Dynamics and regulations of ecosystem light use efficiency in a broad-leaved Korean pine mixed forest,Changbai Mountain

Aims Ecosystem light use efficiency (LUE) reflects the ability of CO₂ uptake and light utilization via photosynthesis, which is a key parameter in ecosystem models to evaluate ecosystem productivity. The objectives of this study were to: (1) compare the differences of LUE derived from different methods; (2) elucidate the seasonal dynamics of LUE and its regulatory factors; and (3) evaluate the maximum LUE (LUE_max) and its variability based on eddy-covariance (EC) flux.Methods Using the flux data from an EC tower during 2003-2005 at a broad-leaved Korean pine (Pinus koraiensis) mixed forest, Changbai Mountain, two types of LUE indicators were generated from: 1) the apparent quantum yield (ε) estimated with rectangular hyperbolic curve, and 2) the ecological light use efficiency (LUE_eco) calculated as the ratio between gross ecosystem productivity (GEP) and photosynthetically-active radiation (Q).Important findings The seasonal variation of ε and LUE_eco appeared a unimodal pattern within a year, with the variations significantly dominated by soil surface temperature and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). A positive correlation between GEP and LUE was found for both ε and LUE_eco, with the effect of Q on LUE relatively weak. The increase in diffusion radiation appeared favorable for enhanced LUE. Generally, there was a significant positive relationship between ε and LUE_eco, while ε was higher than LUE_eco, especially during the mid-season. The annual maximum value of ε and LUE_eco was (0.087 ± 0.003) and (0.040 ± 0.002) μmol CO₂·μmol photon^-1 over the three years, respectively. The interannual variability of LUE_max for ε and LUE_eco was 4.17% and 4.25%, respectively, with a maximum difference of >8%, likely resulted from considerable uncertainty in model simulations. Our results indicated that the inversion and optimization of maximum LUE should be taken seriously in the application of LUE models.     

大鹅观草与蛇河披碱草属间杂种的细胞遗传学研究

为探讨大鹅观草(Roegneria grandis,2n=4x=28)的染色体组组成,为其正确的分类处理提供细胞学依据。该研究通过人工远缘杂交,成功获得3株大鹅观草与蛇河披碱草(Elymus wawawaiensis,2n=4x=28)属间杂种F1植株。杂种植株形态介于两亲本之间,不育。亲本及杂种经I2-IK溶液染色后进行花粉育性检测,结果显示Roegneria grandis和Elymus wawawaiensis的花粉可育,育性高达94.6%和90.5%;杂种F1不育。花粉母细胞减数分裂中期I染色体配对结果显示,亲本花粉母细胞配对正常,均形成14个二价体,以环状二价体为主,Roegneria grandis有频率很低(0.04/细胞)的单价体出现;杂种F1平均每个花粉母细胞形成6.46个二价体,变化范围为5~8;在观察的83个花粉母细胞中,有35.2%的花粉母细胞形成了7个二价体,形成6个二价体的细胞占42.59%,较少细胞形成8个二价体;平均每个细胞形成14.66个单价体,变化范围为10~18;平均每细胞观察到0.14个三价体;杂种花粉母细胞染色体构型为14.66 I+6.46 II+0.14 III;平均每细胞交叉数为9.83,C值为0.35。结果表明:(1)R.grandis与Elymus wawawaiensis有一组染色体组同源的St染色体组,另外一组染色体组不是St或者H染色体组,Roegneria grandis的染色体组组成不是St Stg;(2)较低频率的三价体(平均0.14个/细胞),可能是由于R.grandis的St和Y染色体组间具有一定的同源性,也可能是染色体易位等原因导致,对于Y染色体组的起源还需深入地研究;(3)在不同地理来源的披碱草属和鹅观草属物种中St染色体组同源性不同,R.grandis与来自于北美的Elymus lanceolatus与E.wawawaiensis的St染色体组较与分布于亚洲的E.sibiricus和E.caninus的St染色体组同源性反而更高,其原因还需要进一步地研究。     

携带HIV-1抗原的单纯疱疹病毒载体疫苗的构建及鉴定

利用细菌人工染色体技术将串联的HIV-1 gp160、gag和protease基因以及表达元件插入1型单纯疱疹病毒(Herpes simplex virus type 1,HSV-1)内部反向重复序列区,以获得携带HIV-1抗原的单纯疱疹病毒载体疫苗。首先将HIV-1 gp160(B型和C型)、gag和protease基因串联克隆入pc DNA3获得重组质粒pc DNA/g Bgp和pc DNA/g Cgp,重组质粒转染293FT细胞,Western blotting检测HIV抗原表达。继而将pc DNA/g Bgp和pc DNA/g Cgp中包括HIV-1抗原基因和表达元件的表达框克隆入p KO5/BN获得重组穿梭质粒p KO5/BN/g Bgp和p KO5/BN/g Cgp,穿梭质粒电转含BAC-HSV的大肠杆菌,筛选重组菌,提取重组DNA并转染Vero细胞,挑取病毒蚀斑纯化重组病毒,Southern blotting鉴定重组病毒DNA,Western blotting检测重组病毒感染细胞中HIV抗原表达,并分析病毒的增殖特性。结果表明,Western blotting在pc DNA/g Bgp和pc DNA/g Cgp转染的293FT细胞中检测到表达的gp160和gag蛋白。p KO5/BN/g Bgp和p KO5/BN/g Cgp分别电转获得重组菌,并从重组DNA转染的Vero细胞中纯化获得重组HSV,Southern blotting检测表明重组HSV基因组发生特异性重组,重组病毒感染细胞中检测到gp120和gp41,且重组HSV保留了在哺乳动物细胞中的复制能力。本研究获得携载HIV-1 gp160、gag和protease基因的重组HSV,并保留了在哺乳动物细胞中的复制能力,可作为HIV-1复制型病毒载体疫苗。     

成骨不全及其分子机制

成骨不全作为罕见性遗传性结缔组织疾病,具有临床异质性与遗传异质性,迄今已经分为15个亚型.有常染色体显性遗传与常染色体隐性遗传两种遗传方式.常染色体显性遗传以Ⅰ型胶原蛋白结构基因COL1A1、COL1A2突变为主.非Ⅰ型胶原蛋白突变的常染色体隐性遗传的成骨不全患者数量少,但致病基因种类多,涉及到胶原合成后异常修饰,胶原蛋白分子伴侣及羧基端前肽剪切酶缺陷、成骨细胞与破骨细胞分化及转录因子异常、钙离子通道与Wnt信号通路分子等诸多方面.致病基因及其机制的研究,对于成骨不全的基因确诊及个体化药物治疗意义重大.     

马铃薯杂种无性株系的SSR鉴定及花粉育性和染色体构型分析

为明确马铃薯‘MB09’ב陇薯7号’杂种F1无性株系在DNA和细胞遗传学水平上的差异,该试验以亲本材料为对照,利用SSR分子标记技术对其20个优良无性株系(F1无性系一代)的DNA指纹特征进行分析,并采用常规制片镜检方法对已选出的8个杂种优良株系(F1无性系二代)的花粉育性及花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)的染色体配对构型进行了研究,为马铃薯杂交新品系选育提供分子细胞遗传学依据。结果显示:(1)试验共筛选出2对SSR特异引物C57和S25,通过PCR扩增建立了能识别出这20个杂种株系及其双亲的SSR指纹图。(2)杂种优异株系F1-1、F1-2、F1-7、F1-11、F1-13、F1-14、F1-15和F1-20的花粉可育率变幅为36.73%~87.08%,并以株系F1-7最高(87.08%),而且显著超过高亲(83.33%),说明各优良株系花粉育性有一定差异。(3)对8个优异株系花粉母细胞的PMCMⅠ观察发现,各优良株系的染色体配对构型明显不同,均包括单价体、二价体、三价体和四价体4类,其中二价体构型的比例最高,其介于49.13%~82.91%之间,其中以株系F1-7的二价体比例最高(82.91%)。该研究明确了20个马铃薯杂种优良株系的SSR指纹特征和8个优异株系的花粉育性及染色体配对构型差异。     

岱衢洋大黄鱼染色体核型分析

为补充岱衢洋海域产大黄鱼(Pseudosciaena crocea)的细胞遗传学数据,采用植物血球凝集素(8~10μg/g)及秋水仙素(1~2μg/g)活体腹腔注射培养,头肾细胞制片、空气干燥法制作染色体标本,显微观察象山港网箱养殖的岱衢洋产大黄鱼的染色体核型,用Micromeasure3.3软件测量染色体相对长度与臂比。结果显示,岱衢洋大黄鱼二倍体染色体数目为48,核型公式为2n=24st+24t,NF=48,染色体相对长度最长为5.53,最短为2.60,未发现异型染色体和随体。本研究的岱衢洋产大黄鱼染色体核型与以往报道的大黄鱼核型存在差异。     

害虫遗传防治的研究历史与现状

作为防治或根除重大害虫最为有效的手段之一,害虫遗传防治在世界范围内被广泛采用并取得了巨大成功。本文综述了不育昆虫技术、雌性致死系统和昆虫显性致死技术等经典害虫遗传防治策略的发展历史、技术特点和应用情况。近年来,许多新的分子生物手段被不断提出并整合到害虫遗传防治策略中,包括归巢核酸内切酶基因、锌指核酸酶、转录激活因子样效应因子核酸酶、CRISPR/Cas9系统、Medea元件、Killer-Rescue系统、Wolbachia-细胞质不亲和性系统等。基于这些新的工具手段,许多国家已经在不同程度上启动了下一代害虫遗传防治项目。而我国在该领域的研究相对薄弱,需要在借鉴国外成功经验的同时,进一步加强害虫遗传防治的基础和应用研究,从而实现本地有害生物的可持续治理和外来入侵生物的有效狙击,确保我国未来的粮食和生态安全。     

利用与PKD1紧密连锁的微卫星多态性对黑龙江省汉族人群进行ADPKD的症前诊断

目的：利用与PKD1紧密连锁的微卫星的多态性对黑龙江省汉族人群常染色体显性遗传性多裳肾病（autosomal dominant polycystic diseaseADPKD）家系成员进行症状前诊断。方法：扩增PKD1基因内部（KG8）及基因两侧（AC2．5、CW4）共三个微卫星遗传标记,并采用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行检测,银染,最后进行家系连锁分析。结果：家系1中一名男孩携带了PKD1突变基因,处于发病前期。结论：通过连锁分析ADPKD进行连锁分析能高效、快捷、准确地进行早期诊断.     

云南塔拉种子形态变异的初步研究

通过对78个单株种子的长、宽、厚、重和胶含量进行分析,变异较大的是种子重,其次是种子厚;种子长和重、重和厚、厚和胶占比例、长和厚之间存在极显著的正相关,相关系数为0.786、0.655、0.469、0.334;宽和厚之间存在极显著的负相关,相关系数为-0.337;宽和重、重和胶占比例之间存在显著的正相关,相关系数分别为0.280和0.227,其余之间存在一定的相关性,但均差异不显著。将各单株按照产地进行归类后的性状进行方差分析,除塔拉胶含量不显著外,其余均存在显著性差异。但这些差异60%以上来源于单株间而不是产地间。     

崇明水仙根尖体细胞染色体的观察和核型分析

以崇明水仙(Narcissus tazetta L.var.chinensis Roem.)根尖体细胞为实验材料,对适宜于崇明水仙细胞学研究的前处理液和前处理时间进行了筛选,在此基础上,应用根尖压片法对重瓣花型和单瓣花型崇明水仙体细胞染色体数、核型及倍性进行了比较分析.结果显示:适宜的前处理液是对二氯苯饱和溶液,适宜的前处理时间为12 h.重瓣花型和单瓣花型崇明水仙的染色体核型差异较小,相同点为:不对称二型核型,染色体基数x=10,三倍体,体细胞染色体数2n=3x=30,第7号染色体的短臂具随体,核型均属于"3B"型,臂比大于2的染色体比率为90%.不同点为:重瓣花型的第7号和第8号染色体分别为sm和st型,单瓣花型的第7号和第8号染色体分别为st和sm型;前者的核型不对称系数(76.48%)略小于后者(76.71%);前者的相对长度系数为12L+6M2+12S,后者的相对长度系数为12L+3M1+3M2+12S;前者的最长染色体与最短染色体长度的比值(3.10)略小于后者(3.19).重瓣花型的核型公式为2n=3x=30=15st+15sm(3SAT),单瓣花型的核型公式为2n=3x=30=15st(3SAT)+15sm,崇明水仙根尖体细胞染色体的平均核型公式为2n=3x=30=15st(3SAT)+15sm.根据研究结果初步推测崇明水仙为节段异源三倍体.