Atg5 expression was significantly lower than that in 0 h group (P<0.05). The results of Co-IP found that the anti-calpain-2 antibody precipitated Atg5 protein from the cell lysates, and the anti-Atg5 antibody also precipitated calpain-2 from the cell lysates, which confirmed the interaction between calpain-2 and Atg5. CONCLUSION Calpain-2 may participate in ERS-induced hepatocyte apoptosis by interacting with Atg5.     

虎雪兰玻璃化超低温法脱毒技术的研究

以兰属花卉虎雪兰组培原球茎为试材,采用玻璃化超低温法对兰花病毒脱除进行了研究,以期为虎雪兰玻璃化超低温法脱毒体系的建立提供参考依据。结果表明:在蔗糖浓度0.5 mol·L-1预培养4 d,然后在蔗糖0.6 mol·L-1加载液冰上处理50 min,之后转入PVS2溶液冰上玻璃化处理120 min,再液氮冷冻40 min,37℃水浴解冻3 min,最后卸载液(1/2MS+1.2 mol·L-1蔗糖)卸载20 min,待恢复培养后,原球茎成活率可达到65%以上,随机检测不同处理样品的脱毒率可达97%。     

不同杀虫剂及其组合对梨小食心虫初孵幼虫的毒力及田间防效

采用浸泡幼果法测定了6种杀虫剂及其两元复配组合对梨小食心虫初孵幼虫的毒力, 并将筛选出的增效组合在田间进行防效验证。结果表明, 阿维菌素、氯虫苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯、呋虫胺、噻虫嗪和溴氰虫酰胺对梨小食心虫初孵幼虫的致死中浓度(LC50)分别为：0.691、4.883、5.350、10.326、13.966和27.942 mg/L。两元复配组合中, 阿维菌素与呋虫胺复配组合(8∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶4)、呋虫胺与氯虫苯甲酰胺复配组合(1∶4、1∶2、1∶1、2∶1和4∶1)、阿维菌素与氯虫苯甲酰胺复配组合(4∶1、1∶1和1∶4)和高效氯氟氰菊酯与呋虫胺复配组合(1∶4)具有增效作用。在梨小食心虫暴发为害年份、于梨果不同发育阶段进行田间防效验证, 阿维菌素与呋虫胺1∶4（12.5 mg/kg+50 mg/kg）、呋虫胺与氯虫苯甲酰胺2∶1(25 mg/kg+12.5 mg/kg)和阿维菌素与氯虫苯甲酰胺1∶1(12.5 mg/kg+12.5 mg/kg)对梨小食心虫的防效分别为75.02%~94.81%、50.04%~89.15%和42.90%~90.57%, 其中, 阿维菌素与呋虫胺(1∶4)的防治效果最好。     

川麦42和川农16抗穗发芽QTL定位及聚合效应分析

【目的】小麦穗发芽严重影响小麦产量和品质,是全球小麦生产面临的重大问题之一。通过鉴定挖掘抗穗发芽QTL,聚合穗发芽抗性位点,选育抗穗发芽小麦品种,为四川小麦穗发芽抗性改良提供技术和材料支撑。【方法】以川麦42/川农16重组自交系（RIL,F₈）为材料,于2016—2018年分别在2个环境下对RIL群体进行籽粒发芽指数（GI,2016和2018）、籽粒发芽率（GR,2016和2018）和整穗发芽率（SGR,2017和2018）3个穗发芽指标测定。利用90K SNP芯片构建的遗传图谱检测全基因组穗发芽相关QTL,并分析抗性QTL聚合效应。【结果】双亲间GI、GR和SGR指标值差异显著,亲本川农16穗发芽抗性明显优于亲本川麦42。共检测到11个与穗发芽抗性有关的QTL,主要分布在2B、2D、3A、3D、4A、5A、5B和6B染色体上。5B染色体上检测到的单个环境表达的整穗发芽QTL解释的表型变异率最大,达到29%;在2D和3A染色体上检测到的整穗发芽主效QTL,以及5A染色体上检测到的与种子休眠相关的籽粒发芽主效QTL,在2个环境下均能表达,其抗穗发芽等位变异均来源于川农16。基因型分析发现,RIL群体中不同株系聚合抗性QTL的数量变幅为1—9个,表现为抗穗发芽的株系均携带4—9个与穗发芽相关的抗性QTL。重组自交系群体中6个株系GI、GR和SGR值均在15%以下,表现出高抗穗发芽特性;这6个优异株系聚合了多个与穗发芽相关的抗性QTL,且均聚合了川麦42在4A染色体上的微效QTL（QGi.saas-4A和QGr.saas-4A）,以及川农16在2D和5B染色体上的主效QTL（QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B）;编号为104和125的优异株系已通过审定,定名为川麦104和川麦64。其中,川麦104于2012年同时通过国家和四川省审定,其抗穗发芽能力强,产量、品质、抗病等优良性状突出,聚合了7个正向穗发芽QTL,包括2B、2D和5B染色体上来源于川农16的4个抗性QTL（QGi.saas-2B、QGr.saas-2B、QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B）,以及4A和6B染色体上来源于川麦42的3个QTL（QGi.saas-4A、QGr.saas-4A和QGr.saas-6B）;近年来,川麦104已成为西南麦区小麦育种的核心亲本,育成小麦品种（系）18个。【结论】共检测到11个抗穗发芽QTL,其中3个来源于川麦42,8个来源于川农16;RIL群体中的抗穗发芽株系均携带4—9个抗性QTL,优异株系川麦104和川麦64高抗穗发芽,均聚合了7个穗发芽抗性QTL。     

基于侯选基因标记的四倍体马铃薯休眠QTL关联分析

休眠期是马铃薯(SolanumtuberosumL.)重要的块茎性状之一,寻找调控马铃薯块茎休眠的关键基因,揭示其分子机制以选育具有适宜休眠期长度的马铃薯品种,对于解决当前马铃薯产业中过长或过短休眠期带来的经济损失和食品安全隐患等问题十分关键。前期研究在二倍体马铃薯连锁群体中定位了6个加性休眠QTL,本研究拟在四倍体马铃薯育种材料中验证这些休眠QTL。基于休眠QTL连锁的候选基因标记,采用混合线性模型(MLM),模型中考虑群体结构和亲缘关系(Q+K),在四倍体马铃薯自然群体St-hzau中对马铃薯块茎休眠期进行了关联分析。5号染色体上休眠QTL DorB5.3连锁的候选基因标记S199_300和GWD (根据葡聚糖水双激酶α-glucan water dikinase基因设计)与马铃薯块茎休眠期具有显著的关联(P0.05),分别解释了休眠期表型变异的7.8%和3.2%,分别能增加休眠期7.1 d和4.5 d,即在二倍体马铃薯连锁群体中定位的稳定主效休眠QTL DorB5.3在四倍体马铃薯关联群体St-hzau中也表现显著, DorB5.3的稳定性在关联分析结果中得到了验证,表明候选基因标记策略在马铃薯块茎休眠QTL关联分析中是一种有效的策略。本研究所验证的主效休眠QTL DorB5.3及相应连锁标记可以直接用于马铃薯休眠育种。据此可以推测GWD可能在控制还原糖含量和块茎休眠2个方面均发挥作用,马铃薯块茎休眠机制与还原糖含量变化机制可能存在着部分交叉。     

磁场对柴胡种子萌发及幼苗抗逆性的影响

研究不同强度、不同作用时间的磁场处理对柴胡种子萌发及幼苗抗逆性的影响,为柴胡人工栽培提供科学依据。采用双层滤纸培养法,将处理后的柴胡种子置于25℃恒温40%光照的培养箱中培养,观察柴胡种子的发芽率、发芽势、株高,测定幼苗幼叶中叶绿素含量、CAT、POD、SOD酶活性。多数经磁场处理的柴胡种子发芽率、发芽势及幼叶中的CAT、POD、SOD活性高于对照,100 mT 55 min处理的发芽率、POD、SOD活性最高。柴胡种子放置时间越长,种子活力越低。适当的磁场处理,能显著促进柴胡种子的萌发,提高柴胡幼苗的抗逆性,对柴胡的人工栽培有一定的指导意义。     

4种氯制剂对养殖废水中高硝酸盐和亚硝酸盐的影响

在高硝酸盐和亚硝酸盐养殖水体中添加一定浓度氯制剂,研究了漂白粉、漂粉精、强氯精和二氧化氯对养殖水体高亚硝酸盐和高硝酸盐消除能力的影响。结果发现：4种氯制剂对硝酸盐和亚硝酸盐消除都有显著性效果(P<0.05),水体中氨氮在试验过程中无显著变化,浓度为0.00 mg/L;二氧化氯组消除效果最明显,30 min时硝酸盐和亚硝酸盐的消除率高达99%、100%,处理组和空白组的硝酸盐浓度为(0.15±0.72)、(16.82±0.97) mg/L,亚硝酸盐浓度为(0.07±0.01)、(19.95±0.61) mg/L,强氯精次之,漂白粉效果最差,30 min时消除率分别为50%、38%,漂白粉和空白组硝酸盐的浓度为(8.49±0.66)、(16.82±0.97) mg/L,亚硝酸盐浓度为(12.33±0.48)、(19.95±0.6) mg/L;水体的pH值在试验后,各处理组都发生了显著的变化(P<0.05),空白组pH 7.63±0.10,强氯精和二氧化氯添加组,pH值都为降低趋势,二氧化氯组pH值降幅最大(pH 2.68±0.06),漂白粉和漂粉精添加组,pH值呈升高趋势,漂白粉组pH值升幅最大(pH 9.6)。通过本试验的研究,4种氯制剂在消除养殖废水中高亚硝酸盐效果显著,并且无氨氮累积,不产生二次污染物,对于养殖废水的处理排放及循环使用有重要意义。