稻瘟病菌CAAX蛋白酶MoRce1的功能研究

 蛋白质的翻译后异戊烯化修饰(CAAX修饰)能够介导真核生物中许多重要蛋白质的亚细胞定位以及蛋白与蛋白间的相互作用。稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引致的稻瘟病是水稻最重要病害之一,造成全球水稻严重减产。为深入了解稻瘟病菌致病机理,更好地防控稻瘟病,我们研究了异戊烯修饰是否影响稻瘟病菌的生长发育和致病性。首先从稻瘟病菌基因组数据库中鉴定到一个稻瘟病菌的异戊烯蛋白酶MoRce1,同源比对发现MoRce1保守结构域在各物种之间变化较大,猜测在不同物种中该蛋白可能出现了功能分化。经同源重组方法敲除MoRCE1基因,发现MoRCE1缺失突变体在胁迫培养条件下细胞壁完整性明显缺陷,但是对营养生长、产孢、萌发以及致病性没有明显影响,说明MoRce1蛋白可能通过参与稻瘟病菌细胞壁合成相关蛋白的异戊烯化修饰进而影响该菌细胞壁的完整性,其具体机制还有待深入研究。     

郑州市黄河南岸景观格局变化及其对生态空间的影响

以郑州市沿黄河南岸6个区(县)1997、2009、2019年3期遥感影像为基础数据,借助ENVI、Frag-stats和ArcGIS软件,运用景观单一动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数等方法,对研究区景观格局变化特征及对生态空间的影响进行了分析,并进一步分析了黄河南岸郑州段景观格局演变特征,揭示了郑州市沿黄河6个区(县)景观格局变化对黄河生态空间的影响.结果表明:(1)1997～2019年郑州市的快速发展使沿黄河大面积区域从郊区变为城镇,耕地面积占比由49.2％下降至21.4％,建设用地占比由5.36％上升至28.52％,土地利用变化整体处于不平衡状态,相互之间转换频繁;(2)1997～2009年,研究区处于无序蔓延的城市扩张状态,2009～2019年研究区内城市快速扩张的同时,开始注重区域内生态环境的建设;(3)研究区总体上景观格局呈现破碎化趋势,斑块形状趋于规则,景观空间分布不集中,连通性较差;(4)黄河南岸大堤外5000 m范围内生态空间被不断侵占,生境质量和连通性差.受人类活动不断增强的影响,近22年黄河南岸郑州段景观格局变化显著,生态空间不断被城市发展用地挤占,必将削弱黄河生态屏障功能,威胁区域生态安全.     

不同辣椒种质对象耳豆根结线虫的抗性评价

近年来象耳豆根结线虫的危害日益严重.为筛选抗象耳豆根结线虫的辣椒种质,本试验利用种属特异性引物对根结线虫病原物开展分子鉴定,确定为象耳豆根结线虫.接着采用室内人工接种法,对10份一年生辣椒种质和10份中国辣椒种质进行象耳豆根结线虫抗性鉴定,计算根结指数和卵粒指数,并通过比较隶属函数,发现其中3份辣椒种质对象耳豆根结线虫表现为高抗,抗病性最强的是L518M和L525-1M,L42M次之;10份表现为中抗;7份表现为感病,抗病能力最弱的是L69-1M;未发现免疫品种.本研究发现中国辣椒种质的抗病性整体高于一年生辣椒,是重要的抗病种质来源,可用于象耳豆根结线虫抗病育种和后续抗病机理的研究.     

过表达ZmIBH1-1提高玉米苗期抗旱性

【目的】干旱是严重影响玉米生长发育进程的一个重要因素。挖掘玉米抗旱相关基因,通过转基因功能验证和转录组分析,解析关键基因在响应干旱胁迫过程中的分子调控机制,为抗旱分子育种和遗传改良提供理论依据。【方法】以玉米自交系B104（WT）为背景材料,利用农杆菌介导方法构建过表达ZmIBH1-1转基因株系（ZmIBH1-1-OE）;通过对转基因植株进行草铵膦抗性筛选、标记基因和目的基因PCR检测,以及运用实时荧光定量PCR检测目的基因的表达情况,鉴定阳性植株和株系;以WT和ZmIBH1-1-OE转基因株系为材料,通过干旱处理（20% PEG6000）,进行表型鉴定和耐旱生理生化指标测定,验证ZmIBH1-1的抗旱功能;通过对干旱胁迫下玉米4叶期转录组的比较分析,鉴定出差异表达的基因（differentially expressed genes,DEGs）;结合DAP-seq（DNA affinity purification sequencing）分析,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的下游靶基因,利用基因组可视化软件IGV（integrative genomics viewer）分析ZmIBH1-1蛋白结合候选靶基因的位置,然后通过Dual-Luciferase试验验证ZmIBH1-1蛋白与靶基因的调控关系。【结果】通过玉米遗传转化获得12个转化事件;T₃代中,能同时检测到标记基因Bar和目的基因ZmIBH1-1的植株有458个,实时荧光定量PCR检测结果表明,ZmIBH1-1-OE中ZmIBH1-1的表达量显著高于WT,株系3和株系8表达量最高,将其自交获得T₄代转基因株系用于后续试验。在干旱胁迫条件下,ZmIBH1-1-OE株系存活率、叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及其生理生化指标（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性）均显著高于WT,说明玉米中过量表达ZmIBH1-1赋予玉米更高的耐旱性。转录组分析结果表明,WT与ZmIBH1-1-OE株系在干旱胁迫下有1 214个差异表达基因;Gene Ontology（GO）功能富集分析结果表明,差异表达基因主要涉及生物过程、细胞组分和分子功能,如在生物过程中主要涉及到光合作用、应激响应、脱水响应等;KEGG富集分析表明,差异表达基因主要参与植物激素信号传导、新陈代谢等过程。结合转录组显著差异表达基因和DAP-Seq分析所得到ZmIBH1-1蛋白的靶基因,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的11个候选靶基因,包括2个钙信号相关基因、3个半胱氨酸代谢相关基因、1个bHLH转录因子、1个应激响应蛋白、1个谷胱甘肽转移酶、1个氧化还原过程蛋白和2个乙烯响应因子;基因组可视化结果显示ZmIBH1-1蛋白可以结合靶基因启动子区;随后通过Dual-Luciferase试验进一步表明,ZmIBH1-1蛋白可以直接作用于11个候选靶基因,其中,ZmIBH1-1蛋白可以促进ZmCa-M、ZmSYCO、ZmbHLH54、ZmGlu-r1、ZmCLPB3和ZmP450-99A2的表达,抑制ZmAGD12、ZmCYS、ZmCYSB、ZmERF-107和ZmEIN3的表达。此外,在干旱胁迫下NAC、WRKY、MYB等转录因子在ZmIBH1-1-OE和WT株系中也存在差异表达。【结论】ZmIBH1-1的过表达可以增强玉米苗期的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控乙烯信号通路中的ZmERF-107和ZmEIN3的表达提高玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控钙信号相关基因ZmCa-M和ZmAGD12增强玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白可能通过间接调控NAC、WRKY、MYB等转录因子响应干旱胁迫。     

锦屏县香菇新品种引进品比试验初报

为了引进筛选适合锦屏县种植的食用菌香菇新品种,将香菇135、香菇庆科20,香菇268等3个新品种与当地主栽品种香菇808进行同田对比试验,根据4个香菇品种的生育期特性、农艺性状、经济性状等特征进行综合对比分析。结果表明:新品种香菇268的综合农艺性状表现产量高、商品性好,适应性较强,可作为锦屏县食用菌香菇种植主推广品种。     

大花君子兰叶绿体基因组及其特征

采用Illumina MiSeq测序平台对大花君子兰（Clivia miniata）叶片总DNA进行测序，通过组装获得了其叶绿体基因组（cpDNA）全长序列（158 114 bp）。对其cpDNA注释得到135个基因，包含87个蛋白编码基因、40个tRNA基因和8个rRNA基因。采用生物信息学方法对获得的cpDNA进行简单序列重复（SSR）分析和密码子偏好性分析。结果显示：①大花君子兰cpDNA中共有61个SSR位点，其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重复数分别为38、9、2、8、3和1个，多数SSR分布在基因间隔区；②大花君子兰cpDNA密码子偏爱以A或U（T）结尾，亮氨酸使用频率最高，半胱氨酸使用频率最低。基于24种植物的cpDNA全长和23种植物的叶绿体ycf2基因序列进行系统发育分析，结果显示大花君子兰与石蒜科植物在同一分支，显示最近的亲缘关系，支持大花君子兰属于石蒜科。基于叶绿体ycf2的系统发育分析结果与基于cpDNA全长的系统发育分析研究结果大部分相同，支持ycf2基因可以代替cpDNA全长用于植物系统发育分析。     

马疱疹病毒1型主要毒力基因分析及TK基因缺失载体的构建

为了解新疆马疱疹病毒1型（EHV-1）主要毒力基因遗传进化情况并构建TK基因缺失株，本研究以EHV-1 XJ2015株DNA为模板，对其主要毒力基因TK、gI和gE全长进行克隆、测序及生物信息学分析，并扩增TK基因左右重组臂TKL和TKR，构建质粒pUC-TKLR，将扩增后的增强绿色荧光蛋白（EGFP，含有CMV+polyA）插入pUC-TKLR质粒，构建TK基因缺失打靶质粒。TK、gI和gE基因同源性分析结果显示，XJ2015株与国外EHV-1分离株TK、gI和gE基因同源性均较高，分别为99.8%~100.0%、99.6%~100.0%和99.9%~100.0%；与EHV-3分离株同源性均最低，分别为72.9%、59.4%和62.1%；遗传进化分析显示，3个基因均与国外EHV-1同属于一个遗传进化分支，与EHV-9和EHV-4进化关系较近，但与EHV-3进化关系较远，表明XJ2015毒株与国外EHV-1毒株TK、gI、gE基因核苷酸上差异不明显，没有明显的地域性特征，功能基因保守且进化缓慢，同源基因功能相同或相近；经PCR扩增、酶切、测序及转染鉴定，本试验成功构建了用于TK基因缺失的打靶质粒pUC-TKLR-EGFP。通过对EHV-1主要毒力基因的分析及TK基因缺失打靶载体的构建，为新疆地区马鼻肺炎流行病学调查分析、TK基因缺失株的构建提供理论依据。     

十里香茶离体培养及再生体系研究

为了保护珍贵的十里香茶树资源,掌握利于十里香茶的最优组培条件,本研究对十里香茶组培过程中外植体类型、消毒时间、培养基添加物及培养条件进行了筛选。结果表明,采用轻微木质化的带腋芽茎段经升汞消毒15 min,接种后暗培养5 d,MS+0.2 mg·L^-1 NAA培养基中添加3 mg·L^-1 PVP+2000 mg·L^-1 Vc或者6 mg·L^-1 PVP+3000 mg·L^-1 AC,可在低污染率的前提下将褐化率降为10%左右,一定程度上解决了茶树组培中褐化率高的难题;采用1/8 MS+1 mg·L^-1 IBA培养基有利于外植体生根且增殖迅速。本研究建立了十里香茶的无菌苗离体培养及再生体系,可通过组培手段对其进行大量繁殖。     

围场县马铃薯中典型药物污染特征及健康风险评价

为掌握典型药物在农作物中的污染特征及健康风险,保障农产品质量安全,利用超声萃取-固相萃取-高效液相色谱/串联质谱(LC-MS/MS)技术,对围场县全县马铃薯中5大类(磺胺类、四环素类、氟喹诺酮类、大环内酯类及其他类)25种药物污染水平及富集效果进行了调查,并对健康风险进行了评价。结果表明,有20种目标物被检出,不同目标物检出率差异显著,检出含量范围为0.13～3.67μg·kg-1,单种污染物最高检出含量为17.0μg·kg-1。马铃薯对目标污染物的富集系数范围在0.01～39.6之间,最大富集系数为61.8。畜禽粪便是马铃薯中药物残留的主要来源,尽管整体检出水平和健康风险相对较低,但长期摄入与协同作用引发的潜在健康风险不容忽视。因此,仍需严控污染源头,推进畜禽粪便安全资源化利用,确保农田环境质量及农产品安全品质。     

植物乳杆菌野生质粒分析及其提取方法的优化

乳酸菌质粒提取研究具有很长的历史。目前已有多个有效的乳酸菌质粒提取方法被报道，其中多数以乳酸球菌为研究对象，而植物乳杆菌质粒提取有效方法报道较少。该研究以植物乳杆菌为研究对象，通过对比分析并优化已报道的乳酸菌质粒提取方法，得到了高效且适于平台期植物乳杆菌野生质粒的提取方法。通过该方法进一步分析了植物乳杆菌野生质粒数和高拷贝质粒，为后续构建植物乳杆菌表达系统所需供体质粒和受体菌株提供了重要依据。