玉米叶片水分利用效率的保守性

水分利用效率是植物个体或生态系统水分利用过程的重要特征参数,可表征不同时空尺度的植物碳-水耦合关系,对植物适应气候变化研究具有重要意义。以玉米为例,利用中国气象局固城农业气象野外科学试验基地2013—2014年玉米不同灌溉方案模拟试验资料,对不同叶位叶片的水分利用效率特征及其影响因素进行分析。结果表明:植株顶部第1片叶片水分利用效率在拔节期和乳熟期呈现明显的峰值,反映出明显的周期变化规律及其与叶片生理生态特征的紧密相关。在相同环境条件下,不同叶位叶片的水分利用效率不存在显著性差异,即玉米叶片水分利用效率具有空间稳定性与叶龄保守性。同时,研究指出叶片光合速率和蒸腾速率在叶位之间的协调变化是导致空间稳定性和叶龄保守性的主要原因。研究结果可为植物水分关系研究提供参考,也可为水分利用效率的尺度化研究提供依据。     

花同源异型MADS-box基因在被子植物中的功能保守性和多样性

MADS-box基因家族成员作为转录调控因子在被子植物花发育调控中发挥关键作用。本文以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）和水稻（Oryza sativa）为例,综述了近10年来对被子植物（又称有花植物）两大主要类群——核心真双子叶植物和单子叶植物花同源异型MADS-box基因的研究成果,分析MADS-box基因在被子植物中的功能保守性和多样性,同时探讨双子叶植物花发育的ABCDE模型在多大程度上适用于单子叶植物。     

运用植物区系质量指数快速评估湿地植被恢复成效

目前通常采用的评估湿地保护和恢复成效的指标体系较为复杂, 常涉及生物学、环境科学和社会学等多个学科, 导致监测评估成本高, 并难以实现综合的定量评估, 因此有必要提出能够在较大程度上表达生态环境状况的综合生态指标。植物区系质量指数(Floristic Quality Assessment Index, FQAI)反映了植物区系中物种的生态保守性程度, 作者将其作为主要生态指标, 来验证该指标用于湿地植被恢复成效定量评估的有效性。作者以四川盆地丘陵和平原地区湿地植物为对象, 构建了区域库塘及河滩湿地植物区系质量指数计算方法与赋值表, 以成都市重要水源地——云桥湿地的3年生态恢复成效为案例进行了检验。结果表明, 在云桥湿地3年恢复期间, 植物物种组成及其比例在恢复年限间无显著差异, Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Simpson指数在3年中也并未发生显著变化, 但生态保守性系数平均值(CC_mean)和植物区系质量指数(FQAI)均随恢复年限显著上升, 表明FQAI可以快速、有效地实现生态系统水平湿地植被恢复成效的比较和定量评估。     

野猪DHX36解旋酶酶学特性及保守性分析

DHX36解旋酶(DEAH-box helicase 36)在生物体内广泛存在,可作为外源核酸传感器广泛参与机体免疫反应,因其对G-四链体具有高度亲和性和解旋活性而备受关注。目前已报道了3个物种DHX36解旋酶的三维结构,但其酶学活性的保守性研究鲜见报道。本文以哺乳动物野猪(Sus scrofa)DHX36解旋酶(SsDHX36)为研究对象,通过生物化学与生物物理研究技术系统研究了其酶学性质,并对比其与低等无脊椎动物黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)DHX36解旋酶(DmDHX36)的活性,探究DHX36在物种间的功能保守性。本研究通过原核表达系统,分离纯化得到了纯度大于95%的SsDHX36解旋酶;利用荧光偏振和快速停留技术得到SsDHX36的最佳酶学反应条件,发现SsDHX36对G4 DNA具有平行构型的亲和选择性,对富含鸟嘌呤的ssDNA具有结合和解旋的底物偏好性;结合单分子荧光共振能量转移技术对SsDHX36和DmDHX36进行活性比较,发现两者与G4 DNA结合的构型选择性和对富含鸟嘌呤DNA的底物偏好性是保守的。但两者对不同序列长度ssDNA的亲和性差异显著,SsDHX36受序列长度影响较大且亲和力随序列长度的增加而增强,而DmDHX36则完全相反。本文克隆纯化了SsDHX36解旋酶并研究了其酶学活性,着重分析了SsDHX36和DmDHX36的功能保守性,为理解DHX36的保守功能机制,探究基于DHX36与富含鸟嘌呤序列互作的免疫反应酶学活性基础和靶向药物设计提供了理论与实验基础。     

葡萄中蔗糖转运蛋白家族的序列分析及功能推测

以葡萄中的蔗糖转运蛋白为主要研究对象,结合了功能研究较为深入的拟南芥和水稻蔗糖转运蛋白家族序列,分析讨论了这些基因在启动子区域顺式作用元件的异同,以及这些差异可能对mRNA的转录带来的影响;同时,根据蔗糖转运蛋白氨基酸序列对其家族进行了分类,分析了不同亚类蔗糖转运蛋白基因结构的特点;最后还对蔗糖转运蛋白家族中氨基酸的保守性进行了分析。这些分析将为后续蔗糖转运蛋白功能基因组学的研究以及通过基因工程技术精确调节植物代谢提供一定的依据。     

大肠杆菌E.coli K-12转录因子结合位点的理论预测

基于实验验证的22种大肠杆菌K12的转录因子结合位点序列,分析了转录因子结合位点每一位置的碱基保守性,提出了预测转录因子结合位点的位置权重矩阵打分函数算法(PWMSA)。利用self-consistency和cross-validation两种检验方法对此算法进行检验,self-consistency检验总的预测成功率达到87.59%,cross-validation检验成功率达到85.48%。对基因间序列进行搜索,获得了多个可能的转录因子结合位点。     

基于位点保守性参量和位置权重矩阵预测酵母转录因子结合位点

目的:改进转录因子结合位点的理论预测方法。方法:构建转录因子结合位点位置权重矩阵,以转录因子结合位点每一位置的碱基保守性指数Mi为参量,利用位置权重打分函数算法(PWMSA)对酵母五种转录因子结合位点进行预测。结果:利用self-consistency和cross-validation两种方法对此算法进行检验,均获得了较高的预测成功率,结果表明5种转录因子结合位点的预测成功率均超过80%。结论:与已有的三种预测转录因子结合位点的软件进行比较,PWMSA算法明显优于其他三种算法,核苷酸水平上的关联系数和结合位点水平上的关联系数分别提高了0.25和0.22。     

桫椤植物群落区系进化保守性

植被进化是生态系统进化研究的重要议题之一,而对"活化石"植物生物学、生态学特性的研究则是其基础.选以乐山五通桥桫椤自然保护区-桫椤群落的种子植物区系与蕨类植物区系组成为研究对象,发现种子植物区系在属的水平上热带成分与古华夏成分占到近2/3,在科的水平上则更高;种子植物区系中有9个中国特有属,其中8个为残遗或原始类型的古特有属,表现出典型的古特有现象;而在蕨类植物区系中热带成分和华夏成分所占比重更大.将之与我国不同气候带15代表性地点的植物区系进行DCA排序,发现其种子植物区系与蕨类植物区系组成都与更低纬度的一些区系更相近,表现出强烈的热带残遗性和亲缘性.将之与中国晚白垩纪和新生代第三纪中国东北、辽宁抚顺、云南景谷、山东山旺化石植物类群相比,发现桫椤群落中蕨类植物成分与其晚白垩纪化石植物群有着高度的相似性,而其种子植物组成与其后兴起的第三纪被子化石群不甚相似.由此可见,桫椤群落区系组成与起源年代都十分古老;与桫椤伴生的成分中存在较大比例的中生代甚至古生代的古老遗存物种,也明显表现出其在植被进化中的保守性和种系发生的古老性.     

氨基酸残基可及性与蛋白质家族成员结构的保守性

本文在细胞色素ｃ族蛋白和免疫球蛋白家族中一些蛋白质片段的序列比较和分析的基础上,通过计算其氨基酸残基的可及性,对残基可及性与蛋白质序列及其三维结构的保守性之间的关系进行了分析和探讨。结果表明,序列中凡是保守的残基,其可及性都较低,而且这些低可及性的保守性残基与维持蛋白质特有的三维结构相关。作者认为,同一家族的蛋白质中,在进化上相距较远的各成员之间,结构的保守性主要是体现在其三维结构上;序列中的保守     

扶桑绵粉蚧多维气候生态位保守性与入侵风险

作为全球性入侵昆虫,扶桑绵粉蚧被列为农业和林业检疫性有害生物,严重威胁着我国生物安全。生态位保守性是物种分布模型的关键假设,明确利用生态位模型评估扶桑绵粉蚧入侵风险的适用性,并进一步优化模型复杂度,兼具理论和实践意义。基于706个分布点和关键生物气候变量,本研究首次利用n维超体积生态位分析方法,量化扶桑绵粉蚧在原产地和入侵地的超体积气候生态位,检验其生态位保守性,并优化MaxEnt模型参数,预测扶桑绵粉蚧在我国当前和未来气候变化下的入侵风险。结果表明：年均温、最湿季均温、最暖季均温和最干季降水量是影响扶桑绵粉蚧分布的关键气候因子。与原产地气候生态位(超体积空间大小为40.43)相比,扶桑绵粉蚧在入侵地的生态位明显减小(超体积空间大小为6.04),生态位收缩(空间净差异为0.84)解释了98.8%的生态位差异,而生态位漂移(空间置换值为0.01)贡献不足2%,在不同入侵区域扶桑绵粉蚧气候生态位收缩方向并不完全一致。MaxEnt模型默认参数并不可靠(ΔAICc=14.27),最优参数组合中特征组合为线性-二次型-片段化-乘积型,调控倍频为0.5。扶桑绵粉蚧的核心适生区主要集中在秦岭淮河一线...