植物生理学在草业科学中的应用

本文简要介绍了草业这门新型产业和科学,讨论了植物生理学在选育优良草种、草的栽培管理和草的利用中应用的可能性及前景,对如何利用植物生理学原理和研究方法促进我国草业科学的发展提出了看法。     

高浓度底物下青霉素扩环酶的活性评价与底物抑制现象

本文对青霉素扩环酶(Penicillin expandase,也称Deacetoxycephalosporin C synthase,DAOCS)在高浓度青霉素G下的底物抑制现象进行初步评价与表征,筛选适合工业应用条件的高活力突变体。我们通过HPLC对已报道的几个DAOCS高活力突变体在青霉素G浓度5.6至500 mmol/L间的比活力进行定量测定,并与不同催化反应动力学模型的理论推测变化趋势比较,发现DAOCS野生型酶及高活力突变体H4、H5、H6与H7在高浓度青霉素G条件下均表现出明显的底物抑制现象,但是变化趋势不同。野生型酶与突变体H4的比活力先上升后下降,与竞争性抑制模型预测不符。突变体H5、H6与H7的比活力变化呈现更复杂的变化趋势。在所有测试的突变体中,H6的活性显著高于其他突变体酶。青霉素G对野生型DAOCS的底物抑制现象符合非竞争性抑制模型的预测。而部分突变体表现出复杂的底物抑制行为,表明其具有更复杂的作用机制。在高底物浓度下筛选具有较强催化活性的青霉素扩环酶突变体对于推动其在工业生产中的应用具有重要指导作用。     

外源糖浸种缓解盐胁迫下玉米种子萌发

以玉米品种‘垦玉6号’为材料,在150 mmol·L^-1NaCl胁迫条件下,研究葡萄糖(Glc)和蔗糖(Suc)浸种对玉米种子萌发阶段耐盐性的影响.结果表明: 盐胁迫下,0.5 mmol·L^-1 Glc、Suc浸种可促进玉米种子萌发及幼苗早期生长,其中Glc浸种玉米胚芽和胚根长及相应干质量增加到盐处理的1.5、1.3、2.1、1.8倍;Suc浸种玉米分别增加到1.7、1.3、2.7、1.9倍;盐胁迫下Glc、Suc浸种可减少胚芽中硫代巴比妥酸反应物(TBARS)和过氧化氢(H2O2)含量,与盐处理相比分别降低24.9%、20.6%;Glc、Suc浸种可显著提高盐胁迫下玉米胚芽超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,并诱导葡萄糖6 磷酸脱氢酶(G6PDH)活性的升高,其中Glc浸种玉米SOD、APX、GPX、GR、G6PDH活性较盐处理分别提高66.2%、62.9%、32.0%、38.5%、50.5%,Suc浸种玉米较盐处理分别提高67.5%、59.8%、30.0%、38.5%、50.4%;Glc、Suc浸种胚芽中抗坏血酸 (ASA)、谷胱甘肽(GSH)含量及ASA/DHA、GSH/GSSG显著提高,其中G6PDH活性与外源糖诱导的较强的抗氧化能力密切相关.Glc、Suc浸种还可提高盐胁迫下玉米胚芽中K⁺/Na⁺,分别为盐处理的2.3、2.4倍.外源 Glc、Suc浸种可通过提高玉米种子抗氧化能力及维持体内K⁺和Na⁺离子平衡缓解盐胁迫对玉米种子萌发的抑制效应.     

生物化学“2463”课堂教学设计与实践

生物化学是生命科学领域学科专业重要基础课之一,也是"教"与"学"的两难课程之一。基于国内外教学理论和农学专业课程多年的实践教学经验,构建了生物化学课程的"2463"教学模式:在师生双主体的前提下,在教学内容、教学方法、教学手段和教学评价四个层面开展了六个目标方向的实践探索,即教学内容的前沿化、生活化和人文化,教学方式的多元化,教学手段的信息化和教学评价的过程化,而且每个目标方向至少进行三个路径的实践探索。该教学模式经过五轮的教学实践,取得了良好的教学效果。     

长江中游地区不同冬种复种方式下水稻产量和土壤氮素特征研究

通过连续两年的田间试验, 研究长江中游地区不同冬种复种方式下水稻产量和土壤氮素特征。结果表明: 与冬闲对照处理相比, 稻田冬种作物能够改善水稻产量构成要素, 促进水稻生长发育, 获得较高的群体干物质重, 从而提高水稻产量, 年均产量显著增加了0.15%—3.95%, 2014年早稻和晚稻产量均是大蒜-早稻-晚稻模式最高, 与冬闲对照相比, 分别显著增加了2.91%和3.51%。分蘖期、抽穗期和灌浆期的铵态氮含量均是紫云英-早稻-晚稻模式达到最大, 分蘖盛期和灌浆期显著高出其他处理8.33%—24.80%和12.06%—21.15%。早稻各生育期的微生物量氮均是紫云英-早稻-晚稻模式最高, 且除了成熟期外, 均与其他处理差异显著, 增幅分别为7.64%—17.63%、12.29%—37.71%、2.98%—33.55%。综合来看, 紫云英-早稻-晚稻和大蒜-早稻-晚稻这两种种植模式表现较好, 对于提高水稻产量、维持土壤地力有积极效果, 是适合推广应用的双季稻田冬季农业开发循环模式。     

兰州市主要绿化植物气孔性状特征

气孔是植物叶片与外界环境进行水汽交换的门户, 利用气孔特征反映植物对环境变化的响应与适应有助于了解干旱区绿化植物的适应策略。于2019年7月通过气孔印迹法对兰州市40种主要绿化植物气孔性状进行观察与测定。采用标准化主轴估计和系统独立比较分析建立气孔性状间的相关关系; 通过计算Blomgerg’sK值以检验系统发育信号; 利用聚类分析和主成分分析对气孔性状特征进行功能群划分。结果表明: (1)在所研究的植物中, 气孔性状特征在个体间差异显著, 植物生长型(乔木、小乔木、灌木和草本)会显著影响气孔长度、宽度、开度和密度, 叶习性(落叶和常绿)仅对气孔开度有显著影响; (2)气孔长度与宽度、气孔开度与面积间均为显著的异速生长关系, 气孔密度与面积和开度间为负异速生长关系; (3)系统发育会对气孔性状的相关关系产生显著影响, 虽然气孔性状的系统发育保守性不强(K < 1), 但气孔开度和气孔开张比具有显著的系统发育信号; 4)依据气孔性状特征可以将绿化植物划分为: 低密度-大面积、高密度-小面积和中等密度-适中面积共3种功能群。结合系统发育和异速生长理论能更好地解释气孔性状变异及适应策略。     

毛竹7个COBL基因的分子特征及表达分析

COBL家族基因编码糖基磷脂酰基醇锚定蛋白,主要参与调控植物细胞壁纤维素的含量和细胞的定向伸长.研究毛竹COBL基因的分子特征和表达模式,对揭示其材性快速形成机制具有重要意义.利用生物信息学方法对毛竹COBL家族成员进行全基因组分析,共鉴定出7个具有完整保守结构域的COBL家族基因成员(PeCOBL1～PeCOBL7),其内含子数量为0～7个,编码的蛋白均具有CCVS保守结构域和潜在的ω位点,仅4个成员(PeCOBL3,PeCOBL4,PeCOBL5和PeCOBL7)具有CBM功能域.亚细胞定位预测表明,PeCOBLs均定位于细胞膜上,为膜蛋白,属于GPI-APs超家族.系统进化与蛋白motifs预测分析发现,PeCOBLs各成员与水稻的亲缘关系更为接近,其氨基酸序列同源性更高.RT-qPCR结果显示,PeCOBLs在毛竹不同组织中的表达存在明显差异,其中在展开叶中表达量高(低)的基因,在未展开叶中表达量则相对较低(高);PeCOBLs在毛竹不同高度笋基部第一节的上、中、下三部分的表达量均存在一定的差异.基因共表达分析表明,PeCOBLs与多种蛋白酶基因呈现正向共表达,其中包含纤维素酶5和类纤维素合成酶D2基因,表明PeCOBLs参与纤维素合成的功能是与其他基因共同实现的.本研究为深入开展PeCOBLs功能研究提供了参考,有助于揭示该家族成员在调控毛竹纤维素含量和细胞定向伸长中的作用机制.     

葡萄糖氧化酶诱导肝细胞氧化应激模型的建立

目的:研究不同浓度葡萄糖氧化酶(GO)对人肝细胞L02氧化应激水平的影响,以确定建立肝细胞氧化应激模型的合适浓度。方法:用不同浓度GO干预L02肝细胞2h,MTT法检测细胞的存活率,流式细胞术检测细胞内活性氧簇(ROS),荧光强度(FI)来表示ROS水平。分光光度法检测检测细胞MDA、GSH,速率法检测细胞培养液LDH、AST和ALT的水平。结果:①随GO浓度增加,肝细胞的存活率逐渐降低,其中75U/L、100U/L和125U/L组存活率显著低于对照组(P<0.05)。②随GO浓度增加,MDA含量逐渐增高,其中50U/L、75U/L、100U/L、125U/L组MDA水平较对照组显著增高(P<0.05)。GSH水平随GO浓度增高而逐渐减低,各干预组较对照组均显著降低(P<0.05)。GO各干预组FI均较对照组显著降低(P<0.05)。③各干预组LDH活性均显著高于对照组(P<0.05),50U/L、75U/L、100U/L、125U/L干预组AST与ALT水平均较对照组显著增高(P<0.05)。结论:GO能引起的肝细胞氧化应激损伤有剂量依赖性,100U/L是建立肝细胞氧化应激的合适浓度。     

美国农业生态学发展综述

农业生态学是生态学的一个分支学科,是生态学原理在农业上的具体应用。美国是世界上最大的农业强国。美国农业的发展,得益于农业生态学的理论指导和农业生态学原理的实践运用。在实地调查与研读有关文献资料的基础上,对美国农业生态学的发展进行了考察与分析,认为:(1)美国农业生态学产生于1928年,至今已有85年的发展历史。美国农业生态学可划分为4个发展阶段,即:起始阶段(1928-1961年)、扩展阶段(1962-1979年)、巩固阶段(1980-1999年)和新发展阶段(2000年-)。(2)美国农业生态学的内涵由起初的一门"学科(科学)",逐步向着包括有"过程"、"理念"、"方法"、"行动"、"体系"、"运动"、"实践活动"、"强有力的工具"等多重涵义的方向发展,农业生态学内涵的深度和广度均得到不断丰富和完善。(3)美国农业生态学的基本内容包括背景(农业生态学国际背景)、理论(农业生态学理论基础)、设计(农业生态系统的优化设计)和管理(农业生态学理论的实践应用)等4部分,美国农业生态学具有4个明显特征——视野的全球性、内容的多样性、体系的灵活性和技术的实用性。(4)未来美国农业生态学将朝着"高"(高起点、高标准、高效率、高水平)、"新"(新手段、新方法、新技术,新成果、新成效、新进展)、"长"(长期观察分析、长期资料积累、长期定位试验)、"多"(农业生态学研究与分析采用多点、多地、多样本、多模式、多途径、多指标、多方法)、"实"(联系实际、注重实践、讲求实效、展现实绩)的方向发展。