5种湿地植物对土壤重金属的富集转运特征

选择芦苇、水葱、千屈菜、扁秆藨草、长苞香蒲5种湿地植物进行盆栽实验,比较它们对土壤中的5种重金属镉、铬、汞、铅、锌的富集特性,分析重金属在各植物体和土壤中的动态分布,以评价所测植物对土壤中重金属的综合富集能力,为利用植物修复金属污染土壤提供理论依据和技术支持。结果表明:(1)种植湿地植物对土壤重金属的富集效果显著高于无植物对照,且随着处理时间的延长,土壤中重金属镉、铬、汞、铅、锌的含量均呈下降趋势。(2)湿地植物对重金属镉、铬、汞、铅、锌的富集效果差异显著,其中水葱根部对重金属镉的富集系数最大,芦苇根部对重金属铬、汞、铅、锌的富集系数均最大,千屈菜、扁秆藨草和长苞香蒲根部对5种重金属的富集系数均较小;芦苇地上部分对金属镉的富集系数最大,千屈菜地上部分对金属铬、汞、铅的富集系数均最大,水葱地上部分对金属锌的富集系数最大。(3)5种湿地植物对重金属镉、铬、汞、铅、锌的转移系数差异显著,其中扁秆藨草对土壤中镉、铬、铅、锌的转移系数均为最大,对铬和锌的转移系数均大于1,长苞香蒲对铬的转移系数大于1,仅次于扁秆藨草。其他3种植物对5种重金属的转移系数均小于1。研究表明,5种湿地植物对重金属Cd、Cr、Hg、Pb、Zn都有富集和转移的能力,但不同植物对不同重金属的富集效果不同。     

灵武长枣果实维管束韧皮部及周围细胞的超微结构特征

为了探讨灵武长枣果实光合同化物韧皮部卸载和运输的途径,该研究采用透射电镜技术,对不同发育时期灵武长枣果实维管束韧皮部及其周围薄壁细胞的超微结构特征进行了分析。结果表明:筛管/伴胞复合体及其周围韧皮薄壁细胞间在果实膨大前期富含胞间连丝,而韧皮薄壁细胞与周围库细胞以及相邻库细胞间几乎不存在胞间连丝,形成共质体隔离;筛管/伴胞复合体及其与周围薄壁细胞间在果实快速膨大期也存在胞间连丝,但与果实膨大前期相比明显减少;果实着色期,SE/CC复合体及其与周围薄壁细胞间胞间连丝较少,并且出现阻塞现象;果实完熟期,筛管和伴胞之间几乎没有胞间连丝,有的筛管之间有少量胞间连丝,但却出现了阻塞现象,果肉库薄壁细胞与韧皮薄壁细胞间因胞间连丝阻塞现象而形成共质体隔离。综上结果认为,在果实发育的膨大前期阶段,光合同化物以共质体途径经筛分子卸出,卸出后可能以质外体途径进入液泡贮藏与利用;果实快速膨大期,光合同化物的卸出与运输采用共质体和质外体共存的途径;果实着色期和完熟期,光合同化物从筛分子卸出到贮藏薄壁细胞的运输均以质外体途径为主。     

乌拉尔甘草根的结构与皂苷类成分积累关系研究

应用植物解剖学、组织化学定位和植物化学方法,对不同发育阶段的乌拉尔甘草根中的皂苷类成分的积累变化规律进行了研究,为进一步揭示甘草药材质量形成的内在机制并指导优质甘草栽培提供理论依据.结果表明:(1)乌拉尔甘草中皂苷类成分主要存在于根的韧皮薄壁细胞和射线细胞中,韧皮部中皂苷含量高于木质部和根皮,而且根的次生生长与皂苷类成分的积累具有一定的相关性.(2)不同生长年限的乌拉尔甘草根中的总皂苷含量存在差异,3年生甘草根中总皂苷含量高于2年生和1年生甘草根.     

甘草根中甘草酸的免疫组织化学定位研究

应用免疫组织化学定位和HPLC分析方法,对人工种植乌拉尔甘草根中的甘草酸分布和积累变化规律进行分析,以阐明药用甘草根在发育过程中甘草酸的积累变化规律,探讨甘草药材质量形成的内在机制。结果表明:(1)甘草酸主要分布在根的次生韧皮部薄壁细胞和维管射线细胞中,且主要积累在这些细胞的细胞壁上。(2)HPLC分析显示,主根的韧皮部中甘草酸含量最高,其次是木质部,根皮中含量最少。(3)甘草酸在主根中的含量随着生长年限的增加而提高,2、3年生甘草根中甘草酸含量上升较快,3年后甘草酸的含量达到3.66%,超过了国家药典规定的甘草酸含量标准。     

干旱胁迫条件下发菜Ferritin差异表达与基因克隆

发菜(Nostoc flagelliforme)是一种陆生固氮蓝藻,具有强烈的旱生生态适应性.运用双向电泳技术、凝胶图像分析、MALDI-TOF-TOF/MS质谱鉴定和数据库检索,发现发菜Ferritin在干旱胁迫条件下表达量逐渐降低.根据鉴定的Ferritin已知氨基酸序列设计简并性引物克隆该基因,获得了长度为540 bp的DNA,GenBank登陆号为HM854287.序列比较显示该基因具有较高的保守性,蛋白质二级结构主要由α螺旋和随机卷曲构成.RT-PCR分析表明,Ferritin mRNA在干旱胁迫条件下表达量逐渐降低,与Ferritin的表达趋势一致.将Ferritin基因在大肠杆菌中表达,获得符合预期的外源重组蛋白(22.4 kD).实验结果可为进一步研究发菜耐旱的分子机理及探讨发菜对极端干旱环境的适应和保护机制奠定基础.     

盐池荒漠草地拟步甲昆虫群落时间结构和动态

从2009年3月到10月采用巴氏罐诱导法调查了宁夏盐池四墩子6个不同生境中的拟步甲的群落组成以及时间动态,结果表明,本次调查共采集拟步甲昆虫5431只,计10属20种,个体数最多的是弯齿琵甲Blapsfemoralis femoralis Fischer-Waldheim和克小鳖甲Microdera kraatzi kraatzi Reitter,分别占总数的47.30%和40.66%,不同季节的优势种类不同。从时间动态上看,拟步甲物种数和个体数成显著正相关(r=0.887,P=0.003),表现为5月和7—8月2个发生高峰期,且5月最高。从整个景观来看,优势种克小鳖甲的盛发期在5月和7月,弯齿琵甲的盛发期在5月和8月,不同景观样地略有差异。物种-时间对应分析表明,拟步甲成虫发生可以分为春季发生型、春夏发生型、夏季发生型、夏秋发生型和全年发生型5类。5月拟步甲群落多样性和丰富度最高,不同月的拟步甲群落相似性可以聚为3类,由于植被类型和干扰程度的差异,月间拟步甲群落相似性会有所差异。     

基于线粒体COⅡ和Cytb基因序列的8种漠甲系统发育关系

对8种漠甲昆虫线粒体Cytb基因579bp和COⅡ基因585bp的序列片段进行联合分析。结果表明,8种甲虫在长度为1164bp的序列中碱基T,C,A,G的平均含量分别为33.7%,21.2%,33.5和11.6%,A+T平均含量明显高于G+C含量。密码子第三位点A+T含量高达77.2%,而该位点G的平均含量仅为4.0%。序列中碱基替换多发生于第三位点,转换略多于颠换,转换主要以C←T为主,颠换以A←T为主。以土甲族的Eumylada potanini为外群构建的系统发育树表明:漠王和漠甲以很高的置信值聚为一支,二者的关系与Bouchard最新的分类观点相吻合,即漠王族并入漠甲族成为一族;鳖甲族在支序图上另成一支,可视为一个单系群。     

NaCl胁迫下宁夏枸杞光合作用相关基因差异表达分析

宁夏枸杞是著名的耐盐药用植物,该研究通过室内水培试验,利用高通量测序技术和qRT-PCR技术检测了不同浓度NaCl胁迫(0、100、200、300 mmol/L)下宁夏枸杞叶片光合作用相关基因差异表达,并分析了其叶绿素含量、净光合速率、Rubisco活性的变化,以揭示宁夏枸杞在盐胁迫条件下光合机构及光合作用相关基因差异表达规律,为深入解析宁夏枸杞响应盐胁迫的光合机理奠定基础。结果表明：(1)用100、200、300 mmol/L NaCl胁迫处理7 d时宁夏枸杞分别有14、26、55个光合作用相关基因差异表达,且随着NaCl胁迫程度的增加下调表达基因多于上调表达基因。(2)qRT-PCR结果显示,宁夏枸杞的3个光合作用相关基因ATPε、CLH2、Lhcb3的相对表达量均随着NaCl胁迫程度的加深总体呈显著下降的趋势,qRT-PCR验证结果与RNA-seq测序结果基本一致。(3)随着NaCl胁迫程度的增加,宁夏枸杞叶片中的叶绿素a和叶绿素b含量以及净光合速率和Rubisco活性均呈显著下降的趋势,而类胡萝卜素含量变化不显著。研究认为,宁夏枸杞能通过诱导光合作用相关基因的差异表达来调控叶片...     

基于转录组测序的宁夏枸杞不同品种果实活性成分合成差异表达基因分析

为探究不同品种宁夏枸杞果实活性成分生物合成相关基因的表达水平,筛选关键差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),揭示宁夏枸杞品种间活性成分含量差异的分子机制,本研究采用Illumina NovaSeq 6000高通量测序技术,对宁夏枸杞‘宁杞1号’和‘宁杞7号’青果期、转色期及成熟期果实进行转录组测序,比较2个品种果实不同发育期相关基因表达谱的变化。结果显示:转录组测序共获得811818178条clean reads,有121.76 Gb有效数据。‘宁杞1号’和‘宁杞7号’在青果期、转色期和成熟期差异表达基因分别有2827、2552和2311个;分别有2153、2050和1825个差异基因在基因本体论(gene ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析和同源蛋白簇(clusters of orthologous groups of proteins,KOG)分析等6个数据库中被成功注释。青果期、转色期和成熟期果实的差异表达基因,在GO数据库分别有1307、865和624个被富集到生物学过程、细胞组分及分子功能3个部分中;KEGG通路富集结果均集中在代谢途径、次生代谢物生物合成和植物-病原互作过程;在KOG数据库,3个发育期分别注释了1775、1751和1541个差异表达基因。对注释的基因进行PubMed数据库检索,在青果期、转色期和成熟期分别筛选到与枸杞活性成分合成相关的差异表达基因18、26和24个,这些基因主要参与类胡萝卜素、类黄酮、萜类、生物碱和维生素等代谢途径。选取7个差异表达基因进行RT-qPCR验证,结果与转录组测序数据表达趋势一致。本研究从转录水平为不同品种宁夏枸杞活性成分含量差异提供了初步证据,为进一步挖掘枸杞活性成分生物合成的关键基因及解析其表达调控机制提供了研究基础。     

吸水和干燥条件下发菜核糖体代谢差异表达基因分析

为解析发菜吸水和干燥条件下的基因差异表达规律以及发菜适应“干 湿”水分节律调控机制,该研究以充分吸水发菜藻体为对照组,干燥状态下的发菜藻体为处理组,采用高通量Illumina HiSeq PE150测序平台结合生物信息学分析方法对发菜吸水和干燥条件下的差异表达基因进行分析。结果显示：(1)发菜吸水和干燥条件下共鉴定到差异表达基因3 383个,其中显著上调和显著下调表达的基因数分别为1 767个和1 616个。(2)GO功能富集分析发现,在吸水和干燥条件下发菜差异表达基因主要富集在蛋白质合成与代谢等相关途径中;KEGG显著性富集分析发现,吸水和干燥条件下发菜有46个差异表达基因被显著富集到核糖体代谢途径,且均为显著上调表达,这些基因可能参与发菜对干旱胁迫的响应。(3)随机挑选6个被显著富集到核糖体代谢途径的基因进行qRT PCR分析发现,其基因相对表达量与转录组测序结果一致。研究表明,发菜在干燥条件下可能通过激活核糖体代谢特定基因表达帮助抗旱相关的蛋白质的合成和正确折叠、并参与渗透调节等重要生理活动进而调控其适应干燥环境条件。