小麦条锈菌诱导的TaRRP4基因的克隆与表达

【目的】克隆小麦条锈菌诱导的小麦TaRRP4基因,研究其在小麦与小麦条锈菌互作、非生物胁迫、外源激素处理下的表达特征,为小麦与小麦条锈菌互作中该基因功能的验证及小麦抗病育种提供参考。【方法】以小麦品种水源11、小麦条锈菌生理小种条中23号（CYR23）和条中31号（CYR31）为材料,采用RT-PCR法,从小麦条锈菌侵染的水源11小麦cDNA中克隆得到1个外切体亚基TaRRP4基因,利用生物信息学对其序列进行分析。采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析不同处理下TaRRP4基因在各个时间点的相对表达量,其中小麦条锈菌处理体系包含非亲和体系（CYR23与水源11）和亲和体系（CYR31与水源11）,非生物胁迫处理包含高盐、干旱、低温和机械损伤处理,外源植物激素处理包含脱落酸、茉莉酸甲酯、乙烯利和水杨酸处理,另外分析该基因在小麦不同组织（根、茎和叶）中的表达情况。【结果】克隆获得小麦TaRRP4基因序列,其开放阅读框为951 bp,编码316个氨基酸;同源氨基酸序列比对结果表明,TaRRP4与拟南芥AtRRP4p氨基酸相似度达62.96%,且均属于外切体亚基RRP4家族,包含类核糖体蛋白S1和KH 2个RNA结合结构域。qRT-PCR结果表明,与小麦条锈菌诱导0 h相比,小麦条锈菌CYR31诱导后,TaRRP4在诱导24,48和72 h极显著上调表达;而受小麦条锈菌CYR23诱导后,TaRRP4仅在诱导48 h显著上调,且上调倍数较小。与各个非生物胁迫小麦处理0 h相比,高盐胁迫下,TaRRP4在处理12和48 h分别极显著和显著上调;干旱胁迫下,TaRRP4在处理2和6 h均极显著上调表达;低温胁迫下,TaRRP4从处理2 h开始极显著或显著上调,直至48 h表达量降低;而机械损伤处理对TaRRP4的表达量没有显著影响。与各个外源植物激素处理小麦0 h相比,脱落酸可在处理12和24 h诱导TaRRP4下调表达,茉莉酸甲酯对TaRRP4的表达量没有显著影响,而乙烯利和水杨酸均可在处理2,6和12 h诱导TaRRP4上调表达。同时,TaRRP4基因在小麦根、茎、叶中均有表达,且在叶片中的表达量最高,显著高于其在小麦根、茎中的表达量。【结论】克隆得到小麦条锈菌诱导的小麦外切体RNA结合蛋白TaRRP4基因,该基因可能通过脱落酸、乙烯利和水杨酸信号交流,在小麦条锈病的防御反应中发挥负调节作用,同时在小麦对非生物胁迫的抗逆应答过程中发挥重要作用。     

分泌性免疫球蛋白A与肠道黏膜免疫的关系及其分泌的营养调控

分泌性免疫球蛋白A(SIgA)是由J链连接成的二聚体免疫球蛋白A(IgA)与分泌片段结合后形成的复合物。肠道内的SIgA是肠道黏膜免疫中的重要环节之一。SIgA可维持肠道黏膜内环境稳态,调控肠道内源微生态,并在黏膜上皮通过干扰病原体与上皮细胞受体结合,阻止病原体附着宿主细胞,影响病原菌毒力及免疫排异,从而阻止病原体的传播和进一步的感染,因而在免疫防御中起着非常重要的作用。营养因子(如脂肪酸、氨基酸、维生素等)在机体受到病原菌入侵或应激的情况下,可显著促进肠道SIgA的分泌,提高机体对病原菌的抵抗能力,在一定程度上改善应激动物的生产性能。     

Effects of yak excreta on soil organic carbon mineralization and microbial communities in alpine wetlands of southwest of China

Purpose

Improving knowledge of how soil organic carbon (SOC) mineralization responds to excreta application is essential to better understand whether wetland carbon (C) pools will react to grazing. We investigated microbial activity and community structure in the different treatments of excreta addition experiments to examine how soil C mineralization responds to the excreta input in terms of microbial activities and compositions in wetland soils.

Materials and methods

The microcosms of mineralization incubation of excreta addition were established. The structure of the microbial community was described by the fatty acid composition of the phospholipids (PLFA). The methylumbelliferyl-linked substrates (MUB) and l-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA) substrates were used to investigate the activities of β-glucosidase (BG), N-acetyl-glucosaminidase (NAG), acid phosphatase (AP), cellobiohydrolase (CBH), and phenol oxidase (PO).

Results and discussion

Excreta addition altered the cumulative C mineralization in swamp meadow (SM) and peatland (PL) soils, but SM was lower than PL. Excreta addition increased the biomass of individual PLFA and the fungi/bacteria ratio, suggesting that microbes are stimulated by nutrients and that the soil microbial community composition is modified by excreta inputs. The hydrolytic enzyme activities were higher in the PL soils than in the SM soils, but the trend was opposite for PO activity. The changes in pH, fungi, actinomycetes (ACT), AP, and CBH after yak fecal input significantly influenced the soil CO₂ efflux. Our findings suggest that yak grazing could influence the rate of C cycling in wetland soils by influencing microbial communities, enzyme activities, and soil pH.

Conclusions

This study suggest that the yak excreta addition increased cumulative C mineralization in SM and PL soils, and the effect of dung addition was more significant than urine addition. The effect of yak excreta addition on SOC mineralization was related with the soil pH, microorganism structure, and enzyme activity which modified by the excreta addition. Soil pH, fungi, AP, and CBH were positively correlated with SOC mineralization, but ACT was negatively correlated with SOC mineralization. In addition, the changes in C and N sources with yak excreta addition play an important role in altering microbial enzyme activities. The input of yak feces into wetlands because of grazing could increase SOC mineralization and thereby promote C emission.

     

小麦抗病相关基因TaTGA2.2在小麦-条锈菌互作中的表达分析及功能研究

为了进一步解析小麦与条锈菌(Puccinia striiformis f. sp.tritici,Pst)互作中的抗病分子机制,在小麦-条锈菌互作的cDNA文库中分离得到一个编码bZIP类转录因子的小麦抗病相关基因 TaTGA2.2。通过实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,qRT-PCR)以及病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)对 TaTGA2.2的表达模式及其在小麦与条锈菌互作中的功能进行了初步解析。结果表明,小麦 TaTGA2.2基因全长1 005 bp,编码334个氨基酸,具有bZIP保守结构域以及TGA转录因子类似结构域。进化树分析发现TaTGA2.2与一粒小麦中TGA蛋白近缘。拟南芥原生质体亚细胞定位发现TaTGA2.2分布在细胞核,酵母自激活实验表明TaTGA2.2蛋白N端具有转录激活活性。此外, TaTGA2.2受条锈菌诱导表达,且非亲和互作中的表达量较亲和互作明显增高。非生物胁迫处理中干旱、盐以及外源激素水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)也能诱导 TaTGA2.2上调表达。VIGS沉默 TaTGA2.2基因后,发现接种条锈菌CYR23及CYR31后小麦的表型均无明显变化。另外,PR基因的表达量也无显著差异,表明植物中可能存在与 TaTGA2.2功能冗余的TGA成员。     

油菜蜜的微波加热及其品质特性研究

为防止油菜蜜的结晶和发酵，采用微波加热技术对油菜蜜微波辐照时间与温度的关系进行了研究，求出其液体蜂蜜微波辐照时间与温度的关系符合Ｔ＝Ｔ０＋ｋτ，其中ｋ值反映了蜂蜜在微波场中的介电特性，ｋ值大，温升速率也大。微波加热对油菜蜜重要品质指标有影响，当加热至７０℃时，液体和结晶态蜂蜜的淀粉酶值分别平均下降４％，３２％左右，ｋ值大，酶值损失小。微波加热油菜蜜在３０℃、６０ｄ的贮藏中品质基本稳定，表明微波加热适用于油菜蜜的巴氏杀菌，其适宜加热温度为７２±２℃。     

苏南地区汞污染农田土壤植物套作修复模式的筛选

为探究不同作物-超富集植物套作模式对修复汞污染农田土壤的效果,本研究通过盆栽试验,以小麦、大豆、油菜等作物为研究对象,将其分别与野艾蒿、乳浆大戟、悬钩子等汞富集植物搭配套作,研究不同套种体系修复汞污染农田土壤的效果。结果表明：与富集植物进行套作时,作物根、茎、叶和籽粒的汞含量有不同程度的下降,其中根部汞含量下降最明显,作物与富集植物套作可以降低作物体内汞含量。与小麦单作相比,野艾蒿、悬钩子与小麦套作可以增加小麦地上部生物量,增加幅度分别为49.37%和42.45%。小麦/野艾蒿套作和小麦/悬钩子套作富集植物中汞的转移系数（Transfer factors,TF）接近,但野艾蒿汞的生物富集系数（Bioconcentration factor,BCF）显著高于悬钩子,是其的2.59倍;大豆的两种套作模式下,乳浆大戟的TF、BCF值皆高于野艾蒿,分别是其的1.41倍和1.50倍;油菜的两种套作模式下,悬钩子和野艾蒿的TF值接近。结果分析显示野艾蒿适合与小麦套作,乳浆大戟适合与大豆套作。综上所述,小麦/野艾蒿、大豆/乳浆大戟套作模式可以降低作物体内汞含量,并在一定程度上提高小麦和大豆产量。     

国外农业财政投资及其借鉴

国家对农业进行有效调控,需要采取多种方式和手段。其中,财政手段具有直接性和全面性。探索不同国家对农业进行财政投资的一些共同规律和不同特征,对完善我国财政投资机制不无裨益。     

湖北省水资源供需平衡及其承载力

以湖北省为研究区域,运用水资源负载指数和水资源供需平衡模型,采用数理统计方法,定量计算和分析了湖北省近年来的水资源供需平衡态势以及湖北省市域尺度的水资源开发潜力;在水土平衡分析、水资源供需状况评价与水资源开发潜力评价的基础上,从资源平衡关系入手,采用水资源承载指数等指标,对2000—2012年省域与市域2个层面的水资源平衡状况进行了定量研究。结果表明：湖北省人均水资源量居全国平均水平。湖北省属于水资源利用程度较高、开发利用条件较好、水资源开发潜力较大的省区。湖北省水资源承载力有限,随着未来人口的增加以及工农业的快速发展,在现有的水资源量基础上,水资源短缺将会成为湖北省中东部城市的发展瓶颈。