反-β-法尼烯对马铃薯蚜虫及其天敌的生态效应

反-β-法尼烯(EβF)是蚜虫报警外激素的主要组分,可以驱避蚜虫并调节部分天敌的行为反应.为明确其生态功能,研究了EβF对马铃薯田间蚜虫(桃蚜、棉蚜、马铃薯长管蚜)及其主要天敌种群数量变动的影响.结果表明: 2年内,EβF处理区(每周100 μL)植株上的蚜虫数量显著低于对照区,瓢虫(2012、2013年)及僵蚜(2012年)的数量显著高于对照区.2012年,距离EβF释放器1和5 m处植株上蚜虫数量显著低于10 m处;2013年,距离EβF释放器1 m处植株上蚜虫数量显著低于5及10 m处.EβF处理区黄盆内寄生蜂和食蚜蝇(2012年)以及瓢虫(2013年)的数量显著高于对照区.表明马铃薯田间释放EβF可以在一定距离范围内抑制蚜虫的种群增长.     

植物β-胡萝卜素羟化酶研究进展

-β胡萝卜素羟化酶是植物类胡萝卜素合成代谢中的关键酶,它催化了植物中β-胡萝卜素经中间产物β-隐黄素合成玉米黄素的过程。β-胡萝卜素羟化酶广泛存在于植物、蓝藻和细菌等生物中,其基因在植物中成对出现,在原核生物中则处于基因簇内。该酶是一种非血红素双铁单加氧酶,分子中有富含组氨酸的模体。多种生物的β-羟化酶基因已被克隆并分别在细菌、蓝藻或植物中表达。玉米黄素能帮助植物抵御胁迫环境,β-隐黄素对癌症等人类疾病有抑制作用。采用基因工程手段改造β-羟化酶基因,将为培养高抗逆性作物和大规模生产β-隐黄素提供新途径。     

高粱抗蚜研究进展

高粱(Sorghum bicolour)是世界上最重要的粮食、饲料、酿造和能源作物之一, 也是C₄植物研究的模式植物。蚜虫是农业生产上的重要害虫, 几乎危害所有的栽培作物。危害高粱的蚜虫主要包括高粱蚜(Melanaphis sacchari)、麦二叉蚜(Schizaphis graminum)和玉米蚜(Rhopalosiphum maidis)。高粱的抗蚜资源尚不丰富且缺乏深入系统的研究。目前研究较多的是麦二叉蚜的抗性遗传方面, 已定位20个抗性QTLs, 单一QTL对抗性差异贡献率最高可达80.3%, 对高粱蚜和玉米蚜的研究尚需进一步加强。高粱的理化特性与其抗蚜性能相关, 故可与育种实践相结合。高粱和蚜虫(Acyrthosiphon pisum)的全基因组测序工作已经完成, 这将有助于蚜虫-植物间的相互作用关系及植物对蚜虫的抗性机制研究。目前已克隆到2个抗蚜基因, 且多个抗蚜基因(位点)已被定位在染色体上。该文重点综述了上述研究成果并对高粱抗蚜的研究前景进行了展望。     

高梁抗蚜研究进展

高粱(Sorghum bicolour)是世界上最重要的粮食、饲料、酿造和能源作物之一,也是C4植物研究的模式植物.蚜虫是农业生产上的重要害虫,几乎危害所有的栽培作物.危害高粱的蚜虫主要包括高粱蚜(Melanaphis sacchan)、麦二叉蚜(Schizaphis graminum)和玉米蚜(Rhopalosiphum maidis).高粱的抗蚜资源尚不丰富且缺乏深入系统的研究.目前研究较多的是麦二叉蚜的抗性遗传方面,已定位20个抗性QTLs,单一QTL对抗性差异贡献率最高可达80.3％,对高粱蚜和玉米蚜的研究尚需进一步加强.高粱的理化特性与其抗蚜性能相关,故可与育种实践相结合.高粱和蚜虫(Acyrthosiphon pisum)的全基因组测序工作已经完成,这将有助于蚜虫-植物间的相互作用关系及植物对蚜虫的抗性机制研究.目前已克隆到2个抗蚜基因,且多个抗蚜基因(位点)已被定位在染色体上.该文重点综述了上述研究成果并对高粱抗蚜的研究前景进行了展望.     

抗蚜基因及其转基因作物研究进展

普遍且频繁发生的蚜虫危害给农业生产造成严重损失。就抗蚜虫基因工程研究取得的进展进行综述,分析目前克隆的抗蚜基因及其获得的转基因作物,并讨论转基因抗蚜中存在的问题,探讨通过新的毒杀基因克隆、基因定点突变、增加表达调控元件及利用凝集素蛋白作为运输载体等方法来提高抗蚜效果,为今后抗蚜转基因作物育种研究提供参考。     

β-1,3-葡聚糖酶在植物抗真菌病基因工程中的研究进展

β-1,3-葡聚糖酶是植物抗真菌病的重要抗性物质之一,植物β-1,3-葡聚糖酶可由病原物(如Mg)、化学因子(如水杨酸、乙烯、赤霉素)或物理因子(如紫外线照射、机械损伤)等多种生物因子和非生物因子诱导产生.将外源β-1,3-葡聚糖酶基因导入植物,可提高植物的抗真菌病害的能力;而将β-1,3-葡聚糖酶基因与其他防卫蛋白基因同时导入植物,将更大程度的提高植物的抗真菌病能力,是植物抗真菌病防治的有效新途径.文章中主要对β-1,3-葡聚糖酶的生物学特性、植物β-1,3-葡聚糖酶基因在转基因植株中的独立表达及其与其他抗真菌病基因的协同表达等进行了综述.     

麦长管蚜对E-β-法尼烯的嗅觉行为反应

【目的】测定麦长管蚜Sitobion avenae Fabricius对E-β-法尼烯(E-β-farnesene,EβF)矿物油溶液反应的最低阈值浓度,为EβF的田间应用提供依据。【方法】观察麦长管蚜3龄若蚜对不同浓度EβF的逃逸行为和"Y"型管嗅觉行为反应。每天定时分5次(9:00,11:30,14:00,16:30和19:00)滴加10μL EβF于滤纸上,滤纸用牙签固定于麦苗盆中心,持续处理5 d。每盆麦苗处理前接1龄若蚜15头。记录成蚜翅型及2周后蚜虫总数量。【结果】随着EβF浓度升高,麦长管蚜3龄若蚜3 min内逃离数显著增加,有翅蚜比例显著增加,种群个体数量显著下降,驱避效果明显增强。EβF浓度为200 ng/μL和≥600 ng/μL使蚜虫逃离数显著增加(P0.05)。"Y"型管选择行为测试结果表明,EβF≥600 ng/μL对3龄若蚜具有极显著的驱避作用(P0.01)。与对照相比,EβF≥600 ng/μL处理极显著提高了有翅蚜比例(P0.01);EβF≥400 ng/μL极显著抑制蚜虫种群个体数量增长(P0.01),但与600 ng/μL处理差异不显著。【结论】600 ng/μL EβF矿物油溶液为麦长管蚜驱避剂的最低阈值浓度。     

蚜虫报警信息素与类似物的合成及其对桃蚜定居行为的影响

蚜虫是主要的农业害虫之一,它对作物的危害除直接吸取液汁外,更严重的是传播多种植物病毒病(张广学等,1981)。杀虫剂的大量使用,使得蚜虫的抗药性增长很快,而且由于蚜虫迅速得毒和迅速传毒,所以杀虫剂很准保护作物免遭蚜虫传播非持久性病毒。因此近年来国内外开展了蚜虫行为控制剂的研究(Montgomery等,1978;Briggs等,1983;Gibson等:1984;Dawsow等,1988;张钟宁等,1988)。 [反]-β-法尼烯是许多蚜虫报警信息素的主要成分。它是蚜虫受到危害时,从腹管分泌出的以告警于其他蚜虫逃散的化合物。其分子结构于1972年被Bowers等人鉴定。Pickett等(1980)进一步报道了蚜虫报警信息素全成分的研究。本文将报道[反]-β-法尼烯及其类似物的合成及生测结果。     

抗蚜基因及其转基因植物的研究进展

在我国目前的环境条件下,蚜虫作为农业害虫和植物病毒的传播者,已经成为严重威胁农业生产发展重要的害虫之一。抗蚜植物基因工程可以有效抑制蚜虫危害,并且随着对生命科学的深入理解和技术手段的日益成熟,得到广泛的关注和重视。抗蚜植物基因工程的核心是抗蚜基因的筛选、转抗蚜基因植物的培育以及生物安全性。本文讨论了多种抗蚜基因,并重点论述雪花莲凝集素和苋菜凝集素基因在目前科学研究和生产实践的应用。     

垫状卷柏海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆及功能分析

海藻糖-6-磷酸合成酶(Trehalose-6-phosphate synthse, TPS)是植物海藻糖合成途径的关键酶, 在旱生卷柏等复苏植物对逆境胁迫应答中起重要作用。文章以我国特有旱生植物垫状卷柏(Selaginella pulvinata)为材料, 采用同源扩增与RACE技术相结合的方法克隆了海藻糖-6-磷酸合成酶基因SpTPS1, cDNA全长3 223 bp, 包括一个2 790 bp的开放阅读框, 推导的氨基酸序列与模式物种的海藻糖-6-磷酸合成酶具有较高的序列相似性, 催化活性中心保守位点基本一致。酵母功能互补实验证明, 用SpTPS1基因开放阅读框转化的海藻糖合成酶基因突变(tps1△)酵母菌株, 可恢复在以葡萄糖作为唯一碳源培养基上的生长, 说明垫状卷柏海藻糖-6-磷酸合成酶基因SpTPS1的编码蛋白具有生物活性, 可应用于植物抗逆性的转基因改良。     

半胱氨酸合成酶与β-氰基丙氨酸合成酶活性检测

植物半胱氨酸合成酶(Cysteine synthase,CSase)和β-氰基丙氨酸合成酶(β-cyanoalanine synthase,β-CAS)分别催化合成半胱氨酸(Cysteine,Cys)和β-氰基丙氨酸(β-Cyanoalanine,β-CA),它们在功能上冗余。本研究以山黧豆、苜蓿和玉米为主要材料,结合电泳对8种常见植物CSase和β-CAS粗酶活性进行了分析。结果表明,检测CSase活性时,8种植物两类粗酶的最适反应时间均为10min,最适pH均为8.0,底物O-乙酰-丝氨酸和Na2S最适浓度分别是10和5 mmol·L-1。检测β-CAS活性时,8种植物两类粗酶的最适反应时间均为30min,最适pH均在9~10范围内,底物Cys最适浓度均为3mmol·L-1,而底物KCN最适浓度前者为80mmol·L-1,后者为3mmol·L-1。8种植物中,CSase活性在种、种内组织间差别不是很大,但β-CAS活性则相反,尤其在茎叶和根中差别较大。     

桃蚜对正[反]—β法尼烯的行为及电生理反应

[反]-β-法尼烯([E]-β-farnesene)是多种蚜虫的报警信息素成分。本文用触角分部切 断法,检测到桃蚜Myzus persicae触角对[反]-β-法尼烯的敏感部位在原生感觉圈。嗅觉反应表明[反]-北京吃网-β-法尼烯对桃蚜的驱拒效果极显著。触角电位检测结果表明成蚜对[反]-β-法尼烯的电生理反应比若蚜敏感。     

南丰蜜橘β-胡萝卜素羟化酶基因内含子的鉴定和分析

植物β-胡萝卜素羟化酶(简称β-羟化酶)是玉米黄素合成过程中的关键酶。柑橘、拟南芥、大白菜等多种植物β-羟化酶基因都已被克隆。柑橘中合成玉米黄素的中间产物β-隐黄素的含量远远高于其它植物,推测柑橘与其它植物的β-羟化酶基因相比有一些特殊的差异。本研究以南丰蜜橘为材料,克隆了柑橘β-羟化酶全长基因,并对该基因内含子进行定位和分析,结果表明南丰蜜橘β-羟化酶基因具有6个内含子,其中内含子6的长度远大于拟南芥和大白菜中相应的内含子。进一步研究发现内含子6中有两段特殊序列,一段长122 bp,另一段长95 bp。特别是122 bp序列两端具有反向重复序列,全序列中含有许多不同的转录起始原件。二级结构预测其对应RNA二级结构能构形成较稳定的发夹结构。     

辣椒抗蚜品种‘猪大肠’的抗蚜性遗传分析

桃蚜是辣椒生产上的主要害虫,发掘抗蚜种质资源,阐明其遗传规律,促进抗性品种培育,是防治蚜虫为害的重要途径。利用抗蚜辣椒品种‘猪大肠’和感蚜辣椒品种‘大羊角椒’为亲本材料构建遗传群体,对杂交后代抗蚜性遗传进行分析。结果表明,正反杂交F1代植株对桃蚜的反应均表现为高抗(HR),F2代的抗蚜与感蚜植株分离符合3∶1的比率。酶学分析表明‘猪大肠’抗蚜亲本、正反杂交F1代及其自交F2代抗蚜植株叶组织内多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性在受蚜虫为害后均显著提高,而感蚜亲本及正反杂交F2代植株酶活在受蚜害前后无显著差异。上述结果表明辣椒抗蚜性由显性单基因控制,能够稳定遗传,PPO和POD活性增加幅度与辣椒抗蚜性显著相关。     

拟南芥2-甲基-6-叶绿基-1,4-苯醌甲基转移酶启动子的分离及表达特性分析

维生素E是一类人体必需的脂溶性抗氧化剂, 具有重要的生理功能。2-甲基-6-叶绿基-1,4-苯醌甲基转移酶(MPBQ MT)是天然维生素E合成途径中的关键酶之一, 催化MPBQ甲基化, 生成DMPBQ。从拟南芥分离了MPBQ MT基因1018bp的启动子序列, 构建了含该启动子和GUS报告基因的植物表达载体, 通过农杆菌介导转化拟南芥, 获得了转基因植株。GUS组织化学染色结果表明, 在MPBQ MT启动子驱动下, 报告基因GUS在拟南芥的茎、叶、花萼、雄蕊、种荚均有表达, 且在茎、叶、种荚中表达量较高, 而在根、花瓣和种子中则没有观察到GUS基因的表达, 表明MPBQ MT基因可能仅在拟南芥幼嫩茎、叶、种荚等绿色组织中特异性高表达。     

蚜虫唾液蛋白研究进展

蚜虫属于半翅目蚜科,多为重要的农业害虫,通过刺吸式口器吸食植物汁液,传播病毒,其爆发常常造成重大经济损失。在漫长的协同进化历程中,植物建立了高效的防御系统以应对蚜虫威胁。为了克服植物的防御反应,蚜虫也发展了相应的反制手段,其中蚜虫在取食过程中分泌的唾液蛋白能调控植物防御反应,降解植物次生物质,从而在蚜虫与植物互作中发挥着至关重要的作用。本文综述了蚜虫唾液蛋白的组分鉴定方法和相关蛋白的功能,并对唾液蛋白在蚜虫防治的应用和今后的研究方向进行了展望。常见的蚜虫唾液蛋白组分的鉴定和分析方法包括唾液蛋白的酶活性分析、唾液蛋白组学分析、唾液腺转录组学和蛋白组学分析等。但这些方法各有利弊,仅采取一种分析方法不能客观全面地反映蚜虫唾液蛋白分泌谱,多种技术手段联合分析方可提供更为逼真详实的信息。蚜虫唾液蛋白种类繁多,可分为解毒酶、保护酶、水解酶、结合功能蛋白以及分类未知的效应蛋白等。蚜虫唾液蛋白功能多样,能参与唾液鞘的形成,诱导植物防御反应,促进蚜虫取食,提高蚜虫繁殖力等。通过RNAi干扰唾液蛋白编码基因会显著改变蚜虫取食行为,并降低蚜虫存活率、产蚜量和适合度。因此,唾液蛋白是防控蚜虫的理想靶标。目前,采用寄主诱导的基因沉默(host-induced gene silencing, HIGS)技术已培育了数种靶向唾液蛋白基因的高效抗蚜作物品系,展示出了良好的应用前景。从目前研究来看,各种蚜虫唾液蛋白谱急需采用多组学手段联合分析的方法来进行完整解析。各种唾液蛋白的具体功能方面的研究还严重缺乏,需从蚜虫、植物、两者之间的互作等多维度探究唾液蛋白的作用及相关的分子机制,为发展基于蚜虫唾液蛋白调控的蚜虫防治新策略打下基础。     

地衣芽孢杆菌WS-6 β-葡聚糖酶基因的克隆及表达

β-葡聚糖是植物细胞壁中结构性非淀粉多糖,存在于各种饲料农作物中。作为一种抗营养因子,β-葡聚糖使食糜具有很高的粘度,阻碍肠道消化液与食糜的混合,影响营养物质特别是蛋白质和脂肪的消化吸收,降低饲料的利用率。地衣芽孢杆菌分泌的β-葡聚糖酶可分解β-葡聚糖。在青贮发酵过程中,这种酶可降解大麦β-葡聚糖,有效提高家畜、家禽对饲料的利用率。从地衣芽孢杆菌WS-6中克隆到β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因并进行测序,将该基因与大肠杆菌表达载体pET32a进行连接,转化大肠杆菌BL21,使该基因得到了有效的表达,为进一步在食品级宿主菌中的表达奠定了基础。     

不同植物源的黄烷酮-3-羟化酶的催化特性

[背景]黄烷酮-3-羟化酶(flavanone-3-hydroxylase,F3H)是黄酮类化合物代谢途径中的关键酶之一,不同植物来源的F3H催化特性可能存在差异,并对黄酮类化合物的生物合成产生重要影响.[目的]比较分析不同植物源F3H的酶学性质、异源催化能力差异,为今后在黄酮类化合物代谢工程中F3H的选用提供参考.[...     

转trxS基因大麦发芽种子水解酶活性的变化

利用转基因技术是改良大麦品种品质的有效途径.研究了转trxS基因对大麦种子发芽过程中水解酶活性的影响,结果表明转基因种子中α-淀粉酶、自由态β-淀粉酶和极限糊精酶的活性比未转基因种子高;转基因种子醇溶蛋白和谷蛋白中巯基的含量提高,说明该基因能够表达,为大麦育种和品质改良提供新的途径.     

产β-葡萄糖苷酶微生物育种研究进展

β-葡萄糖苷酶在纤维素降解方面有着重要的作用,可以把纤维二糖水解成葡萄糖。对产β-葡萄糖苷酶微生物的育种进行了概述,包括自然选育、诱变育种、原生质体育种和基因工程育种等。目前,通过基因工程手段构建工程菌或通过蛋白质工程手段改造酶蛋白,以获得高活性的β-葡萄糖苷酶已成为研究的热点。