农药基准物——苯取代基定位效应的量子化学研究

采用混合密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311G**水平上对10种取代基所形成的化合物进行结构优化,计算出苯环上各个碳原子的电荷数及各种化合物HOMO轨道中各个原子轨道系数,提出依据电子密度和HOMO轨道中原子轨道系数判断取代基定位效应的方法,并依此给出了10种取代基的定位效应。这种方法避免了依据化学反应来判断取代基定位效应所带来的环境污染问题,同时对芳香化合物的亲电取代反应具有一定的预见性。     

大豆单锌指蛋白基因GmSZFP的克隆及其在SMV与寄主互作中的功能

【目的】由大豆花叶病毒（soybean mosaic virus,SMV）引起的大豆花叶病是世界性大豆病害之一,利用病毒诱导的基因沉默（virus induced gene silencing,VIGS）技术研究GmSZFP在大豆与SMV互作过程中发挥的功能,为深入探讨其分子机制奠定基础。【方法】以大豆品种冀豆7号与SMV毒株SC-8、N3组成的亲和、不亲和组合为试验材料,运用生物信息学预测GmSZFP的分子结构特征;以酵母转录激活试验检测其转录因子活性;借助实时定量PCR（RT-qPCR）验证GmSZFP在大豆与SMV互作中转录水平的表达特征;结合VIGS技术探究GmSZFP在大豆与SMV互作过程中的功能。【结果】通过PCR克隆GmSZFP的CDS区,序列全长为1 071 bp;氨基酸序列分析和酵母转录激活试验发现GmSZFP为C₂H₂型锌指蛋白转录因子,且具有转录激活活性;RT-qPCR结果显示,GmSZFP受SMV的强烈诱导,在亲和组合与不亲和组合中的表达模式不同,在不亲和组合中,GmSZFP呈先上升后下降的表达趋势,其表达水平明显高于亲和组合,若在接种病毒前给叶片预注射咪唑,GmSZFP的表达水平降低,并与亲和组合相近,说明GmSZFP在转录水平响应SMV的侵染并受胞内H₂O₂信号调控;利用VIGS技术沉默GmSZFP后,发现接种部位胼胝质的积累水平较对照大大降低,RT-qPCR检测胼胝质合酶基因GmGSL7c和GmGSL12b的表达量较对照降低,胼胝质水解酶基因BG的表达量较对照增加;在基因沉默植株叶片上点接种SMV后72 h,病毒向外扩散至2 mm,在96 h时病毒扩散至3 mm,而对照组叶片在接种点外始终未能检测到SMV外壳蛋白CP的表达;摩擦接种SMV后10 d,在基因沉默植株的上位叶表现出花叶、失绿和卷曲等感病症状,并检测到CP的表达,说明沉默GmSZFP后,SMV在胞间扩散和长距离运输的能力均增强。【结论】大豆GmSZFP是典型的C₂H₂型单锌指蛋白,GmSZFP在大豆抵抗SMV侵染过程中发挥正调控作用。     

功能性氨基酸在动物机体内的代谢利用与生理功能

氨基酸具有调节动物基因表达、促进小肠和骨骼肌的生长以及减少过多脂肪沉积等功能,而功能性氨基酸可在动物体中参与并调节动物健康水平与存活率、促进生长与发育、提高泌乳量与繁殖性能等关键代谢途径。论文对功能性氨基酸在动物机体中的代谢利用及生理功能进行了分析和综述,为进一步探索和解决功能性氨基酸"黑箱子"奥秘提供参考。     

绵羊骨形态发生蛋白4(BMP4)的生物信息学分析

为探究绵羊骨形态发生蛋白4(bone morphogenetic protein 4,BMP4)的生物学特性,本试验综合运用NCBI、DNAMAN、DNAStar、TMHMM Server v.2.0、PsortⅡ、SignalP等多种生物信息学软件推测绵羊BMP4基因序列性质及编码蛋白的理化性质、疏水性、磷酸化位点、保守性结构域和二级结构,并用SWISS-MODEL Workspace预测三维结构.结果显示,绵羊BMP4基因与各物种的BMP4基因存在很高的同源性,编码蛋白是一个不稳定的亲水蛋白,不存在跨膜区,很可能位于细胞核中,且存在信号肽.BMP4具有18个磷酸化位点,通过功能域的预测发现,含有2个功能域,即TGF-β超家族和TGF-β前肽超家族.这与BMP4基因家族的功能相一致,证明了绵羊BMP4是一种生长因子,具有信号传导功能.蛋白三维结构预测结果与模板3bmp.1.A同源性达到了88.29%.绵羊BMP4基因的生物信息学分析可为以后实践中深入研究其功能提供参考.     

观赏植物菌根真菌多样性研究进展

菌根真菌具有丰富遗传多样性、形态多样性、物种多样性、生态系统多样性和功能多样性。而观赏植物是重要的依赖菌根真菌的植物类群,对于美化环境、改善生态条件、促进经济发展等方面均具有重要价值,人们给予了众多研究,其中,观赏植物菌根真菌多样性研究表明观赏植物菌根真菌具有丰富的形态、物种和功能多样性。本文系统总结了国内外观赏植物菌根真菌多样性研究所取得的成果、存在的问题,并探讨了今后研究方向,旨在为进一步开展观赏植物菌根研究与应用提供依据。     

日本细毛环腹瘿蜂对斑翅果蝇的寄生效能

日本细毛环腹瘿蜂Leptopilina japonica是斑翅果蝇Drosophila suzukii的优势寄生性天敌之一, 对斑翅果蝇具有良好的生防潜力。为更好地利用日本细毛环腹瘿蜂防控斑翅果蝇, 本研究在室内观察了日本细毛环腹瘿蜂的行为活动和生长发育特征。采用室内接虫法研究了该蜂对斑翅果蝇2龄幼虫的寄生能力。分别运用Holling Ⅱ型圆盘方程、搜寻效应方程和Hassell-Varley模型拟合分析了日本细毛环腹瘿蜂的寄生功能反应、搜寻效应和自身密度干扰效应。结果表明:日本细毛环腹瘿蜂的寄生功能反应符合Holling Ⅱ模型, 其拟合方程为:Na=0.70N/(1+0.03N); 寄生效能(a/Th)为15.78; 在一定空间内, 寄生蜂的寄生量随寄主密度增加而增大, 至寄主密度达25头/罐后寄生量趋于平稳; 寄生蜂的搜寻效应随着寄主密度的增加而减弱; 当斑翅果蝇的密度分别为10、20、30头/罐时寄生蜂自身密度干扰模型分别为E10=0.487 8P-0.871 3; E20=0.442 0P-0.676 8和E30=0.346 2P-0.433 7, 在同一寄主密度下, 日本细毛环腹瘿蜂的寻找效应均随自身密度的增加而减弱。日本细毛环腹瘿蜂对斑翅果蝇2龄幼虫具有较好的寄生效能, 但寄主密度较大会导致日本细毛环腹瘿蜂的寄生效能减弱, 随着寄生蜂自身密度的增加, 其种内个体间会出现干扰作用。     

大红犀猎蝽对草地贪夜蛾3龄幼虫捕食功能反应

为探明天敌昆虫大红犀猎蝽Sycanus falleni对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda幼虫的捕食潜力,在室内条件下测定大红犀猎蝽3龄若虫和成虫对草地贪夜蛾3龄幼虫的捕食功能反应、搜寻效应,以及不同自身密度对捕食草地贪夜蛾的干扰反应。结果表明:大红犀猎蝽3龄若虫和成虫对草地贪夜蛾3龄幼虫的捕食功能反应符合Holling II模型;其中大红犀猎蝽3龄若虫对草地贪夜蛾3龄幼虫的日最大捕食量、瞬时攻击率和处理时间分别为4.049头、1.198和0.247 d;大红犀猎蝽雌成虫对草地贪夜蛾3龄幼虫的日最大捕食量、瞬时攻击率和处理时间分别为47.619头、0.717和0.021 d;大红犀猎蝽雄成虫对草地贪夜蛾3龄幼虫的日最大捕食量、瞬时攻击率和处理时间分别为43.478头、0.650和0.023 d;大红犀猎蝽的捕食量与害虫密度正相关,搜寻效应与害虫密度负相关。大红犀猎蝽自身密度对捕食作用的干扰效应符合Hassell模型,对草地贪夜蛾3龄幼虫的捕食作用率随自身密度的增加而降低。表明大红犀猎蝽3龄若虫和成虫对草地贪夜蛾3龄幼虫均有一定的捕食能力,大红犀猎蝽成虫的捕食作用大于3龄若虫。     

稻瘟病菌F-box蛋白MoFbr7生物学功能分析

F-box蛋白在泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)中参与调控胞内蛋白降解、受体识别、信号传导等生物学过程。本研究从稻瘟病菌中克隆了F-box基因MoFbr7,序列分析表明,该基因编码产物具有1个F-box结构域(N-端)和8个连续的WD40重复序列(C-端),在丝状真菌中高度保守。利用基因敲除方法,获得4个MoFbr7基因敲除突变体,同时构建了回补菌株。表型分析结果显示,MoFbr7基因缺失突变体在产孢量、附着胞形态、原生质体释放、致病性等方面均无异常。突变体在MM、RDC培养基上生长速率下降;对细胞壁胁迫因子CFW(Calcofluor white)、刚果红敏感。以上结果表明MoFbr7参与稻瘟病菌的营养生长与细胞壁完整性,为进一步揭示其生物学功能奠定基础。     

汞污染紫色土中微生物区系及生理类群

以重庆市中性紫色土为材料,通过室内模拟试验及污染现场调查,探索了汞对土壤中微生物区系和各主要生理类群繁育的影响。结果表明,汞对土壤中细菌、放线菌和真菌的增殖总体上具有抑制作用;氨化细菌受汞的抑制强烈,当HgCl2浓度为10mg·kg-1时,氨化细菌数量仅为对照的10%;硝化细菌在汞浓度较低时(<50mg·kg-1)生长受抑制,在高浓度汞作用下表现出受刺激;好气性自生固氮菌和纤维素降解菌在汞浓度较低时生长被刺激,而高浓度汞则抑制其增长;以敏感微生物种群数量变化>50%得出供试中性紫色土上汞发生毒害的临界值为5～10mg·kg-1。长期受汞污染的土壤微生物调查显示,细菌和放线菌变化方向与模拟试验结果一致,真菌在重污染区土壤上则产生抗性,而固氮菌能够指示程度较轻的土壤汞污染。