离子束介导甘蓝全DNA转化拟南芥菜的分子分析

30 keV的Ar+离子束在1.5×1017 ions/cm2的注入剂量下介导外源甘蓝全DNA导入模式植物拟南芥菜,在94株转化当代植株中,有6株表型产生变异。以其中的一株(T-5)作为研究对象,用80条10碱基随机引物对该株和其子代变异株基因组作随机扩增的多态性DNA分析,引物S176 在T-5和其变异子代T-5-2中扩增出了相同分子量的变异新条带T-5S176-620。T-5S176-620的碱基序列和拟南芥菜基因组序列进行同源比对,结果表明该片段不属于拟南芥菜基因组,Southern杂交实验证明该片段来自供体甘蓝基因组。但是,根据T-5S176-620序列设计的引物不能从甘蓝基因组中扩增出预期长度的DNA片段,结合离子束介导外源全DNA转化的特点和过程,探讨了其中可能的机制。     

转基因受体酵母菌的低能氩离子注入研究

通过不同剂量的低能Ar 注入酿酒酵母Ke-y,筛选出了一种较好的菌体保护液,获得了一系列Ar 注入参数。在该研究体系内,Ar 最佳注入剂量分别为9 0×1015 ions/cm2 或13 5×1015 ions/cm2(适于IBB Device 1 型离子注入机)和1 0×1016ions/cm2 或1 4×1016 ions/cm2(适于LZD1000型离子注入机),为离子束介导外源基因组DNA在酵母菌Ke-y中的遗传转化奠定了基础。     

用离子束介导外源全DNA转化拟南芥菜的诱变体

植物特别是高等植物在漫长的历史形成过程中所具有的遗传保守性一般很不易打破,但用生物技术方法,目前可以打破,且可创造新的突变体和新物种,由此可达此目的。例如郑州大学离子束生物工程实验室的卞坡博士和华中农业大学食品科技学院的谈重芳先生等利用离子束介导外源全DNA转化拟南芥菜的诱变效应就是例证之一。     

离子注入法将外源DNA直接导入小麦的研究

通过离子束介导法将外源GUS基因直接导入小麦成熟种子.组织化学染色结果表明GUS基因的瞬时表达率可以达到70%以上.当代(Ru)PCR分析结果表明,阳性植株的频率与离子注入剂量有关,适宜的注入剂量为7×106离子/cm2.PCR-Southern和Southern B1ot分析结果表明外源基因已整合到小麦基因组中,说明离子束介导外源DNA直接导入小麦是可行的.另外还探讨了用离子束介导创造小麦远缘分子杂种的可能性.     

拟南芥(Arabidopsis thaliana)氮、碳离子注入诱变效应分析

采用N +、C +离子注入拟南芥 (Arabidopsisthaliana)种子 ,统计了种子的发芽指数 (发芽率和发芽势 ) ;用改良的RAPD技术对N+离子注入种子植株的DNA进行11个引物的随机片段多态性扩增。结果表明 ,合适剂量的N+、C+离子注入可使种子发芽率提高 ,两种离子注入种子的发芽率峰值 (分别为92.3 %和74.4 % )都在5×1014ions/cm2;分析N +离子注入材料发现 ,在1×1013 -1×1016ions/cm2剂量范围内 ,基因组DNA的变异率与发芽指数的变化趋势基本一致 ,变异率峰值 (9.0 % )在1×1015 ions/cm2。结果提示 ,分析低能N+离子诱变效应的最佳注入剂量在1×1014-5×1015 ions/cm2。对N+、C+离子注入的比较发现 ,一定范围内同等剂量C+离子注入的诱变率高于N +离子注入     

低能离子束辐照植物样品质量损失研究

采用50 keV的N+对100 滋m厚的芸豆切片和75 滋m厚的Mylar(聚乙烯对苯二酸酯)高分子膜辐照,辐照剂量从1×1015 ions/cm2到1×1017 ions/cm2。利用高灵敏度的天平测量样品辐照前后的质量,得到了辐照后样品的质量变化。结果表明,当离子剂量大于3×1016 ions/cm2时,切片样品的质量明显减少,并且质量损失随辐照剂量增加而增加;但Mylar膜样品在辐照剂量达到7×1016 ions/cm2时仍没有测量出明显的质量变化。由测量的质量损失计算出50 keV的N离子轰击切片样品时溅射产额约为560 atoms/ion。结合植物样品的结构和分子组成特性对这种辐照引起的高溅射产额现象作了分析。     

部分酶解酵母高效电击转化研究

以酵母质粒YCp50为外源DNA,电击转化部分酶解酵母宿主菌AB1380,转化效率稳定在10~6转化子/μg质粒DNA左右,比不酶解酵母或酵母原生质球作受体的电击转化效率高一个数量级以上,也比PEG介导的酵母原生质球转化高3～5倍,而且适合于大片段DNA如水稻YAC分子的转化。达最佳转化时的有关技术参数为:新接菌种通气培养至细胞密度1×10~8～1.5×10~8个/ml;转化时细胞密度控制在1×10~9～1.5×10~9个/ml;每毫升酶解缓冲液加15u溶菌酶(lyticase),30℃下处理酵母5min进行部分酶解;电击时,电场设置在6.25kV/cm、电容25μF,电击后直接铺板。     

低能离子注入木聚糖酶产生菌黑曲霉(Aspergillus Niger)育种中参数的优化

本文对离子束技术的注入工艺和在不同能量下的不同注入剂量下黑曲霉的存活率和突变率进行了研究,目的是为了找到恰当的注入工艺和良好的注入参数,使诱变达到较好的效果。结果发现:当注入离子为氮离子时,在10keV的能量下注入剂量为5.2×1014ions/cm2和1.56×1015ions/cm2时,诱变效果较好。在这注入条件下,通过培养基优化,使木聚糖酶酶活达到600IU/ml。     

离子注入对小麦当代形态生理影响的初步研究

采用能量为30keV的N+不同剂量(8×1017N+/cm2、10×1017N+/cm2、12×1017N+/cm2)注入小麦种子,研究了离子注入后形态生理变化。结果表明:1.离子注入后小麦的出苗率随着剂量的增加而下降,但均大于80%;2.对麦苗生长有明显的抑制作用;3.离子注入后表皮细胞结构有明显的改变;随着剂量的增加,表皮细胞损伤越来越严重。而且苗期表现和表皮细胞损伤程度是相对应的。     

低能氮离子注入西瓜胚芽的存活率的初步研究

以西瓜胚芽为材料 ,研究了低能氮离子注入植物活体组织的存活率和二甲亚砜 (DMSO)预处理对存活率的影响。结果表明 ,真空冰冻对存活率有一定影响 ,离子注入损伤是植物活组织在离子注入时存活率降低的主要原因 ;在能量为 2 5 ke V,总剂量为 3.9× 10 1 6ions/ cm2 ,脉冲剂量为 1.3× 10 1 4 ions/ cm2 的注入参数下 ,1%的 DMSO预处理 2 5～ 35分钟可以降低失水率并大大提高胚芽的存活率。由此讨论了进一步扩大低能离子注入的应用范围 ,以及在果树、花卉和无性繁殖的作物上进行诱变育种或遗传转化的可能性。     

N+离子注入对大豆种子活力及其幼苗的抗氧化酶活性影响

本文研究了用25keV N+注入丰豆103的种子后,N+离子对其种子的活力及子叶伸展后48小时和96小时的幼苗内蛋白质含量、谷胱甘肽巯基转移酶(GSH-Ts)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)、抗坏血酸过氧化物酶(ASA-POD)活性的影响.结果表明当N+注量在2.6×1016N+/cm2～5.2×1016N+/cm2时,种子的发芽率、发芽指数、活力指数都明显提高;幼苗的可溶性蛋白含量高于对照.在6.5×1016N+/cm2～10.4×1016N+/cm2注量时,幼苗的可溶性蛋白含量低于对照,96小时幼苗可溶性蛋白的含量高于48小时,说明辐射引起的损伤可随生长时间的增加而有所恢复.高注量可引起幼苗内一些抗氧化酶活性的升高,且随注量的增加酶的活性升高也越明显,96小时幼苗的GSH-Px和ASA-POD活性高于48小时幼苗,GSH-Ts活性略有下降.而低注量(1.3×1016N+/cm2～5.2×1016N+/cm2)的上述酶指标升幅不大.说明经N+离子处理后可通过诱导这些抗氧化酶活性的升高起到减轻伤害的作用.     

食物密度对镜湖萼花臂尾轮虫不同克隆生活史特征的影响

对镜湖萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）夏季种群内4个生化遗传特征上互不相同的克隆（克隆A、B、C和D）在4个斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）密度（1.0×10⁶、2.0×10⁶、4.0×10⁶和8.0×10⁶ cells·L^-1）下的生活史特征进行了研究.结果表明：食物密度对各克隆轮虫的存活率和繁殖率均有不同的影响.4克隆中克隆C的世代时间最短,克隆B的世代时间、生命期望和平均寿命最长,克隆A的后代混交雌体百分率最高;净生殖率和个体适合度在4克隆间无显著差异.镜湖萼花臂尾轮虫在2.0×10⁶ cells·L^-1的食物密度下净生殖率最低;在1.0×10⁶cells·L^-1的食物密度下平均寿命和生命期望最短,而后代混交雌体百分率却最高;在8.0×10⁶cells·L^-1的食物密度下种群内禀增长率最高,平均寿命和生命期望最长;在高食物密度（4.0、8.0×10⁶cells·L^-1）下个体适合度较大.克隆C的个体适合度在密度为3.9×10⁶cells·L^-1时最小,而克隆D的个体适合度在食物密度为6.34×10⁶cells·L^-1时最大.食物密度的变化可能是7月份之后镜湖萼花臂尾轮虫从水环境中消失的原因,而4克隆轮虫个体适合度的相似性则可能是镜湖轮虫共存于同一水体的原因之一.     

重离子及电子辐照沙打旺(Astragalus Adsurgens Pall)干种子的辐射生物学效应

本文采用80MeV/u12C6+和50keV的电子辐照沙打旺干种子,研究沙打旺干种子不同注量的辐照生物学效应,检测其生理生化指标。结果表明:无论是碳离子辐照还是电子辐照,发芽势都随注量的增加先升高后降低,发芽率都随注量增加逐渐降低。其次,碳离子辐照样品,其超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性变化随注量增加先升高后降低,即存在一个峰值,过氧化氢酶(CAT)在高于5×106ions/cm2注量的离子辐照中其活性基本不发生变化;不同注量的电子辐照,样品的CAT、SOD、GSH-Px活性都是先升高后降低。第三,无论是碳离子辐照还是电子辐照样品的谷胱甘肽(GSH)含量变化不显著,与注量的变化没有明显的相关性。总而言之,本工作发现碳离子及电子辐照样品,其多个生理生化指标均随注量的增加呈先升高后降低的趋势,但GSH变化对碳离子或电子辐照都不敏感。     

盐胁迫下构树幼苗各器官中K+、Ca2+、Na+和Cl-含量分布及吸收特征

将当年生构树幼苗置于含有不同浓度（04、1、2、3、4 g·kg^-1）NaCl的土壤中,研究其生物量积累、叶片细胞质膜透性和K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Cl^-等离子的吸收、分布及运输,并观察盐害症状.结果表明：构树幼苗的叶片质膜透性随着NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长而升高,根冠比随NaCl浓度的升高而增加,大于3 g·kg^-1的土壤盐胁迫对构树叶片的质膜透性及植株的生物量积累影响显著.构树幼苗各器官中Na⁺和Cl^-含量随土壤NaCl浓度升高而显著增加,K⁺和Ca²⁺则随之降低,叶片各离子含量均明显高于根和茎.说明盐胁迫影响根系对K⁺和Ca²⁺的吸收,并抑制了它们向地上部分的选择性运输,使叶和茎的K⁺和Ca²⁺含量下降.构树通过吸收积累Na⁺和Cl^-抵御土壤盐分带来的渗透胁迫,但过量的Na⁺和Cl^-积累会造成单盐毒害.作为抗盐性较高的非盐生植物,构树地上部分的拒盐作用不显著.     

盐胁迫下构树幼苗各器官中K+、Ca2+、Na+和Cl-含量分布及吸收特征

将当年生构树幼苗置于含有不同浓度（04、1、2、3、4 g·kg^-1）NaCl的土壤中,研究其生物量积累、叶片细胞质膜透性和K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Cl^-等离子的吸收、分布及运输,并观察盐害症状.结果表明：构树幼苗的叶片质膜透性随着NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长而升高,根冠比随NaCl浓度的升高而增加,大于3 g·kg^-1的土壤盐胁迫对构树叶片的质膜透性及植株的生物量积累影响显著.构树幼苗各器官中Na⁺和Cl^-含量随土壤NaCl浓度升高而显著增加,K⁺和Ca²⁺则随之降低,叶片各离子含量均明显高于根和茎.说明盐胁迫影响根系对K⁺和Ca²⁺的吸收,并抑制了它们向地上部分的选择性运输,使叶和茎的K⁺和Ca²⁺含量下降.构树通过吸收积累Na⁺和Cl^-抵御土壤盐分带来的渗透胁迫,但过量的Na⁺和Cl^-积累会造成单盐毒害.作为抗盐性较高的非盐生植物,构树地上部分的拒盐作用不显著.     

一摸香叶精油对致倦库蚊的生物活性及其成分分析

参照“农药登记卫生用杀虫剂的室内药效评价/驱避剂GB/T 17322.10—1998”,研究了一摸香鲜叶的水蒸汽蒸馏精油对致倦库蚊的驱避作用;参照“电热片蚊香的室内药效测定方法GB 13917.5—1992”,测试了该精油对致倦库蚊成蚊的熏杀效果;采用浸液法测试了其对致倦库蚊幼虫及蛹的毒杀活性;并用GC-MS测试分析了其化学成分.结果表明：一摸香叶精油在1.5 mg·cm^-2剂量下对实验室饲养的未吸血致倦库蚊雌成蚊的驱避100%保护时间为(6.54±0.17) h,对成蚊的熏杀24 h LC₅₀值为6.895 μg·cm^-3,对成蚊的熏蒸KT₅₀值为6.46 min (熏蒸剂量为11.850 μg·cm^-3),对Ⅳ龄期幼虫的24 h毒杀LC₅₀值为119.020 μg·ml^-1.精油中共鉴定出17种化合物,占该精油挥发性成分总量的97.4%.说明一摸香叶精油对致倦库蚊具有显著的驱避作用和极强的毒杀活性.     

低能氮离子注入同源四倍体水稻的生物学效应

以低能氮离子束为诱变源,对同源四倍体水稻进行注入处理后,对其生物学效应进行了研究。研究结果表明,同源四倍体水稻比二倍体水稻对低能氮离子束注入处理更敏感。在注入离子剂量为3×1017N+/cm2时,同源四倍体水稻所受到的损伤比二倍体水稻所受到的损伤更严重。4份同源四倍体水稻(即IR36(4)、IR28(4)、紫血稻(4)、明恢63(4))的成苗率分别是2.0%、3.5%、3.0%和4.0%,致死率非常高。在同样条件下,4份相应的二倍体水稻(即IR36(2)、IR28(2)、紫血稻(2)、明恢63(2))的成苗率分别是33.0%、31.5%、29.0%和24.5%,致死率也比较高。在经过注入处理后的当代群体内,4份同源四倍体水稻的平均变异频率为32.5%,而4份相应的二倍体水稻的平均变异频率为9.5%。在同源四倍体水稻IR36(4)和IR28(4)的变异群体内分别发现22株和14株结实率均达到75.0%以上的单株,其中在IR36(4)群体内有1单株的结实率高达91.89%;在紫血稻(4)的变异群体内发现2株具有双胚苗性状的单株;在二倍体水稻明恢63(2)的变异群体内发现1株具有红心米性状的单株。在第二代群体中,除了叶鞘变异和米质变异这两个变异性状能稳定遗传之外,其它变异性状在群体内都发生了明显的性状分离现象。同源四倍体水稻的高结实率特性和双胚苗特性表现出一定的可遗传性。     

闽江河口湿地植物氮磷吸收效率的季节变化

以闽江河口湿地土著种芦苇与入侵种互花米草为研究对象,测定了二者地上生物量和氮、磷吸收效率.结果表明：芦苇和互花米草地上生物量的季节变化呈典型的单峰值曲线,芦苇夏季地上生物量最大,达到2195.33 g·m^-2,互花米草则秋季最大,达到3670.02 g·m^-2;不同季节芦苇和互花米草氮、磷吸收效率均呈单峰值曲线,芦苇氮、磷吸收效率分别在夏季和秋季达到最高(21.06 和1.12 g·m^-2),互花米草均在秋季达到峰值(26.76和3.23 g·m^-2);芦苇和互花米草的氮吸收效率极显著大于磷(P<0.01),且互花米草的氮、磷吸收效率显著大于芦苇(P<0.05);植物N/P、C/N和C/P对植物氮、磷吸收效率有一定指示意义.