番茄复三螺旋基因响应外源激素和非生物胁迫的研究

复三螺旋(double trihelix)基因在植物形态建成和植株抗逆性方面发挥关键作用。该研究以番茄自交品种AC⁺⁺为试验材料,运用生物信息学方法与qRT PCR技术对5个复三螺旋成员(SlGTL1~SlGTL5)在番茄体内不同器官的表达模式、以及基因对激素与非生物胁迫的响应进行表达分析,以探讨番茄复三螺旋基因的功能。结果表明：(1)生物信息学分析显示,番茄中含有5个复三螺旋基因(SlGTL1~SlGTL5);进化树分析表明,番茄复三螺旋基因具有物种特异性。(2)qRT PCR分析显示,番茄SlGTL3基因在根和茎中特异表达,其他4个基因均在果实中较高表达,表明不同番茄复三螺旋基因的表达具有组织特异性。(3)激素诱导表达结果显示,SlGTL1只响应ABA(1种)激素,而SlGTL5基因可响应4种激素,且速度较快。(4)非生物胁迫诱导证实,SlGTL3、SlGTL5基因可响应盐胁迫,SlGTL3~SlGTL5基因可响应极端温度,SlGTL3和SlGTL4基因可响应机械损伤;SlGTL1、SlGTL4和SlGTL5可响应脱水胁迫。研究认为,SlGTL3的功能可能与植株形态建成和非生物胁迫有关,其他4个基因的功能可能与果实的发育有关;推测SlGTL1可能与ABA信号途径有关,SlGTL5快速响应多种激素,可能位于信息传递的节点,其功能可能与信号传递有关。     

板栗“燕山早丰”幼苗光合与碳氮代谢对干旱胁迫的响应

干旱是影响燕山地区板栗树生长和产量的主要因子。为了在整株水平上研究板栗幼苗对干旱胁迫的响应,本试验以盆栽“燕山早丰”板栗幼苗为研究对象,通过模拟自然干旱处理22 d,测定叶片光合特性,根、茎、叶生物量、脯氨酸、丙二醛、碳、氮等生理指标变化。结果表明: 与正常浇水相比,干旱胁迫下幼苗根、茎、叶含水量分别显著下降18.3%、29.0%和62.8%,脯氨酸(355.0%～1586.7%)和丙二醛(41.1%～81.3%)含量显著上升(茎中丙二醛除外),但叶部非光化学淬灭系数和净光合速率分别显著下降49.4%和77.4%;同时,茎和叶中非结构碳水化合物含量分别显著增加21.4%和69.5%,根中增加幅度未达显著差异水平;根和叶中硝态氮含量分别显著增加28.9%和26.8%,茎中增加幅度未达显著差异水平;根、茎、叶中铵态氮含量分别增加了16.2%、12.9%、217.6%,但仅在叶部差异显著。综上,干旱胁迫对燕山早丰板栗幼苗产生了较严重的伤害,显著抑制了其光合性能,但能够通过增强体内碳氮代谢来提高其适应干旱环境的能力。本研究结果可为当地板栗抗旱性资源选育和栽培提供参考。     

白毫早茶园3种害虫与其捕食性天敌的数量、时间和空间关系

为了合理利用和保护天敌进行卵形短须螨、双斑长跗萤叶甲和假眼小绿叶蝉的综合防治,用灰色系统分析方法和生态位分析法对合肥地区白毫早茶园3种主要害虫与其捕食性天敌在数量、时间、空间等方面关系进行分析,利用害虫与天敌关系密切指数之和综合评判9种天敌与3种害虫关系密切的前四位天敌。2015年卵形短须螨的前四位天敌是鳞纹肖蛸(5.3079)、三突花蟹蛛(5.1716)、锥腹肖蛸(4.8367)和草间小黑蛛(4.7869);2016年前四位天敌依次是三突花蟹蛛(5.3975)、鳞纹肖蛸(4.9414)、茶色新圆蛛(4.8757)、锥腹肖蛸(4.6815)。对两年结果综合分析,卵形短须螨的前四位天敌依次是三突花蟹蛛(10.5691)、鳞纹肖蛸(10.2493)、茶色新圆蛛(9.6353)和锥腹肖蛸(9.5182)。2015年双斑长跗萤叶甲的前四位天敌依次是锥腹肖蛸(5.6926)、异色瓢虫(5.6976)、八斑球腹蛛(5.5101)和斜纹猫蛛(5.4552);2016年依次是茶色新圆蛛(5.2909)、锥腹肖蛸(5.2710)、鳞纹肖蛸(5.1063)和斜纹猫蛛(5.0703)。对两年结果综合评判,双斑长跗萤叶甲的前四位天敌是锥腹肖蛸(10.9636)、茶色新圆蛛(10.6578)、异色瓢虫(10.7580)和鳞纹肖蛸(10.5437)。2015年假眼小绿叶蝉的前四位天敌依次是锥腹肖蛸(5.3614)、粽管巢蛛(5.2259)、斜纹猫蛛(5.1300)和茶色新圆蛛(4.7472);2016年是锥腹肖蛸(5.2666)、粽管巢蛛(5.2561)、草间小黑蛛(4.9376)和斜纹猫蛛(4.8335)。对两年结果综合评判,假眼小绿叶蝉的前四位天敌依次是锥腹肖蛸(10.6280)、粽管巢蛛(10.4820)、斜纹猫蛛(9.9635)和茶色新圆蛛(8.6137)。该研究结果为白毫早茶园3种害虫防治时合理保护和利用自然界的天敌的种类提供了科学依据。     

番茄转录因子基因SlWRKY6的克隆与原核表达分析

该研究基于番茄基因组数据库SGN(Sol Genomic Network)信息,利用RT PCR从栽培番茄‘M82’(Solanum lycopersicum)中成功克隆到番茄SlWRKY6基因(登录号：Solyc02g080890),通过qRT PCR方法和原核表达初步验证其生物学功能。结果表明：(1)生物信息学分析显示,番茄SlWRKY6基因ORF全长1 653 bp,编码550个氨基酸,其蛋白结构含有1个WRKYGQK保守结构域和C₂H₂锌指结构域,属于IIb类;其基因启动子上游1 500 bp含有多个激素响应元件和非生物胁迫响应元件。(2)进化树分析显示,SlWRKY6与潘那利番茄SpWRKY31 X1(NP_001352691.1)的相似性最高,且定位于细胞核内。(3)qRT PCR结果显示,SlWRKY6基因在番茄根、茎、叶中均有表达,在叶中的表达量最高,且受盐和干旱诱导表达。(4)SDS PAGE及Western blot结果显示,pET 30a SlWRKY6重组蛋白的大小约66 kDa,与预期大小一致。(5)原核表达分析显示,重组菌E. coli BL21∷pET 30a SlWRKY6在不同浓度盐(NaCl)和干旱(Mannitol)胁迫下生长速度显著低于对照菌E. coli BL21∷pET 30a,且在400 mmol/L NaCl、800 mmol/L甘露醇胁迫条件下最为显著;滴板实验初步验证SlWRKY6转录因子能提高重组菌E. coli BL21∷pET 30a SlWRKY6在ABA和pH 9(NaOH)胁迫的耐受性;在400 mmol/L NaCl、pH 5(HCl)、800 mmol/L甘露醇胁迫条件下耐受能力降低。研究表明,SlWRKY6转录因子可能通过参与ABA途径来响应非生物胁迫。     

叶面喷施亚精胺对高温胁迫下番茄叶绿素合成代谢的影响

以设施番茄栽培品种‘金棚朝冠’幼苗为试验材料,研究叶面喷施0.25 mmol·L~(-1)亚精胺(Spd)对高温胁迫下(38℃/28℃,昼/夜)番茄幼苗生长及叶绿素合成过程中前体物质含量、关键酶活性和叶绿素含量的影响,探讨Spd缓解番茄高温胁迫伤害的生理机制。结果表明:(1)高温胁迫显著抑制了番茄幼苗的生长,叶面喷施Spd可有效缓解高温胁迫对番茄幼苗地上部生长的抑制作用,但对于地下部的生长无显著缓解作用。(2)高温胁迫下番茄叶片叶绿素合成前体物质δ-氨基酮戊酸(ALA)和胆色素原(PBG)的含量显著提高,而尿卟啉原Ⅲ(UroⅢ)、原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)、镁-原卟啉Ⅸ(Mg-protoⅨ)和原叶绿素酸(Pchl)的含量显著降低,证明叶绿素前体由PBG向UroⅢ的转化受阻,导致叶绿素a(Chla)、总叶绿素(Chlt)含量和Chla/Chlb显著降低。(3)叶面喷施Spd能增强高温胁迫下胆色素原脱氨酶(PBGD)活性,有效缓解了高温胁迫对PBG到UroⅢ转化的阻碍作用,促进PBG之后叶绿素合成前体物质的合成,Chla含量和Chla/Chlb显著增加。研究发现,高温胁迫显著抑制番茄幼苗的生长,叶面喷施Spd可通过显著增强PBGD活性来缓解由PBG向UroⅢ的受阻程度,促进高温胁迫下番茄叶片的叶绿素前体合成,提高叶绿素含量和番茄植株的生长量,减轻高温胁迫对番茄幼苗生长的伤害。     

基于“抗疫精神”的“基因工程”课程思政教学设计与实践

课程思政是当前高校落实“立德树人”根本任务的重要形式。在抗击新型冠状病毒肺炎疫情中,中华民族同舟共济、守望相助,共同铸就了伟大的抗疫精神,为课程思政教学提供了最生动的元素。本文对“战疫”行动中的抗疫精神进行梳理和总结,将其内涵凝练为5项内容;以新型冠状病毒的“核酸检测、疫苗研制及其变异”中蕴含的“抗疫精神”为思政载体,甄选“基因工程”课程中对应的理论内容,开展聚焦抗疫精神的“基因工程”课程思政教学设计与实践研究,利用问卷法和深度访谈法对教学实施效果进行评价,旨在引导学生在学习专业理论知识的同时,感悟课程内容中蕴含的抗疫精神,并将其内化为价值追求,潜移默化中提升学生的思想意识和道德修养,同时为生物类其他专业课程思政教学提供参考和借鉴。     

山西天镇辛窑子早更新世犀科化石新材料（英文）

20世纪80年代在桑干河盆地一带考察泥河湾层时,在山西省天镇县南高崖乡的辛窑子沟一带发现了很多哺乳动物化石地点并出土了大量哺乳动物化石。最近对其中犀科化石的研究表明在辛窑子沟一带的早更新世地层中产出的犀类化石至少有两个种,裴氏板齿犀(Elasmotheriumpeii)和泥河湾披毛犀(Coelodontanihowanensis),可能还存在过第三个种。由于标本保存状况不理想,暂时鉴定为梅氏犀相似种(Stephanorhinus cf. S. kirchbergensis)。虽然后者的形态大小与梅氏犀最接近,但和泥河湾披毛犀也有相似之处,因此也有可能是这两个种之一的种内变异类型。同样,产于下沙沟地点被德日进和皮维托鉴定为有疑问的中国犀(Rhinoceros sinensis (?))也可能是梅氏犀或泥河湾披毛犀的种内变异类型。迄今为止在广义泥河湾盆地发现的早更新世犀类有两个确定的种和两个不确定的种。出土裴氏板齿犀的地点为下沙沟、山神庙咀、大黑沟及辛窑子沟;出土泥河湾披毛犀的地点为下沙沟、大南沟、东谷坨、山神庙咀及辛窑子沟。有疑问的中国犀仅出现在下沙沟,梅氏犀相似种仅出现在辛窑子沟。     

义县组上部一件无齿翼龙超科前肢及对金刚山义县翼龙的修订（英文）

热河生物群的翼龙都发现于义县组和九佛堂组。金刚山层位于义县组上部,已经报道的翼龙包括最早发现的两件翼龙胚胎,两件古翼手龙超科的标本,以及一件存疑的金刚山义县翼龙。对这一层位发现的一件前肢标本进行了描述,并确定其属于无齿翼龙超科。对现存于本溪地质博物馆的金刚山义县翼龙的正型标本进行了观察,并修订其鉴定特征。无齿翼龙超科成员具有独有的特征组合为:牙齿垂直于咬合面,呈三角形且唇舌向扁,前两对更长更细;第二翼指骨长度约为第一翼指骨的93%。在热河生物群中,古翼手龙超科的标本主要发现于义县组,而古神翼龙超科主要发现于九佛堂组。包括这件新标本和金刚山义县翼龙在内的无齿翼龙超科在九佛堂组发现的略多于义县组,这与之前认为的翼龙分布情况不同。     

辽西义县下白垩统沙海组木化石新材料*

辽西地区下白垩统沙海组是我国北方地区重要的白垩纪木化石产出层位,其产出的木化石数量丰富、类型多样.尽管前人开展了部分研究,但目前对沙海组木化石植物群组成特征的认识仍相对薄弱.本文报道了辽西义县上石洞沟地区沙海组产出的木化石新材料,共鉴定出2属3种,分别为:Phyllocladoxylon cf.eboracense(Holden)Kr?usel、Xenoxylon conchylianum Fliche 及 X.watarianum Nishida and Nishida.此发现丰富了对沙海组木化石多样性特征的认识,为揭示辽西地区早白垩世晚期的森林组成特征提供了新的化石证据.本文总结了辽西地区早白垩世木化石的多样性特征,从木化石的角度推断辽西地区在早白垩世中晚期森林植被面貌可能发生了一定程度的更替.此外,本文对比了辽西地区侏罗纪及白垩纪异木属木化石种级多样性,认为该属在辽西地区晚中生代一直是优势类群,但种级组成上差异明显.