过表达桑树色氨酸脱羧酶基因(MnTDC)转基因烟草提高其耐盐性

褪黑素在植物生长、发育、生物与非生物胁迫中发挥重要作用。色氨酸脱羧酶(tryptophan decarboxylase, TDC)是褪黑素生物合成中第一个重要的酶。本研究克隆川桑TDC基因,并将其转入烟草中过表达,探讨MnTDC在盐胁迫下的作用机制。结果表明,成功构建过表达载体pLGNL-MnTDC,并经过农杆菌介导的愈伤组织转化获得3个独立转基因系。GUS染色、基因组PCR鉴定证明MnTDC成功转化到烟草株系中。qRT-PCR结果表明MnTDC在3个转基因烟草株系中的转录水平显著高于野生型(WT)。UPLC-MS/MS结果表明转基因株系显著提高了褪黑素的生物合成量。盐胁迫下,MnTDC过表达烟草与野生株系烟草相比,耐盐性显著增强。转基因烟草株系中的过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性均显著高于野生株系烟草,脯氨酸(Pro)等调节渗透压物质的含量和ERD10C等调节渗透压的基因表达量显著高于野生株系烟草,转基因株系中丙二醛(MDA)含量比野生株系烟草低。研究结果表明,MnTDC通过调节烟草细胞中褪黑素的含量进而影响了烟草植株整体的耐盐性。本研究初步揭...     

农村生活垃圾治理机制研究现状与展望

从农村生活垃圾源头分类与影响因素,治理模式,治理策略、路径等方面梳理国内外最新研究成果,剖析研究局限,并就中国农村生活垃圾治理研究的未来路径提出建议。     

‘巨峰’葡萄细胞分裂素响应调节因子VlRR5的克隆与表达分析

葡萄在生长发育过程中会出现3次落果高峰,‘巨峰’葡萄的落果现象更为严重。从‘巨峰’葡萄中克隆得到1个细胞分裂素响应调节因子VlRR5,该基因有1个磷酸受体结构域(REC)和1个MYB样DNA结合结构域,cDNA全长2 597 bp,编码693个氨基酸,定位在4号染色体上。亚细胞定位在细胞核中。酵母转化试验中,转入pGBKT7-VlRR5的酵母菌可以在SD/-Trp/-Ade/-His/+X-α-Gal缺陷型培养基上正常生长且显蓝色,证明VlRR5具有转录激活活性。荧光定量PCR分析显示,VlRR5的表达具有组织特异性,在叶和茎中表达量较高;在幼果发育阶段呈现先升高后降低的趋势;并且在外源细胞分裂素CPPU处理后表达量上升,在细胞分裂素合成抑制剂洛伐他汀处理后表达量下降。这些结果表明VlRR5可以响应外源细胞分裂素处理,在细胞分裂素介导葡萄坐果过程中发挥重要作用。     

几种经济红藻中茉莉酸合成途径的关键物质

为研究几种经济红藻中茉莉酸合成途径的关键物质,实验采用液相色谱—质谱联用技术(LC-MS)对茉莉酸生物合成途径相关物质建立检测方法,并对龙须菜、坛紫菜受到机械损伤时各物质的变化情况进行检测。以100%甲醇提取茉莉酸(JA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、12-氧-植物二烯酸(12-OPDA)和13-氢过氧化亚麻酸(13-HpOTE),利用XBridge TM C18色谱柱,以甲醇/水为流动相分离4种物质。优化条件下4种物质得到良好分离,加标回收率为81.23%～90.25%,检测限为0.04～0.56 ng/mL,灵敏度高。坛紫菜、龙须菜和真江蓠3种红藻中,坛紫菜中未检测到JA和13-HpOTE,4种物质均在另外2种藻中检测到。龙须菜受机械损伤胁迫后,4种物质在短时间内得到积累,其中13-HpOTE响应迅速。研究表明,红藻中可能存在类似于植物的茉莉酸合成途径,并参与对损伤的胁迫响应。     

极端暴雨条件下黄土丘陵沟壑区土壤蓄水能力和入渗规律

黄土高原退耕还林还草工程实施后,下垫面环境条件的变化可能对流域水文过程、水文通量、水量平衡以及生态系统产生十分重要的影响。研究极端暴雨条件下剖面土壤蓄水能力和入渗规律,对于阐明流域产汇流过程和影响机制具有重要的科学价值。采用土壤墒情仪对陕北"7·26"特大暴雨事件下黄土丘陵沟壑区草地剖面土壤水分进行了实时动态监测,分析了极端暴雨条件下剖面土壤水分的动态变化和蓄水过程,利用Horton入渗模型模拟了剖面土壤水分湿润锋的运动过程,揭示了极端暴雨条件下剖面土壤水分的入渗规律。结果表明:(1)极端暴雨条件下,黄土丘陵沟壑区坡面草地不同深度层次土壤水分与降雨过程的响应不同,具有层次性和明显的滞后效应,其中,0～140 cm是影响该地区土壤水文过程的关键层次;(2)土壤水分再分配结束时,湿润锋最深深度达140 cm,土壤蓄水量达225.99 mm,较降雨前95.37 mm增加了1.37倍;(3)极端暴雨过程中湿润锋的运动随时间呈对数递减关系,其稳渗速率随容重增加而减小,呈指数函数递减;(4)极端降雨过程中该地区坡面草地的产流机制仍以超渗产流为主,对于揭示流域的产汇流机制和完善水文预报模型具有重要的...     

基于不同分析方法研究磷酸根在矿物表面吸附机制的进展

磷素是植物生长必需的营养元素,也是联系生态系统中生物与非生物作用的关键元素。对磷酸根在矿物表面吸附反应机制的深入认识,有助于了解其在陆地和水环境中的形态、迁移、转化和生物有效性。本文主要综述了磷酸根在常见(土壤)矿物表面吸附机制的研究进展。各种分析技术或方法,如OH–释放量分析、Zeta电位分析(电泳迁移率测试)、等温滴定量热法、原子力显微镜、X射线光电子能谱、红外光谱、核磁共振波谱、X射线吸收光谱、表面络合模型、量子化学计算等,均以不同方式揭示磷酸根在不同矿物体系的吸附机制。磷酸根在矿物(尤其是铁、铝氧化物)表面的吸附通常伴随着水基和羟基的交换。一般认为磷酸根在矿物表面主要形成双齿双核、单齿单核内圈络合物,且受pH的影响较大。pH以及磷酸根在矿物表面的吸附密度影响内圈络合物的质子化状态。在低pH、高磷浓度、较高反应温度、较长吸附时间,以及弱晶质矿物吸附等条件下矿物表面吸附的磷可在矿物表面转化形成含磷的表面沉淀,造成矿物溶解转化以及磷生物有效性的进一步降低。最后展望了磷酸盐在矿物-水界面吸附有关的研究热点和方向。     

肌肽的生物学功能研究进展

肌肽是存在于动物骨骼肌和大脑中的一种水溶性二肽,具有多种生物学功能,概述了肌肽的构成、代谢、生理功能及其作用机制,并展望了其应用前景。     

响应面法优化链霉菌702产抑真菌物质生料发酵培养基

用响应面分析方法对链霉菌702产抑真菌物质生料发酵培养基进行了研究。实验首先利用部分重复因子试验筛选出链霉菌702发酵产抑真菌物质的关键因素为玉米淀粉和蛋白胨,其次利用最陡爬坡试验逼近最大响应区,最后利用中心组合设计及响应曲面分析确定关键因素的最佳浓度。通过优化得到玉米淀粉和蛋白胨的最适浓度分别为16.83 g/L、8.64 g/L,在优化后的培养基中链霉菌702产抑真菌物质效价达到1 214.52μg/mL,比优化前789.41μg/mL提高了53.85%。     

土壤有机碳作用及转化机制研究进展

对土壤有机碳作用的综述研究显示:直至20世纪末,对于土壤有机碳的研究主要集中于阐明具不同化学结构有机物质在土壤中的功能,如胡敏酸、富里酸、黄腐酸的化学结构特征及在土壤肥力中的作用。中欧近年的研究则更关注按照有机碳在土壤中的转化特征进行分组,尝试建立这一分组与土壤有机碳功能的关联。按照转化特征,土壤有机碳可分为稳定性有机碳和营养性有机碳两大类型。前者主要指封存于土壤黏粒中的有机碳,很难被土壤微生物分解和矿化。后者主要指通过作物收获后地表及根系残留物、还田秸秆、有机肥施肥进入土壤的有机碳,是土壤有机碳中易于转化的、活跃的组分,也是形成土壤腐殖质和团聚体的主要前体物质。对土壤肥力具有重要意义。多点长期定位试验研究结果显示:土壤有机碳含量实际上表达了土壤中有机碳输入与分解两个过程的动态平衡。当输入量小于矿化量,将导致土壤有机碳含量和土壤肥力下降。当每年输入的有机碳量大于矿化量,土壤有机碳含量会持续上升;直至每年输入量与矿化量相等,土壤有机碳含量不再增加,此时,土壤有机碳含量达到平衡点。在一般农业生产条件下,达到平衡点的时间周期为20—30年。在营养性有机碳投入量过高情况下,这一动态平衡系统也会...     

鸽乳的组成及其生成调控机制的研究进展

鸽乳是由鸽嗉囊组织生成并分泌的半固态营养物质,是乳鸽唯一的营养来源。乳鸽出生后不能自主觅食,需由亲鸽哺育,鸽乳对其生长发育极为重要。鸽乳的生成及分泌是一种特殊的生理过程,在禽类中极为少见,也不同于哺乳动物的泌乳过程。鸽乳主要由蛋白质、脂质、碳水化合物和矿物质等物质组成,其合成与分泌受催乳素、胰岛素和松弛素等多种激素共同调控,通过激活JAK/STAT、PI3K/Akt/TOR、AMPK和Wnt等信号通路,调控相关基因的表达,进而调节嗉囊上皮细胞增殖、变性和营养物质合成、富集等过程。本文综述了鸽乳的组成及其生成调控机制,并与哺乳动物进行了比较,进一步明确了嗉囊产生鸽乳的生理机制及与哺乳动物乳腺泌乳的异同。通过研究鸽乳的组成,可为种鸽营养需要标准制定及人工鸽乳研发提供参考;通过研究鸽乳生成的调控机制,进一步深入挖掘调控泌乳的基因,结合分子标记辅助育种技术,应用于提高种鸽的泌乳能力。