赣中亚热带森林转换对土壤氮素矿化及有效性的影响

采用原位培养法和时空替代法,对江西中部亚热带常绿阔叶林、天然马尾松林、人工杉木林、人工马褂木林的土壤氮素矿化速率及其有效性进行了比较研究,以探讨森林转换对土壤氮素矿化作用的影响。结果表明：转换前后各森林土壤无机氮库（NH4 -N、NO3--N）及氮素矿化速率(氨化速率、硝化速率)均呈现明显的季节动态,NH4 -N库冬春较大,NO3--N库夏秋较大,氨化速率与硝化速率均以夏秋强烈。森林转换改变了土壤氮素矿化格局,常绿阔叶林转变成马尾松林、杉木林、马褂木林后,土壤年均氨化速率分别降低了110.67%、100.76%、96.20%,而硝化速率提高了54.92%、24.19%、 24.46%;马尾松林年均总净矿化速率与常绿阔叶林相近,杉木林、马褂木林分别降低了24.68%、26.01%;另外,除常绿阔叶林外,马尾松林、杉木林、马褂木林的土壤氮素矿化量都小于植被吸收量。这些研究结果说明亚热带地区常绿阔叶林转换成其它次生林会增加氮素流失的危险性,氮素缺乏会成为这些森林生长的限制因子。     

一种应用于高通量生物检测的皮升级微反应池芯片

基于高通量皮升级微反应池的焦磷酸测序技术以其测序读长长的优势,在测序领域有着不可替代的位置.在高通量焦磷酸测序过程中,微反应池之间的光学串扰以及微反应池中的化学残留严重影响测序原始图像的信噪比,限制了测序的读长及准确性.本研究通过在微反应池侧壁分别选择性蒸镀钛和铝金属膜,有效地将相邻微反应池之间的平均光学串扰率降低约一个数量级.此外,通过在微反应池表面蒸镀二氧化硅层,显著地改善了微反应池表面物理形貌,有效地减少了微反应池中的化学残留.表面蒸镀钛-二氧化硅的微反应池光学串扰低、化学残留少,可应用于高通量焦磷酸测序等相关领域.     

透明颤菌血红蛋白基因在淀粉酶产色链霉菌中的表达及对合成丰加霉素的影响

[目的]丰加霉素(Toyocamycin)是核苷类抗生素家族的重要成员,其在农业植物病害防治领域具有巨大的应用价值.为改善丰加霉素生产菌淀粉酶产色链霉菌(Streptomyces diastatochromogenes 1628)发酵过程溶氧限制,旨在实现vgb在S.diastatochromogenes 1628中的表达以促进丰加霉素的生物合成.[方法]首先以gfp为报告基因检测红霉素抗性基因启动子Perm*在S.diastatochromogenes 1628中的转录活性,再利用PermE*实现vgb的异源表达.[结果]在荧光显微镜下,重组菌1628-GFP菌丝可发出稳定明亮的绿色荧光,表明启动子PermE*在菌株1628中可有效启动外源基因的表达;通过一氧化碳结合差光谱分析显示VHb具有生物学活性;摇瓶实验表明:与原始菌株相比,重组菌可促进丰加霉素产量的提高,在中度和高度限氧条件下促进效果尤为明显,提高幅度分别为48.9％和104.5％. PCR和发酵效价检测显示重组菌具有良好的遗传稳定性.[结论]成功实现了vgb在S.diastatochromogenes 1628中的表达,有效提高了其丰加霉素的合成水平,为丰加霉素的工业化生产提供了基础条件.     

大鼠HO-1表达质粒构建、活力检测及抗HUVEC凋亡的作用研究

异种移植排斥反应的主要特征为内皮细胞发生Ⅱ型激活,引起黏附分子、细胞因子和前促凝分子等基因高表达,造成血管收缩、白细胞黏附、激活、聚集和血栓形成,最终导致内皮细胞凋亡。保护基因HO-1通过抑制前炎症反应及免疫调抑作用以保护异种移植器官。因此,通过构建含剪切的野生型大鼠HO-1 cDNA的表达型质粒,用DOTAP包裹转入HUVEC中表达,测定表达量及表达产物活性;采用TNF-α诱导细胞凋亡,以及Heme和SnPP分别刺激细胞,诱导和抑制细胞内HO-1表达量,流式细胞仪测定细胞凋亡率,明确HO-1的抗细胞凋亡作用。结果显示HO-1在HUVEC中高度表达,活力为对照组5倍;TNF-α诱导细胞凋亡,但Heme处理后细胞凋亡率下降至20%以下,而SnPP处理后细胞凋亡率显著上升,最高达到95%以上,并且HO-1基因表达抑制时细胞凋亡率是诱导时的5-20倍。本实验表明Heme处理后HO-1表达上调,具有显著抗细胞凋亡作用,细胞凋亡率与HO-1表达量呈负相关,提示HO-1通过抑制细胞凋亡,对细胞有保护作用。     

稻株含氮量和密度对褐飞虱存活、发育和生殖特性的影响

对褐飞虱种群在不同含氮量稻株和若虫密度条件下的反应进行了研究。结果表明,若虫密度对褐飞虱存活的抑制作用随若虫密度提高而增强,但随寄主含氮量的增加而显著下降,表现为低含量的寄主植物可以增强对种群调节的负反馈作用。在低氮稻株上的饲养代数也明显影响若虫存活率,而在高氮稻株上饲养的不同代别褐飞虱之间则无显著差异。若虫率与稻株含氮量呈极显著的负相关,即在高若虫密度下寄主含氮量的增加可显著缩短褐飞虱若虫的发育历期。与高含氮量稻株上的褐飞虱种群相比,饲养在低含氮量稻株上的褐飞虱种群的若虫发育时间在高若虫密度下显著延长。在每盆40头褐飞虱若虫的密度下,成虫性比与稻株含氮量呈极显著的正相关,而在不同若虫密度下,随着若虫密度的增加雌性成虫比例显著下降。在每盆160头的若虫密度时低氮稻株上褐飞虱种群的性比低于0.3,显著低于在高氮稻株上的褐飞虱种群的性比0.85。在含氮量低的稻株上的雌成虫体重随若虫密度的增加极显著减少,连续取食第2代的雌成虫又比取食第1代时的轻。在所研究的所有若虫密度下,取食高含氮量稻株的褐飞虱种群的雌成虫寿命均为取食低含氮量稻株褐飞虱种群雌成虫寿命的3倍左右,差异极为显著。稻株含氮量和若虫密度对褐飞虱生殖力的作用最大,特别是在低氮稻株上若虫密度对褐飞虱生殖力的作用更为突出。在高含氮量稻株上的卵孵化率均随若虫密度的增加而有所下降,但在相同含氮量稻株上卵孵化率的差异均不显著。结果推测由于施用氮肥较多的水稻可以承受高密度的褐飞虱,提高了它们的迁出临界密度,减少了褐飞虱在克服逆境过程中的种群损失,从而造成更高的密度和更重的田间危害程度。     

稻田氮肥施用量对黑肩绿盲蝽捕食功能的影响

在实验室条件下研究了黑肩绿盲蝽Cyrtorhinuslividipennis Reuter在不同含氮量稻株上对褐飞虱Nilaparvata lugens Stal卵和低龄若虫的捕食能力、对褐飞虱卵的捕食功能反应以及褐飞虱蜜露和水稻伤流液对其捕食 能力的影响。结果表明,黑肩绿盲蝽对褐飞虱卵和若虫的捕食量均与寄主植物的含氮量呈显著 负相关。黑肩绿盲蝽在相同氮肥施用量的稻株上连续饲养2代后对褐飞虱卵的捕食能力没有改变 。黑肩绿盲蝽对褐飞虱卵的功能反应呈Holling Ⅱ型方程,其参数瞬时发现率(a)和处置时间(T_h)只与寄主含氮量有关,而与黑肩绿盲蝽种群和褐飞虱卵的来源无关。 在高氮量稻株上黑肩绿盲蝽种群对褐飞虱卵的瞬时发现率(a)下降导致了功能反应的减弱, 而在相同含氮量稻株上黑肩绿盲蝽种群之间的捕食功能没有明显差异。黑肩绿盲蝽成虫取食水 稻伤流液和褐飞虱蜜露时寿命明显延长,取食高氮稻株的褐飞虱分泌的蜜露对延长黑肩绿盲蝽 雌成虫寿命的作用最大。但是,在高氮稻株上褐飞虱蜜露显著降低黑肩绿盲蝽的捕食能力。这 些结果表明黑肩绿盲蝽对褐飞虱自然控制作用的下降是稻田过量施用氮肥后褐飞虱种群增加的 主要原因之一。     

植物耐虫性的研究方法

本文介绍了植物耐虫性的研究方法,包括植物功能损失指数(耐虫指数)、产量损失率、植株被换害率、存活率、根系体积(受害程度)、植株和害虫干重、叶片叶绿素荧光特性、保护酶活性和主茎伤流液量等生理生化指标以及害虫的种群发展和取食行为等方法,并提出植物耐虫性机理的研究思路和方向.     

云南省昆明地区番茄斑萎病毒核衣壳蛋白和运动蛋白变异分析

为了明确对番茄斑萎病毒(tomato spotted wilt virus,TSWV)免疫的番茄YNAU335自交系表现出TSWV感病症状(抗性被打破)的原因,在排除YNAU335自交系不纯和或混杂其它感病番茄材料的因素外,选取96172I(感病)和YNAU335(抗性被打破)自交系感病植株,进行TSWV核衣壳蛋白(nucleocapsid protein,NP)和运动蛋白(movement protein,MP)基因的RT-PCR检测,并对阳性克隆进行基因测序分析。结果表明:(1)2个自交系中均克隆出TSWV的NP和MP基因,共获得5条NP(登录号:MK628735～MK628739)和3条MP(登录号:MK883723、MK883724和MK887284)多态性基因序列。(2)96172I感病材料中克隆出以上所有基因序列,YNAU335感病材料中克隆出其中的3条NP和1条MP基因序列。(3)对YNAU335中TSWV特有的NP和MP氨基酸突变位点进行分析,结果发现4个特异突变位点可能与打破YNAU335抗性有关,4个突变位点分别为:NP 18位氨基酸G突变为V,36位T突变为I,39位L突变为R,MP 274位E突变为K。(4)系统发育分析显示,5条NP和3条MP与云南省已登记的NP和MP聚类在不同的分支,表明云南省昆明地区TSWV存在丰富的遗传多样性。     

昆虫共生菌的垂直传播

共生菌普遍存在于昆虫体内,它们能够为宿主昆虫提供生长发育所必需的氨基酸、固醇类等营养物质,还能提高昆虫适应高温、寄生虫、病毒等不利环境因素的能力,昆虫则为共生菌提供稳定的生存环境和营养物质,昆虫与共生菌相互依存。多数情况下,共生菌通过垂直传播在宿主代次间进行传播,即共生菌由母代传递给子代。结合最近几年相关研究,本文综述了不同昆虫共生菌的垂直传播模式。除极少数肠道共生菌通过污染卵壳被宿主幼虫取食得以垂直传播外,垂直传播的共生菌多为经卵传播。根据侵染时期的不同,共生菌经卵传播模式多数可分为以下4种：侵染宿主昆虫幼虫中的生殖干细胞、侵染宿主昆虫年轻雌成虫中的生殖干细胞、侵染宿主昆虫雌成虫中的成熟卵母细胞以及侵染宿主昆虫囊胚期胚胎。其中,有些共生菌是以共生菌菌胞整体侵染的方式进入到宿主卵巢。另外,少数肠道共生菌也通过卵巢进行垂直传播,此类共生菌先侵染卵巢侧输卵管并在侧输卵管聚集,待卵排放至侧输卵管时再进入到卵中。在文中,我们也探讨了昆虫共生菌垂直传播过程中的细胞机制和免疫机制,包括共生菌避开宿主免疫反应、共生菌通过内吞作用进入卵巢以及不同共生菌间的协同作用等。     

褐飞虱过氧化物酶基因NlPOD1的克隆、鉴定及功能分析

【目的】探明褐飞虱Nilaparvata lugens过氧化物酶基因NlPOD1的分子特性、表达模式和生物学功能。【方法】基于褐飞虱转录组数据,利用PCR技术克隆获得NlPOD1基因全长cDNA序列;利用生物信息学手段分析其序列特征;通过qRT-PCR技术检测NlPOD1在褐飞虱不同发育时期(卵、1-5龄若虫和初羽化雌雄成虫)和5龄若虫不同组织(头部、脂肪体、血淋巴和肠道)中的表达水平,以及不同微生物(大肠杆菌Escherichia coli、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae)（1×10⁷/mL）注射感染褐飞虱5龄若虫不同时间后的诱导表达模式;利用RNAi技术沉默褐飞虱 5 龄若虫NlPOD1基因,并通过生物测定分析NlPOD1基因沉默和接种金龟子绿僵菌(1×108/mL)后褐飞虱的存活率及致死中时(LT₅₀)。【结果】获得褐飞虱NlPOD1全长 cDNA 序列(GenBank登录号: MZ682107),其开放阅读框长2 049 bp,编码682个氨基酸,含有一个典型的动物亚铁血红素过氧化物酶结构域(An_peroxidasedomain),且N端包含一段由29个氨基酸残基组成的信号肽。系统发育分析表明,NlPOD1与半翅目其他昆虫的POD亲缘关系较近,其中与茶翅蝽Halyomorpha halys POD亲缘关系最近。发育表达谱结果表明,NlPOD1在褐飞虱不同发育阶段均有表达,其中卵期表达量最低,5龄若虫中表达量最高;组织表达谱结果表明,NlPOD1在褐飞虱5龄若虫不同组织中均有表达,且肠道和血淋巴中的表达量显著高于头部和脂肪体中的;微生物诱导表达模式表明,与注射PBS的对照组相比,大肠杆菌诱导48 h内各时间点NlPOD1在褐飞虱5龄若虫中的表达量显著上调,而在金黄色葡萄球菌和金龟子绿僵菌诱导下,NlPOD1表达量均呈现先上调后回稳的态势。RNAi分析结果显示,显微注射dsNlPOD1可显著抑制NlPOD1的表达水平。通过RNAi抑制NlPOD1表达后褐飞虱5龄若虫存活率不变,但注射dsNlPOD1联合金龟子绿僵菌感染对褐飞虱5龄若虫的LT₅₀(4.5 d)显著低于注射dsGFP联合金龟子绿僵菌感染的对照组的LT₅₀(5.4 d),说明沉默NlPOD1后褐飞虱对金龟子绿僵菌侵染的抵御能力显著降低。【结论】NlPOD1在褐飞虱病原防御过程中发挥重要作用,可作为开发RNAi和病原真菌联合介导的褐飞虱防治技术中的一个潜在靶标。