湿地碳循环过程与计算机模拟研究

湿地是地球4大陆地生态系统之一,全球湿地碳储量(450Pg C)约占陆地生态圈总碳量的20％。湿地系统因兼有“碳源”与“碳汇”的双重角色,其碳循环对大气全球碳收支以及与之有关的全球气候变化可能有重要影响。本文概述了湿地生态系统变化与碳排放的关系、湿地碳循环基本过程及其主要影响因子和湿地碳循环计算机模拟研究进展,提出了拟进一步研究的重要问题。     

菊花SRAP-PCR反应体系的优化与确立

采用L16(45)正交实验设计,对SRAP-PCR反应体系中Mg2+ 、 dNTPs和引物浓度以及Taq DNA聚合酶和模板DNA用量等5个因素进行了优化,并确立了适合菊花[Dendranthema×grandiflorum (Ramat.) Kitamura]SRAP-PCR的反应体系.菊花的SRAP-PCR最佳反应体系为:反应体系总体积20 μL,含3.125 mmol·L-1 Mg2+ 、187.5 μmol·L-1 dNTPs、10.0 μmol·L-1引物、50 ng模板DNA、0.5 U Taq DNA 聚合酶及1×PCR buffer.各因素对菊花基因组DNA SRAP-PCR扩增结果的影响程度不同,其中dNTPs浓度影响最大,Taq DNA聚合酶用量的影响最小.运用菊花品种'奥运含笑'和'雨花落英'及二者的F1杂交后代单株的基因组DNA对优化的SRAP-PCR反应体系进行验证,均获得了多态性丰富、条带清晰的扩增图谱,表明所确立的菊花SRAP-PCR反应体系稳定可靠.     

野菊与菊花杂交中花粉活力和柱头可授性及胚胎发育研究

应用石蜡制片、活体压片、光学显微镜及扫描电子显微镜观察等方法,研究了四倍体河南云台山野菊(Dendranthema indicum)与栽培菊花'钟山金山'(D.grandiflorum 'Zhongshanjinshan')种间杂交中父本花粉活力、花粉在柱头萌发、花粉管生长及胚胎发育情况等.结果发现,父本云台山野菊的花粉活力在授粉时为12%左右.人工授粉后的不同时间,在柱头上都观察到正常萌发的花粉粒,且花粉管都能进入柱头,其中,在授粉后0.5 h时,平均每柱头有5.9粒花粉萌发;12 h时,为59.9粒;而24和48 h时,则分别降为47.1和35.7粒.此外,在授粉后8、10、12和15 d时,分别在49.1%、40.8%、39.7%和38.5%子房内观察到正常发育的胚胎,最终杂交结实率为44.8%,而母本自然开放结实率为52.3%.研究表明,授粉前其多数母本雌蕊发育良好、授粉后多数花粉能在柱头正常萌发和花粉管正常生长,在受精后大部分胚胎发育正常是野菊与栽培菊种间杂交较高结实率的重要保证,而授粉前父本较低的花粉活力对杂交结实率影响不大.     

石蒜凝集素基因转化切花菊及抗蚜性鉴定

以切花菊'神马'叶片为外植体,采用根癌农杆菌介导法将长筒石蒜凝集素基因LLA导入菊花.结果表明,'神马'叶片对潮霉素(Hyg)十分敏感,叶盘再生筛选以8～10 mg·L~(-1)为宜,生根筛选以18 mg·L~(-1)为宜;羧苄青霉素抑菌浓度早期以500 mg·L~(-1)为宜,后期以250～300 mg·L~(-1)为宜.Hyg抗性再生植株经PCR、RT-PCR检测初步证实外源基因已转入7个转化株系的植物基因组DNA中并发生转录.转基因植株幼苗人工接种蚜虫实验表明,不同转化株系的抗蚜性差异较大,蚜口密度抑制率为12.2%～76.8%不等,平均蚜口密度抑制率为41.8%.     

球囊菌胁迫中华蜜蜂幼虫肠道过程中病原的转录组学研究

【目的】本研究利用RNA-seq技术对球囊菌胁迫的中华蜜蜂(中蜂)幼虫肠道进行深度测序,经趋势分析得到差异表达基因(DEGs)的显著表达模式,进而对胁迫过程中的球囊菌进行转录组学分析。【方法】利用Illumina HiSeq 2500平台对球囊菌胁迫的中蜂幼虫肠道进行深度测序,并利用相关软件进行了深入分析。最后,通过RT-qPCR对RNA-seq数据进行了验证。【结果】本研究共得到球囊菌的41133932条高质量clean reads。22865个DEGs共聚类为8个基因表达模式,其中,16769个DEGs聚类为2个显著上调趋势与2个显著下调趋势。GO富集分析结果显示,显著上调与显著下调趋势中的DEGs分别富集于40与37个GO term,基因富集数最多的为细胞进程(2486 unigenes)。KEGG代谢通路(pathway)富集分析结果显示,显著上调与显著下调趋势中的DEGs分别富集于119和112个pathway,基因富集数最多的分别是氨基酸生物合成(127 unigenes)与核糖体(98 unigenes)。进一步分析表明球囊菌在胁迫中蜂幼虫肠道的过程中通过提高物质合成促进其增殖,而宿主通过抑制球囊菌的蛋白合成抵御病原入侵。富集在MAPK信号通路的11个DEGs的表达水平随着胁迫时间的延长而逐渐下降,推测中蜂幼虫通过抑制该通路而阻遏球囊菌增殖。【结论】本研究不仅为揭示白垩病过程中的球囊菌-中蜂幼虫互作提供了重要信息,也为阐明不同抗性蜂种的球囊菌抗性差异奠定了基础。     

马铃薯StXYLP基因家族的生物信息学分析

[目的]在马铃薯基因组水平上鉴定木质形成素类蛋白(Xylogen-like protein, XYLP)基因家族,分析其理化性质及基因的表达模式。[方法]用生信学方法鉴定马铃薯XYLPs,分析其理化性质、亚细胞定位、进化关系、蛋白质结构、基因结构和染色体定位。利用芯片数据分析马铃薯StXYLPs的时空表达模式及对非生物胁迫的响应。[结果]马铃薯中共有20个StXYLPs;蛋白全长在139～221氨基酸之间,理论等电点在4.36～9.42之间,均锚定在质膜上;蛋白质结构基本相似,均具有保守的nsLTP结构域;StXYLPs在染色体上的定位具有偏好性;StXYLPs具有明显差异的组织表达模式,响应不同的非生物胁迫。[结论]StXYLPs与生长素、细胞分裂素和赤霉素共同调控马铃薯器官发育,19个StXYLPs表达受调控。12个StXYLPs受ABA诱导表达上调,在盐、高温及干旱胁迫下,14个StXYLPs受诱导表达上调,参与对抗非生物胁迫。     

基于Bioperl实现远程自动获取抗逆基因序列

BioPerl对于现今大量的生物数据来说,具有很好的获取和处理能力,并且NCBI提供了可以直接访问它下属的Entrez数据库（包括PubMed）的编程接口,即E-Utilities。为了从NCBI中自动获取大量抗逆基因序列,使得生物抗逆基因二次数据库得以搭建,该文基于BioPerl设计了远程自动获取大量抗逆基因序列的程序。此程序灵巧、精悍,Perl语言强大的文本处理功能使程序能实现不同类型基因序列的远程获取。     

遗传性先天无虹膜患者的PAX6基因新突变(c.1286delC)

摘要: 为了研究遗传性先天无虹膜(Hereditary congenital aniridia)患者发病的分子遗传学机制, 采用PCR扩增PAX6基因编码区的11个外显子(exon 4-13)及外显子和内含子相连接的区域、PCR产物直接测序的方法对1个遗传性先天无虹膜家系的所有成员进行了遗传突变分析。结果表明, 在家系中两个患者的PAX6基因exon 11均存在c. 1286delC新突变。此单个碱基的缺失造成了移码突变, 导致肽链自309位氨基酸开始产生一段含55个氨基酸的异常肽段, 并产生提前终止密码子(Premature termination codon, PTC), 使PAX6蛋白羧基端的59个氨基酸缺失。另外, 通过PCR-RFLP分析的方法对家系中所有正常成员和50名中国汉族健康对照个体基因组DNA进行分析均未检测到该突变。     

土壤氮素循环模型及其模拟研究进展

N既是植物必需的营养元素,又是造成环境污染的重要元素.正确模拟土壤中N循环已经成为科学家共同关注的热点问题.简述了土壤N循环的基本过程,重点介绍了13种土壤N循环模型和6个土壤N循环过程的模拟,并讨论了模拟中存在的参数化问题.     

鼎湖山格木群落的生物量和光能利用效率

研究了鼎湖山南亚热带常绿阔叶林的生物量,发现其中格木（Ｅｒｙｔｈｒｏｐｈｌｅｕｍ ｆｏｒｄｉｉ）群落的生物量为５６８．１７２ｔ／ｈｍ＾２,叶面积指数为２７．８０２５ｍ＾２／ｍ＾２,均高于大面积分布的厚壳桂（Ｃｒｙｐｔｏｃａｒｙａ ｃｈｉｎｅｎｘｓｉｓ）群落。用红外线ＣＯ２气体分析法,分层测定了格木群落主要植物的光合速率和呼吸速度,计算了嫩落的生产力和光能利用率。结果表明,格木群落的总生产力为２７９