武汉梅花炭疽病病菌的多样性研究

炭疽病是梅花（Prunus mume）栽培中的重要病害,对梅花的栽培构成严重威胁。本研究从武汉发病的梅花叶片样品上分离、获得了170个炭疽病菌菌株,它们在形态特征、致病性、分子遗传水平等方面都表现出较大的差异。按菌落形态、色素分泌、拟菌核产生、分生孢子及孢子梗形态和大小等形态特征将梅树炭疽病菌分为7种类型,其中Ⅵ型和Ⅶ型菌株在PDA培养基上可以连续产生大量的有性后代。7种类型的菌株只能侵染梅花、樱树、梨树、苹果、桃树、杏树等蔷薇科园艺植物,并且存在着明显的致病力分化,但不侵染吉祥草、柑桔、大叶黄杨、豇豆、紫荆、高粱等供试的其它科植物。依据致病力可将梅树炭疽病菌分为强、中、弱3类。ITS序列表明它们均属于胶孢炭疽（Colletotrichum gloeosporioides）。对其中7种类型36个梅树炭疽病菌菌株的进行了RAPD聚类分析,在55%相似水平上,供试菌株可以分为3组,所聚类群与形态学类型和致病力分化所形成的强、中、弱3类没有明显的相关性。表明梅花炭疽病菌菌株间存在丰富的遗传多样性。     

组蛋白修饰调控植物对胁迫的记忆与警备抗性的研究进展

植物扎根土壤,面对不利的环境胁迫无法逃避。然而,植物已经进化出对环境胁迫的记忆(stress memory)与警备抗性(或防御警备defense priming)等机制适应环境。环境胁迫在短时间内无法改变植物的DNA碱基序列,因此表观遗传被认为是植物对环境胁迫产生记忆和产生防御警备的主要机制,而组蛋白修饰被认为是最重要的机制,为胁迫记忆提供了可能。本文综述了非生物和生物胁迫下植物分别以胁迫记忆和防御警备机制为主导的组蛋白修饰参与抵御不良环境的最新进展,并提出该研究领域存在的问题和今后研究的重点与方向。深入探究组蛋白修饰与植物适应环境胁迫的关系,可为提高植物抗性、植物表型塑造、器官再生和作物改良等方面提供理论和技术指导。     

miR-124a在胰腺发育及疾病中的作用

microRNA(miRNA)是一类长度为18~25个核苷酸非编码小分子RNA,广泛存在于真核生物中并高度保守,主要参与基因转录后调控。miR-124a在中枢神经系统和胰腺中含量最为丰富,在其他器官中的表达量约低100倍。近年研究显示,miR-124a参与胰腺发育、生理及病理多种过程的调节,包括:(1)通过阻断TGFβ途径诱导人胎盘间充质干细胞向胰腺祖细胞方向分化(2)靶向调控Foxa2、iGluR等与胰岛激素分泌相关的重要转录因子,介导胰岛激素的释放(3)通过与下游靶基因Rac1的相互作用在胰腺癌细胞生长,侵袭和转移中起关键作用(4)通过调控CHSY1及其下游靶点CASP1的表达水平参与慢性胰腺炎CP的发生等。研究miR-124a对于深入了解胰腺发生及疾病机理及其治疗具有重要意义。     

柳毒蛾繁殖生物学的初步观察

【目的】为了明确柳毒蛾Leucoma salicis(Linnaeus)交配的日节律高峰,温度和不同交配持续时间处理对成虫寿命、产卵量和孵化率等繁殖生物学的影响。【方法】将新羽化的柳毒蛾成虫置于养虫笼中,观察交配的日节律高峰,并统计不同温度和不同交配持续时间处理下的成虫寿命、产卵量和孵化率。【结果】成虫在羽化当晚的后半夜凌晨开始交尾,次日晚上开始产卵。成虫交配集中在羽化翌日凌晨3:00—5:00之间,高峰为4:00。产卵高峰都出现在2日龄成虫,但是,25℃下成虫交配持续时间(9.2 h)显著短于28℃(11.8 h)。交配持续时间为30、60和300 min的处理,雌成虫平均寿命显著长于对照(对照9.2 h),雄虫仅60 min的处理显著长于对照。同时,极短的交配持续时间(30 min)显著降低雌虫的产卵量和孵化率。【结论】试验明确了成虫交配的日节律高峰,在适宜的温度范围内(25~28℃),雌雄成虫的寿命、单雌总产卵量无显著差异,交配持续时间明显影响成虫寿命、产卵量和卵孵化率。     

气候变暖对麦蚜的影响

麦蚜是体型小、生活周期短的变温动物,对环境温度尤其是高温的变化十分敏感。气候变暖导致的温度升高是影响麦蚜最直接和最重要的因子。本文综述了国内外有关气候变暖对麦蚜影响的野外观测、预测模型及模拟试验的研究进展。气候变暖将导致麦蚜的主要分布和为害区向高纬度地区转移;气候变暖增加了生长季的有效积温,导致麦蚜始见期、迁飞期、盛虫期等物候发生期提前;温度升高提高了麦蚜的越冬存活率,使温带地区春夏季种群数量增加;处于不同营养级的物种对温度变化的敏感性不尽相同,气候变暖可能影响麦类作物-麦蚜-天敌昆虫多营养级系统的种间互作。麦蚜的耐热性较差,气候变暖导致的高温幅度增加、持续时间延长、夜间最低温升高、极端高温幅度和频率增加等典型特征对其有深刻影响。高温的幅度、持续时间对麦蚜的存活和繁殖有显著的抑制作用;夜间变暖导致麦蚜存活线性下降,进一步恶化了日间高温对蚜虫的不利影响;极端高温事件的幅度和频率影响麦蚜的种群增长参数,不同种类麦蚜对极端高温事件的非对称响应改变了麦蚜种间的相对适合度、时间和空间上的群落结构和物种间的相对优势度。麦蚜可通过爬行和跌落等行为来缓解气候变暖造成的高温胁迫,在研究气候变暖对麦蚜影响的同时,应充分考虑麦蚜对气候变暖的适应和缓冲能力。如何人工模拟气候变暖趋势下温度的变化模式,精巧设计试验反映气候变暖主要特征,开展接近自然界变化的温度模式对麦蚜的影响和麦蚜对环境改变的适应性响应研究,将是未来该领域的主要研究方向。     

亚热带不同林分土壤氨氧化菌群落特征

为揭示亚热带不同森林类型对土壤氨氧化菌群落特征的影响,采用荧光定量PCR以及PCR-DGGE技术研究了阔叶林、杉木林、马尾松林和毛竹林土壤氨氧化古菌和细菌丰度及古菌群落结构特征.结果表明:不同林分土壤中氨氧化古菌数量(1.62×106~1.88×107个·g-1干土)高于相应土壤中的氨氧化细菌(2.41×105~4.36×105个·g-1干土);毛竹林土壤氨氧化古菌数量显著高于杉木林,而后者又显著高于阔叶林和马尾松林,但氨氧化细菌数量在不同林分之间没有显著差异.DGGE图谱分析表明,不同林分土壤中氨氧化古菌的物种有所差异,且毛竹林和杉木林土壤古菌群落结构迥异.氨氧化古菌在亚热带主要林分土壤中表现出明显优势,且除植被类型外,土壤速效钾、pH和有机质是引起土壤氨氧化古菌群落结构及多样性变异的主要因素.     

山核桃林集约经营过程中土壤有机碳和微生物功能多样性的变化

研究集约经营时间为5、10、15、20 a山核桃林的土壤有机碳和微生物功能多样性的演变规律.结果表明: 天然混交林改造为山核桃纯林并经强度经营后,林地土壤有机碳(TOC)、微生物生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(WSOC)含量显著下降,但有机碳库的稳定性增强.与天然山核桃 阔叶混交林(0 a)相比,经过5 a的强度经营,TOC、MBC、WSOC含量分别下降28.4%、34.1%和53.3%,20 a后分别下降38.6%、48.9%和64.1%,土壤有机碳组分中的芳香碳、酚基碳和羰基碳比例提高,芳香度提高了23.0%.山核桃的强度经营降低了土壤微生物功能多样性,0、5 a与10、15、20 a土壤微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)值差异显著,Shannon指数(H)和均匀度指数(E)在0、5 a与15、20 a间差异显著.林地土壤TOC、WSOC、MBC、AWCD、H和E等6个指标两两之间均显著相关.     

棉铃虫温度依赖的生长发育及雌性先熟现象

在昆虫中,雄虫先于雌虫羽化,称为雄虫先熟现象,而雌虫先于雄虫羽化,称为雌虫先熟现象。前者最为普遍,后者报道较少。本试验在20、22和25℃下对棉铃虫Helicoverpa armigera（Hilbner）的生长发育进行了详细的研究。结果显示发育历期随温度的升高而缩短,雌雄间发育历期有着显著的差异,各个温度下雌虫均比雄虫先羽化,表明棉铃虫属于雌性先熟种类,而这种差异主要是由于雌虫的蛹期较短所致。幼虫发育历期与蛹重呈显著的正相关性。     

生物转化法制备L-天冬酰胺

探索生物转化法制备L-天冬酰胺的技术与工艺。通过分子生物学方法,克隆来源于大肠杆菌(Escherichia coli, E.coli)JM109的天冬酰胺合成酶A基因asnA,并于E. coli BL21(DE3)中表达,利用构建的E.coli基因工程菌E.coli BL21(DE3)/pET28a(+)-asnA全细胞高密度催化L-天冬氨酸生产L-天冬酰胺,以PITC柱前衍生-高效液相检测底物和产物。表达的蛋白质分子质量约为37kDa,与预期大小相符,比酶活力为1786.6U/g。L-天冬氨酸转化率为95.8%,L-天冬酰胺产量可达126.5g/L,生产速率为15.81g/(L·h)。结果表明,已成功构建高效表达天冬酰胺合成酶A基因工程菌株,并用于催化L-天冬氨酸转化生产L-天冬酰胺,解决了L-天冬酰胺生物转化生产工艺中ATP成本过高的难题,为L-天冬酰胺制备提供新的绿色途径。     

轻型栽培技术对稻田潜杂草群落多样性的影响

为明确轻型栽培技术对稻田潜杂草群落多样性的影响,研究了旱直播、水直播、抛秧、机插秧、麦套稻5种轻型栽培稻作模式及传统手插秧模式下稻田杂草种子库的数量特征.结果表明：旱直播稻田种子库密度显著高于其他模式,达228416粒·m^-2,麦套稻模式其次.另外,旱直播稻田莎草类杂草与麦套稻稻田阔叶类杂草种子密度显著高于其他模式的各类杂草种子.传统手插秧稻田具有最高的物种丰富度,Margalef指数达1.86; 麦套稻与水直播模式中,Shannon-Wiener指数、Gini指数、Pielou群落均匀度指数明显高于旱直播和机插秧等模式.与传统手插秧相比,各轻型栽培稻作模式具有不同的潜杂草群落优势种.为防治稻田杂草的持续危害,应轮流实施不同轻型栽培稻作模式.