药用甘草组织培养生产黄酮的研究进展

甘草是驰名中外的中药材,有"十方九草"之称,甘草黄酮为其主要成分之一,不仅具有消炎保肝、抗氧化、抗肿瘤、抗病毒和抗菌等药用功效,还可用于食品、化妆品等工业生产中。本文介绍了甘草黄酮的种类、组织化学定位,并着重总结了黄酮的组织培养获得途径及生物合成调控的影响因素,在此基础上,对今后的研究及应用进行了分析和展望,旨在为更好地开发利用甘草黄酮提供一定的依据。     

His-234是毛白杨对香豆酸 ∶ CoA连接酶的重要酶催化活性残基

对香豆酸∶CoA连接酶(4-coumarate: coenzyme A ligase,4CL)是植物苯丙烷类代谢途径中的一个重要的酶．4CL以肉桂酸衍生物(香豆酸、咖啡酸、阿魏酸等)、ATP和CoA为底物合成相应的酰基-CoA酯,这些酰基-CoA酯是一系列重要化合物(如木质素)的前体．4CL的酶催化反应分两步进行：第一步以肉桂酸衍生物和Mg² -ATP为底物合成酰基-AMP,第二步用CoA取代AMP,产生酰基-CoA酯,催化过程中酶的构象产生明显的变化．因为4CL在木质素的合成中所起的作用,这个酶是通过蛋白质工程方法改进林产品质量的重要靶标．我们通过X射线衍射技术,解析了毛白杨对香豆酸∶CoA连接酶1(Pt4CL1)与其中间产物对香豆酰-AMP的复合物晶体结构,与同家族成员结构比对,确定所获得的蛋白质结构为Pt4CL1催化第二步反应,即酰基-CoA酯合成的构象．结构分析表明：His-234残基在Pt4CL1的酶催化机理中起着多重作用,即通过侧链与AMP磷酸基团形成氢键,降低磷酸基团的负电荷,催化CoA的亲核取代反应;侧链可以采取两种不同的构象以调节CoA进入Pt4CL1的催化中心;His-234的侧链还可能夺取CoA巯基的质子,从而增强CoA的亲核反应活性．突变体酶活数据结果也显示His-234对Pt4CL1的活性非常重要,是Pt4CL1催化中心的活性残基．     

小钻‘白城杨2号’小孢子发生及花粉大小变异

利用醋酸洋红染色压片技术,以温室水培小钻‘白城杨2号’(Populus×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liangcv.‘Baicheng-2’)为材料,对其小孢子发生过程中染色体行为及花粉大小变异进行研究。结果表明:(1)‘白城杨2号’小孢子母细胞减数分裂过程中染色体行为存在一定比例的异常现象,包括终变期单价体、中期Ⅰ染色体提前分离、后期Ⅰ和Ⅱ落后染色体和染色体桥、末期Ⅰ和Ⅱ微核、中期Ⅱ纺锤体定位异常以及胞质分裂异常等,这些异常现象的发生与‘白城杨2号’杂种起源有密切关系。(2)‘白城杨2号’小孢子母细胞减数分裂过程中核仁数目存在动态变化,末期Ⅰ和Ⅱ的子核中最多可看到8个小核仁,可能与杨属树种的多倍体起源有关,其染色体组中可能包含8对具核仁组织者区的染色体。(3)‘白城杨2号’产生空瘪花粉率为3.67%,饱满花粉直径在21.3～52.2μm之间,频率分布总体呈近似高斯分布,0.69%的花粉直径超过37μm,表明其可能产生少量未减数的2n花粉。     

种群生存力分析在濒危动物保护与管理中的应用

种群生存力分析(population viability analysis,PVA)是濒危物种保护研究的主要方法之一。自PVA提出之后,主要应用于预测濒危物种的灭绝概率。随着PVA软件的产生,其应用范围进一步扩展,甚至出现滥用和误用之例,使其准确性受到质疑。目前,PVA主要应用于濒危物种的保护与管理。本文从保护管理对策的制定与评估、再引入计划的评估和自然保护区设计与管理有效性评估三个方面进行综述;对PVA使用时的数据收集,以及模型的选择、建立和应用等需要注意的问题加以总结;从遗传数据的使用、基于个体的种群模型的发展、近交衰退和降低入侵物种的威胁等方面对PVA的应用提出展望。     

圈养大熊猫主食竹消化率的两种测定方法比较

为了解圈养大熊猫主食竹的消化率,探讨野生大熊猫食物消化率的最佳测定方法,本研究采用全收粪法(Total feces collection method,TFC)和酸不溶灰分法(Acid insoluble ash method,AIA)对陕西省珍稀野生动物抢救饲养研究中心的6只圈养大熊猫对可食竹的消化率进行了测定。结果表明:TFC法测定的大熊猫对可食竹干物质、粗蛋白、粗脂肪和粗纤维的消化率分别为19.8%、61.48%、49.89%和12.43%,AIA法分别为21.9%、63.17%、51.96%和13.59%,AIA法测定结果略高于TFC法1～2个百分点,独立样本检验二者差异不显著(P>0.05)。从可操作性角度分析,AIA法更适合于野外大熊猫养分消化率的测定。     

毛竹茎秆叶绿体超微结构及其发射荧光光谱特征

为了探讨毛竹（Phyllostachys pubescens）茎秆的光合特性,以1龄和3龄毛竹为材料,观察了茎秆和叶中叶绿体的超微结构,测定了光合色素含量以及发射荧光光谱。结果表明：茎秆中叶绿体发育完整,其类囊体垛叠程度高于叶,并含有淀粉粒。茎秆中叶绿素总含量、类胡萝卜素及Chla／b含量显著低于叶（FI〈O．05）。茎秆发射荧光光谱在735nm处没有明显的主峰,1龄和3龄毛竹茎秆光系统lI与光系统I的半峰宽比值分别比叶降低了7．0％和11．3％（P〈0．05）,峰高比值比叶分别增加了6．5％和18．3％（P〈0．05）。四阶导数光谱在650—800nm波长范围内出现了6个极大值,代表LHCII、CP43、CP47、RCI和ILHCI的发射荧光峰以及PSI和PSII的发射荧光副振峰：其中,茎秆中RCI和LHCI特征发射荧光峰与叶相比有不同程度的红移。表明毛竹茎秆叶绿体通过提高Chlb的相对含量和增加类囊体垛叠以及降低LHCI含量,来适应毛竹茎秆以红光为主的光环境。进而协调激发能在2个光系统间的分配。     

基于线粒体COⅠ基因片段的麻蝇属(双翅目:麻蝇科)部分种类DNA分类研究

本研究在Pape(1996)提出的麻蝇属(双翅目:麻蝇科)分类系统基础上,选取麻蝇属54个物种(分属于30个亚属),基于线粒体COⅠ基因片段,结合雄性成蝇尾器形态特征,对所选取的30个亚属进行了DNA分类研究,初步探明了各亚属的分类地位与系统发育关系。麻蝇属30个亚属内的平均遗传距离为6.0%(1.8%¹1.0%),各亚属间的平均遗传距离为10.1%(5.2%11.0%),各亚属间的平均遗传距离为10.1%(5.2%¹6.1%),亚属内与亚属间遗传距离差异较为明显,说明COⅠ基因片段对麻蝇属各亚属级阶元能进行有效区分。     

早春低温开花植物花芽趋同进化特征研究

在开展泛喜马拉雅地区植物调查中发现,早春低温时期,大多数高海拔植物的花芽苞片具有浓密柔毛形态特征。该研究以柳属植物为实验材料,运用红外线测温仪与红外热成像仪,在太阳光照射与遮荫两种情况下,对温带地区自然环境生长的白玉兰花芽进行测温,观测花芽内外温度的变化过程和规律,并采用Li-6400光合仪测定不同光照强度下柳属花芽与木兰属花芽内外温度变化,分析花芽温度与光强的关系,探讨花芽苞片被毛与海拔之间的关系。结果表明:(1)柳属植物花芽苞片被毛与海拔、光照强度有关,花芽苞片上的柔毛能够吸收太阳光中的热量,海拔越高,苞片具有更浓密的柔毛。(2)柔毛能防止花芽内部热量散失,使幼嫩的花芽在冬季或早春低温环境下免受低温影响。因此将花芽或花序苞片上具有浓密柔毛的植物称为"花芽被毛植物",其被毛特征是植物对早春低温环境适应性趋同进化的结果。     

水稻谷胱甘肽过氧化物酶基因OsGPX3 和OsGPX4的分子特性研究

植物谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)是清除体内活性氧的一种关键酶,在植物抗逆反应中发挥重要作用.本研究从水稻中克隆到2个GPX基因,分别为OsGPX3和OsGPX4.OsGPX3和OsGPX4分别编码238和234个氨基酸组成的蛋白质,预测分子量分别是25.84 kD和25.07 kD.两个基因都包含5个内含子,但是两个基因所对应的内含子长度具有较大变异.组织表达谱分析发现这2个基因在根、茎、叶和叶鞘中均表达,是组成型表达基因.在大肠杆菌中表达并纯化了这2个基因的重组蛋白,酶活性分析显示OsGPX3和OsGPX4蛋白对底物H₂O₂、tBOOH和COOH具有较高活性,但是OsGPX3对3种底物的活性均高于OsGPX4,蛋白质酶活性的差异预示着这2个基因可能存在功能上的分化.     

利用CRISPR/Cas9系统建立内生链霉菌SAT1的基因簇敲除体系

hyBl(hygB-like)基因簇是内生链霉菌SAT1中的次级代谢基因簇,经分析它与潮霉素B基因簇具有52%的相似性,可能在SAT1抑制栗疫菌(Cryphonectria parasitica)的过程中发挥主要作用。为了深入研究该菌的抑菌机制和hyBl基因簇的功能,以hyBl为目标,利用CRISPR/Cas9技术建立SAT1的基因簇敲除体系。在实验过程中,通过protospacer的筛选、敲除载体的构建、接合转移供体菌、Ca~(2+)和Mg~(2+)的选择以及接合时间等多个条件的探索,建立了SAT1的基因簇敲除体系。最终以E. coli ET12567(pUZ8002/pCRISPomyces2-CB)为供体菌,在MS培养基(含10 mmol Mg~(2+))上接合16-18 h,成功获得突变株SAT1△hyBl(缺失14 kb的hyBl基因簇)。突变株对栗疫菌的抑制带宽较野生株降低了77%,这说明该基因簇指导合成的次级代谢产物在抑制栗疫菌方面具有重要的功能。本研究证明了利用CRISPR/Cas9系统可以对内生链霉菌SAT1进行基因簇编辑,也为深入研究该菌的抑菌机制、基因工程法验证未知基因簇功能提供了良好的技术支撑。