黄瓜CsERECTA基因的原核表达及其多克隆抗体制备

ERECTA基因编码一个富含亮氨酸重复序列结构的丝/苏氨酸类受体蛋白激酶,参与调控植物器官的形态建成,在株型控制及抗逆方面也有重要作用。该研究通过构建带有maltose binding protein(MBP)标签的pET21a-CsERECTA融合蛋白原核表达载体,实现了在大肠杆菌(E.coli)BL21(DE3)中的高效表达,并对诱导表达的温度、时间和IPTG浓度进行了优化。利用镍离子螯合层析纯化得到MBP-CsERECTA融合蛋白,再用rTEV蛋白酶对其进行酶切,得到CsERECTA蛋白并制备了该蛋白的多克隆抗体。结果表明,黄瓜CsERECTA蛋白以可溶和包涵体2种形式表达,低温有助于蛋白以可溶性形式大量存在。最佳诱导温度为23℃,诱导时间为6h,IPTG浓度为0.5mmol·L~(-1)。通过Western blot可检测到黄瓜内源的CsERECTA蛋白,说明制备的多可隆抗体具有较好的特异性。多克隆抗体的成功制备为进一步研究CsERECTA的功能奠定了基础。     

金银花根系VAM真菌侵染过程观察

在金银花生长季节,从西北农林科技大学北校区药用植物园采集金银花根系及根际土壤,采用形态学方法观察研究了VAM真菌侵染其根系的过程,并对其孢子进行了初步的形态学分类。结果表明:(1)VAM真菌侵染金银花根系时,先形成附着胞,然后入侵到皮层细胞,在根内形成线性菌丝、圈状菌丝;菌丝末端产生泡囊;在较粗的菌丝上产生丛枝状菌丝,而且VAM胞内菌丝主干可以穿越相邻的2个皮层细胞,在皮层中连续形成丛枝;VAM菌丝形成丛枝时,首先是胞内菌丝上膨大产生乳状突起,而后在乳状突起上产生较粗的丛枝柄,最后在这些丛枝柄上产生极细的丛枝状菌丝形成成熟的丛枝结构。(2)VAM真菌菌丝在金银花皮层细胞中,有伸展状态、菌丝圈及丛枝状态,所以金银花与VAM真菌形成的菌根是混合型菌根。(3)金银花根际土壤中至少存在3种类型的VAM真菌孢子,因此认为金银花至少可与3种VAM真菌共生。(4)金银花种植地土壤有效磷含量(6.6mg/kg)显著高于对照空地土壤有效磷含量(3.5mg/kg);金银花生长旺盛季(4月下旬到5月中旬)VAM真菌对其根系的侵染率高达81%。     

外源Spd预处理对甜瓜白粉病抗性及其内源多胺的诱导分析

以甜瓜感病品种‘0544’为试材,测定外源亚精胺(Spd)预处理和白粉病菌接种后甜瓜幼苗的光合参数、抗氧化酶活性、内源多胺含量及多胺合成与代谢相关基因表达等的变化,探讨外源Spd处理对甜瓜幼苗白粉病抗性的诱导作用机制。结果显示:(1)1.0mmol·L-1外源Spd处理可显著降低甜瓜幼苗的白粉病病情指数,缓解植株发病症状;(2)外源Spd处理可诱导甜瓜幼苗的多胺合成以及代谢相关基因(SAMDC、ADC、ODC、Spd、Spm、PAO)显著上调表达;(3)外源Spd处理可诱导甜瓜幼苗腐胺(Put)和Spd含量显著增加,而外源Spd并接种白粉病菌处理对甜瓜幼苗精胺(Spm)含量积累的诱导更加显著;(4)接种白粉病菌诱导了甜瓜幼苗的多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,外源Spd预处理后再接种白粉病的诱导作用更大,同时外源Spd处理还诱导了甜瓜幼苗过氧化氢(H_2O_2)含量的升高;(5)在观测期(120h)内,接种白粉病菌对甜瓜叶片的光合作用抑制较小,而外源Spd预处理并接种白粉病菌共同诱导了甜瓜幼苗的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的显著升高。研究认为,在外源Spd预处理甜瓜幼苗后再接种白粉病菌,甜瓜幼苗可以通过多胺的快速积累及代谢产生的H_2O_2来启动响应机制,进而通过增强防御酶活性等途径来提高对白粉病的抗性。     

臭氧与海藻酸钠涂膜对葡萄的保鲜效果及其贮藏生理特性的影响

以采后"红地球"葡萄果实为试材,分别设置对照(CK)、250μL/L臭氧处理(O3)、0.3%海藻酸钠涂膜处理(M)、250μL/L臭氧+0.3%海藻酸钠涂膜处理(O3+M),在(0±0.5)℃条件下贮藏,通过测定贮藏过程中葡萄可溶性固形物含量、可滴定酸含量、呼吸强度、硬度、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、几丁质酶(CHI)、β-1,3-葡聚糖酶(GLU)的活性以及膜脂过氧化物质丙二醛(MDA)和总酚含量等的变化,统计果实失重率与腐烂率情况,观察各处理对葡萄保藏效果的影响。结果表明:与对照相比,250μL/L臭氧处理、0.3%海藻酸钠涂膜及250μL/L臭氧+0.3%海藻酸钠涂膜复合处理均能显著降低葡萄果实的失重率和腐烂率,抑制葡萄果实的呼吸上升,延缓硬度下降,提高果实抗性相关酶(POD、SOD、GLU、CHI)的活性,减少膜脂的过氧化程度,延缓果实总酚含量下降,有效改善葡萄的贮藏品质,并以250μL/L臭氧+0.3%海藻酸钠涂膜复合处理对葡萄果实保鲜效果最佳。     

小麦中高分子量麦谷蛋白的高效分离回收

以普通小麦小偃6号为材料,研究从SDS-PAGE中快速回收和累积蛋白亚基的方法。采用制备电泳(17 cm×17 cm×1.5 mm)进行分离,KC l快速染色,将目的蛋白条带切下,置于透析袋中电洗脱回收蛋白亚基。结果表明,在蛋白提取过程中加入四乙烯吡啶与常规方法相比能够更好地分离高分子量麦谷蛋白14和15亚基,回收后的14亚基经电泳检测为单点纯。本方法为高效分离回收小麦中高分子量麦谷蛋白提供了新的技术思路。     

西藏高原高寒草地群落植物多样性和地上生物量监测方法的比较研究

以西藏高原高寒草地3种植被类型(高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原)为研究对象,分别采用样线法、样方法和巢式样方法进行实地调查,记录每条样线上或每个样方内出现的所有物种,并分物种刈割样方内地上部分,通过统计分析比较不同高寒草地群落植物多样性和地上生物量监测方法,以阐明西藏高原高寒草地不同植被类型的最小取样面积和最少样方数或样线长度。结果显示:(1)就物种丰富度而言,400m样线法观测到的高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原的所有物种数分别占3种方法调查到的总物种数的55%、71%和50%;8m2巢式样方法调查到高寒草甸、高寒草原的总物种数占所有3种方法观测的物种总数的57.5%和57%,而8m2的巢式样方对高寒荒漠草原的调查监测到的物种数最多,其中2m2观测到的物种数就达到所有可能出现物种的83%;20个样方法监测到高寒草甸和高寒草原的物种数最多,占3种方法观测到总物种数的78%和86%,所以对物种丰富度的调查高寒草甸和高寒典型草原至少需要20个样方,高寒荒漠草原需要最小面积不少于2m2的2个样方。(2)就地上生物量而言,由地上生物量与物种数之间的变异关系得出最小样方数为7~11个,而由地上生物量的变异系数可知,在变异系数小于等于5%的前提下,高寒草甸的最小取样面积不小于0.25m2,高寒典型草原和高寒荒漠草原的最小取样面积不少于1m2。研究表明,对于生产力的监测方法而言,高寒草甸采用10个0.5m×0.5m的样方,而高寒草原和高寒荒漠草原采用10个1m×1m的样方为宜;而对于物种丰富度的监测方法而言,高寒草甸以20个0.5m×0.5m的样方和高寒草原20个1m×1m的样方为宜,高寒荒漠草原采用2个不小于2m2样方面积为宜。     

葡萄风信子MaHY5基因的克隆与表达分析

HY5(ELONGATED HYPOCOTYL5)是促进植物光形态建成过程中非常重要的转录因子。该研究以亚美尼亚葡萄风信子(Muscari armeniacum)为材料,克隆出1个bZIP型转录因子基因MaHY5(GenBank 登录号MK281355)。生物信息学分析显示,MaHY5基因开放阅读框为438 bp,编码145个氨基酸,蛋白质分子量约为16.1 kD,理论等电点为9.78,含有一个保守的bZIP特征结构域;MaHY5蛋白属于亲水性蛋白,无信号肽结构,属于非分泌蛋白,可能定位于细胞核。序列比对和进化树分析表明,HY5在进化过程中高度保守。实时荧光定量PCR和高效液相色谱检测分析表明,MaHY5基因的表达与花青素积累模式基本协同,都在花中优势表达,且在完全开放的花朵中表达较高。 推测MaHY5基因可能参与了葡萄风信子花色素积累过程。     

外源-5氨基乙酰丙酸对干旱胁迫下紫花苜蓿生理特性及次生代谢物含量的影响

为验证喷施不同浓度5-氨基乙酰丙酸(ALA)对紫花苜蓿的响应,该研究以紫花苜蓿品种‘农牧806’为实验材料,用不同浓度(0、5、10、15、20、25 mg·L~(-1))的ALA喷施处理15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫下的紫花苜蓿幼苗,并测定其相关的生理生化指标以及次生代谢物质积累量。结果表明:(1)与对照相比,15%PEG干旱胁迫使得紫花苜蓿叶片中光合色素含量降低,渗透调节物质含量以及抗氧化酶活性增高。(2)与15%PEG处理相比,ALA+15%PEG复配处理下紫花苜蓿幼苗叶片叶绿素a、b和类胡萝卜素以及叶绿素总量分别增加,抗氧化酶(CAT, POD, SOD)活性升高,可溶性蛋白和脯氨酸以及黄酮和皂苷含量上升,丙二醛、H_2O_2和·OH的含量降低,各浓度ALA对15%PEG不同时长胁迫的恢复效果不同。研究发现,叶面喷施适量浓度ALA能够有效提高干旱胁迫下紫花苜蓿叶片抗氧化酶活性以及渗透调节物质、次生代谢物(黄酮、皂苷)含量和光合色素含量,从而增强紫花苜蓿对干旱胁迫的耐受性,并以10 mg·L~(-1)ALA的缓解效果较显著。     

陕北黄土丘陵区撂荒群落共存种活性氧清除指标对水分胁迫的响应

群落共存种对环境变化的生理生态响应差异是群落演替的重要因素,其中活性氧清除是生理生态响应的重要方面。该研究以黄土丘陵区10个常见撂荒群落共存种(阿尔泰狗娃花、猪毛蒿、铁杆蒿、茭蒿、小花棘豆、达乌里胡枝子、白羊草、冰草、中华隐子草和无芒隐子草)为研究对象,测定了不同水分处理条件下(适宜水分、中度胁迫及重度胁迫)生长季中3个月份(8、9和10月)个体和种群的生长表现(个体株高、生物量和种群存活率),及主要活性氧清除指标［类胡萝卜素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量］,分析群落共存种的生态适合度和活性氧清除指标对水分处理的响应差异及其相互关系,以明确演替生态位置上各指标的变化趋势。结果表明：(1)随水分胁迫程度的增加,演替前期种——猪毛蒿的的适合度有所下降,后期种——白羊草有所上升。(2)GSH和类胡萝卜素含量均随水分胁迫程度增强显著升高。(3)类胡萝卜素含量、SOD活性和GSH含量存在显著的种间差异,其中达乌里胡枝子的类胡萝卜素含量、小花棘豆的SOD活性、中华隐子草的SOD活性和GSH含量、无芒隐子草的类胡萝卜素含量和GSH含量均相对较高,且这3个指标的生长季变化也较为明显,8月份类胡萝卜素含量和GSH含量相对较高,而10月份GSH含量和SOD活性相对较高。(4)演替生态位置上,10个共存种在演替序列上以前期种的适合度和类胡萝卜素含量相对较低,而演替后期种相对较高,表明演替后期的植物较为耐旱。     

桑树MaGPX家族基因的克隆及表达分析

谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidases, GPXs)是植物细胞清除活性氧的重要酶类之一,与植物的抗逆性紧密相关。该研究以桑树(Morus alba L.)‘红果2号’为材料,利用RT PCR方法克隆了桑树MaGPX基因家族6个成员。生物信息学分析表明,MaGPX蛋白序列具有植物GPX的典型结构域和Cys残基,并与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtGPX蛋白序列具有较高的相似性。亚细胞定位结果表明,MaGPX1/2/3/6可能定位在细胞膜、细胞质和细胞核,MaGPX4定位在叶绿体,MaGPX5可能定位在细胞膜,暗示桑树MaGPX成员具有功能的分化。qRT PCR分析表明,MaGPX基因家族各成员在芽、叶、根、雄花、雌花以及果实中均有表达,其中MaGPX1/3/5在根以及雄花中高表达,MaGPX2在雄花中高表达,MaGPX4在叶和雄花中高表达,MaGPX6在果实中高表达;MaGPX各成员的表达受干旱胁迫诱导,各成员对干旱胁迫的响应随着处理时间和胁迫程度的变化而有所不同,其中MaGPX1、MaGPX2和MaGPX3可能在清除活性氧和维持细胞内氧化还原平衡中发挥重要作用。该研究结果为桑树MaGPX基因家族的生理功能研究奠定了良好基础。