高含量赖氨酸酵母的选育和培养条件的研究

本文报道一株能积累赖氨酸的酿酒酵母S1为原始菌株,经10^-3mol/L的s-(β-氨基乙基)L-半胱氨酸(SAEC)处理,选得SAEC抗性突变株。再经二次紫外诱变,选得7株SAECr突变株,其中3株具有较高积累赖氨酸能力,并对其培养条件进行了研究。突变株MSU1的游离赖氨酸含量为菌体干重的7.83%,而突变株MSU5平均赖氨酸含量可达8.91%。     

荷兰鸢尾突变株‘紫韵’的花色突变相关机理分析

为了探索荷兰鸢尾蓝紫色花及突变紫色花的显色分子机制及色素沉积差异,该研究以蓝紫色野生型‘展翅’和紫色突变株‘紫韵’为材料,通过花色素苷测定、转录组测序和qRT PCR方法对花色变异进行分析。结果表明：(1) 紫色突变株‘紫韵’花旗瓣中的总花色素苷含量(392.7 μg·g^-1)显著低于野生型‘展翅’(543.5 μg·g^-1);与‘展翅’相比,‘紫韵’有3种花色素苷含量显著下降［矢车菊素 3 芸香糖苷含量由144.42 μg·g^-1降为46.39 μg·g^-1,矮牵牛素 3 (6 鼠李糖基 2 木糖基葡萄糖苷)含量由61.86 μg · g^-1降为31.67 μg · g^-1,矢车菊素 3 (2G 木糖基芸香糖苷)含量由25.22 μg·g^-1降为7.65 μg·g^-1］,但6 羟基矢车菊素 3 葡萄糖苷含量由5.88 μg·g^-1升为10.34 μg·g^-1。(2)RNA seq分析共获得46 530个unigenes,与‘展翅’相比,‘紫韵’有43个基因上调表达,73个基因下调表达; 层次聚类分析发现,花色素苷途径中共有2个差异表达基因——查尔酮合成酶(CHS)基因(IhCHS1)和花青素 3 O葡萄糖转移酶(UFGT)基因(IhUFGT1),且二者均下调表达。(3)qRT PCR分析表明,随着花的发育,IhUFGT1在2个品种中表达量均上升,始花期达到最高,且在‘紫韵’花中的表达明显低于‘展翅’。研究认为,4种花色素苷含量的显著变化,可能是导致花色由野生型‘展翅’蓝紫色向突变株‘紫韵’紫色方向转变的主要原因;IhUFGT1基因在紫色‘紫韵’花中表达量比‘展翅’相对大幅度的降低,致使花色素苷含量相应变化,最终导致花色由蓝紫色转为紫色。     

粉被虫草N6-(2-羟乙基)腺苷高产菌株的原生质体诱变育种*

在粉被虫草(Cordyceps prainosa Petch)无性型——粉被马利娅霉(Mariannaeapruinosa Liang)原生质体形成和再生的前期研究基础上,报道了通过原生质体诱变培育高产N⁶-(2-羟乙基)腺苷菌株的研究结果。粉被马利娅霉Cp-14单孢子株经15W紫外灯照射后,获得一高产突变株MpM-135．经多代移植后,此突变株比出发菌株Cp-14的N⁶-(2-羟乙基)腺苷含量提高了14.8％。实验还表明,粉被虫草无性型菌丝提取物对枯草杆菌(Bacillussubtilis)抗紫外辐射效果与菌丝所含N⁶-(2-羟乙基)腺苷含量有正相关性。     

竹茶混交模式对表层土壤有机碳储量及组分的影响

为探究毛竹林下种植茶树对土壤有机碳储量与碳组分的影响,该研究以毛竹纯林、竹茶混交林和常绿阔叶林为研究对象,采集这3种林分类型的表层(0～10 cm)土壤,测定土壤有机碳(SOC)、碳组分、生物与非生物因素指标。结果表明:(1)竹茶混交林林下植物多样性相较于毛竹纯林显著降低,但其土壤有机碳密度(22.54±2.09)t·hm^-2、碳组分与毛竹纯林无显著差异(P>0.05)。竹茶混交林的矿物结合态有机碳(MOC)为(20.13±1.83)g·kg^-1,占总有机碳的92.66%。常绿阔叶林土壤有机碳密度比竹茶混交林和毛竹纯林高土壤有机碳密度分别高41.15%和41.00%(P<0.05)。(2)3种林分类型土壤微生物量碳(MBC)含量范围为0.58～3.08 g·kg^-1,土壤16S rRNA丰度范围为2.18×10¹⁰ ～5.65×10¹⁰copies·g^-1,固碳基因cbbL丰度范围为0.37×10⁸～ 1.10 ×10⁸ copies·g^-1,土壤微生物碳利用效率范围为0.03～0.28; 3种林分类型之间微生物相关指标不存在显著差异(P>0.05)。(3)3种林分类型SOC与土壤pH、砂粒含量和地上凋落物生物量呈显著负相关,与土壤黏粒含量、粉粒含量、总氮、C:N、总磷和铵态氮含量呈显著正相关(P<0.05)。(4)就不同碳组分而言,颗粒有机碳(POC)和MOC均与土壤pH、砂粒含量和根系生物量呈显著负相关,与土壤含水量、黏粒含量、粉粒含量、总氮、C:N、总磷和铵态氮含量呈显著正相关(P<0.05)。综上表明,竹茶混交改造会造成原生毛竹纯林林下植被多样性下降,但并未造成土壤碳储量下降; 而相较于常绿阔叶林,毛竹经营措施需要改进,以提升其碳汇效益。     

苏云金芽胞杆菌G03 spoIVF操纵子敲除对芽胞和晶体形成的影响

spoIVF是一个普遍存在于芽胞杆菌中的操纵子。在枯草芽胞杆菌中,它编码的两个蛋白是芽胞形成所必需的。采用基因重组技术敲除了苏云金芽胞杆菌G03菌株中的spoIVF操纵子,构建了spoIVF缺失株G03(spoIVF-)。研究表明:该突变株丧失了形成芽胞和晶体的能力。lacZ基因与cry1Aa基因的启动子融合表达分析发现:突变株中的cry1Aa基因的活性严重降低。利用载体pSTK携带spoIVF操纵子在突变株中的表达,使突变株部分恢复了产胞和形成杀虫晶体蛋白的能力。这说明spoIVF操纵子是所必需的,同时该操纵子还影响σ^E因子控制的cry1Aa基因表达。     

大豆斑疹病菌铁摄取因子PiuB在致病性中的作用分析

铁作为生命必需的基本元素,在细菌生长代谢过程中具有重要作用。然而,大豆斑疹病菌(Xanthomonas axonopodis pv. glycines, Xag)中编码铁摄取因子的piuB基因是否参与病原菌的铁摄取和致病性并不清楚。为解析PiuB的作用,采用同源重组策略获得了Xag的piuB基因缺失突变株(ΔpiuB),并对该突变株进行功能研究。研究表明：相较于野生型,突变株ΔpiuB在寄主大豆上的毒性和生长能力显著削弱;铁载体分泌量激增;对Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Mn²⁺的敏感性显著增强。此外,该突变株的H₂O₂抗性、胞外多糖产量、生物膜形成能力以及游动性等相较于野生型均显著减弱;添加外源Fe³⁺不能有效恢复ΔpiuB的上述特性;功能互补株可完全恢复ΔpiuB的缺陷性表型至野生型水平。这说明PiuB是Xag摄取Fe³⁺的潜在因子,并且是Xag在寄主大豆上致病所需的。     

来源于中国南海的微生物新种乙醇速生杆菌(Celeribacter ethanolicus)多相分类研究

【目的】研究来源于南海海水的一株速生杆菌属菌株NH195^T 的多相分类。【方法】采用表型、基因型和化学分类方法,并综合系统发育关系结果,分析菌株NH195^T 的分类学地位。【结果】菌株NH195^T 是一株革兰氏阴性、好氧、杆状、无运动性细菌;能积累Poly-β-hydroxybutyrate (PHB);能在0.5%-10.0% (质量体积比) NaCl 浓度,pH 5.0-9.0 和20-40 ℃ 条件下生长,最适NaCl 生长浓度为1.0%-3.0%;氧化酶、触酶和脲酶反应结果阳性。菌株NH195^T 主要呼吸醌为Q-10,主要脂肪酸为C_18:1ω7c、C_18:1ω6c 和11 methyl C_18:1ω7c,主要极性脂为磷脂酰胆碱、磷脂酰甘油、双磷脂酰甘油、一个未知的氨基脂和两个未知脂。基因组G+C 含量为61.3 mol%。基于16S rRNA 基因的系统发育结果显示,菌株NH195^T 隶属于速生杆菌属;其与速生杆菌属标准菌株的16S rRNA 基因相似性范围为94.4%-97.7%。菌株NH195^T 与速生杆菌属标准菌株C. halophilus ZXM137^T 和C. indicus P73^T 的平均核苷酸一致性(ANI)分别为78.6%和78.0%;基于基因组数据计算所得的DNA 杂交同源率分别为26.1%和23.0%。【结论】基于表型和基因型结果,菌株NH195^T 代表了速生杆菌属一个新物种,命名为Celeribacter ethanolicus,标准菌株为NH195^T (CGMCC 1.15406^T=JCM 31095^T)。     

镍离子对尖叶莴苣氮素吸收和生长生理的影响

以‘全年油麦菜’尖叶莴苣为试验材料,采用水培方式,研究3个浓度(0 mg·L^-1、0.1 mg·L^-1、1 mg·L^-1)Ni²⁺在22.4 mg·L^-1 N处理下对尖叶莴苣氮素吸收的生长及生理影响。结果显示：(1)尖叶莴苣根系和地上部生物量随处理时间的增加呈上升趋势。与对照T₁(0 mg·L^-1 Ni²⁺、112 mg·L^-1 N)相比,T₂处理(0 mg·L^-1 Ni²⁺、22.4 mg·L^-1 N)对尖叶莴苣根系及叶片生长具有一定抑制作用,植株鲜重、干重、根冠比、根系长度、平均直径、表面积、体积、根尖数、分根数、叶片表面积和体积在T3处理(0.1 mg·L^-1 Ni²⁺、22.4 mg·L^-1 N)下显著高于对照,T₄处理(1 mg·L^-1 Ni²⁺、22.4 mg·L^-1 N)对尖叶莴苣根系及其叶片生长具有一定促进作用,但对其根尖数和分根数表现出一定抑制性。(2)随着Ni²⁺浓度的增加,尖叶莴苣叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量呈先升后降的变化规律,且均在T₃处理下显著提高。(3)随着处理时间的增加,尖叶莴苣叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)逐渐上升,胞间CO₂浓度(C_i)逐渐下降,且T₃处理叶片的G_s显著高于对照,其C_i最低,P_n最大。(4)施加Ni²⁺对尖叶莴苣有机酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量以及SOD和POD活性有显著影响,在T₃处理下有机酸含量降低,可溶性糖和可溶性蛋白含量显著增加,SOD和POD活性显著提高。(5)T₃处理尖叶莴苣根系中N及叶片中B和Ca含量较高;根系中Ni含量高于叶片,T₃处理叶片中的Ni含量较低,Mg含量较高;植株体内Cu含量随Ni²⁺浓度增加而下降。研究表明,外源Ni²⁺处理能影响低氮条件下(22.4 mg·L^-1 N)尖叶莴苣幼苗生长及生理状况,适宜浓度(0.1 mg·L^-1)Ni²⁺可有效提高尖叶莴苣根系对氮素的吸收利用效率,减少氮素施用量,促进尖叶莴苣根系和地上部叶片生长,增加光合色素含量,并提高净光合速率,进而改善植株的产量和营养品质。     

干旱条件下外源蔗糖对高表达玉米C4型pepc水稻种子萌发的影响

为揭示外源蔗糖参与干旱胁迫下高表达转玉米C₄ 型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase, PEPC)基因(C₄ pepc)水稻(简称：PC)种子萌发的生理机制,该研究以 PC及其未转基因野生型受体‘Kitaake’(简称：WT)的种子为材料,研究外施不同浓度蔗糖联合模拟干旱(10% PEG 6000)处理下,其种子发芽参数、总可溶性糖及可溶性蛋白含量、蔗糖非发酵1 (sucrose nonfermenting 1, SNF1)相关蛋白激酶(SNF1 related protein kinase 1s, SnRK1s)基因以及PEPC基因表达等参数的变化。结果表明：(1)PEG 6000模拟干旱处理均显著抑制两材料发芽,但明显促进胚根的生长;外施蔗糖则呈现浓度效应,高浓度蔗糖(>150 mmol·L^-1)进一步加剧了干旱对发芽的抑制效应,而低浓度(<30 mmol·L^-1)则可缓解干旱的抑制,但与WT(<30 mmol·L^-1)相比,促进PC水稻萌发的外施蔗糖浓度(<6 mmol·L^-1)更低,且各处理的发芽表现与其α 淀粉酶活性的动态表现一致。(2)与WT相比,外施3 mmol·L^-1蔗糖联合干旱处理下,显著提高了PC种子的发芽率,且伴随PC内源蔗糖含量、总可溶糖和可溶性蛋白含量显著增加;且外施3 mmol·L^-1蔗糖使PC中内源C₃ pepc基因表达下调,而外源导入C₄ pepc基因表达显著增加。(3)与WT相比,干旱处理下外施3 mmol·L^-1蔗糖,PC的糖信号相关基因SnRKs亚家族基因(包括SnRK1s：OsK1a OsK24 OsK35和SnRK2s:SAPK6)的表达也显著增加。研究发现,外施低浓度蔗糖通过上调PC水稻种子中可溶性糖和可溶性蛋白含量,增强SnRK1s亚家族基因和外源C₄ pepc基因的表达,提高了α 淀粉酶活性,从而缓解了干旱胁迫对PC种子萌发的抑制。     

Cr6+对人工湿地薏苡光合特性和微量元素吸收的影响

为深入了解Cr⁶⁺胁迫对人工湿地植物薏苡光合特性和微量元素吸收的影响,该文通过构筑微型垂直流薏苡(Coix lacryma-jobi)人工湿地,采用1/2 Hoagland''s营养液配制的含0、5、20、40 mg·L^-1 Cr⁶⁺废水为灌溉用水,研究铬胁迫对人工湿地植物生长、光合特性、抗氧化酶活性和微量元素吸收等的影响。结果表明:(1)低浓度(5 mg·L^-1)Cr⁶⁺对薏苡的株高、茎粗和分蘖影响不显著,高浓度(20、40 mg·L^-1)Cr⁶⁺则显著抑制薏苡的生长。(2)低浓度Cr⁶⁺处理下,薏苡叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)有不同程度的提高,提高幅度分别为6.8%～54.8%、13.0%～40.3%和9.1%～36.4%。高浓度Cr⁶⁺处理下,叶片P_n、G_s、T_r等指标显著下降,但叶片胞间CO₂浓度(C_i)则显著提高。(3)薏苡叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均随着处理时间的延长而提高; 低浓度Cr⁶⁺处理下,薏苡叶片SOD活性与对照差异不大,高浓度Cr⁶⁺处理下,SOD活性受到显著抑制。薏苡叶片POD活性和丙二醛(MDA)含量均随Cr⁶⁺处理浓度的提高而提高。(4)高浓度Cr⁶⁺处理显著抑制根系、茎、叶对Cu 、Fe、Mn和Zn的吸收。(5)5、20 mg·L^-1 Cr⁶⁺处理下,人工湿地对Cr⁶⁺去除率最高可达99%,40 mg·L^-1 Cr⁶⁺处理下最高则为86%。综上认为,Cr⁶⁺胁迫导致Fe、Mn、Zn和Cu等元素吸收量显著下降,光合受阻,抗氧化系统受损,植物生长受到抑制,最终导致人工湿地处理含Cr⁶⁺废水的能力下降。     

乙型脑炎病毒NS1′蛋白表达对小鼠毒力的影响

为探究乙型脑炎病毒NS1′蛋白表达对小鼠神经毒力和神经侵袭力的影响，以乙脑病毒疫苗株SA14-14-2为模板，对NS2A基因进行A66G定点突变，并构建全长感染性克隆。体外转录后，将病毒RNA导入BHK21细胞，获得突变病毒SA14-14-2（A66G）。同样以乙脑病毒野毒株SA14为模板，采用相同方法构建并获得突变病毒SA14（G66A）。经测序和间接免疫荧光鉴定，证明突变病毒构建成功。Western blot检测发现疫苗株SA14-14-2和SA14(G66A)不表达NS1′蛋白，而野毒株SA14和SA14-14-2（A66G）能表达NS1′蛋白。生长曲线显示突变病毒的生长特性无明显改变。蚀斑实验发现SA14(G66A)的蚀斑较SA14更小，SA14-14-2(A66G)的蚀斑较SA14-14-2更大。细胞增殖活性实验显示NS1′蛋白表达对BHK21细胞的增殖有明显抑制作用 (P＜0.01)。疫苗株SA14-14-2与SA14-14-2（A66G）对1周龄小鼠脑内接种的LD50分别为297.9 PFU(0.02 mL)和143.4 PFU(0.02 mL)，野毒株SA14和SA14(G66A)对3周龄小鼠脑内接种的LD50分别为0.8 PFU(0.03 mL)和2.3 PFU(0.03 mL)。疫苗株SA14-14-2与SA14-14-2(A66G)对2周龄小鼠腹腔接种的LD50分别为＞5.65×10⁶ PFU(0.5 mL)和＞1.46×10⁶ PFU(0.5 mL)。野毒株SA14和SA14(G66A)对3周龄小鼠腹腔接种的LD50分别为1.3×10³ PFU (0.5 mL)和1.2×10⁴ PFU(0.5 mL)。结果表明，乙脑病毒NS2A中第66位碱基是影响NS1′蛋白表达与否的关键位点，且NS1′蛋白表达能提高病毒对小鼠的神经毒力与神经侵袭力，其中对侵袭力的影响更为显著。     

链霉菌Streptomyces sp. M-Z18转化前体L-赖氨酸合成ε-聚赖氨酸的研究

目的:考察不同细胞培养方式对Streptomyces sp. M-Z18转化前体L-赖氨酸合成ε-聚赖氨酸过程的影响。方法:利用两阶段细胞培养和发酵过程流加方式,建立了两阶段细胞培养转化前体L-赖氨酸合成ε-聚赖氨酸以及转化前体L-赖氨酸耦合甘油发酵生产ε-聚赖氨酸的策略。结果:(1)两阶段细胞培养转化前体L-赖氨酸合成ε-聚赖氨酸策略实现ε-PL积累15 g/L, 转化L-赖氨酸3 g/L;(2)转化前体L-赖氨酸耦合甘油发酵生产ε-聚赖氨酸策略使得ε-PL产量达到33.76 g/L,单位菌体的合成能力提高37.8%,转化L-赖氨酸4 g/L。这表明,上述两种方式下前体L-赖氨酸都能够被Streptomyces sp. M-Z18转化合成ε-聚赖氨酸,但转化效率还有待进一步提高。意义:揭示了Streptomyces sp. M-Z18合成ε-聚赖氨酸的限速步骤在于初级代谢产物L-赖氨酸的合成,这为后续利用代谢工程手段改造菌株提供了方向。     

南美蟛蜞菊中二萜化学成分的定性与定量分析研究

为了解南美蟛蜞菊[Sphagneticola trilobata (L.) Pruski]植物的化学成分,从其全株乙醇提取物中分离得到8个二萜类化合物。经光谱分析,分别鉴定为ent-16β,17-dihydroxy-9(11)-kauren-19-oic acid (1)、cussovantonin B (2)、ent-16-kauren-19-oic acid(3)、ent-3β-hydroxy-16-kauren-19-oic acid (4)、16α-hydroxy-ent-kauran-19-oic acid (5)、2β,16α-dihydroxy-ent-kauran-19-oic acid (6)、3α-angeloyloxypterokaurene L₃ (7)和pterokaurene L₃ (8)。化合物4为首次从蟛蜞菊属植物中分离获得,化合物1、2 和6为首次从南美蟛蜞菊中分离得到。化合物3具有显著的抗菌活性和显著抑制α-葡萄糖苷酶活性。采用五氟苄溴进行底物五氟苄基衍生化并结合GC-MS 分析表明,化合物3在南美蟛蜞菊茎和叶中的含量分别为(1.00±0.21) mg g^-1 FW和(0.78±0.04) mg g^-1 FW。     

‘锦苗标靶’诱抗剂抑制列当寄生向日葵的机制研究

该研究通过对2个向日葵品种(LD5009 和JK103)根系浇灌‘锦苗标靶’诱抗剂,于浇灌处理后0、24、48 和72 h分别对根系取样进行组织化学分析,测定根系H₂O₂含量、ROS清除酶活性以及抗性相关基因表达,并于浇灌处理后20 d检测向日葵生长指标和根瘤结数量,以明确‘锦苗标靶’对向日葵抑制列当寄生的诱抗机制。结果显示：(1)与对照(施用清水)相比,LD5009在‘锦苗标靶’处理后,列当瘤结数减少了95.5个,寄生率降低了98.20%;瘤结的鲜质量和干质量分别降低了94.60%和81.63%,而向日葵株高和茎粗分别相应增加了2.09 cm和0.52 mm,增长率分别为14.92%和15.29%;JK103在‘锦苗标靶’处理后,列当瘤结数较对照减少了37.5个,寄生率降低了98.04%,瘤结的鲜质量和干质量也分别降低了97.06%和82.69%,而向日葵的株高和茎粗分别增加了2.07 cm和0.39 mm,增长率分别为12.26%和9.70%。(2)‘锦苗标靶’诱抗剂浇灌处理后,2个向日葵品种根系中胼胝质的沉积量均有增加,但以JK103在处理48 h后增加幅度最为明显;JK103和LD5009中H₂O₂含量在处理24 h后均达到最大值,分别为3.53和2.68 μmol·g^-1,与对照相比,LD5009的H₂O₂含量增幅较大,为208.05%。(3)2个品种的ROS清除酶活性在处理后均呈先升高后降低的趋势,且均在处理48 h后达到最大值;JK103+锦苗标靶处理较清水对照的SOD、POD、CAT、PPO活性分别增加了69.77 U·g^-1、5.44 U·g^-1·min^-1、1.88 U·g^-1·min^-1和527 U·g^-1·min^-1,而LD5009+锦苗标靶处理后,上述4种酶的活性分别增加了25.91 U·g^-1、13.16 U·g^-1·min^-1、0.50 U·g^-1·min^-1和313 U·g^-1·min^-1。(4)抗性相关基因转录水平的检测结果显示,施用诱抗剂后2个品种抗性基因的转录水平都不同程度地被诱导,但以LD5009+锦苗标靶样本中被诱导的幅度最为明显,特别是CAT、Mn SOD和XTH6基因,其转录水平比对照均上调了50倍之多。研究表明,诱抗剂‘锦苗标靶’对向日葵列当的寄生有显著的抑制效果,且在向日葵列当寄生前(瘤结未形成)施用效果更佳;‘锦苗标靶’可促进向日葵根系细胞中胼胝质的沉积量增加,在结构水平上抵御列当对向日葵根系的侵染,并能够诱导向日葵根系ROS清除酶活性以及CAT、PAL、Mn SOD和XTH6等基因表达的提高,从而建立向日葵对列当寄生的获得性抗性,但诱导的程度由于品种不同而存在一定的差异。     

长苞香蒲对人工盐碱湿地Na+和K+的吸收与转运特征

为揭示长苞香蒲(Typha domingensis)对盐生湿地生态系统中Na⁺和K⁺的吸收与转运特征,探讨长苞香蒲对盐生湿地的生态修复效果,该研究采用人工模拟盐生湿地的方法,设置CK(对照)、T1(浇灌100 mmol·L^-1盐水)、T2(浇灌200 mmol·L^-1盐水)及T3(浇灌300 mmol·L^-1盐水)4种不同盐浓度的人工湿地生态系统,并分别于5月5日(开始盐胁迫处理,S0)、5月30日(S1)、6月30日(S2)和7月30日(S3)测量其株高和干重、植株地上与地下部分Na⁺和K⁺的含量以及底泥和水体中Na⁺和K⁺的含量以分析长苞香蒲对盐碱湿地的脱盐作用。结果表明:(1)各处理的长苞香蒲的株高和干重随着处理时间的延长呈增加趋势,但与CK 相比,各处理生长量随盐浓度升高出现下降趋势。(2)高浓度盐处理(T3)使长苞香蒲的地上部分和地下部分的Na⁺分别增加了2.56倍和1.75倍,地上部分及地下部分的K⁺含量分别降低了34.1%和35.8%。(3)地上部分和地下部分的Na⁺/K⁺在处理和对照间均随处理时间延长呈增加的趋势,选择性转移系数与Na⁺和K⁺转移系数总体随处理时间延长呈降低的趋势。(4)在S0至S3期间,长苞香蒲对处理组土壤Na⁺和K⁺的去除率为10.6%～15.8%和2.3%～12.8%,对处理组水体Na⁺和K⁺的去除率为55.0%～65.1%和1.6%～67.0%。综上表明,盐胁迫能影响长苞香蒲体内的Na⁺和 K⁺平衡,长苞香蒲能够有效地吸收Na⁺,并在一定盐浓度下能通过K⁺的交换将Na⁺从根部吸收转运至地上部分。因此,长苞香蒲可通过离子转运的形式完成对盐离子的吸收,可作为盐碱湿地生态修复的优良植物。     

油蒿叶片资源利用效率变化及其影响因素

植物资源(光、氮、水分)利用效率是反映生态功能适应气候变化的关键指示,然而鲜有研究综合考虑植物资源利用效率间的相对变化及其调控机制。选取宁夏盐池毛乌素沙地优势物种油蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,于2017-2019年生长季对油蒿光合生理参数和环境因子进行原位监测,实验室测定叶片比叶面积(SLA)和叶氮含量(LNC),分析叶片光利用效率(LUE)、水分利用效率(WUE)、氮利用效率(NUE)的相对变化特征及其生物和非生物影响因子,探讨油蒿叶片资源利用效率对环境的响应。结果显示:油蒿LUE和NUE的季节变化趋势基本一致,两者呈正相关(R²=0.17;P<0.01),且皆与WUE季节变化不同,无显著关系(P>0.05),WUE波动幅度最高(CV=48%),NUE最低(CV=39%);研究期间LUE、WUE和NUE月均值基本在夏季出现高峰值,分别为0.12 mol/mol,104.02 μmol/mol和11.49 μmol g^-1 s^-1。土壤含水量(SWC)>0.09 m³/m³,叶片资源利用效率不受其影响,而SWC<0.09 m³/m³,WUE和SWC关系为二次函数;SWC调节土壤氮含量(N_soil)和光合有效辐射(PAR)对叶片资源利用效率的影响。叶片资源利用效率与LNC无显著相关性;SLA与LUE显著负相关(P<0.01),与NUE显著正相关(P<0.01),与WUE相关性不显著(P>0.05)。LUE主要受SLA和N_soil影响,NUE主要受SLA和SWC影响,SWC和N_soil还可通过SLA和LNC间接影响LUE和NUE。结果表明水分和土壤氮含量是限制油蒿叶片资源利用效率的主要非生物因子,比叶面积则是调控其资源利用效率的关键生物因子,是深入探究荒漠植物群落对环境响应策略的重要补充。     

γ-氨基丁酸(GABA)种子引发缓解辣椒盐胁迫的效果及生理生化的变化

种子引发是提高作物生长期耐盐性的有效方法,而γ-氨基丁酸(GABA)种子引发对辣椒(Capsicum annuum)耐盐性的效果和作用机制尚不清楚。该研究以‘茂蔬360''朝天椒为材料,分析了不同浓度γ-氨基丁酸(0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0 μmol·L^-1)种子引发对4～6叶期100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下的植株生物量、渗透调节物质、抗氧化能力、光合作用系统及钾钠离子吸收的影响。结果表明:(1)种子引发能显著增加盐胁迫下辣椒植株的生物量,以6.0 μmol·L^-1 GABA引发处理的效果最佳。(2)种子引发处理增加了盐胁迫下植株的可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸的含量,同时,O₂^-和MDA的含量下降,抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性增强,叶片叶绿素含量增加,叶片叶绿素荧光参数受胁迫影响程度低,叶绿素荧光指标包括F_v ''/F_m ''、qP_Lss、QY_Lss、NPQ_Lss和Rfd均有所上升。根、茎中的K⁺含量和K⁺/Na⁺比值下降。(3)灰色关联度分析表明,GABA种子引发主要通过提高POD、CAT的活性和渗透调节物质含量来缓解盐胁迫对辣椒植株的伤害。综上所述,6.0 μmol·L^-1 GABA种子引发可有效提高辣椒苗期的耐盐性,其作用机制可能是提高了盐胁迫下辣椒植株的抗氧化能力和渗透调节能力。     

苦橙不同部位挥发油成分及抗氧化与抗菌活性分析

为较全面地研究苦橙(Citrus aurantium var. amara)全植株挥发油成分及抗氧化与抗菌活性,该研究以其叶、花、幼果为材料,采用水蒸气蒸馏法(SD)结合气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析其成分,并利用体外测试方法比较了三者的抗氧化与抗菌活性。结果表明:(1)从苦橙叶、花及其幼果挥发油中共分离鉴定出94种成分,3个部位的挥发油成分种类及含量存在一定差异,其中13种为共有成分。从叶中鉴定出34种成分,含量较高的有芳樟醇(30.51%)、α-松油醇(14.78%); 从花中鉴定出32种成分,主要成分有芳樟醇(57.59%)和d-柠檬烯(16.15%); 从幼果中鉴定出69种挥发性成分,主要含有d-柠檬烯(25.55%)和γ-萜品烯(10.48%)。(2)苦橙3个部位挥发油表现出不同程度的抗氧化活性,其中苦橙幼果、叶及花的挥发油对ABTS自由基的IC₅₀值分别为2.6、5.1、8.2 mg·mL^-1,对DPPH自由基的IC₅₀值分别为2.7、4.3、5.0 mg·mL^-1,幼果挥发油的抗氧化活性最好。(3)苦橙幼果挥发油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌表现出的抗菌活性也强于叶和花。该研究结果为苦橙叶、花及其幼果中挥发油的提取利用提供了理论依据。     

一株糖降解噬糖菌FZY0027的多糖水解活性及基因组分析

【目的】潮间带海水中分离获得一株具有水解多糖能力的菌株FZY0027,分析其对不同多糖的水解能力和基因组特征。【方法】通过形态观察、16S rRNA基因测序和基于Illumina NovaSeq和OxfordNanopore PromethION测序技术全基因组测序对菌株FZY0027进行鉴定。使用dbCAN、EasyCGTree、BRIG和Easyfig等生物信息学软件将菌株FZY0027和降解糖噬糖菌(Saccharophagus degradans) 2-40^T进行比较。使用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid, DNS)法测定多糖水解活性。【结果】菌株FZY0027与S. degradans 2-40^T的16S rRNA基因序列相似度达到99.9%,初步鉴定为降解糖噬糖菌(S. degradans) FZY0027。该菌株在水解淀粉、木聚糖和甘露聚糖时产生的还原糖浓度最高,分别为2.28、1.75和1.10 mg/mL。菌株FZY0027基因组全长5 178 381 bp,共编码4 156个基因,G+C含量为45.8%。菌株FZY0027与S. degradans 2-40^T的平均核苷酸一致性(average nucleotide identity, ANI)、平均氨基酸一致性(average amino acid identity, AAI)和DNA-DNA分子杂交(digital DNA-DNA hybridization, dDDH)值分别为96.5%、96.7%和70.0%。经碳水化合物活性酶数据库注释获得303个基因,其中,菌株FZY0027和S. degradans 2-40^T分别有糖苷水解酶(glycoside hydrolases, GHs)结构域的基因137个和130个。菌株FZY0027具有多个参与淀粉、木聚糖等多糖水解的基因,这与菌株FZY0027对淀粉和木聚糖的水解能力强的结果一致。然而,与S. degradans 2-40^T相比,菌株FZY0027在实验条件下只能水解少数多糖,这可能需要特定的诱导条件才能充分发挥其多糖水解能力。【结论】菌株FZY0027是一株多能型多糖水解菌,具有潜在开发价值。     

UV-B辐射对南方红豆杉生活史型和紫杉烷类含量的影响

运用植物生活史型的理论与方法,研究了UV-B辐射增强对南方红豆杉Taxus chinensis var. mairei表型性状和紫杉烷类次生代谢产物的影响。结果表明,随UV-B辐射强度增加,南方红豆杉无性生殖表型性状(C)明显增强(z值由0.18增加到0.52),营养生长表型性状(V)相应降低(x值由0.82降低至0.48);3.25 μW · cm^-2 · nm^-1UV-B辐射处理较对照组和9.76 μW · cm^-2 · nm^-1 UV-B辐射处理组生物量增量更高;增补UV-B辐射处理显著促进了南方红豆杉叶片中紫杉醇(Taxol)的积累,但对10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ(10-deacetylbaccatin Ⅲ,10-DAB)、7-木糖-10-去乙酰基紫杉醇(7-xylosyl-10-deacetyltaxol,7-xyl-10-DAT)有一定的抑制效应,其中3.25 μW · cm^-2 · nm^-1UV-B辐射处理对紫杉醇诱导效果最为明显。结果表明,在南方红豆杉田间栽培中应注意上层树种搭配、修剪,从而形成适当的UV-B辐射胁迫以诱导紫杉醇含量及生物量增量,达到高产、优质的生态培植目标。