过表达VHA-c1基因对拟南芥根长及ABA与糖响应的影响

为初步探讨液泡H+-ATPase c亚基基因(VHA-c1)在植物生长发育及信号转导中的作用,该实验构建了拟南芥VHA-c1的过表达载体,转化并获得转基因拟南芥纯合株系,通过半定量RT-PCR技术分析了VHA-c1的表达量,然后对其进行暗培养、ABA和糖处理。结果显示:(1)该实验获得7个T2代转基因纯系,其mRNA表达水平均高于野生型,表明过表达载体的构建是有效的。(2)黑暗条件下,6个拟南芥VHA-c1过表达纯合株系的根长变短。(3)光照条件下,4个转基因株系主根伸长和子叶的展开以及7个转基因株系的种子萌发对ABA的抑制不敏感。(4)分别有5个和4个转基因株系的种子萌发对葡萄糖和蔗糖的抑制不敏感。推测VHA-c1可能参与了ABA和糖介导的信号转导途径,并可能影响了拟南芥根细胞的扩展。     

含好氧不产氧光合基因簇和Xanthorhodopsin-like基因的Sphingomonas sp. MIM37：基因组及光促生长分析

【目的】菌株MIM37为具有两种光能利用途径的光合异养细菌,分析其基因组和光照对生长的影响,为理解光能利用途径、光营养生物多样性以及光合作用的进化和功能等提供线索。【方法】采用平板涂布划线法分离菌株,结合形态观察及16S rRNA基因和光合基因序列同源性与系统发育分析进行初步分类鉴定;以分光光度法和荧光显微观察法测定光照和黑暗培养下培养液细胞浓度和单细胞体积;构建片段长度为300?500 bp的Illumina PE文库,以Illumina Hiseq2000进行基因组测序,以SOAPdenovo和GapCloser组装序列,以RAST在线软件注释基因组。【结果】从内蒙古腾格里沙漠天鹅湖表层水中分离获得一株细菌MIM37,经16S rRNA基因、pufM和视紫质基因同源性和系统发育分析均显示其与Sphingomonas属亲缘关系最为密切;相对黑暗培养,光照刺激下的最大细胞浓度和单细胞体积大小分别提高了1.2和5.6倍;基因组注释显示MIM37代谢途径多样,含典型好氧菌的呼吸电子传递链,具有完整的好氧不产氧细菌的光合基因簇及xanthorhodopsin-like视紫质蛋白基因,合成铁载体,还原重金属,降解微囊藻毒素和多环芳烃类等。【结论】MIM37属于Sphingomonas属,具有两种光能利用途径,光照可明显促进其生长,多样的代谢模式可能使其在自然环境中极具竞争力、分布广泛并具有应用于修复环境污染的潜力。     

两株低温沼气产酸细菌的分离鉴定及产酸特性

摘要:【目的】分离筛选低温沼气产酸细菌并研究其发酵特性。【方法】利用筛选培养基分离产酸细菌;通过形态学观察、16S rRNA进行鉴定;利用糖发酵、淀粉水解、明胶液化、过氧化氢酶等实验考察发酵特性;采用气相色谱法测定挥发性脂肪酸(Volatile fatty acid,VFA),对菌株的产酸特性进行研究。【结果】从霍林河市户用沼液中分离出两株在4 ℃产酸较高的菌株FJ-8和FJ-15,经16S rRNA系统发育树分析分别属于Pseudomonas sp．和Shewanella sp.。两株菌均能够水解淀粉、液化明胶,且过氧化氢酶反应均呈阳性。它们最适的产酸温度分别是15 ℃和20 ℃,在4 ℃液体发酵10 d后所产总VFAs分别为2593 mg/L和2687 mg/L。其中乙酸含量分别为792 mg/L和966 mg/L。另外,相同条件下5 L模拟发酵结果显示处理组(添加所筛两株菌混合发酵液)的周产气量比对照组高出59%。【结论】分离出的两株产酸细菌FJ-8和FJ-15在低温条件下具有较好的产酸性能,在提高低温条件下沼气产气量方面具有很强的应用前景。     

中间锦鸡儿CiCHIL克隆及其黄酮代谢功能研究

植物的次生代谢产物能够为植物的果实和花着色、有助于种子的形成、花粉的传播、适应外界逆境及防御害虫的攻击。苯丙烷代谢途径是植物中一个重要的次生代谢途径,苯丙烷代谢通路上有几条主要的分支,分支下游产生了上千种化合物。查耳酮异构酶（chalcone isomerase,CHI）是苯丙烷通路上的一个关键酶,催化查耳酮到黄烷酮的反应,主要作用是帮助底物进行正确的分子内环化反应,生成的黄烷酮类化合物成为苯丙烷代谢途径下游产物的底物。从中间锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中克隆得到一个CHI基因家族成员,序列分析和系统进化分析表明,该基因属于CHIL基因亚家族成员,命名为CiCHIL。实时荧光定量PCR检测发现,该基因受UV-B诱导且过表达CiCHIL具有较强的抵御紫外胁迫的能力。对过表达株系进行RNA和蛋白质水平的检测,对挑选出来的过表达株系进行总黄酮含量检测,发现过表达株系总黄酮含量显著高于野生型。     

中间锦鸡儿DHN1基因克隆及表达分析

脱水素(DHNs, dehydrins)是LEA II亚家族蛋白,在种子发育后期大量积累,并受不同逆境胁迫处理诱导表达。在中间锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中筛选到了一段 DHN1 序列,利用RACE技术克隆获得基因全长序列。序列比对分析表明, CiDHN1 具有开放阅读框891bp,起始密码子为ATG,终止密码子为TAG,编码297个氨基酸,含有5个Y片段和一个K片段,与CiDHN1相似性最高的为山茱萸科主教红端木(Cornus sericea),相似性为39%。系统进化分析显示CiDHN1单独聚为一支,推测该蛋白为新的功能未知蛋白。亚细胞定位结果表明CiDHN1定位在细胞质、质膜和细胞核。荧光定量PCR结果显示 CiDHN1 的表达受冷、脱水和NaCl等非生物胁迫的诱导。 CiDHN1 过量表达拟南芥后,其中表达量最强的株系对200 mmol/L的NaCl处理较为敏感。CiDHN1在中间锦鸡儿抵抗逆境胁迫中的功能有待于进一步研究。     

中间锦鸡儿CiABR17基因的克隆及表达分析

该研究采用blastn比对方法,从中间锦鸡儿干旱胁迫抑制消减杂交文库筛选出ABA响应蛋白17基因(ABR17)的EST序列。RACE扩增得到cDNA序列594bp,其中ORF为471bp,编码157个氨基酸,预测蛋白质分子量为16.44kD,等电点为4.93,平均疏水指数为-0.126,是一种亲水蛋白。实时荧光定量PCR检测发现,中间锦鸡儿CiABR17基因在脱水、NaCl和热胁迫下均有不同程度表达,说明CiABR17基因与中间锦鸡儿响应逆境胁迫有关;过表达CiABR17拟南芥株系的鲜重、干重和莲座直径均极显著高于野生型株系。     

异源表达CiRS基因通过生成白藜芦醇增强拟南芥的抗氧化能力

白藜芦醇是一种具有多种医疗保健作用的植物芪类次生代谢产物,在农业、医药、食品和化妆品等领域受到广泛的关注。白藜芦醇合酶是白藜芦醇生物合成中唯一必需的关键酶,决定植物体内白藜芦醇的合成。将中间锦鸡儿中克隆到的CiRS基因(Gen Bank登录号MF678590)转入野生型拟南芥,实验结果显示:野生型的总黄酮含量明显高于转基因株系。HPLC测得转基因拟南芥中有白藜芦醇的生成,并且含量最高达335μg/g FW。紫外照射处理后转基因植物中丙二醛的积累量明显少于野生型。转基因植物提取物DPPH自由基清除能力均高于野生型。这些结果表明,中间锦鸡儿CiRS基因异源表达后利用与黄酮类物质的共同底物合成了白藜芦醇,使得转基因植物的抗氧化性增强。     

乌梁素海浮游细菌群落结构及其对富营养化因子的响应

【目的】揭示乌梁素海浮游细菌的群落结构及其对富营养化环境因子的响应,认识乌梁素海浮游细菌多样性,以丰富微生物与富营养化关系的理论。【方法】提取水体浮游细菌总DNA,利用细菌通用引物对63F/1387R进行PCR扩增,构建小口、沙尖北和红圪卜3个湖区16S rRNA基因克隆文库;以典型对应分析(CCA)方法解析浮游细菌群落结构对环境因子的响应。【结果】各湖区中富营养化程度最重的红圪卜位点细菌多样性、丰富度及均匀度最高,而富营养化程度最轻的小口位点细菌多样性、丰富度及均匀度最低。Proteobacteria、Bacteroidetes和Actinobacteria为水体中优势类群。α-、γ-、δ-Proteobacteria,Actinobacteria及Bacteroidetes等菌群丰度随着水体的富营养化程度改变而有显著的变化。各湖区皆存在许多可能具有污染物降解及驱动生源要素循环能力的细菌类群。CCA分析表明TN、NH4+、NO3-和COD等水体指标对浮游细菌群落结构组成的影响较大。此外,乌梁素海水体内未知细菌类群很多;且不同于一般淡水生态系统,乌梁素海中存在9.6%的轻度嗜盐碱性细菌。【结论】乌梁素海水体中浮游细菌多样性较高,细菌群落结构复杂、其类群组成与富营养化因子紧密相关。     

外源蛋白表达系统及利用植物表达外源蛋白的特点与优势

比较了大肠杆菌,酵母,昆虫细胞/杆状病毒,哺乳动物细胞,动物乳腺以及植物等不同受体作为外源蛋白表达系统的优缺点。论述了植物外源蛋白表达系统的特点,阐述利用植物生产外源蛋白的潜在优势。     

柠条锦鸡儿香豆酸-3-羟化酶基因克隆及其功能初步研究

香豆酸-3-羟化酶(Coumarate 3-Hydroxylase,C3H)是木质素生物合成途径中的关键酶之一.以柠条锦鸡儿为材料,利用RACE技术克隆了C3H基因.对柠条锦鸡儿C3H基因的gDNA和cDNA全长分析显示该基因具有3个外显子,2个内含子,编码框长度为1530bp,编码509个氨基酸.预测该基因编码蛋白的等电点位7.67,分子量约57.61 kDa.氨基酸序列分析显示具有一个保守的P450结构域.系统进化分析表明该蛋白与大豆C3H具有最高的同源性,将该基因命名为CkC3H,GeneBank登录号为HQ829858.构建了35S启动子驱动的CkC3H基因植物表达载体,互补拟南芥C3H(CYP98A3)基因突变体ref8,转基因植物表型得以部分恢复.这些结果说明柠条锦鸡儿CkC3H与拟南芥C3H至少具有部分相同的功能.