以秀丽线虫为模式生物评价蓖麻碱毒性的研究

以秀丽线虫作为评价蓖麻碱毒性的模式生物,通过测定不同浓度的蓖麻碱提取物对线虫的半致死浓度、生殖能力和体内酶活性的影响,对蓖麻碱的毒性进行初步评价。结果表明,蓖麻碱提取物的48h的LD50为0.977mg/mL,72h的LD50为0.821mg/mL;随着蓖麻碱提取物浓度从0.5mg/mL增加到2.0mg/mL,虫体的SOD活性由(80.669±3.2)U/mg降低至(1.532±0.2)U/mg;CAT活性由(70.947±2.7)U/mg降低至(0.234±2.1)U/mg。说明蓖麻碱提取物浓度越大,毒性越强,线虫体内酶活越低,蓖麻碱提取物可使秀丽线虫生殖能力降低或丧失。     

蓖麻和线虫的两种不同结构脂肪酸去饱和酶的原核表达

目的:通过在原核表达系统中表达蓖麻的可溶性脂肪酸去饱和酶基因和线虫的fat-1脂肪酸去饱和酶基因,为脂肪酸去饱和酶序列结构与功能的研究奠定基础。方法:将蓖麻RCD△9脂肪酸去饱和酶和线虫fat-1脂肪酸去饱和酶基因亚克隆到大肠杆菌BL21表达载体pET32a+中,获得重组表达载体pET32a+-R9,pET32a+- F1,并通过SDS-PAGE和Western Blotting鉴定蛋白的表达情况。结果:经PCR和测序鉴定,证实两个重组质粒含有目的基因片段;SDS-PAGE和Western Blotting证实两种蛋白在大肠杆菌中获得表达,但表达量具有明显的不同;Anthepro软件对蛋白跨膜结构的分析,验证蓖麻△9脂肪酸去饱和酶和线虫fat-1脂肪酸去饱和酶在结构上的不同。结论:蓖麻的RCD脂肪酸去饱和酶和线虫的fat-1脂肪酸去饱和酶都得到了表达,但线虫fat-1脂肪酸去饱和酶表达量偏低;这可能与fat-1脂肪酸去饱和酶是一类跨膜蛋白的性质直接相关。因此,对于线虫fat-1脂肪酸去饱和酶的基于蛋白纯化的结构分析有待进一步的研究。     

蓖麻品种遗传多样性与亲缘关系的SRAP分析

利用SRAP技术对81份蓖麻品种材料亲缘关系进行了分析,实验选用20对SRAP引物组合,在81份蓖麻材料中共扩增出263条带,多态性条带计214条,多态性条带比率（PPB）为81.37%,遗传相似系数变幅范围在0.32558～0.92973,显示了蓖麻品种的遗传多样性较丰富。从分子聚类结果分析表明,在相异系数0.43为阈值时,可将81份蓖麻材料分为4个类群L1-1、L1-2、L1-3和L1-4;若在相异系数0.287为阈值时,又可将L1-4大类群分为两个亚类群L2-1和L2-2。从聚类图得知,聚在同一亚类群的蓖麻品种大多数所处的地域相近或者是由同一育种单位所选育,其类内的品种基因型遗传相似系数较高,类间的品种遗传差异相对较大,该分子聚类树状图可为蓖麻栽培种种质资源遗传多样性与亲缘关系在育种的利用上提供科学依据。     

世界特种油料种质资源保存概况

为加强特种油料种质资源的收集保存,更好地为育种研究利用提供服务,本文阐述了特种油料种质资源在我国及世界上重点国家的保存情况.美国、印度、欧盟、中国等13个国家共保存向日葵、红花、亚麻(含纤用)、蓖麻及苏子等特种油料种质资源约9万份,其中亚麻30000多份,向日葵21800多份,红花15000多份,蓖麻约5000多份,苏子近900份.欧盟、美国、俄罗斯和加拿大是亚麻资源的主要保存国家(地区);向日葵资源主要集中在美国、欧盟和中国;红花种质主要分布在印度、美国、中国和俄罗斯;蓖麻种质以中国、美国和印度居多.比较这些国家所拥有的特种油料种质资源数量,美国位居第一,保存数量最多,超过22000份;印度其次;欧盟、中国和俄罗斯居中.中国保存特油作物种质资源(蓖麻、向日葵、红花、苏子)8400余份,其中21%为国外种质,国内种质主要来源于湖北省、华北、东北、西北和西南地区.本文为我国特种油料种质资源的引进、收集保存提出了建议.     

短时间亚高温对蓖麻叶中几个与抗逆性有关生理指标的影响

检测了短时间亚高温胁迫下盆栽40片叶龄的蓖麻叶中几个与抗逆性有关生理指标变化的结果表明,温度低于38℃时,蓖麻的叶绿素含量缓慢下降,高于38℃时,呈快速下降趋势;随着温度的升高,游离脯氨酸、丙二醛（MDA）含量和相对膜透性呈上升趋势,46℃下达到最大值;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性在低于43℃时与温度变化呈正相关,超过43℃则迅速下降。     

内共生菌Wolbachia在蓖麻粉虱内的分布

【目的】在粉虱类害虫生物防治的载体植物系统中,蓖麻粉虱Trialeurodesricini是较好的替代寄主。Wolbachia是节肢动物中分布最广的细胞内共生菌,对昆虫的生殖和发育具有重要影响,明确蓖麻粉虱中Wolbachia的分布可为蓖麻粉虱Wolbachia的深入研究奠定基础,为粉虱类害虫的生物防治提供新的理论依据和思路。【方法】通过内共生菌Wolbachia的wsp基因A大组和B大组特异性引物对蓖麻粉虱的室内饲养种群及蓖麻粉虱与丽蚜小蜂同笼饲养20代的种群逐代进行PCR检测,对扩增到的基因进行测序并构建系统发育树,进行相关分析。【结果】蓖麻粉虱种群中只有A大组Wolbachia分布,感染率为40%,系统发育分析表明该类群的Wolbachia属于A大组中的Dro亚组,与报道的其他寄生蜂种群感染的Wolbachia同属一组。丽蚜小蜂种群中的Wolbachia属B大组,蓖麻粉虱与丽蚜小蜂混合饲养20代,逐代检测发现Wolbachia并未在蓖麻粉虱与丽蚜小蜂种群间发生水平传播。【结论】蓖麻粉虱的室内饲养种群中Wolbachia的感染率仅为40%,说明Wolbachia能够在蓖麻粉虱种群中稳定遗传,但在蓖麻粉虱个体间水平传播的能力较弱。短时间内Wolbachia无法在蓖麻粉虱与丽蚜小蜂种群间水平传播。     

蓖麻粗毒的分离、提取及野外灭鼠初步试验

以小鼠活性实验摸索了分离、提取蓖麻粗毒的提取溶剂和条件,确定其主要药效成分为蓖麻毒素,对小鼠腹腔注射的LD50为7.971μg/kg,以1%浓度(以饵料重量计)粗毒野外实验对高原鼠兔的校正灭效为85%以上。     

金龟甲对蓖麻叶挥发物的触角电位和行为反应

为了探明金龟甲偏爱选择有害非寄主植物蓖麻的原因,应用触角电位（EAG）仪和“Y”型嗅觉仪,分别测定了华北大黑鳃金龟、暗黑鳃金龟和铜绿丽金龟雌、雄虫对5种蓖麻叶挥发物的触角电位和选择行为反应。EAG测定结果表明,3种金龟甲雄虫对各处理挥发物的EAG反应值均比参照挥发物顺-3-己烯-1-醇强。华北大黑鳃金龟对邻苯二甲酸二丁酯和肉桂醛的EAG反应值相对较高,暗黑鳃金龟对苯甲醇的EAG反应值相对较高,铜绿丽金龟对邻苯二甲酸二丁酯和苯甲醇的EAG反应值相对较高。选择行为反应测定结果表明,当顺-3-己烯-1-醇与其他挥发物配对测试时,华北大黑鳃金龟对邻苯二甲酸二丁酯和肉桂醛2种蓖麻叶挥发物表现出明显的选择偏好,暗黑鳃金龟对蓖麻叶挥发物苯甲醇表现出明显的选择偏好,铜绿丽金龟则更偏好选择蓖麻的绿叶气味物质顺-3-己烯-1-醇。总之,蓖麻叶的挥发性物质与引诱金龟甲偏爱选择密切相关,且偏爱的挥发物因金龟甲的种类而异。     

蓖麻RcMsc2基因功能分析

G2/有丝分裂特异性细胞周期蛋白 2(G2/mitotic-specific cyclin-2,Msc2)作为高等植物应对逆境胁迫的关键调控蛋白,参与多个抗逆境胁迫的应答。为探究RcMsc2基因的功能,该研究从蓖麻叶片组织中成功克隆了RcMsc2,并利用生物信息学分析RcMsc2蛋白的结构和潜在功能,同时借助qRT-PCR方法分析RcMsc2基因的组织表达特性和非生物胁迫表达特性。结果表明:(1)RcMsc2基因位于蓖麻第5号染色体长臂,该基因的CDS(coding sequence)区是1 299 bp,编码432个氨基酸。(2)RcMsc2蛋白拥有细胞周期(cyclin)家族特征结构域,是一个不稳定酸性亲水蛋白,无跨膜域和信号肽,相对分子量为49.38 kD。(3)RcMsc2蛋白质的二级、三级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。(4)RcMsc2蛋白与麻风树和巴西橡胶树的CYCB2蛋白的序列同源性最高,且同被聚为Group Ⅱ。(5)35S-RcMsc2-GFP融合蛋白定位于细胞核。(6)RcMsc2基因在蓖麻的所有组织中均有表达且主要在根和茎中发挥作用; 非生物胁迫分析表明RcMsc2基因可以被脱落酸(abscisic acid, ABA)、盐、干旱和低温处理诱导表达,并且RcMsc2基因对低温胁迫的响应最敏感。综上表明,该研究较全面地分析了RcMsc2基因的结构特征、系统进化和表达模式,为揭示RcMsc2基因在蓖麻的生长发育和应答冷胁迫过程中的功能提供了理论参考。     

蓖麻RcACA基因家族鉴定及非生物胁迫下表达模式分析

自抑制Ca^(2+)-ATPase酶(auto-inhibited Ca2+-ATPase,ACA)作为Ca2+-ATPase的亚家族之一,在植物细胞内维持Ca2+浓度平衡发挥着重要的作用。为探究蓖麻(Ricinus communis)RcACA基因家族的功能及基因表达模式,文中采用生物信息学手段鉴定蓖麻RcACA基因家族成员,预测分析了其基础的理化性质、亚细胞位置、蛋白的二级和三级结构、保守域、保守基序、基因结构、染色体位置及共线关系、进化特征、启动子顺式作用元件,并通过蓖麻转录组数据中的表达量(fragments per kilobase of exon model per million mapped fragments,FPKM)分析RcACA基因在非生物胁迫下的表达模式。结果表明,在蓖麻中共鉴定到8个RcACA基因家族成员,均是酸性蛋白且定位在细胞质膜;所有蛋白的二级和三级结构中α-螺旋和不规则卷曲较多;RcACA基因被聚为3类,同一类别中基因的结构与保守基序相似;均有典型的4个结构域RcACA3–RcACA8,还有1个Ca^(2+)-ATPase N端自抑制结构域(N-terminal autoinhibitory domain);RcACA基因多位于染色体长臂,拥有2对共线关系。RcACA基因编码区上游拥有较多的光响应作用元件,激素诱导类作用元件较少。种间聚类显示ACA基因在物种间的进化是保守的。组织表达模式分析显示,RcACA基因拥有明显的组织表达特异性,且多数基因在雄花中表达量最高;非生物胁迫表达分析表明,RcACA2–RcACA8在高盐和干旱胁迫下均上调表达,RcACA1在低温胁迫的0–24 h上调表达,表明RcACA基因积极地响应非生物胁迫。上述结果为探究RcACA基因在蓖麻生长发育和逆境胁迫中的作用提供了理论参考。