木薯有性四倍体遗传稳定性分析

木薯作为中国重要的经济作物,其优良品种的选育一直是木薯科研工作的重点,而多倍体的巨型性特点为其育种提供了新的思路,目前多倍体研究大多是体细胞加倍,有性多倍化研究起步较晚,而本课题组通过2n配子有性活体杂交,成功获得了首例木薯有性四倍体植株。为了研究木薯有性四倍体的遗传稳定性,本研究分别采用:田间的农艺性状观测(生长稳定期)、流式细胞术、叶片染色体计数、蛋白质含量测定/蛋白质聚丙烯酰胺凝胶电泳以及淀粉含量测定等方法进行鉴定。结果显示:木薯有性四倍体各株系农艺性状均保持了母株器官巨型性的多倍体特征;流式细胞仪分析显示,木薯有性四倍体各株系叶片DNA含量均为二倍体亲本(SC5)的两倍,相对应的叶片染色体数目也为二倍体亲本(SC5)的两倍,且视野中四倍体细胞所占比例均在90%以上;各株系蛋白质含量均小于二倍体对照组,且有性多倍体株系电泳谱带基本相似;在淀粉含量测定中,其各株系淀粉含量均小于对照组,且各株系之间含量波动较小。本研究结果表明木薯有性四倍体植株具有较好的遗传稳定性,对木薯多倍体品种的选育具有重要意义。     

小檗碱对禽源大肠杆菌抑菌作用及耐药消除作用的转录组学分析

为了探究中药对大肠杆菌抗生素耐药性的消除机制,以小檗碱为处理药物,使用小檗碱浓度为250 μg/mL （1/2最小抑菌浓度（MIC））的LB肉汤培养临床分离的禽源耐药大肠杆菌,每隔24 h传一代,共传3代。对第3代菌液以影印法分离突变菌,以微板法测定突变菌的左氧氟沙星MIC。经测定发现突变菌对左氧氟沙星的MIC由16 μg/mL降至8 μg/mL,说明对左氧氟沙星的耐药性具有消除作用。为了解小檗碱作用大肠杆菌的分子机制,通过转录组测序方法对耐药性消除前后禽源大肠杆菌基因表达水平进行对比分析。结果显示,小檗碱作用后共有45个基因的表达量发生显著变化,其中有30个基因表达量上调,15个基因表达量下调。经过GO功能富集分析和KEGG代谢通路富集分析,发现上调主要为：与色氨酸合成有关的基因,磷酸吡哆醛结合相关3个基因,表达转酮酶基因;下调主要为：双组份系统中多个基因,十一异戊二烯焦磷酸磷酸酶（UppP）编码基因ybjG,酰基辅酶A脱氢酶合成有关的基因。推测大肠杆菌体内酶活性降低是小檗碱抑菌的主要机制;大肠杆菌多重耐药外排泵表达降低、细胞膜和细胞壁成分的改变是小檗碱耐药性消除的主要机制。     

赤芍水提物及芍药苷对大肠杆菌抗菌增敏活性的影响

旨在考察中药赤芍水提物及其主要成分芍药苷对磷霉素钠的抗菌增敏活性,验证芍药苷对外排泵转运子AcrB的抑制作用,推测其抗菌增敏机制。首先,通过微量棋盘稀释法检测赤芍水提物及其主要成分芍药苷与磷霉素钠联合应用对临床分离的禽多重耐药大肠杆菌E320和质控菌株大肠杆菌ATCC35218的抑菌作用;其次,利用YASARA软件,以大肠杆菌多重耐药AcrAB-TolC系统中的外排泵转运子AcrB为靶标,与芍药苷进行分子对接模拟,探讨两者的识别机制;通过尼罗红外排试验验证芍药苷对外排泵的抑制作用;最后,通过实时荧光定量PCR验证芍药苷降低AcrB mRNA的表达量进而发挥抗菌增敏作用。试验结果证实赤芍水提物和芍药苷与磷霉素钠联合用药均具有协同抑制多重耐药大肠杆菌E320的作用(FICI≤0.5);分子对接结果显示芍药苷与AcrB蛋白受体的结合能达到8.333 kJ/mol,作用主要位点是AcrB蛋白受体上Phe628、Phe615、Val612、Ile277、Asn274、Gly179、Phe178等氨基酸残基,分子间主要作用力为疏水作用力;外排抑制试验结果显示芍药苷可以抑制耐药大肠杆菌外排泵活性,明显阻滞尼罗红的外排;实时荧光定量PCR结果显示芍药苷联合磷霉素钠比单独使用磷霉素钠显著降低大肠杆菌AcrB mRNA的表达量。本试验证明芍药苷通过作用外排泵转运子AcrB,使抗生素在菌体内积聚;并能显著降低AcrB mRNA的表达量进而起到抗菌增敏作用,为临床提供一种有效的抗菌增敏剂,对治疗耐药菌引起的细菌感染具有重要意义。     

海南油茶不育株花器发育生物学特性及解剖学观察

从解剖学、细胞生物学及遗传学角度对海南油茶不育株花器发育过程导致不育的原因进行研究。以海南油茶正常株和不育株为实验材料,对其花芽发育过程外部形态特性进行阶段性比较观察,并应用花粉原位萌发技术检测其花粉萌发及花粉管发育差异;应用石蜡切片法对花芽分化过程中雌雄蕊进行解剖学观察,分析雌雄蕊发育时期与其花芽外部形态的相关性。结果表明：不育花与正常花外部形态上并无明显差异,但不育株开花后子房即脱落,表明没有正常授精,不育株柱头授粉后花粉粒不萌发,花粉管并不伸长;从雌雄蕊石蜡切片可以看出,不育株花器发育失常,其花药的绒毡层降解异常,无法形成成熟花粉粒,而在其胚珠发育过程中不育株未能形成成熟胚囊,导致空心胚珠。     

辐射花粉诱导木薯无融合生殖及鉴定研究

花粉诱导是获得无融合生殖的一个重要途径。本试验采用辐射花粉对雌花授粉进行木薯无融合生殖活体诱导,获得了由~(60)Coγ射线辐射花粉诱导的孢子体无融合生殖种质。结果表明:~(60)Coγ射线辐射花粉诱导木薯无融合生殖的途径是有效的,且辐射剂量及品种的选择对木薯无融合生殖诱导具一定的影响。本次试验共收获23株植株,通过对诱导子代的细胞学及共显性EST-SSR分子标记检测,显示其23株诱导子代为杂合二倍体;进一步采用SRAP分子标记对各子代的异质杂合性或同质杂合性鉴定,发现2株为SC5遗传同质体。