没食子酸对美国白蛾幼虫营养效应及解毒酶活性的影响

美国白蛾是我国重大外来入侵害虫,寄主范围十分广泛。酚类物质是最广泛的植物次生代谢物之一,在植物抵御昆虫取食的化学防御中具有重要作用。本研究通过人工饲料添加没食子酸的方法,探究不同浓度的没食子酸对美国白蛾幼虫的营养效应及解毒酶和乙酰胆碱酯酶活性的影响。结果表明,各浓度(1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)没食子酸对美国白蛾4龄幼虫的近似消化率、食物利用率、相对取食量和相对生长率均具有显著影响(P<0.05),近似消化率和相对取食量不同程度下降,食物利用率和相对生长率则不同程度上升。不同浓度的没食子酸处理对美国白蛾幼虫的乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶和细胞色素P450的活性均具有显著影响(P<0.05)。1.0%没食子酸作用时间不同,美国白蛾4龄幼虫的乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶和细胞色素P450的活性差异显著(P<0.05)。没食子酸能够始终诱导细胞色素P450的活性,而羧酸酯酶的活性却受到抑制。不同浓度的没食子酸对乙酰胆碱酯酶作用总体上不明显,但较低浓度时(1.0%)对乙酰胆碱酯酶活性却随处理时间延长而抑制作用加强。较低浓度(1.0%~1.5%)的没食子酸对谷胱甘肽S-转移酶的活性有一定诱导作用,但随着没食子酸浓度提高谷胱甘肽S-转移酶的活性却受到一定程度的抑制。没食子酸能抑制美国白蛾幼虫的取食,并且对解毒酶和乙酰胆碱酯酶的活性表现出一定的时间效应和剂量效应,表明美国白蛾幼虫可能通过调节食物利用和解毒代谢等多种途径降低没食子酸的毒害作用,从而对含没食子酸的寄主植物产生适应。     

中国斑叶蝉族昆虫地理分布格局聚类分析

分析了斑叶蝉族昆虫在中国以及贵州动物地理区的分布情况,探讨其分布格局形成、起源和演化原因。根据中国和贵州斑叶蝉族的地理分布数据,运用MEGA 6.0、SPSS 22.0和ArcGIS 10.2等软件,对斑叶蝉族昆虫的区及亚区分布进行支序聚类分析,结果表明我国斑叶蝉族现代分布中心为西部山地高原亚区、华南区的台湾亚区及滇南山地亚区,分布热点地区为西双版纳地区、海南地区和台湾地区。贵州斑叶蝉现代分布中心为黔东低山丘陵省、黔北中山峡谷省和黔南低山河谷省,分布热点地区为铜仁北部的沿河地区、遵义的务川地区及贵州黔东南州的榕江、雷山地区。斑叶蝉族昆虫中国分布区形成的顺序先是东北区,其次是青藏区和蒙新区,最后是西南区、华北区、华南区和华中区。贵州分布区形成的顺序先是黔西高原中山省和黔中山原丘陵省,其次是黔南低山河谷省,最后是黔北中山峡谷省和黔东低山丘陵省。中国分布区中,B21和B22聚类群属级阶元的相似性最高,区间关联性最强。在贵州分布区中黔东低山丘陵省和黔北中山峡谷省属级阶元的相似性最高,物种交流最为频繁。目前,斑叶蝉族昆虫的地理分布格局主要是历史气候变化、当前气候条件以及植被覆盖等生态环境共同作用的结果;区系起源和演化主要受地质构造运动作用;斑叶蝉在各区的分布相似性可能与气候变化引起的物种由南向北扩散有关。     

蝴蝶兰PhNAC1基因序列分析及对低温胁迫的响应

为探讨NAC转录因子在蝴蝶兰低温胁迫响应中的分子调控机理,该研究以蝴蝶兰的叶片为材料,运用RT-PCR及RACE技术克隆得到一条蝴蝶兰的NAC转录因子基因完整的cDNA序列,命名为PhNAC1(GenBank登录号MF797909),并分析了其在两种低温条件下的表达模式。结果表明:PhNAC1基因cDNA序列全长1 442 bp,ORF全长942 bp,编码313个氨基酸。预测其蛋白分子量为35.22 kDa,等电点为6.95,属于稳定亲水性蛋白。二级结构预测表明,无规则卷曲和延伸链为该蛋白的主要结构元件,与三级结构预测结果基本相符。PhNAC1编码的氨基酸序列与其他已登录的兰科植物NAC蛋白进行同源序列比对,表明与小兰屿蝴蝶兰(XP_0205763790)亲缘关系较近,序列一致性达97%,其次为铁皮石斛(XP_020695081),一致性为84%。实时荧光定量PCR分析表明,PhNAC1基因在营养器官和生殖器官中均有表达,在蕊柱中的表达量最高。在11℃/6℃低温条件下,PhNAC1基因的转录表达水平在前5天随着处理时间逐渐升高,到第7天开始下降;在4℃低温条件下,PhNAC1基因的表达水平在处理0.5 h时表达量有所下降,1 h后表达量上升至对照水平,之后无明显变化,在处理24至48 h又逐渐升高,推测PhNAC1基因参与蝴蝶兰低温胁迫响应。     

湖南蓝山县端午药市的瑶药调查

中国南方一些少数民族地区民间“端午药市”流传至今,体现了民族医药的独具特色及其深远影响。为了解瑶族端午药市交易现状和发掘民族医药传统知识,采用民族植物学等方法对湖南省蓝山县端午药市进行调查,完成包括基原、地方名、药用部位、用途和用法、出现频度等内容的药用植物编目。结果表明:蓝山县端午药市药用植物种类丰富,共收集鉴定103科 222属262种,药用植物种类广泛分布于各科和各属中,其中种类较多的科有五加科(11种)、茜草科(11种)、菊科(11种)、百合科(10种)、唇形科(9种)、蝶形花科(8种)、芸香科(7种)。药市药浴植物畅销且种类多样,达94种,占总数的35.9%,体现瑶族在治疗疾病上以预防保健为主的理念。经统计药市上均未被国家药典和地方标准收录的药用植物有131种,占总数的50.2%,成为发掘新药源、新用途的潜在资源。对端午药市售药者年龄的调查发现,售药者的年龄主要集中在50～59岁间,占总人数的67%,40岁以下的仅占总人数的3%,可见民族药用传统知识的传承存在传承人老龄化、潜在传承人数量锐减的现象。此外,还对药市交易药用植物的种类组成和民族药用特色进行分析,探讨了端午药市对药用传统知识保护与传承的影响,并对蓝山端午药市的可持续发展提出了建议。     

白及蔗糖合成酶基因的克隆及表达分析

为揭示白及蔗糖合成酶基因与生长发育的关系,该研究以白及为材料,利用RT-PCR技术同源克隆白及蔗糖合成酶的关键基因SuSy,对SuSy基因的生物学特性及表达特征进行了分析,并利用实时荧光定量PCR检测SuSy基因在不同组织中的表达规律。结果表明:(1)白及SuSy基因长度为2 215 bp,编码737个氨基酸,与铁皮石斛、文心兰和蝴蝶兰的蛋白质氨基酸序列的相似性分别为97%、92%和95%。(2)生物信息学分析表明,SuSy蛋白质序列具有较高的亲水性,与拟南芥SuSy蛋白质氨基酸三级结构一致性为75.2%;系统进化树分析发现,白及SuSy蛋白与铁皮石斛处于同一个分支上。(3) qRT-PCR结果表明,SuSy基因在叶片中的表达量最高,块茎中的表达量最低;成熟叶片的表达量高于未成熟叶片的表达量;数据差异性分析显示,SuSy基因在根、块茎中表达量具有极显著性差异,但在一年生叶和二年生叶中的表达量无显著性差异,幼苗叶和一、二年生叶中表达量具有极显著性差异。由此推测,SuSy基因可能受生长发育的诱导,是调控白及生长发育关键基因。     

马蔺IlWRKY28基因的克隆与表达分析

马蔺(Iris lactea var. chinensis)是鸢尾属多年生草本盐生植物,具有很高的耐盐性和观赏价值。为研究马蔺耐盐的分子机制,通过cDNA末端快速扩增技术(RACE)从马蔺中克隆到一个WRKY转录因子基因IlWRKY28,获得了1 302 bp的全长cDNA序列,其包含一个108 bp 5′末端非翻译区(UTR),一个174 bp 3′末端UTR和一个1 020 bp开放阅读框。IlWRKY28编码339个氨基酸,预测的蛋白质分子量为37.22 kD,等电点为7.04。氨基酸序列分析显示,IlWRKY28包含一个保守的WRKY基序和一个C2H2型锌指结构域。系统发育分析表明,马蔺IlWRKY28与菠萝(Ananas comosus)AcWRKY28和藏北嵩草(Kobresia littledalei)ClWRKY28亲缘关系最近。荧光定量PCR分析显示,盐处理后,IlWRKY28基因在马蔺地上部显著上调表达。该研究结果为进一步研究IlWRKY28在马蔺适应高盐胁迫中的功能和作用机制奠定了重要的分子基础。     

赤霞珠葡萄果实苹果酸生物合成关键转录因子的筛选与鉴定

该研究以宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄种植区栽培面积最大的‘赤霞珠’为材料,在前期完成从果实形成至成熟不同发育时期的转录组测序以及关键有机酸含量测定基础上,进一步通过转录因子结合位点预测、差异表达基因分析、加权基因共表达网络关联分析(WGCNA),逐步筛选出与‘赤霞珠’果实苹果酸生物合成相关功能基因特异结合的、影响苹果酸生物合成的相应转录因子,并对其进行qRT PCR验证,以揭示这些关键功能基因及其关键转录因子在葡萄不同种植区、果实不同发育时期存在的相互调控作用机制,为以后培育优质酿酒葡萄提供新的理论依据与思路。结果表明：(1)GC/MS分析发现, ‘赤霞珠’果实在4个发育时期的延胡索酸和苹果酸含量变化趋势基本一致,两种酸含量均从果实硬果期到绿果期逐步升至最高(3.63和626.53 μg/g),之后缓慢下降,经转色期到成熟期后逐渐降至最低(2.14和244.26 μg/g),而草酰乙酸的变化趋势却相反,在硬果期含量最高(315.54 μg/g),经绿果期、转色期到成熟期逐渐降至最低值(126.11 μg/g)。(2)‘赤霞珠’果实发育时期样本转录组测序共获得可能与苹果酸生物合成途径12种功能基因结合的转录因子6 411个,其中延胡索酸水化酶(FH)的3个功能基因有86个转录因子,苹果酸脱氢酶(MDH)的10个功能基因有717个转录因子。(3)转录组测序数据及其与有机酸含量WGCNA关联结果的Veen分析确定了‘赤霞珠’果实成熟过程中与苹果酸生物合成相关度最高的3个FH基因(VIT_14s0060g01700、VIT_13s0019g03330、VIT_07s0005g00880)、2个MDH基因(VIT_10s0003g01000、VIT_13s0019g05250)及相应的18个关键转录因子。(4)qRT PCR验证及相关性分析表明, FH基因VIT_13s0019g03330与其转录因子VIT_01s0011g06200、VIT_08s0056g01230以及MDH基因VIT_13s0019g05250与其转录因子VIT_06s0004g04960、VIT_10s0003g02070的表达水平与苹果酸的积累存在显著正相关关系,推测这4个关键转录因子可能通过调控功能基因的转录,综合影响‘赤霞珠’果实苹果酸的生物合成。     

自然越冬期软枣猕猴桃枝条组织结构及内源激素的变化特征

该试验以抗寒性不同的5年生软枣猕猴桃品种‘魁绿’、‘丰绿’和‘96-6’为试验材料,测定分析自然越冬期间枝条组织解剖结构、细胞膜透性和内源激素GA3、ABA、IAA含量水平的变化,以明确不同品种软枣猕猴桃越冬期间对低温的适应能力及其内在生理机制,为软枣猕猴桃抗寒品种的选育及鉴别提供理论依据。结果表明:(1)软枣猕猴桃枝条木质部比率大小依次为‘魁绿’>‘96-6’>‘丰绿’,皮层比率依次为‘丰绿’>96-6’>魁绿’,二者表现趋势相反,且‘魁绿’枝条的解剖结构与其他两品种差异显著。(2)在自然越冬期间,各品种软枣猕猴桃枝条相对电导率和MDA含量随温度变化均呈先升后降的趋势,在温度最低的1月份达到最高,其中‘魁绿’枝条的相对电导率和MDA含量变化幅度最小,而‘丰绿’受低温影响较大。(3)在11月份至2月份,随自然温度的变化,各品种软枣猕猴桃枝条的GA3和IAA含量均呈先降低后升高的变化趋势,ABA含量则呈先升后降的趋势,且都在1月份分别达到最低或最高值。研究发现,在自然越冬期间,低温对3个软枣猕猴桃品种的组织解剖结构、膜透性及内源激素含量均都造成较大的影响,品种‘魁绿’枝条的木质部比率最大、皮层比率最小,相对电导率和MDA含量变化幅度最小,内源激素含量GA3和ABA/GA3变化趋势较小,故其抗寒性比‘丰绿’和‘96-6’更强。     

不同熟化措施对黑土母质发育的新成土壤有机碳库的影响

基于8年田间定位试验,采用土壤团聚体分组和闭蓄态微团聚体分离技术,将土壤有机质分为总粗颗粒有机质(活性碳库)、总细颗粒有机质(慢性碳库)和总粉黏粒(惰性碳库) 3个组分,探讨不同熟化措施对黑土母质发育而成的新成土壤总有机碳库及不同活性有机碳库的影响,为黑土严重侵蚀地区母质表露后土壤肥力的快速恢复提供依据。试验设置自然恢复(NatF)、苜蓿种植(Alfa)、无肥(F0C0)、化肥(F1C0)、低量有机肥与化肥配施(F1C1)、高量有机肥与化肥配施(F1C2)等6个熟化处理。结果表明:黑土母质经过8年不同熟化处理后,土壤总有机碳和各组分有机碳含量均显著提高;与NatF相比,有机肥与化肥配施(F1C2和F1C1)对土壤总有机碳的提升作用最为明显,增幅分别为60.7%和41.2%;Alfa其次,增幅18. 2%;F0C0或F1C0处理土壤总有机碳与NatF间无显著差异;F1C2和F1C1处理土壤3个组分有机碳含量均显著高于其他熟化处理,与F1C1相比,F1C2处理对各组分有机碳提升作用更为明显;与NatF相比,Alfa处理土壤有机碳的增加主要表现为粉黏粒结合有机碳的增加;F1C0和F0C0处理土壤总细颗粒有机质和总粉黏粒中有机碳与NatF间无显著差异,总粗颗粒有机质中有机碳含量低于NatF。研究表明,在米豆轮作和传统耕作体系下,农田生态系统高量有机物料投入配施化肥能够加速黑土母质的熟化进程,快速提高土壤中活性碳库和惰性碳库的容量,是严重退化黑土有机质快速提升的有效措施。