甘蔗R2R3-MYB类似基因Sc2RMyb1的克隆及表达特性分析

R2R3-MYB是MYB转录因子基因家族的主要成员,已被证明在次生代谢和非生物逆境胁迫应答中起重要作用。为获得甘蔗(Saccharum complex)R2R3-MYB转录因子基因序列信息及其在不同非生物因子胁迫下的表达情况,本研究通过对甘蔗EST数据的分析,运用电子克隆获得一个甘蔗R2R3-MYB类似基因序列,进而采用PCR方法从甘蔗中克隆了该基因的基因组DNA和cDNA序列,基因命名为Sc2RMyb1(GenBank序列号:JQ823165)。Sc2RMyb1的基因组DNA全长1807bp,由3个外显子和2个内含子构成,编码区长度为1284bp,编码427个氨基酸。构建含有Sc2RMyb1基因的原核表达载体并转入大肠杆菌(Escherichia coli),经IPTG诱导产生的重组蛋白相对分子量约为52kD。在NaCl胁迫的LB培养基上,重组菌生长明显优于对照菌。实时荧光定量PCR分析表明,甘蔗中Sc2RMyb1基因的表达受H2O2和NaCl抑制而下调,推测该基因作为负调节因子参与了NaCl胁迫应答相关基因的调控过程。本研究结果为后续该类转录因子基因在甘蔗抗逆相关机理研究和抗逆育种中的应用提供了基础资料。     

实时实地氮素管理对水稻产量和氮素吸收利用的影响

以扬两优6号和培两优3076水稻为材料,通过田间试验比较研究了基于SPAD值的氮素管理对水稻氮素吸收、产量和氮肥利用率的影响。结果表明,随着SPAD预设阈值的增加,氮肥用量增加,籽粒产量和氮素吸收也随之增加。实时氮素管理条件下,水稻扬两优6号和培两优3076均以SPAD值为41处理获得较高的籽粒产量和氮素利用率,该处理在籽粒产量不降低的同时节约了氮肥用量12. 8% ～33.3%;而实地氮素管理条件下,水稻扬两优6号和培两优3076均以SPAD值为39～41处理获得较高的籽粒产量和氮素利用率,该处理在籽粒产量不降低的同时节约了23.1%的氮肥用量。鉴于实地氮素管理在田间易于操作,因此建议采用39～41作为水稻关键生育期指导氮肥施用的SPAD阈值。     

不同施肥模式对绿洲农田土壤微生物群落丰度与酶活性的影响

以中国科学院阜康荒漠生态系统国家野外观测研究站的长期定位试验为平台,利用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术,对不同施肥模式下的土壤微生物群落丰度进行了测定,并分析了土壤酶活性。结果表明:与无肥处理(CK)相比,20年长期单施化肥(CF)或者化肥配施秸秆(CF/OM)处理均显著增加了土壤氨氧化古菌(AOA)与氨氧化细菌(AOB)的丰度。其中,土壤AOB最低增加了16倍,而AOA最多增加了3倍,表明AOB可能在原位土壤氨氧化过程中发挥了更为重要的作用。尽管CF/OM处理的作物产量与CF处理无显著差异,但该施肥模式在维持作物产量的同时,其土壤微生物主要类群(真核微生物、细菌、古菌)数量最大,土壤有机碳含量最高,大多土壤酶活性高于其他处理,表明化肥配施有机肥有利于保持土壤微生物多样性,对于提高土壤质量具有重要作用。     

双频超声协同强化提取黑米黑色素的试验研究

为进一步提高超声辅助提取黑米黑色素的效果,研究探讨了双频超声协同强化提取的方法。通过对pH值、提取时间、提取温度、液料比、乙醇浓度进行单因素试验,考察各因素对黑色素提取效果的影响,利用正交试验,优化其工艺条件。试验结果表明：各因素对黑米黑色素提取的影响大小依次为：pH＞乙醇浓度＞液料比＞温度＞时间。优化后的提取工艺条件为：pH值为2、超声时间为30?min、提取温度为50℃、液料比为30?mL/g、乙醇浓度为70%。在此条件下,得出平均提取率为6.85%。对比浸渍法、加热回流提取法,超声法提取黑米黑色素具有工艺简单、节省提取时间、溶剂用量少、提取效率高、减少黑色素损失的优点。     

林下参光照强度实时监控系统

为了自动实时监测和记录林下参基地光环境的光照强度,利用TSL2561对可见光敏感特性、ATMega16L具备I2C和SPI总线功能,设计了单个主机、10个从机组成的林下参光照强度实时监控系统。主机利用通讯总线外挂10个从机,通过2~10号从机采集9个林下试验单元单点光照强度。通过5套由单个主机、10个从机组成的系统组合,实现对试验单元多点测试。利用MATLAB设计上位机控制系统,实现实时调整试验单元光照强度数据采集的采样周期,通过对比以10、20、30、40、50、60 min为采样周期获取的数据,得出30 min作为采样周期,可以真实反映数据变化趋势且采样点最少。整个系统实现了作为所测地区光照强度数据库的功能,为后续建立林下光环境预测模型和分析人参光合作用变化规律提供保障。     

SYBR Green I荧光定量PCR法检测朗德鹅填饲前后黑素皮质素受体-4基因(MC4R)的表达

黑素皮质素受体4基因(MC4R)在各组织中的不同表达对于鹅脂肪代谢具有重要作用.本研究应用强制填饲技术建立腹型肥胖朗德鹅(Casuarius casuarius)模型,提取填饲后及正常朗德鹅新鲜腹脂、肝脏等13种组织的总RNA,SYBR GreenI荧光定量PCR法检测各组织MC4R基因的表达,选择β-actin作为内参基因,使用半定量2-△△Ct法分析.PCR结果显示,MC4R基因及β-actin在填饲前后朗德鹅心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、肌胃、小肠、胰腺、脑、胸肌、腿肌、腹脂、皮下脂等13种组织中均存在不同程度表达.SYBR Green I荧光定量PCR结果表明,在肾、小肠和心这3个组织中,填饲后朗德鹅MC4R表达量均比对照组中朗德鹅该基因表达量低,填饲后分别为填饲前表达量的0.41±1.80、0.65±5.75和0.72±1.22倍.而在其他组织中,MC4R基因表达量均有不同程度的增加,填饲组/对照组相对表达量倍数由高到低顺序分别为:22.78±1.00倍(脑),9.08±2.80倍(肝),5.28±1.83倍(肺),3.78±3.01倍(胰),3.07±3.64倍(腿肌),2.90±0.97倍(胃),2.34±1.66倍(皮下脂肪),2.18±3.01倍(腹脂),2.07±0.37倍(胸肌),2.01±1.75倍(脾).结果符合MC4R作用机理,为畜牧生产及人类肥胖问题的研究提供间接依据.     

北五味子木脂素超声提取工艺

以蒸除挥发油的北五味子果实为原料,采用超声提取的方法从五味子中提取五味子醇甲、酯甲、甲素和乙素等木脂素类有效成分,考察了超声提取时间、乙醇体积分数、料液比和超声功率等因素对提取工艺的影响,并通过响应面法进行工艺优化,得到了提取过程优化的工艺条件:乙醇体积分数81.21%、料液比1∶7.95、提取次数为3次、超声时间29.87min、超声功率222.5W。最佳条件下的验证试验表明:五味子木脂素成分总得率可达到1.536%,浸膏得率可达到14.28%。拟合得到的模型较好地符合实际。     

甘蓝型油菜幼苗对NaCl胁迫的抗氧化应答

本文主要研究了甘蓝型油菜幼苗对NaCl胁迫的抗氧化应答情况。结果表明,在200mmol／L NaCl胁迫下,随着胁迫时间的延长,油菜幼苗叶片的相对含水量逐渐下降,细胞内的电解质渗出物逐渐增多,电导率逐渐升高;POD、SOD和CAT三种抗氧化酶活性在开始时都逐渐提高,24h后达到最大值,随后逐渐降低。对NaCl胁迫过程中这三种抗氧化酶基因进行实时荧光定量PCR分析,分析结果显示这三种抗氧化酶基因的表达与其酶活性的变化一致。因此,NaCl胁迫诱导了POD、SOD和CAT三种抗氧化物酶基因的过量表达,抗氧化酶活性相应提高,从而在一定程度上提高了植物对NaCl胁迫的耐受能力。     

小麦籽粒胚乳淀粉合成酶基因表达及酶活性分析

为研究小麦籽粒淀粉合成酶基因表达与酶活性的特征,选用4个淀粉含量差异较大的普通六倍体小麦新春24、E28（高淀粉含量组）和宁春16、安农9912（低淀粉含量组）为试验材料,采用实时荧光定量RT-PCR ,对灌浆期籽粒淀粉合成酶相关基因的表达进行研究,并对其表达量与相应酶活性的相关性做了分析。结果表明,束缚态淀粉合成酶基因(GBSS)、可溶性淀粉合成酶基因(SSS)、淀粉分支酶基因( SBE)、淀粉去分支酶（DBE）基因均呈单峰曲线变化。利用实时荧光定量PCR技术检测9个基因在不同淀粉含量的4个供试品种花后不同时期的相对表达量,结果表明,花后6d这些基因开始表达,在灌浆的中期（花后12~18d不等）有表达的小高峰,但在不同时期,2个高淀粉含量的品种中各种酶活性及其酶基因的相对表达量均比2个低淀粉含量的品种相对较高;这些基因表达谱与酶活性相关分析显示, 除GBSS外其他几种淀粉合成酶基因均与相应酶活性呈显著或极显著正相关,而且GBSS酶活性到达峰值时间稍迟于DBE、SSS、SBE等酶,说明DBE、SSS、SBE基因可能主要通过转录水平来控制籽粒淀粉的合成,而GBSS基因可能主要通过转录后水平来控制籽粒淀粉的合成。     

番茄辣椒微型根系形态原位采集系统设计与实现

为实时获取浅根系作物的根系生长形态,设计了一种可用于多点测量的微型根系形态实时原位采集系统。系统主要由微型摄像头和光学放大元件等组成(体积1.5cm3),采集的图像通过无线模块发送至终端。采用基于区域生长的根系图像分析方法,以腐蚀图像为出发点,膨胀图像为终止点,结合相似性准则进行区域生长、区域标记和区域保留,来滤除土壤孔隙和杂质等对图像产生的干扰,从而提取根系轮廓,并通过图像形态学计算得到根长密度、根系平均直径等形态参数。以此系统采集樱桃番茄、辣椒根系形态参数,试验结果表明,根系长度测定值的绝对误差不超过1.5 mm,相对误差不超过5.3%;根系平均直径绝对误差不超过0.09 mm,相对误差不超过6.7%。与土壤采样法测定值相比,在0～10、10～20、20～30和30～40 cm 4个土壤层内2种测定方法根系平均直径决定系数R20.87(P0.01),根长密度在30 cm深度以内的土壤层决定系数R20.81(P0.01)。证明本文设计的微型根系形态实时原位采集系统具有较高的准确性,可用于浅根系作物形态的多点观测。