纳米载体介导的植物遗传转化研究现状和前景

高效遗传转化技术是植物重要性状功能基因鉴定的前提和转基因育种的基础。随着纳米生物技术的发展,以纳米载体介导的植物转基因技术已显示出巨大的应用潜力。综述了国内外应用于植物纳米载体的类型、与外源基因的结合方式以及传输细胞的原理,重点阐述了影响纳米基因载体性能与转化效率的重要因素,以及纳米载体介导外源基因转化植物细胞的方法,分析了纳米载体介导法与其他转基因方法的特点和优势,并提出纳米载体介导的转化技术应加强稳定遗传转化、基因编辑与植物原位转化等方面探索研究,旨为植物遗传转化技术和方法提供新的思路。     

刺槐核糖体蛋白同源基因RpRPL22在共生结瘤过程中功能研究

目的: 核糖体蛋白(RPs)属于多功能蛋白,能够参与调控细胞生长和响应胁迫条件。RpRPL22是一个从豆科植物刺槐中分离得到的结瘤相关基因,通过序列比对发现其与核糖体大亚基蛋白RPL22高度同源。对其如何通过调控根瘤菌侵染而在共生结瘤过程中发挥重要作用进行了较为深入的探索。方法: 利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)分析RpRPL22在接菌后不同时间及不同植物组织的表达变化。利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得目的基因cDNA全长。通过GFP报告基因进行RpRPL22亚细胞定位分析。通过Gateway BP重组技术构建RNA干扰(RNAi)重组载体,借助电转化法将重组载体转至农杆菌K599,利用农杆菌介导植物根部,接菌后观察和测量植株表型。首先从宏观水平统计观察目的基因是否对结瘤过程有影响,其次从分子水平揭示目的基因在共生结瘤过程的重要功能。结果: 不同接菌时期、不同植物组织目的基因qRT-PCR相对表达量结果显示,几乎在所有取样的接菌时间,目的基因RpRPL22在接菌根中的相对表达量都低于未接菌对照根,只有接菌后第25天除外。在成熟的根瘤中,接菌后第25天该基因的表达量也最高。洋葱表皮和毛状根亚细胞定位结果均显示在椰菜花叶病毒(CaMV)的35S启动子控制下,RpRPL22融合绿色荧光蛋白GFP的荧光信号在细胞核和细胞质有明显的表达。RNAi转化植株的表型统计观察结果,比如植株鲜重、植株的有效结瘤数目较对照组均有明显的降低;同时RNAi转化植株在根瘤菌侵染过程形成的侵染线数目和根瘤原基数目较对照均显著降低。根瘤切片实验用于观察根瘤显微超微结构,结果显示RNAi植株根瘤中固氮区的受菌侵染细胞数目与对照相比明显减少。电镜观察根瘤单个受菌侵染细胞中类菌体形态显示,RNAi根瘤中类菌体侵染细胞胞体多呈不规则形状,皱缩变形严重,环类菌体周间隙空间增大,多共生体融合,表现出细胞凋亡的迹象。对照根瘤中的受菌侵染细胞胞体多呈圆形椭圆形,胞质饱满丰富且分布均匀,细胞发育正常,表明RNAi植株根瘤发育过程明显受阻。结论: 核糖体蛋白(RP)能够参与调控豆科植物共生结瘤过程,相关同源基因RpRPL22可能在起始根瘤菌侵染植物和阻止类菌体降解过程中起重要作用。     

中国北方春小麦生育期变化的区域差异性与气候适应性

利用北方18个农业气象观测站春小麦主要发育期和气象观测等资料,通过相关性分析等方法,研究了北方春小麦生育期间气候和发育期变化特点及发育期变化区域差异性形成原因。结果表明,我国北方春小麦生长季普遍增温,大部分观测站春小麦生育期间和灌浆期的平均气温显著升高,有效积温显著增加,生育期显著缩短。然而,稳定通过0 ℃初日没有显著提前,表明增温主要发生在生长季后期。春小麦主要发育期和生育期与不同生育阶段的平均气温和有效积温的相关性分析表明,后期增温并没有完全显著提前成熟期,春小麦生育期缩短是播种期推迟和成熟期提前共同作用的结果。春小麦生育期间的平均气温与生育期的相关性比有效积温与生育期的相关性更高,能更好地定量刻画北方春小麦生长发育客观规律。春小麦品种改良变换、播种期调整以及其它适应性措施的实施以及措施实施程度在区域上的差异性是春小麦生育期变化区域差异的主要原因。北方春小麦生长发育的区域性差异是各自适应气候变化的结果。     

北长山岛森林乔木层碳储量及其影响因子

人工林是庙岛群岛典型的陆地生态系统的组成部分,对维护海岛地区生态环境具有重要作用。采用现有生物量相对生长方程和样地调查数据相结合的方法,以庙岛群岛中北长山岛为研究区,对海岛黑松纯林与黑松×刺槐混交林两种林型的碳储量进行了估算,并分析了土壤质地及其理化性质对海岛乔木层碳储量的影响。结果表明:黑松乔木层平均碳储量为84.00 t/hm²,接近于世界平均水平(86.00 t/hm²);黑松×刺槐混交林乔木层平均碳储量为29.60 t/hm²,高于山东省乔木层的平均碳储量(27.62 t/hm²)。应用因子分析法研究影响乔木层碳储量的主要因子,结果表明:土壤质地、pH值、含水量及含盐量是影响海岛乔木碳储量重要的影响因子。北长山岛土壤全氮、总磷、土壤有机质、碳氮比等其他理化性质对乔木层碳储量影响不是非常明显。     

表达猪圆环病毒2型Cap蛋白重组复制缺陷型人5型腺病毒的构建及小鼠免疫试验

构建表达猪圆环病毒2型Cap蛋白重组复制缺陷型人5型腺病毒,评价其对小鼠免疫效果。本研究将编码PCV2Cap蛋白的ORF2克隆到腺病毒表达系统穿梭质粒,构建了重组穿梭质粒pacAd5CMV-Cap。将被限制性内切酶PacI线性化后的骨架质粒和重组穿梭质粒共转染HEK293AD细胞,两者在真核细胞内同源重组并包装出携带PCV2-Cap基因的复制缺陷型重组人5型腺病毒,命名为rAd5-Cap;以同样方法重组获得了不含任何靶基因的野生型重组腺病毒wt-rAd5。病毒增殖稳定后,rAd5-Cap与wt-rAd5滴度可达到108.5 TCID50/mL左右;一步增殖实验证明,相对于wt-rAd5,rAd5-Cap中Cap基因的引入几乎没有给重组腺病毒增殖造成影响。RT-PCR和间接免疫荧光实验显示,rAd5-Cap能够有效介导PCV2Cap蛋白在真核细胞HEK293AD细胞中表达。以107 TCID50的rAd5-Cap肌肉注射接种小鼠,14d后小鼠血清中产生可检测水平的针对Cap蛋白的体液免疫应答,并且至少在免疫后28d之前抗体水平持续加强。对重组腺病毒的分子生物学鉴定和在小鼠上的初步免疫试验结果表明,重组腺病毒rAd5-Cap可介导Cap蛋白在真核细胞中的表达,并且表达的靶蛋白具有较好的免疫原性,为进一步将其开发成新型PCV2疫苗奠定了基础。     

低分子肝素的绿色荧光蛋白荧光标记及其活性检测

增强型绿色荧光蛋白（EGFP）是生物领域常用的标记物. 本实验首先利用高碘酸法活化低分子肝素（LMWH）,与EGFP连接得到LMWH EGFP.然后用Sephacryl S-200 HR对其进行初步分离,再用Sephadex G-10 HR进行脱盐纯化. 采用Sephacryl S 200 HR检测LMWH EGFP的纯度,为单一对称峰. 经检测,LMWH-EGFP具有良好的热稳定性和耐碱性. 通过荧光分光检测器检测LMWH-EGFP的λEx为488 nm,λEm为509 nm. 通过抗凝实验发现LMWH EGFP仍具有抗凝活性. 本实验建立了LWMH荧光标记的方法,为多糖的荧光标记提供了新的选择.     

胃溃疡患者血清多肽类激素及胃粘膜中单胺类神经递质的水平及其临床意义

目的:分析胃溃疡患者血清多肽类激素及单胺类神经递质的水平变化及其临床意义。方法:选取2014年8月-2015年8月在我院经胃镜检查确诊为胃溃疡的患者103例作为研究组,另选取54例健康志愿者作为对照组。检测两组血清中胃动素(MTL)、肾上腺髓质素(AM)、胃肠激素胃泌素(Gas)、生长抑素(SS)及降钙素基因相关肽水平(CGRP),以及胃黏膜中血管活性肠肽(VIP)、5-羟色胺(5-HT)、去甲肾上腺素(NE)、P物质(SP)水平。结果:胃溃疡患者血清Gas,AM及MTL明显高于对照组,而SS及CGRP明显低于对照组,差异具有统计学意义(P0.05)。胃溃疡活动期患者血清Gas,AM及MTL明显高于愈合期及瘢痕期患者,而SS及CGRP低于愈合期及瘢痕期患者,差异具有统计学意义(P0.05);胃溃疡愈合期患者血清Gas,AM及MTL高于瘢痕期患者,而SS及CGRP低于瘢痕期患者,差异具有统计学意义(P0.05)。胃溃疡患者胃粘膜内5-HT,SP及NE明显低于对照组,而VIP明显高于对照组,差异具有统计学意义(P0.05)。胃溃疡活动期患者胃粘膜5-HT,SP及NE明显低于愈合期及瘢痕期患者,而VIP明显高于愈合期及瘢痕期患者,差异具有统计学意义(P0.05);胃溃疡愈合期患者胃粘膜5-HT,SP及NE明显低于瘢痕期患者,而VIP明显高于瘢痕期患者,差异具有统计学意义(P0.05)。结论:胃溃疡患者血清多肽类激素及胃黏膜中单胺类神经递质的水平变化与疾病进展密切相关,对胃溃疡的诊断及疗效评价具有指导意义。     

四川江油渔洞子二叠系-三叠系之交两种不同生物沉积之间的生态系突变北大核心CSCD

四川江油渔洞子剖面上二叠统长兴组顶部出现的群体珊瑚Waagenophyllum sp.是我国所发现的最晚的古生代群体四射珊瑚之一,下三叠统飞仙关组底部微生物岩直接覆盖在它上面,二叠系-三叠系界线成为这两种不同的生物沉积的分界线,它们各自具有一个独特而复杂的生态系统,二者之间为突变关系。在珊瑚层生态系统中的群体四射珊瑚及重要成员真核藻类如裸海松藻、假蠕孔藻等在微生物岩生态系统中完全消失,后者以底栖微生物群落为主,共生生物组合面貌与珊瑚层中的生物组合面貌截然不同,微生物岩生态系的生物个体小型化也是主要变化之一。     

湖北旋覆花化学成分及抗结核活性研究

为进一步研究湖北旋覆花花序中的化学成分及抗结核活性。实验采用硅胶柱色谱、反相硅胶柱色谱以及制备型高相液相等方法进行了成分系统研究,肉汤二倍稀释法测定化合物的体外抗结核分支杆菌活性。从其花序中分离得到10个化合物。应用波谱学方法分别鉴定为:7,8-epoxy-9-(isobutyryloxy)thymolisobutyrate(1)、10-(2-methylbutyloxy)-8,9-epoxythymolisobutyrate(2)、stigmasterol(3)、ayapin(4)、ergolide(5)、5,10-epi-2,3-dihydroaromatin(6)、xanthalongin(7)、bigelovin(8)、carpesiolin(9)、aromaticin(10)。化合物1、2、5、6、8～10均为首次从该植物中分离得到。其中化合物5～10均为倍半萜类化合物。化合物5、6、8～10对结核分枝杆菌细胞株具有较好的抑制活性,最小抑制浓度MIC值分别为10.00、30.00、5.00、3.15、3.15μM,9和10的活性效果显著。     

玫瑰黄链霉菌NKZ-259发酵培养基的优化

玫瑰黄链霉菌NKZ-259是一株生防菌株,其次级代谢能产生植物生长调节类物质吲哚乙酸(IAA)。为了进一步提高菌株代谢产生IAA的含量,本试验对该菌株的发酵培养基进行了优化。利用单因子试验确定发酵培养基中最适的6种营养成分为葡萄糖、可溶性淀粉、蛋白胨、硝酸钾、磷酸氢二钾和L-色氨酸;通过Plackett-Burman设计筛选出影响菌株发酵产生IAA的主要因素为L-色氨酸、葡萄糖和磷酸氢二钾;采用中心组合试验(CCD)及响应面法分析各因素的交互作用。最终确定菌株代谢产生IAA的最优发酵培养基为:L-色氨酸2.24 g/L,葡萄糖20.7 g/L,磷酸氢二钾0.5 g/L,可溶性淀粉10 g/L,蛋白胨3 g/L,硝酸钾4.5g/L;使用优化后的发酵培养基菌株代谢产生IAA的含量为45.377 4μg/mL,比原始发酵培养基IAA的含量提高了3倍。