玉米黄绿叶突变体表型鉴定及基因初步定位

叶色突变体是研究光合作用及叶绿体发育的重要材料。开展玉米叶色突变体的相关研究,对光形态建成、光合作用、基因功能注释、蛋白质功能及抗逆性机制的阐述具有重要的理论意义。本研究以黄绿叶突变体ygl-F17138为材料,与玉米自交系B73进行杂交,构建F2分离群体,进行遗传效应分析和基因初步定位。遗传分析表明,该突变性状由单个隐性核基因控制,且能稳定遗传。利用BSR-seq结合连锁分析的方法将该基因初步定位在第3条染色体上一个约9.2 Mb的区间内(chr.3:173087201~182203992),查询该区间内已知基因功能注释,未发现类似前人报道的调控黄绿叶性状基因,说明YGL-F17138基因可能是一个控制玉米黄绿叶发育未被挖掘的候选基因。     

浅绿叶水稻突变体的特性与遗传分析

在簇生稻与粳稻日本晴杂交后代F8世代中发现一个能稳定遗传的浅绿叶色突变体(pgl,pale green leaf)。与野生型相比,突变体pgl株高、剑叶宽、主穗粒数和千粒重均显著下降。从幼苗开始,突变体pgl叶片都表现为浅绿色。在苗期和抽穗期突变体叶片的叶绿素含量都极显著低于野生型,其中叶绿素b的含量极低,仅为0.002~0.003 mg/g,突变体pgl表现为叶绿素b的缺失。在分蘖期与齐穗期,突变体pgl的净光合作用速率与野生型相当。叶绿体超微结构观察表明突变体pgl的叶绿体基质片层和堆叠层数较少。遗传分析发现浅绿叶色表型由一对隐性细胞核基因控制。采用BSA法,通过全基因组SNP芯片分析,浅绿叶色基因pgl被定位于水稻第10染色体上的22806614~23000408区间,与R1022900951CA标记紧密连锁。突变体pgl与另外3个浅绿叶色突变体(W1、Y406和Y45)的等位性检测结果表明浅绿叶色基因pgl与突变体W1的浅绿叶色基因为等位基因。对pgl的候选基因LOC_Os10g41780(叶绿素a加氧酶,chlorophyll a oxygenase)的序列比对发现,在突变体pgl中,LOC_Os10g41780在第2507和3136位碱基处分别发生1个T的缺失和T变成C的替换。分析发现,第3136位碱基位于第9外显子内,其碱基T变C的替换导致其编码的精氨酸变成色氨酸。本研究鉴定的突变体pgl和W1为LOC_Os10g41780的新变异,为阐明浅绿叶色形成的分子机理和光合作用机理的研究提供了特异资源。     

一个新的玉米黄绿叶突变体ygl-m的初步研究

在田间选育系谱过程中发现了一份黄绿叶突变体ygl-m,该突变体叶片在苗期自发地表现黄绿色,待植株长到6周大左右植株叶片开始恢复绿色,最后整个植株叶片都恢复正常的绿色。苗期ygl-m与野生型植株B73相比,叶片总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量均显著下降,叶绿素a/b比值显著升高;苗期叶片叶绿体中基粒类囊体片层较少,排列不规则,结构松散。遗传分析表明,突变体ygl-m的黄绿叶表型由隐性单基因控制。本研究将为开展ygl-m基因的分子标记定位和进一步探讨其利用潜力奠定基础。     

水稻黄绿叶突变体ygl-63的特征和基因定位

叶绿体的正常发育对于植物至关重要,突变体研究是探明叶绿体发育过程中基因功能的有效途径。叶色突变体已引起人们广泛的关注,通过对各种植物材料的研究,叶色突变的分子机制已取得一定进展,但远未被阐明,尤其在水稻当中。目前,已报道的水稻叶色突变体,主要表现为黄化、白化、亮绿、条斑条纹、温敏变色、转绿和转紫等。该研究使用甲基磺酸乙酯( EMS)处理粳稻日本晴,获得一份遗传稳定的突变体ygl-63,其整个生育期叶片均表现为黄绿色。通过测定ygl-63和野生型苗期叶片的叶绿素含量发现,ygl-63中叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量与野生型相比分别下降了31.9％、42.2％和34.1％,同时叶绿素a/b值较野生型增加。这表明叶绿素含量的降低是导致ygl-63黄绿叶突变性状的主要原因,并且叶绿素b的降幅大于叶绿素a。在成熟后调查主要农艺性状发现ygl-63单株有效穗数和结实率分别减少8.9％和8.5％;千粒重增加10.4％;而株高,穗长和每穗着粒数和野生型相比差异并不显著。通过测量微量元素发现,ygl-63种子中的铁和锌含量较野生型显著降低,分别减少85.7％和64.8％。将ygl-63与正常绿色品种明恢63杂交获得F1和F2群体,进行遗传分析发现,ygl-63突变性状受1对隐性基因控制,通过基因定位,将该基因定位到水稻第11染色体长臂的分子标记InDel-3和InDel-5之间约2.4 cM范围内。该基因被认为是一个新的水稻叶色突变基因,暂命名为ygl-63( g)。所得结果为今后对ygl-63( g)基因的进一步研究奠定了基础。     

小麦黄化突变体叶绿体超微结构研究

利用透射电镜对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)叶片细胞叶绿体的数目、形态及超微结构进行比较分析。结果发现:(1)3种不同黄化程度突变体的叶绿体分布、数目、形状及大小与突变亲本无明显差异;(2)突变体叶绿素含量为野生型58%的黄绿植株与其突变亲本叶绿体超微结构无明显差异,基质类囊体与基粒类囊体高度分化,基粒数目以及基粒片层数目较多;(3)突变体金黄和绿黄植株的叶绿素含量分别为野生型的17%、24%,其叶绿体超微结构与突变亲本明显不同,突变体的叶绿体发育存在明显缺陷,其中突变体金黄植株的叶绿体内无基粒、基质片层清晰可见,有淀粉粒,嗜锇颗粒较多,而突变体绿黄植株的叶绿体内有基粒,但明显少于突变亲本,且基粒片层较少,基质类囊体较发达。结果表明该黄化突变体叶绿体超微结构的改变,是由于叶绿素含量降低造成,推测,该黄化突变是由于叶绿素合成受阻导致的。     

小麦旗叶黄化转绿突变体的生理分析及细胞学研究

叶色突变体是研究植物光合作用机理的理想材料。该研究以小麦旗叶黄化转绿突变体LF2090及其野生型H_261为材料,对其主要农艺性状、光合色素含量、光合参数和叶绿体超微结构进行比较分析。结果显示:突变体在旗叶黄化期叶绿素b含量显著降低,叶绿体结构基本正常,光合速率无显著变化;在旗叶转绿期,突变体叶绿素b相对含量提高,但各色素含量均显著下降,叶绿体内基粒大部分消失,细胞间CO_2浓度及光合速率均显著下降。研究表明,叶绿素a与叶绿素b间的比例变化导致突变体旗叶叶片颜色发生由黄转绿的变化;突变体LF2090旗叶气孔部分关闭是该突变体光合速率降低和农艺性状较差的主要原因,同时色素含量降低导致叶绿体结构的改变也影响着旗叶的光合效率。     

植物叶绿素突变体及其分子机理的研究进展

叶绿素是植物叶绿体内参与光合作用的重要色素,叶绿素突变是一种明显的性状突变,其在理论研究和实际应用方面具有重要的意义。综述了植物叶绿素突变体的种类、遗传及突变的分子机理研究进展,着重介绍了突变的分子机理研究进展。     

水稻黄绿叶调控基因YGL18的克隆与功能解析

叶色突变体往往伴随着叶绿素含量变化及叶绿体结构异常, 是研究叶绿体发育与光合作用相关基因功能的重要材料。该研究通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻(Oryza sativa subsp. indica)品种华占(HZ)获得黄绿叶突变体, 将其命名为ygl18 (yellow-green leaf 18)。与野生型相比, 黄绿叶突变体ygl18自三叶期起叶片开始变黄且程度不断加深, 同时伴随着光合速率与叶绿素含量下降, 且结实率、千粒重及有效穗数均显著降低。透射电镜观察结果显示, ygl18的叶绿体结构紊乱, 基质片层疏松, 发育受到抑制, 与叶片出现黄绿色表型一致。遗传分析表明, ygl18突变性状受1对隐性等位核基因控制, 这对等位基因位于水稻第3号染色体长臂标记InDel2和InDel3之间115.2 kb范围内。进一步研究发现该突变体表型是编码铁氧还蛋白FdC2的基因LOC_Os03g48040的5'UTR发生突变所致。通过CRISPR转基因实验验证了该基因对表型的控制作用。研究结果揭示了叶色调控网络的遗传基础, 可为今后选育高光效水稻品种提供新线索。     

水稻黄绿叶突变体研究进展

叶绿素是植物光合作用的重要色素,叶绿素的合成决定植物的光合效率,并且直接影响作物的产量和品质。叶绿素的合成及分解代谢是一个非常复杂的过程,在此过程中有较多的基因参与,其中任何一个基因发生突变都有可能影响叶绿素的合成及分解,从而使叶片表现出各种叶色变化或者会影响植物的生长。叶色突变体研究是探明叶绿体发育过程中基因功能的有效途径。因此,发掘和鉴定叶色突变基因,开展与叶绿素相关基因的定位、克隆及功能研究均具有重要的理论意义和应用价值。综述了水稻黄绿叶突变体的研究进展,旨在为研究水稻叶绿素生物合成途径和光合作用机制提供理想的材料,同时还可作为标记性状在杂种优势中进行利用。     

菊花黄绿叶突变体不同类型叶片的叶绿素含量和结构特征比较

以菊花黄绿叶突变体-NAu04-1-31为试验材料,测定了黄叶、黄绿叶和绿叶3种不同类型叶片的叶绿素含量,并观察比较了叶片的显微与超微解剖结构.叶绿素含量测定表明:黄叶、黄绿叶的叶绿素含量显著低于绿叶,而黄叶叶绿素a与叶绿素b的比值大于绿叶.叶绿体显微与超微结构观察发现:黄叶细胞内叶绿体形状不规1则,缺乏正常的叶绿体膜结构,无类囊体,无淀粉粒,嗜锇颗粒较多;黄绿叶叶片栅栏组织绿色部分与绿叶的栅栏组织相似,黄色部分与黄叶的栅栏组织棚似,黄色部分的海绵组织中有类似于绿色叶片的海绵组织结构,而绿色部分含有类似于黄叶的海绵组织的结构特征.绿叶细胞内叶绿体较多,形状规则,基粒片层清晰,其内淀粉粒多而大,嗜锇颗粒较少.     

腔隙性脑梗死伴脑白质病变患者血清miR-146a和NSE水平与MoCA评分的关系研究

摘要 目的：研究腔隙性脑梗死（LI）伴脑白质病变（WML）患者血清miR-146a和神经元特异性烯纯化酶（NSE）水平与蒙特利尔认知评估量表（MoCA）评分的关系。方法：纳入我院从2017年3月～2019年3月收治的LI伴WML患者108例进行研究,记作LI伴WML组。另取同期收治的单纯WML患者与单纯LI患者各100例,分别记作WML组与LI组,再取同期于我院进行体检的健康人员100例作为对照组。比较四组人员的血清miR-146a和NSE水平、MoCA评分,并作相关性分析。结果：LI伴WML组、WML组、LI组血清miR-146a相对表达量均低于对照组,而LI伴WML组血清miR-146a相对表达量又显著低于WML组、LI组（均P＜0.05）;LI伴WML组、WML组、LI组血清NSE水平均显著高于对照组,且LI伴WML组血清NSE水平均显著高于WML组、LI组（均P＜0.05）。LI伴WML组MoCA总分显著低于WML组与LI组,且WML组与LI组MoCA总分显著低于对照组（均P＜0.05）。经Pearson相关性分析可得：LI伴WML组患者血清miR-146a相对表达量与MoCA总分呈正相关关系（P＜0.05）,而血清NSE水平与MoCA总分呈负相关关系（P＜0.05）。结论：LI伴WML患者的血清miR-146a水平存在明显低表达,而NSE水平存在明显高表达,并与MoCA评分相关,两者可能在认知功能损伤的发生、发展过程中起着至关重要的作用。     

响应面法优化荞麦胰蛋白酶抑制剂固定化条件

目的:以大肠杆菌表达的重组荞麦胰蛋白酶抑制剂为原材料,研究其固定化方法及条件。方法:以0.2%聚乙烯醇-3%海藻酸钠溶液为载体,CaCl2为固定剂,用物理包埋法对荞麦胰蛋白酶抑制剂进行固定化;在CaCl2浓度、载体与抑制剂体积比以及固定化时间3个单因素基础上,利用响应面法对荞麦胰蛋白酶抑制剂固定化的影响因素进行优化。结果:建立了响应面法优化固定荞麦胰蛋白酶抑制剂的模型,经优化后得到如下最佳固定化条件:CaCl2浓度为5.5%,载体与抑制剂体积比为1.6∶1,固定化时间为31min。在此条件下实际测得固定化抑制剂抑制率为72.4%,而模型预测此条件下的抑制率为74.3%,实测值与理论值相差很小。结论:所建模型拟合程度较高,用该模型优化荞麦胰蛋白酶抑制剂固定化的工艺条件参数准确可信,可为进一步开发胰蛋白酶的应用提供重要参考。     

不同冻存条件对甘蔗原生质体活力和再生能力的影响

为了获得活力高和再生能力强的甘蔗原生质体,该文对甘蔗原生质体的冻存液浓度、冻存温度和冻存部位进行了研究。结果表明:(1)不同的冻存液、不同的冻存温度和不同的取材部位原生质体冻存后复苏对甘蔗原生质体的活力影响有显著差异性,三个冻存液组合比较,在组合2(70%培养基+20%血清+10%DMSO),冻存30 d后复苏活力最强,高达72%;冻存90 d内复苏,-196℃液氮和-80℃冰箱冻存,甘蔗原生质体的活力差异不显著,活力均在75%以上,但90 d冻存后复苏,-196℃液氮冻存后复苏比-80℃冰箱冻存冻存后复苏原生质活力强;不同取材部位比较,幼叶冻存30 d后复苏所得原生质体活力较高(达79. 2%),茎尖冻存30 d后复苏所得原生质体活力仅为42.7%。(2)不同的冻存液和不同的冻存温度,细胞第一次启动分裂和形成细胞团的时间差异不显著,一般培养5～6 d,细胞壁基本形成完整,培养6 d后,细胞启动分裂,培养15 d后形成细胞团。不同的材料部位相比较,茎尖酶解所得原生质体再生能力最强,较幼叶酶解原生质体,形成细胞壁的时间早3 d,第一次分裂时间早2 d。     

深畦栽培对干旱胁迫下葡萄叶幕微气候和光合作用的影响

试验以‘京亚’和‘红地球’葡萄品种2年生苗木为材料,在田间遮雨棚内考察了自然干旱胁迫下深畦栽植和平畦栽植葡萄根际土壤湿度、叶幕微气候因子、光合作用参数变化特征,探讨根际土壤湿度与叶幕气候互作对葡萄光合作用的影响。结果显示:(1)在干旱逆境下,葡萄根际土壤湿度和叶幕微气候因子交互作用能通过影响水分条件来影响葡萄的光合作用;土壤湿度阀值是葡萄进行光合作用时水分利用最有效的土壤湿度点值,土壤湿度阀值存在“阀值漂移”现象,与叶幕空气湿度呈明显负相关关系,维持较高的叶幕空气湿度有利于实现在较低的土壤湿度下达到更高的光合效率。(2)在干旱逆境下,与平畦栽植相比,深畦栽植在改善葡萄根际土壤水分和叶幕微气候方面具有明显的优势,在该模式下葡萄具有更强的保水能力和更高的水分利用效率,从而具有更强的光合效率。(3)采用深畦栽植模式时,根际土壤相对含水量30%~50%是显著影响葡萄光合作用的土壤湿度区间;根际土壤相对含水量分别在43.32%~50.00%和40.19%~50.00%是‘京亚’和‘红地球’光合作用适宜的土壤湿度范围,在43.32%和40.19%时分别为2种葡萄光合作用水分利用效率达到最高的最适土壤湿度。研究发现,干旱逆境条件下,葡萄根际土壤湿度和叶幕微气候因子交互作用能改善葡萄的光合作用效率;深畦栽植葡萄光合作用对土壤湿度的需求较低,在相对较低的土壤湿度即可达到相对较高的光合能力;深畦栽植模式可以协调葡萄光合作用和水分消耗之间的关系,具有较高的水分利用效率和光合能力,是干旱地区进行葡萄抗旱节水生产的理想模式。     

Nuclear genes encoding chloroplast hemoglobins in the unicellular green alga Chlamydomonas eugametos

When the green unicellular alga Chlamydomonas eugametos is grown under light/dark regimes, nuclear genes are periodically activated in response to the changes in light conditions. These genetic responses are dependent upon the activation of genes associated with photosynthesis (LI616 and LI637), nonphotosynthetic photoreceptors (LI410 and LI818) and the biological clock (LI818). We report here that the LI410 and LI637 genes are part of a small gene family encoding hemoglobins (Hbs) related to those from two unicellular eukaryotes, the ciliated protozoa Paramecium caudatum and Tetrahymena pyriformis, and from the cyanobacterium Nostoc commune. Investigations of the intracellular localization of C. eugametos Hbs by means of immunogold electron microscopy indicate that these proteins are predominantly located in the chloroplast, particularly in the pyrenoid and the thylakoid region. To our knowledge, this constitutes the first evidence for the presence of Hbs in chloroplasts. Alignment of the LI637 cDNA nucleotide sequence with its corresponding genomic sequence indicates that the L1637 gene contains three introns, the positions of which are compared with those in the Hb genes of plants, animals and the ciliate P. caudatum. Although the LI637 gene possesses a three-intron/four-exon pattern similar to that of plant leghemoglobin genes, introns are inserted at different positions. Similarly the position of the single intron in the P. caudatum gene differs from the intron sites in the LI637 gene. The latter observations argue against the current view that all eukaryotic Hbs have evolved from a common ancestor having a gene structure identical to that of plant or animal Hbs.     

灰树花秸秆栽培基质配方的优化

木屑一直是灰树花主要的栽培基质,但木质资源日趋匮乏。本文采用单纯格子法筛选替代木屑基质的原材料及高产配方,以玉米芯、玉米秸秆、大豆秸秆、水稻秸秆为栽培基质,以产量为考核指标,建立各组分配比与产量之间的回归模型,优化栽培配方及考察配方中各组分的互作效应。结果表明:玉米芯可以替代木屑栽培灰树花,大豆秸秆、水稻秸秆和玉米秸秆可以与玉米芯进行合适配比,也可以替代木屑基质。优化的高产配方为75%玉米芯,23%麦麸,2%轻质碳酸钙,每袋产量平均达133.3 g,比对照配方平均产量(97.25 g)高出36.05 g,提高了37.07%。     

Ki-67 labelling index in human brain tumours

The proliferative potential in 157 brain tumours was investigated using Ki-67 labelling index (Ki-67LI). There were 46 patients with low grade gliomas (Al & All), 82 with high grade gliomas (AIII & AIV) and 29 with metastatic tumours. Tumour fragments used for assessment of Ki-67LI were fixed in formalin. Ki-67 antigen was visualised on paraffin sections using DAKO Rabbit Anti-Human Ki-67 antigen. The Ki-67LI was calculated as the percentage of Ki-67 labelled cells. The tumours showed variability in the Ki-67LI values. Significantly higher mean Ki-67LI was found for highly malignant (AIII & AIV) than for low grade gliomas (Al & All). For metastatic tumours, the mean values of Ki-67LI were significantly higher than for gliomas. Moreover, Ki-67LI of metastatic tumours were significantly higher than for high grade gliomas.     

辣椒茎、叶对酸化土壤交换性能及土壤酶活性的影响

采用辣椒秸秆废弃物与酸化土壤共培养的方法, 设计了不同添加量的辣椒茎、叶与酸化土壤充分混合、共培养, 测定了土壤交换性离子及土壤酶活性的变化, 探讨辣椒茎、叶对酸化土壤交换性能及土壤酶活性的影响。结果表明, 辣椒茎、叶可以改善酸化土壤pH, 降低酸化土壤交换性酸含量; 添加辣椒茎、叶可提高土壤NH4+-N含量, 影响土壤NO3--N转化; 添加辣椒茎、叶可提高土壤交换性盐基含量、CEC及盐基饱和度, 尤其以添加辣椒叶5%的效果最好; 辣椒茎、叶可以提高土壤脲酶活性, 但培养60 d后各处理土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶活性无显著性差异; 添加辣椒茎、叶能提高土壤酶的几何平均数, 改善酸化土壤质量, 其对酸化土壤质量的改变与辣椒茎、叶的添加量有关。研究结论可为开拓辣椒秸秆利用途径、改善土壤酸度, 提高土壤肥力等方面提供理论依据。     

树鼩PSEN1全长编码序列的克隆及分子特征分析

目的 获取树鼩早老素蛋白-1(PSEN1)的全长编码序列并进行分子特征分析。方法 以树鼩脑组织总RNA为材料,通过RT-PCR、RACE-PCR扩增和序列拼接获得PSEN1基因全长编码序列,进而通过DNAMAN、MEGA等生物信息学软件对其序列和分子特征进行分析。qRT-PCR和Western Blot进一步分析PSEN1在树鼩各个组织的表达模式。结果 克隆鉴定了树鼩PSEN1基因,其cDNA的开放阅读框全长1128 bp,编码375个氨基酸。通过系统发育谱系树、氨基酸序列对比分析,发现树鼩PSEN1与小鼠、大鼠等相比更接近人类和非人灵长类动物。qRT-PCR和Western Blot的结果表明,树鼩PSEN1在脑组织的表达量明显高于其他脏器组织。结论 通过克隆树鼩PSEN1基因序列并进行分析,为今后进一步深入研究该基因功能和建立相关疾病动物模型提供理论基础。     

Comparative analysis of different approaches to investigate cell kinetics

The potential of different methods to investigate proliferative activity of cell populations was analysed for non-Hodgkin's lymphomas. Cells in S phase and all cycling cells were determined on cell suspensions obtained from fresh lymph node material by [3H]-thymidine autoradiography [( 3H]TdR LI), a monoclonal antibody to bromodeoxyuridine (BrdU LI), and the monoclonal antibody Ki67. A good correlation was observed between the values of [3H]TdR LI and BrdU LI (rs = 0.90; P less than 0.01), [3H]TdR LI and S phase (rs = 0.62; P less than 0.01) and [3H]TdR LI and Ki67 (rs = 0.64; P less than 0.01) in individual lymphomas. Using the median values obtained from the different approaches as cut-off points to define slowly and rapidly proliferating tumours, the best agreement was observed between [3H]TdR LI and BrdU LI (91%) and poorer agreements, even though statistically significant, were observed between [3H]TdR LI and S phase (73%) or Ki67 (76%). In conclusion, the kinetic information derived from different approaches was more or less concordant and newly proposed approaches should be directly and carefully verified for their prognostic relevance before using them as alternatives to conventional methods.