松花江哈尔滨段浮游植物群落格局及其与环境因子的相关性

松花江是黑龙江在我国境内的最大支流,流经吉林、黑龙江两省。松花江哈尔滨段是哈尔滨市工农业生产与生活用水的重要水资源,近年来由于人类活动的频繁影响,水体质量有所下降。鉴于此,于2018年春、夏、秋三季(4月、8月和10月),在松花江哈尔滨段设置14个采样点,对电导率、总氮和总磷等理化指标进行测定,同时对其浮游植物群落结构及环境因子相关性进行研究。利用群落相似性分析(ANOSIM)探讨浮游植物群落时空分布差异;通过SIMPER分析筛选出影响群落时空格局的关键物种。基于优势种和10项理化指标的冗余分析(RDA)揭示了浮游植物群落生态分布特征并对关键影响因子进行识别。研究结果表明,调查期间共鉴定浮游植物136种,其中优势种15种,群落结构主要以硅藻门和绿藻门的物种构成。松花江哈尔滨段浮游植物群落结构与过去10余年间相比较为稳定。ANOSIM和SIMPER分析表明,季节变化和人为活动干扰对浮游植物群落时空格局具有一定驱动作用,蓝藻门物种的空间分布活动干扰影响明显。RDA分析表明,浮游植物分布特征与水环境时空异质性关系密切,驱动松花江哈尔滨段浮游植物群落时空分布的主要水环境因子为电导率、总磷、浊度和pH。     

半干旱区立式深旋耕和有机无机肥配施对饲用玉米水分利用效率和产量的影响

合理的耕作和施肥管理措施是提高黄土高原半干旱区饲用玉米产量和水分利用效率的关键。本研究于2017—2019年在甘肃省农业科学院定西试验站开展大田试验,设置了传统旋耕+有机无机肥配施(TOF)、深旋耕+有机无机肥配施(DOF)和立式深旋耕+有机无机肥配施(VROF)3个处理,并以传统旋耕+单施无机肥(TF)为对照,测定了饲用玉米干物质量、土壤含水量、产量,计算了土壤耗水量、水分利用效率和经济效益等指标,探究不同处理对饲用玉米产量、水分利用效率和经济效益的影响。结果表明: 与其他处理相比,VROF花期0～300 cm土层土壤贮水量降低了16.9～79.9 mm,干旱年份花前耗水量增加了9.7～22.4 mm、花后耗水量增加了11.0～19.8 mm,总土壤耗水量提高了8.6%～12.4%;立式深旋耕+有机无机肥配施能够促进饲用玉米生育期耗水,使得成熟期干物质量增加3.9%～13.4%,株高、穗长、穗粒数、百粒重和双穗率也明显增加,秃顶长显著降低,籽粒产量增加4.3%～51.5%、生物产量增加4.3%～25.7%,籽粒和生物量水分利用效率分别提高2.7%～36.9%和3.6%～13.5%,单位总产值增加5.1%～32.9%、纯收益提高6.9%～80.5%。可知,立式深旋耕结合有机无机肥配施能够调控饲用玉米生育期耗水,使饲用玉米干物质积累、株高、百粒重等农艺和经济性状指标明显增加,显著提升产量和水分利用效率,并提高总产值和纯收益,是适宜于西北黄土高原半干旱区饲用玉米种植的抗旱增产增效技术。     

四种抗旱植物在不同区域的生长稳定性

我国抗干旱林木种质资源十分丰富,评价和筛选适合多样化干旱逆境的优良种质,是造林工作者亟待解决的难题。本研究以不同种源的山桃、山杏、黄柳、蒙古莸4个林木树种为试材,选择内蒙古自治区中东部的达拉特旗、四子王旗、库伦旗扣河子镇和库伦旗六家子镇4个不同土壤类型进行区域化多点试验,分析不同物种、不同种源树种的生长生理状况,并采用AMMI模型评价种质的区域适应性和稳定性。结果表明: 山桃、山杏、黄柳、蒙古莸的生长和生理指标在种源间和地点之间表现出一定的差异;不同地点的土壤条件(K、N含量、pH值)和气候条件(年均温、年降水量、潜在蒸散量)均对不同种源树种的生长产生一定的影响。从物种层面来讲,黄柳和蒙古莸更适应达拉特旗和四子王旗的沙壤土和栗钙土环境;山桃和山杏更适应库伦旗扣河子镇和六家子镇的黄土和风沙土环境。从种源层面来讲,土左旗种源的山桃,宁城、原州种源的山杏,蓝旗种源的黄柳和靖边种源的蒙古莸为区域稳定性较高且生长适应性较好的种源树种,适宜在相似区域推广造林。     

灵芝细胞中磷脂酸互作蛋白鉴定

灵芝是名贵药用真菌,三萜是灵芝的关键药效成分。前期研究发现,磷脂酶D (Phospholipase D,PLD) 产生的磷脂酸 (Phosphatidic acid,PA) 可调控三萜合成,为进一步阐明PA调控灵芝三萜合成的分子机制,研究采用PA-beads富集结合LC-MS/MS技术,鉴定灵芝细胞中PA互作蛋白,结果共鉴定到了19个PA互作蛋白,主要包括细胞色素P450单加氧酶 (GL22084)、特异性蛋白激酶MAPK (GL23765)、过氧化氢酶和细胞表面疏水性蛋白等。通过基因克隆、原核表达载体构建、蛋白诱导表达和分离纯化,获得了融合GST标签的GL22084和GL23765蛋白,采用GST-pull down实验,验证了灵芝GL22084和GL23765蛋白与PA互作。研究结果揭示了灵芝细胞中PA互作蛋白,为后续解析PLD介导的PA信号分子调控灵芝三萜合成的分子机理奠定了基础;同时,鉴定到的PA互作蛋白也为其他物种的PLD/PA信号通路相关研究提供借鉴。     

蒙古冰草AmWRKY1-like基因克隆及表达分析

基于转录组测序数据,该研究采用PCR扩增方法从蒙古冰草中克隆AmWRKY1-like的全长cDNA,并对其进行了生物信息学和亚细胞定位分析,为深入研究AmWRKY1-like在蒙古冰草干旱胁迫响应中的调控作用提供理论基础。结果发现:成功克隆得到了AmWRKY1-like基因,其开放阅读边框(ORF)为1182 bp、编码393个氨基酸,含有典型的WRKY转录因子保守结构域;qRT-PCR表明,在自然干旱和15%PEG-6000模拟干旱下,蒙古冰草叶片中AmWRKY1-like均可诱导表达,较对照呈下调表达趋势;亚细胞定位表明,AmWRKY1-like基因在细胞核中特异表达。     

3种黑杨无性系水分利用效率差异性分析及相关ERECTA基因的克隆与表达

提高植物水分利用效率（WUE）是未来解决我国甚至世界干旱缺水的最重要手段之一。因此,培育和筛选高WUE的品系和品种意义重大。本文通过对3种在充分浇水处理下不同北美黑杨无性系WUE、叶片δ13C的差异分析发现WUE在黑杨无性系之间也存在差异。ERECTA基因可以通过改变气孔密度来提高WUE。我们在欧美杨中克隆到了该基因(PdERECTA)。该基因序列长2844bp,编码948个氨基酸,并且具有保守的类受体蛋白激酶家族的膜外富含亮氨酸和胞内激酶区域。荧光定量表达分析证明该基因在ABA 、盐、冷等胁迫处理下都被诱导表达。组织特异表达分析说明PdERECTA 基因在顶端叶表达量最高,半成熟叶次之,成熟叶衰老叶和根中则无表达。     

导入TaNHX2基因提高了转基因普那菊苣的耐盐性

我国部分地区土地盐碱化的日益严重,对作物的生长和生态环境产生了显著影响,因此通过植物基因工程手段培育耐盐碱的转基因作物品种对改善作物的生存能力和生态环境,提高作物产量具有重要的意义。采用农杆菌介导法将来自小麦(Triticum aestivum Linn)的Na⁺ /H⁺逆向转运蛋白的基因(vacuolar Na⁺/H⁺ exchanger or antiporter,简称NHX、NHE或NHA),对普那菊苣(Cichorium intybus L.cv.Puna)植株进行了遗传转化。经抗生素筛选以及针对TaNHX2基因的PCR检测和Southern杂交分析,证明获得了28株转TaNHX2基因的普那菊苣植株。用不同浓度NaCl溶液对普那菊苣野生型和T₀代种子、愈伤组织和幼苗生长情况胁迫的研究,结果表明:转TaNHX2基因普那菊苣植株表现出一定的抗性,比野生型明显提高。在300 mmol/L NaCl胁迫下转基因植株种子的出芽率、外植体出愈率和分化率是野生型植株的2-4倍,而500 mmol/L NaCl浓度为野生型和转基因外植体能否生长的临界点。在此临界值下野生型外植体或不能形成愈伤组织、或幼苗不能正常生根、或已生根幼苗不能正常成长,而转基因外植体可以继续形成愈伤组织并正常生根生长。同时对500 mmol/L NaCl胁迫下野生型和转基因普那菊苣幼苗其体内丙二醛含量(MDA)、过氧化氢酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性进行测定,结果表明 转基因植株比野生型植株的MDA含量降低了1-3倍,POD活性提高了1-3倍,SOD活性提高了2-3倍,分析发现普那菊苣的耐盐性与其体内的丙二醛含量(MDA)、过氧化氢酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性密切相关。     

物理环境影响蛋白质晶体形核的研究进展

物理环境是影响蛋白质晶体形核的重要因素。文中回顾了各种物理环境如光、电场、超声波、磁场、微重力、温度、机械振动、异相形核界面对蛋白质晶体形核的影响,并对各物理环境下蛋白质晶体形核的可能机制进行探讨,展望了利用物理环境影响蛋白质晶体形核的研究前景。     

筛选蛋白质结晶条件的试剂盒研发进展

蛋白质结晶条件筛选是蛋白质分子三维结构解析的主要限速环节之一,因此发展筛选效率较高的结晶条件筛选试剂盒有着十分重要的意义.目前广泛应用的结晶条件筛选试剂盒的设计方法主要有不完全因子法、稀疏矩阵法和系统筛选法.结晶学家基于这三种方法研发了一系列用于蛋白质结晶条件筛选的试剂盒.评述了20世纪以来筛选试剂盒的设计方法及应用进展,并展望了其未来的发展方向.     

中国林蛙细胞毒性核糖核酸酶的原核表达

目的:利用大肠杆菌以非包涵体的形式表达中国两栖动物林蛙的细胞毒性核糖核酸酶,探索原核表达系统表达细胞毒性核糖核酸酶的条件.方法:利用中国林蛙核糖核酸酶基因及表达质粒pFlag-CTS构建重组表达质粒,转导BL21后用IPTG诱导表达,观察不同诱导温度下细菌的生长情况.利用聚丙烯酰胺凝胶电泳和免疫印迹方法进行重组蛋白的检测.结果:通过观察不同诱导温度下细菌的生长情况,发现利用较低温度可以降低宿主细胞对表达产物细胞毒性的敏感性,成功地得到了这种目的基因的表达产物.结论:低温(20℃)可以有效表达目的蛋白.