Application of Lake-model based indices from chlorophyll fluorescence on sugarcane seedling Application of Lake-model based indices from chlorophyll fluorescence on sugarcane seedling

 为从能量平衡及分配的角度研究干旱胁迫下甘蔗(Saccharum officinarum)苗期光系统的运转状况, 进而为丰富不同甘蔗品种的抗旱性评价指标及实现对季节性干旱胁迫的快速诊断提供理论依据, 该研究通过对基于Lake模型的叶绿素荧光参数在不同入射光强下变化的动态分析, 研究光合电子传递链中能量平衡状态对不同水分梯度(40%、25%、10%、8%)的响应。结果表明: 两个供试品种(耐旱品种‘ROC22’和非耐旱品种‘ROC16’)的最大光能利用效率(F_v/F_m)、相对电子传递速率(rETR)、光系统II(PSII)量子效率(Φ_II)和光化学猝灭(q_L)均随着干旱胁迫程度的增加而下降, 可调节性能量耗散(Φ_NPQ)和非调节性能量耗散(Φ_NO)则随着干旱胁迫程度的增加而上升。除Φ_NO之外的叶绿素荧光参数的变化幅度均随着光合有效辐射(PAR)的增加而增大。在干旱胁迫的前中期, 相对于‘ROC22’, ‘ROC16’的PSII反应中心能够维持较高的开放程度; 但‘ROC22’调节能量耗散的能力和对干旱胁迫的敏感程度均高于‘ROC16’, 说明较强的光保护能力是‘ROC22’的抗旱性高于‘ROC16’的主要原因之一。对干旱胁迫敏感且在不同PAR下较为稳定的Φ_NO可作为甘蔗苗期抗旱性的快速诊断和评价指标。rETR对递增的PAR的响应表现为随着干旱胁迫程度的增加而提前出现峰值或下降趋势, 但是不同水分梯度下的rETR在PAR较低时并无显著差异, 表明干旱胁迫下光抑制现象的提早出现是造成光系统损伤的首要因素, 高光强对干旱胁迫信号起放大作用。     

细胞结构动力学——实时调控细胞力学的因素分析

机械力普遍存在于活细胞的生命活动中,而细胞内力学活动必须依赖骨架结构传递,这种独特的力学形式被称为细胞结构力学.单位时间内细胞结构力学变化受多因素调控,如外力、渗透压、动力分子、张力敏感性离子通道、胞内力学感受器及骨架组装等,构成了细胞结构动力学研究的重要内容.基于荧光共振能量转移(FRET)原理开发的荧光张力探针能整合到细胞骨架内,将细胞结构力学变化转化为光学信号,可能带来细胞力学研究的革命.随着细胞结构动力学研究内容的不断深入,特别是太空时代细胞力学稳态的打破,细胞结构动力学将在生命及医学研究领域显露出越来越重要的地位.     

遮荫对‘保佳红’桃树叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响

以3年生桃品种‘保佳红’为试材,于不同生育时期采用人工遮阴的方法,在叶片生长的不同时期分别设置100%(CK)、80%、60%、40%和20% 自然光照的5个光照强度处理,利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术,研究了不同光强对桃树叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线及其参数的影响。结果表明：（1）桃树各生长时期的叶片最大荧光值均随着光照强度的减弱而依次升高。（2）在PSⅡ能量分配比率方面,遮阴下的叶片提高了用于电子传递的量子比率(φ_Eo),降低了用于热耗散的的量子比率(φ_Do)。（3）在PSⅡ反应中心活性方面,遮阴使得单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、捕获的光能(TRo/RC)、用于传递电子的能量(ETo/RC)和用于热耗散的能量(DIo/RC)均下降。（4）各时期不同光强处理的最大光化学效率F_v/F_m均在中午时段出现下降,且光照强度越大,降幅越大,说明桃叶在中午会出现强光抑制。研究认为：在遮阴条件下,桃叶天线色素吸收和捕获的光能减少,PSⅡ反应中心活性降低,但其可以通过增加能量在电子传递方面的分配比率来提高对光能的利用。     

‘砀山酥梨’及其褐皮芽变果皮中多胺类物质含量和相关基因表达分析

为研究多胺类物质在‘砀山酥梨’芽变品系‘锈酥’果皮褐色形成中的作用,以‘砀山酥梨’和‘锈酥’花后不同时期果皮为试材,采用HPLC方法测定果皮中多胺类物质的含量,利用RACE技术克隆多胺合成过程中的关键基因,通过Protparam网站与MEGA5.0软件分析相关基因蛋白的理化性质及其系统进化,用荧光定量qRT-PCR方法分析不同时期果皮中相关基因的相对表达量。结果表明:(1)除花后50和150d外,其它时期‘砀山酥梨’果皮中腐胺含量均显著高于‘锈酥’,花后50d、75d、150d时,‘锈酥’果皮中的亚精胺、精胺含量显著高于‘砀山酥梨’果皮。(2)克隆出多胺合成的基因ADC、SPDS和SPMS(GenBank登录号分别为KM923903、KM923905和KM923906),预测ADC和SPMS均为水溶性蛋白、SPDS为疏水性蛋白,它们与苹果的亲缘关系最近。(3)荧光定量PCR结果显示,花后50d,多胺合成中ADC、SPDS和SPMS在‘锈酥’果皮中表达量均显著高于‘砀山酥梨’。研究推测,‘锈酥’果皮中多胺代谢及相关基因的上调表达可能与‘锈酥’的果皮褐色形成有关。     

转BT+ CPTI基因抗虫棉的种植对土壤根际反硝化菌丰度和多样性影响

摘要:【目的】为评价转基因棉花的种植对根际土壤反硝化细菌丰度和多样性的影响,【方法】以转Bt + CpTI 基因抗虫棉(SGK321)及非转基因亲本棉花石远321(SY321)根际土壤反硝化细菌为研究对象,分别在种植前和棉花的不同生长时期(蕾期、花期、铃期和絮期)取样。采用实时荧光定量PCR方法和末端标记限制性片段多态性(T-RFLP)技术对土壤中反硝化细菌的功能基因nosZ基因进行定量和多样性分析。【结果】结果发现随棉花不同生长时期两种棉花根际土壤中的反硝化细菌丰度均发生显著变化,但变化趋势不同。转基因棉花根际土壤反硝化细菌从种植前的3.12×106 copies/g dry soil一直增加到铃期的2.81×107 copies/g dry soil,增加了8倍。非转基因棉花根际土壤反硝化细菌丰度变化受生长周期影响更为显著,表现为蕾期增加,花期降低,铃期又增加的趋势。典范相关及部分典范相关分析反硝化细菌多样性结果表明其多样性受环境因素pH、硝酸根浓度以及棉花生长时期(蕾期和花期)影响最为显著,但此外棉花品种也起到了非常重要的作用,【结论】反硝化细菌的丰度和多样性既受棉花生长时期的影响,同时也受棉花品种的影响,转基因棉花通过调节根际土壤中的pH 和硝酸根浓度,来影响其多样性和丰度。转Bt + CpTI基因抗虫棉的种植增加了土壤pH,从而导致根际土壤反硝化细菌的多样性和丰度增加。     

烟粉虱传毒相关蛋白基因的克隆及其表达量分析

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种世界性的入侵性害虫,其传播的番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)给我国番茄生产造成巨大经济损失。为了阐明烟粉虱传播双生病毒的机理,本文拟研究明确B和Q烟粉虱体内传毒相关蛋白Gro EL基因及其表达量。【方法】采用特异性引物克隆了B和Q烟粉虱内共生菌编码的传毒相关蛋白Gro EL基因,并进行序列分析;并利用荧光定量PCR技术检测两种生物型及其获取双生病毒前后该基因的相对表达量。【结果】烟粉虱内共生菌Hamiltonella编码的Gro EL基因全长为1 668 bp,编码555个氨基酸;B、Q烟粉虱该基因的核苷酸序列相似性为99.94%,氨基酸同源性为99.82%;带毒烟粉虱中Gro EL基因的表达量显著高于未带毒的对应生物型烟粉虱;无论带毒与否,Q烟粉虱该基因的表达量均显著高于B(P<0.05)。【结论】烟粉虱携带TYLCV后可诱导Gro EL的表达量升高,B和Q烟粉虱中Gro EL基因及其表达量均存在差异,这可能是B和Q烟粉虱传毒效率存在显著差异的原因之一。     

宽叶吊兰叶绿素生物合成的昼夜节律变化

在被子植物中,从谷氨酰-tRNA到叶绿素的生物合成是由许多酶催化的级联反应,其中间代谢产物具有较强的光反应活性和细胞毒性,因此这一过程在细胞内受到严格的调控。本研究通过检测宽叶吊兰叶片叶绿素生物合成途径的14种中间产物含量随昼夜节律的变化,探讨昼夜节律对宽叶吊兰叶绿素生物合成的影响。结果表明,中间产物ALA(δ-氨基乙酰丙酸)、PBG(胆色素原)、ProtoⅨ(原卟啉Ⅸ)、Heme(血红素)、Mg-ProtoⅨ(镁原卟啉Ⅸ)、Chlide a(叶绿素酸酯a)、Chlide b(叶绿素酸酯b)、Chl a(叶绿素a)、Chl b(叶绿素b)受光诱导,而UrogenⅢ(尿卟啉Ⅲ)、CoprogenⅢ(粪卟啉Ⅲ)和Pchlide(原叶绿素酸脂)受黑暗诱导,尤其是Pchlide在黑暗中的积累量显著增加;Mpe(镁原卟啉Ⅸ单甲酯)和Mpde(镁原卟啉Ⅸ二酯)具有2个积累峰值,分别出现在中午12∶00和夜间24∶00。说明叶绿素生物合成受昼夜节律的调控,但其中间代谢产物含量的变化规律与昼夜节律并不完全一致。     

慈姑45S rDNA和端粒序列检测及核型分析

以45S r DNA和拟南芥型端粒序列为探针对慈姑(Sagittaria trifolia L.)有丝分裂中期染色体进行单色和双色荧光原位杂交分析,并用银染方法检测慈姑45S r DNA位点的表达,最后结合染色体测量数据和45S r DNA杂交信号建立慈姑的核型。结果显示,慈姑的单倍基因组总长度为76.9±1.38μm,最长染色体为11.55±0.10μm,最短染色体为4.54±0.27μm;慈姑的核型公式为:2n=22=2m+2sm+14st+4t,核型不对称性参数CI、A1、A2、As K(%)、AI分别为19.86±11.06、0.72、0.27、78.82、15.29,核型属于Stebbins类型中的3B型。慈姑具有3对45S r DNA位点,分别位于第8、9、10号染色体的短臂末端。拟南芥型端粒序列的杂交信号出现在慈姑每一条染色体的长、短臂末端。银染检测到6个Ag-NOR和6个核仁,表明3对45S r DNA位点在间期核都有表达。本研究结果为药食兼用植物慈姑提供了分子细胞遗传学基础资料。     

西藏虎头兰和墨兰对强光的生理响应

兰属植物(Cymbidium)是重要的观赏花卉。该属大多数种类生长在适度荫蔽的环境中,但附生型的西藏虎头兰(C.tracyanum)却能在阳光直射的环境下良好生长。为了探究西藏虎头兰适应强光的生理机制,研究选取同属的地生型墨兰(C.sinense)与其进行对照实验,测定了这两种植物在不同光照强度下的叶绿素荧光参数和P700氧化还原态。结果表明,在强光下,西藏虎头兰光系统I和II活性的下降程度比墨兰小,而环式电子传递的激发程度更高。环式电子传递的激发有助于增强西藏虎头兰在强光下的光保护,而墨兰因环式电子激发程度较低,使其不能适应强光。由于附生环境更容易出现间歇性的直射光,西藏虎头兰的这种适应强光的能力可能有助于它更充分地利用附生环境中的光照资源。     

新疆伊犁地区马匹亨德拉病毒脑内感染情况调查

目的检测新疆伊犁地区天然牧场放养马群脑组织中亨德拉病毒（Hendra Virus,HeV）的核酸片段,调查该地区马群中枢神经系统HeV感染流行状况。方法针对HeV高度保守区核蛋白（N）基因设计特异性引物和探针,采用一步法实时荧光定量RT-PCR检测中枢神经系统感染样本中低浓度HeV RNA的方法,检测新疆伊犁草原地区天然放养且未接种HeV疫苗的183例马匹脑组织。结果最低特异性检出浓度可低至2.6×102copies/μL,与其他单股负链RNA病毒如同属的尼帕病毒（NiV）无交叉反应,对183例马脑组织进行一步法实时荧光定量RT-PCR检测,未检出阳性样本。结论初步流行病学研究尚未发现我国新疆伊犁地区天然牧场放养马匹中存在HeV感染的证据,提示该地区短时间内爆发亨德拉病毒感染的可能性小。