农杆菌介导海岛棉茎尖遗传转化体系的建立

为建立高效的海岛棉遗传转化体系,本实验以新疆海岛棉(Gossypium barbadense L.)品种新海13号、新海14号、新海16号茎尖为转化受体,采用农杆菌介导法,研究不同苗龄茎尖、菌液浓度、侵染时间及共培养时间对基因转化的影响,建立了农杆菌介导海岛棉茎尖遗传转化体系。最佳转化体系为:将生长4 d的无菌苗茎尖浸入农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)菌液浓度OD600为0.5的菌液中,浸染10 min,共培养48~72 h后,移至卡那霉素浓度为150 mg/L的选择培养基进行筛选,25 d后转移到生根培养基培养,获得抗性苗,经嫁接或者直接移栽,获得29株抗性植株;经过PCR和RT-PCR检测,初步证明抗除草剂5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶基因(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase,EPSPS)已导入海岛棉基因组中。该转化体系的建立为海岛棉的转基因育种提供了技术支持。     

苯噻草胺光催化和直接光解影响因素和降解途径研究

采用微波辅助光催化降解和直接光解实验方法,研究了苯噻草胺在光催化和直接光解两种体系下的降解情况,并考察了初始pH值、腐植酸浓度以及阿特拉津对其光催化降解和直接光解的影响。结果表明,在光照4min内,苯噻草胺直接光解效率为93．3％,较光催化降解效率高出28．9％;初始pH值从1．88增加至10．28时,苯噻草胺光催化和光解速率常数分别提高了250％和58．6％;添加腐植酸对苯噻草胺的直接光解和光催化均具有抑制效应,并且抑制效应随着腐植酸浓度的增加而增加,当腐植酸浓度增加至40mg·L^-1时,直接光解和光催化降解速率分别降低了51．8％和47．5％;10mg·L^-1的阿特拉津抑制了苯噻草胺的前期降解,整体直接光解速率降低了46．3％,但整体光催化降解速率没有减小。此外,采用GC—MS对苯噻草胺两种降解体系下的主要中间产物进行鉴定,并提出了主要的光降解途径。     

小油桐外植体的KN1基因遗传转化及其超量表达的转基因植株

本研究采用农杆菌介导法将KN1基因遗传转化小油桐,并获得了转基因植株。在研究中分析了农杆菌菌液菌液的浓度、侵染时间和外植体的大小对遗传转化效率的影响以及KN1基因超量表达对转基因植株再生的影响。研究结果表明：以苗龄15d左右的小油桐无菌苗子叶为外植体,农杆菌菌液浓度OD600为0.6～0.8时,侵染8min,外植体大小为（0.8×0.8）～（1.0×1.0）mm时,遗传转化效果最好;对抗性芽及再生植株进行GUS及PCR检测结果表明,KN1基因已经整合到小油桐植物基因组中。KN1基因的超量表达可提高小油桐再生芽分化,影响转化芽及植株的外观形态及叶片的表型,包括芽及植株矮小,茎杆粗壮;叶片缩小,边缘分裂,对称性丧失,无子叶柄等。     

马尔尼菲青霉菌内源启动子驱动的苯菌灵抗性基因盒构建及其应用

马尔尼菲青霉菌是一种区域性流行于东南亚及中国南部地区的条件致病性温度依赖性双相型病原真菌,它能对免疫功能低下者造成致命的全身性感染,25℃时呈现菌丝状生长,而在37℃或在宿主体内为酵母相生长。为深入研究马尔尼菲青霉菌致病性和双相转化的分子机制,原有的遗传转化筛选标记基因已不能满足研究需要。为此,我们通过用马尔尼菲青霉菌微管蛋白β亚基基因启动子替换粗脉孢菌苯菌灵抗性基因的启动子,构建了一个苯菌灵抗性基因盒,并成功地将其运用于马尔尼菲青霉菌的遗传转化研究中。     

有机酸对不同磷源施入石灰性潮土后无机磷形态转化的影响

采用室内培养和化学分析的方法研究了几种有机酸对石灰性潮土无机磷形态转化的影响。结果表明,1)石灰性潮土中磷素主要以有效性很低的磷酸盐(Ca10-P等)形式存在,而有效性较高的磷酸盐(Ca8-P等)含量较少,Ca2-P就更少。2)不同磷源施入土壤后,无机磷总量相应增加。磷酸二氢钾与磷酸二钙主要向Ca8-P、Al-P等有效性相对较差的磷素形态转化,磷酸八钙、氟磷灰石、磷酸铁、磷酸铝等有效性较差的磷源,在较短的时期内主要以自身的形态存在。3)施加各种有机酸可以不同程度地降低土壤中Fe-P、Al-P和Ca10-P含量,增加Ca2-P、Ca8-P和O-P含量,总的趋势是促进土壤中植物难以利用的无机磷形态向植物可以利用的形态转化。这种促进能力因有机酸种类和性质的不同而不同,其作用大小顺序为草酸柠檬酸酒石酸。     

G418抗性筛选标记在板栗疫病菌中的应用

板栗疫病菌一低毒病毒系统．是一个优良的研究植物病原真菌致病和病毒一宿主相互作用分子机制的模型。随着研究的深入，原有的苯菌灵和潮霉素两个遗传转化筛选标记已不能满足研究需要。文章报道构建一个由构巢曲trpC启动子驱动的G418抗性Neo基因盒，并成功应用于板栗疫病菌的遗传转化研究。     

基因枪法转化小麦幼胚瞬时表达

自Vasil et al．（1996）利用基因枪将获得小麦对除草剂Basta具有抗性的再生植株以来，基因枪介导的小麦遗传转化研究发展很快（Altpeter et al．，1996）。在小麦基因枪转化中，优化基因枪转化因素，提高转化效率仍然是基因转化的关键问题。本实验研究了不同金粉用量、质粒DNA浓度及轰击枪数对小麦幼胚瞬时表达的影响，通过GUS染色和细胞压片，分析了gus基因的瞬间表达。     

白藜芦醇合成酶(RS)基因转化胡萝卜及高白藜芦醇转基因胡萝卜株系的筛选

白藜芦醇是具有抗病及多种保健功能的芪类次生代谢物,胡萝卜(Daucus carota var.sativa)则是富含β胡萝卜素等多种营养成分的重要蔬菜。研究着眼于创建具有白藜芦醇保健功能的胡萝卜新种质资源,在对葡萄(Vitis vinifera L.)白藜芦醇合成酶(resveratrol synthase,RS)基因在胡萝卜中高效表达的密码子优化基础上构建无潮霉素磷酸转移酶(HPT)抗性基因的转化载体pCB-RS-hyg-,应用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法将pCB和pCB-RS-hyg-共转化到胡萝卜并获得再生植株。经过T0、T1和T2代的逐代筛选,获得2个白藜芦醇含量较高(11.34和15.23mg/g)的转基因胡萝卜株系。     

Relationship between molecular characteristics of soil humic fractions and glycolytic pathway and krebs cycle in maize seedlings

A humic acid (HA) isolated from a volcanic soil was separated in three fractions of decreasing molecular size (I, II and III) by preparative high performance size exclusion chromatography (HPSEC). The molecular content of the bulk soil HA and its size fractions was characterized by pyrolysis-GC-MS (thermochemolysis with tetramethylammonium hydroxide) and NMR spectroscopy. All soil humic materials were used to evaluate their effects on the enzymatic activities involved in glycolytic and respiratory processes of Zea mays (L.) seedlings. The elementary analyses and NMR spectra of the humic fractions indicated that the content of polar carbons (mainly carbohydrates) increased with decreasing molecular size of separated fractions. The products evolved by on-line thermochemolysis showed that the smallest size fraction (Fraction III) with the least rigid molecular conformation among the humic samples had the lowest content of lignin moieties and the largest amount of other non-lignin aromatic compounds. The bulk HA and the three humic fractions affected the enzyme activities related to glycolysis and tricarboxylic acid cycle (TCA) in different ways depending on molecular size, molecular characteristics and concentrations. The overall effectiveness of the four fractions in promoting the metabolic pathways was in the order: III>HA>II>I. The largest effect of Fraction III, either alone or incorporated into the bulk HA, was attributed to a flexible conformational structure that promoted a more efficient diffusion of bioactive humic components to maize cells. A better knowledge of the relationship between molecular structure of soil humic matter and plant activity may be of practical interest in increasing carbon fixation in plants and redirect atmospheric CO₂ into bio-fuel resources.     

生物炭对黑土区土壤水分扩散与溶质弥散持续效应研究

为探究施用生物炭对黑土区坡耕地土壤水分扩散和溶质弥散的持续效应,于2016—2019年在1.5°、3°、5°的径流小区开展了生物炭持续效应试验,分析了单次施加生物炭对土壤容重、孔隙度、有机质含量、Boltzmann变换参数ξ、非饱和土壤水分扩散率D(θ)、非饱和土壤水动力弥散系数Dsh(θ)的持续作用。结果表明：土壤中单次添加生物炭后的4年内均可显著降低土壤容重、提高土壤孔隙度、增加土壤中有机质含量,且各指标变化率均随坡度增大、施炭年限延长而减小;坡度、年份、是否施用生物炭3个因素中,对土壤容重、孔隙度、有机质含量影响程度最大的均为是否施用生物炭;施用生物炭增大了ξ,且ξ随坡度增加、施炭后年限延长逐年减小。2016—2019年D(θ)与Dsh(θ)均随土壤含水率的增加而迅速增加。当土壤含水率小于等于042cm3/cm3时,生物炭抑制土壤水分扩散;当土壤含水率大于0.42cm3/cm3时,生物炭促进土壤水分扩散。当土壤含水率小于等于0.36cm3/cm3时,生物炭抑制土壤中NaCl溶液的弥散;当土壤含水率大于0.36cm3/cm3时,生物炭可以促进土壤中NaCl溶液的弥散。试验区θ处于0.20~0.35cm3/cm3,故施用生物炭对水分扩散、NaCl溶液弥散均具有抑制效果,且生物炭对水分扩散和溶液弥散抑制效果均随坡度增加、施炭后年限延长而减弱。