生物能源植物小桐子功能基因及基因组研究进展

为缓解能源需求与原油价格不断上涨以及有限的化石燃料储备之间的矛盾,人们得寻找更加生态、可持续再生的替代能源。利用能源植物生产生物柴油与生物酒精类燃料已成为发展的方向。其中,大戟科的小桐子以其强抗逆性、高含油量等特点而受到了广泛的关注。本文综述了能源植物小桐子油脂含量与质量、生物代谢以及抗逆性等方面的相关功能基因、细胞学染色体核型、核基因组以及叶绿体基因组的研究进展,以期为能源植物小桐子的遗传改良提供参考。     

左脑＆右脑

1748年,法国哲学家拉美利特告诉世人,"人是机器。"毫无疑问,如果这个论断成立的话,大脑就是这台机器中最精密、最奥妙的零件,它蕴藏了人类无穷无尽的思想,包容着人类无所不在的能力。一直以来,大脑像一个神秘的世界,吸引着无     

不同光质补光对促早栽培‘瑞都香玉’葡萄果实品质的影响

以4年生‘贝达’嫁接的早熟葡萄品种‘瑞都香玉’为试材,研究设施促早栽培条件下,紫外光、蓝光和红蓝光不同光质补光对果实品质的影响,结果表明: 促早栽培节能日光温室内环境属于典型的弱蓝紫光和弱紫外光环境.与对照(未补光)相比,夜间6 h的蓝光和紫外光补光处理可显著加快葡萄果实发育过程中质量和果粒纵横径的增大、果实糖含量的升高以及酸含量的下降,红蓝光效果不明显.果实成熟期紫外光补光处理果实的单粒质量最高,蓝光与红蓝光处理显著高于对照;蓝光补光处理果实葡萄糖、果糖和总糖含量最高,紫外光次之,红蓝光略高于对照.与对照相比,蓝光补光处理可显著加快果实中里那醇、α-萜品醇、橙花醇等萜烯类组分含量高峰的出现,而紫外光、红蓝光补光处理差异较小.果实成熟期蓝光补光处理果实中里那醇、香茅醇等萜烯类物质含量最高,紫外光补光处理里那醇含量较高,香叶醇、己醛、E-2-己烯醛等主要香气物质的含量最高,而红蓝光补光处理里那醇的含量与对照相比有所降低.紫外光、蓝光和红蓝光3种光质补光处理均增加了果实中醛酮类物质的种类及含量.表明蓝光补光处理果实发育最快,成熟最早,糖含量最高,里那醇等萜烯类物质含量高峰出现的时间最早;紫外光补光处理果实的单粒质量最大,主要萜烯类组分含量高;红蓝光补光处理对改善果实品质的效果不明显.     

不同颜色果袋对‘巨峰’葡萄果实中挥发性成分的影响

以‘巨峰’葡萄为试材,研究白袋、绿袋、红袋、蓝袋4种不同颜色果袋对葡萄成熟期果实中挥发性成分的影响,为葡萄专用果袋的研发提供理论依据.结果表明:不同颜色果袋可为葡萄果实的发育提供特定的光环境,不同套袋处理葡萄成熟期果实中的挥发性成分差异显著.‘巨峰’葡萄成熟期果实中检测到酯、醛、醇、酮类、萜烯类和芳香族化合物,对照、白袋、绿袋、红袋和蓝袋处理成熟期果实检测到的挥发性组分分别为33、37、38、32和34种.与对照相比,白袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等酯类物质含量降低,己醛、反式-2-己烯醛、癸醛含量增加;绿袋处理除3-己烯酸乙酯、反式-2-己烯酸乙酯、3-羟基丁酸乙酯、反式-2-己烯醛、(反,反)-2,4-己二烯醛、癸醛、苯乙醇外,其他共有组分的含量均出现降低;红袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等酯类物质含量降低,己醛、反式-2-己烯醛等的含量出现降低;蓝袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等主要酯类物质的含量未发生较大变化,己醛、反式-2-己烯醛等的含量出现升高.在非共有组分中,套袋处理中醇类组分的种类减少,萜烯类、芳香族化合物的种类增加.总体上,蓝袋处理果实中主要的‘果香型’酯类组分含量最高,白袋处理果实中主要的酯类组分及‘青草香型’的醛类组分含量较高,绿袋、红袋处理果实主要香气组分含量较低.     

透视动物社会

人类是地球上最高等的生物,在进化中逐渐形成了复杂的社会关系。与我们人类相似的是,很多动物也具有社会性,它们之间的关系多种多样,让我们来看看这些有趣的社会性动物。     

抗茎腐病分子标记在159份玉米自交系中的验证及实用性评价

为了评价抗茎腐病基因分子标记在辅助育种中的实用性,本研究对159份玉米自交系进行了茎腐病田间抗性鉴定,并检测了与4个茎腐病抗性QTL(qRfg1、qRfg2、Rpi QI319-1和Rpi QI319-2)紧密连锁的11个分子标记在上述材料中的扩增情况。结果表明:供试玉米自交系的平均发病率为26.30%,发病率低于30.0%的材料占67.92%,抗病资源丰富。来源于国外、东北、西南和黄淮海地区的材料平均发病率分别为27.67%、17.92%、15.12%和36.80%,与东北和西南地区种质相比,黄淮海地区抗性种质相对缺乏。通过比较分子标记扩增带型与田间茎腐病表型,发现与同一QTL连锁的不同分子标记的检测结果存在较大差异,其中分子标记STS01(qRfg1)、STSZ479(qRfg2)、bnlg1866(Rpi QI319-1)和bnlg1716(Rpi QI319-2)的阳性检测结果与田间表型符合度较高,分别为76.79%、78.95%、91.67%、73.33%,具有上述特异扩增多态性的材料平均发病率分别为22.06%、19.01%、10.65%、19.63%,可作为抗茎腐病分子检测的有效标记。本研究为开展玉米抗茎腐病分子育种提供了重要参考。     

小桐子低温诱导查耳酮合酶基因的克隆及其表达分析

为了解查耳酮合酶在小桐子(Jatropha curcas)抗冷性形成中的作用, 基于小桐子低温锻炼转录组和数字基因表达谱数据, 克隆了低温新诱导表达的小桐子查耳酮合酶基因(JcCHS), 并分析了该基因的表达特性和功能。结果表明, JcCHS 基因的cDNA全长为1386 bp, 包含完整开放阅读框(ORF) 1170 bp, 编码389个氨基酸, JcCHS的理论分子量为42.2 kDa、等电点为6.53, 与蓖麻CHS 蛋白序列的相似性高达93.6%, 具有III 型聚酮合酶家族保守的查耳酮合酶/ 对苯乙烯合酶结构域。半定量RTPCR分析表明, JcCHS 在小桐子各组织中都有表达, 其中根的表达量较高。JcCHS 基因的表达能在一定程度上提高重组酵母菌的低温抵抗能力, 这说明JcCHS 基因可能参与了小桐子的抗低温响应。     

葡萄NCED基因家族进化及表达分析

9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是植物体内ABA生物合成的关键限速酶, 参与植物对干旱、外源ABA和高盐的响应过程, 降低环境胁迫对植株的危害。基于全基因组鉴定分析葡萄(Vitis vinifera) NCED基因家族成员, 探讨各成员的物种进化关系及各个基因成员在不同组织中的时空表达模式及对干旱、ABA和高盐(NaCl)胁迫的响应, 为进一步揭示该基因家族成员的生物学功能奠定基础。在葡萄基因组中共发现12个NCED基因。其推测的编码蛋白质长度在510 (VvNCED2)-625 aa (VvNCED10)之间。VvNCED蛋白的分子量最大值是70.53 kDa (VvNCED10), 最小值是57.85 kDa (VvNCED2)。在从祖先基因分化之后, 葡萄NCED基因发生了5次复制事件, 同时有2次丢失事件。NCED1/2、NCED3/4、NCED6/7和NCED9/10基因对被认为是通过片段复制产生。上述4对复制基因复制时间分布在3.08-120.0百万年前, 晚于单双子叶植物分化的时间。与对照相比, VvNCED1在ABA处理48小时后显著上调(72.1%), 而VvNCED2显著下调(84.0%)。VvNCED6只在干旱处理14、21和28天的根系中表达量高于对照, 分别为对照的2.49、1.05和1.09倍。VvNCED7只在干旱处理14天的根系中表达量高于对照, 为对照的1.07倍。在ABA处理72小时后, VvNCED3表达量较对照显著下调(59.5%), 而VvNCED4较对照显著上调(169.9%)。VvNCED3/VvNCED4分别在NaCl处理24和48小时出现显著性峰值, 较对照分别上调219.2%和114.4%。保守结构域不同组成和不同胁迫处理下差异表达模式是NCED蛋白发生功能分化的基础。推测NCED在进化过程中发生的功能分化有利于复制事件的发生。     

结核杆菌融合蛋白DNA疫苗构建及免疫保护研究

目的:评价结核DNA疫苗免疫鼠产生细胞因子和抵抗结核分枝杆菌攻击的能力。方法:将结核菌Mtb8.4基因和谷胱甘肽S转移酶基因插入pVAX1载体,构建表达Mtb8.4和GST融合蛋白的DNA疫苗pVS8.4G。小鼠分成5组,用pVS8.4G、pVAX1、pIL2S 100μg和PBS 0.1mL各免疫3次,间隔2w。另一组用BCG免疫1次。每组10只鼠在加强后,无菌取脾培养。另外10只小鼠用H37Rv攻击,2w后取脾、肝和肺培养结核菌并计数。结果:pVS8.4G免疫鼠脾细胞培养上清mIL-2和mIFN-γ平均为380.9和422.1pg/mL,显著高于阴性对照组,与BCG组无显著差异。5个组的平均mIL-6和mIL-10无显著差异。pVS8.4G免疫小鼠脾、肝和肺的平均结核菌载量分别为42 093.2、43 264.1和37 264.8CFU/g,低于pVAX1、pIL2S和PBS组相应器官的载量。结论:DNA疫苗pVS8.4G能刺激产生Th1型免疫应答,免疫鼠抵抗H37Rv攻击的能力增强。