大豆GmDnaJ1蛋白对几种重金属胁迫的响应研究

通过对大豆铝胁迫下的转录组测序分析,发现一个差异表达的基因,其编码一个具有101个氨基酸残基的Dna J-like分子伴侣蛋白-Gm Dna J1(Glycine max Dna J1),等电点为8.97;序列分析表明该蛋白具有典型的高度保守的J domain功能域,是一种类型III的J蛋白;通过对其序列的同源性及进化关系分析,推测该蛋白可能响应重金属胁迫。为进一步探究Gm Dna J1是否能够对重金属胁迫产生应答反应,试验分别以0或100μmol·L-1Cu2+、Pb2+和Cd2+溶液胁迫处理的不同时间(0、12、24、48和72 h)大豆根尖RNA为材料,通过实时定量PCR研究了该蛋白基因的表达特征。结果表明:与对照相比,Gm Dna J1受Cu、Pb和Cd等重金属的诱导而强烈表达,呈现先升高后降低的趋势,其中Pb、Cd处理24 h后表达水平达到峰值,而Cu处理48 h后达到峰值;此外,Gm Dna J1对Cu、Pb和Cd胁迫的响应程度也不同,表明该基因对这三种重金属的响应模式存在差异。根据以上研究结果,推测大豆Gm Dna J1蛋白不仅响应铝毒胁迫,而且可能在响应重金属胁迫方面具有重要的作用,参与了大豆对重金属毒害的抵抗。该结果为深入研究Gm Dna J1在重金属胁迫响应中的功能及其分子机制提供了一定的依据。     

气候变化对黄淮海平原冬小麦产量和耗水的影响及品种适应性评估

基于IPCC5 3种代表性温室气体浓度排放路径(RCP)的情景集成数据,采用VIP生态水文模型,模拟分析了黄淮海平原未来冬小麦产量、蒸散量的气候变化响应.模拟结果表明:未考虑CO2肥效时,3种典型排放路径下,冬小麦生育期都将因气温上升而缩短,其产量和蒸散量将呈下降趋势.CO2浓度增加对作物生长的有利影响强于气候变化带来的不利影响,是未来情景下冬小麦产量增加的主要原因.以RCP4.5为例,2050s黄淮海地区冬小麦平均产量将增加14.8%(无CO2肥效时产量下降2.5%),蒸散量降低2.1%.采用积温需求更高的品种将有利于冬小麦利用CO2肥效提高其产量,但耗水量将有所增加.因此,培育适应气候变化的作物品种、发展节水农业和管理技术是应对气候变化的关键.     

海洋细菌Agarivorans sp.HZ105的琼胶降解酶系

通过克隆得到菌株Agarivorans sp.HZ105中3个琼胶酶基因,长度分别为2 988 bp、1 437 bp和1 362 bp,分别编码琼胶酶HZ1、HZ3和HZ4,分别属于糖苷水解酶GH50、GH118和GH16家族。将这些琼胶酶基因与质粒p ET-32(a)构建重组表达载体,转化大肠杆菌BL21(DE3),实现了琼胶酶基因的重组原核表达,制备了重组酶,研究了琼胶酶的酶解产物。琼胶酶HZ1降解琼脂糖以及高聚合度新琼寡糖(聚合度为8、10、12和14)得到新琼二糖和新琼四糖;琼胶酶HZ3降解琼脂糖的终产物是高聚合度新琼寡糖;琼胶酶HZ4降解琼脂糖和高聚合度新琼寡糖为新琼四糖和新琼六糖。因此推测菌株HZ105主要先用琼胶酶HZ3和HZ4降解琼脂糖为较高聚合度的新琼寡糖,随后这些寡糖被琼胶酶HZ1和HZ2(课题组先前报道的另一个琼胶酶)降解为低聚合度新琼寡糖。首次研究报道了Agarivorans属中能产生4个琼胶酶的细菌菌株及其琼胶降解酶系,丰富了有关细菌降解琼胶酶体系及其中各琼胶酶作用的研究和认识,也有利于菌株HZ105琼胶酶的有效开发应用。     

纳米氧化锌和接种丛枝菌根真菌对大豆生长及营养吸收的影响

纳米氧化锌是应用最广的人工纳米颗粒(nanoparticles,NPs)之一,具有一定生物毒性。丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌能与陆地上80%以上的高等植物形成丛枝菌根共生体,并能改善宿主植物矿质营养,提高其抗逆性。然而纳米ZnO与丛枝菌根的关系尚不清楚。通过温室沙培盆栽试验,研究了施加不同水平纳米ZnO(0、500、1000、2000、3000 mg/kg)和接种AM真菌Acaulospora mellea对大豆生长及营养状况的影响。结果表明,3000 mg/kg的纳米ZnO显著抑制大豆植株生长,表现出植物毒性,在其他水平时没有显著影响。纳米ZnO在施加水平500、1000 mg/kg时没有抑制AM真菌对大豆根系的侵染,但是高施加水平(2000 mg/kg)时对AM真菌产生毒害,几乎完全抑制大豆根系菌根侵染。接种AM真菌仅在500 mg/kg纳米ZnO时显著促进大豆生长,增加大豆植株对P、K、N的吸收,降低根系Zn含量。纳米ZnO可能会持续释放锌离子,并抑制大豆根系对矿质营养元素的吸收,从而产生生物毒性,而AM真菌与大豆根系的共生可起到有益作用。     

采前壳寡糖处理对杏果实黑斑病的抗性诱导

以新疆赛买提杏为试验材料,分别在果实坐果期、膨大期、转色期及采收前48h,采用分子量为5 000、浓度为0.05%的壳寡糖(GOS)溶液对杏果实进行喷施处理,以喷施清水为对照(CK);采收后的杏果实在机械损伤接种链格孢菌后置于4℃、相对湿度90%~95%的条件下贮藏,定期统计接种链格孢菌杏果实的病斑直径和发病率,测定抗病相关酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3-葡聚糖酶(GLU)和几丁质酶(CHT)的活性及木质素、富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)的含量,探讨采前壳寡糖处理对杏果实黑斑病的抗性诱导及其生理机制。结果显示,贮藏结束时,采前壳寡糖处理的果实发病率与病斑直径分别比对照显著降低了16.37%和17.57%。随着贮藏期间的延长,壳寡糖处理杏果实PAL、GLU、CHT的活性和木质素、HRGP的含量均表现出先上升后下降的变化趋势,且始终显著高于同期对照,并分别在接种后第21、28、21、28和14天达到峰值,峰值比同期对照分别显著提高12.17%、78.22%、31.41%、34.81%和77.44%。研究表明,采前壳寡糖处理能通过诱导提高杏果实病程相关蛋白及细胞壁HRGP和木质素的含量来增强杏果实对黑斑病的抗性。     

B型烟粉虱对不同茄子品种的选择及适生性分析

【目的】研究烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)对同种寄主不同品种的选择性及适生性,可为该寄主抗性品种的选育和烟粉虱的综合治理提供理论依据。【方法】在温度(29±2)℃、湿度80%±5%的自然光照温室内,进行B型烟粉虱对不同茄子品种的选择性以及这些品种对其生长发育、繁殖、存活和生命表参数的影响实验。【结果】B型烟粉虱对茄子不同品种的选择及适生性具有一定的差异,在14个茄子品种或材料中,B型烟粉虱对黑马紫长茄的选择性最强,对龙茄1号的选择性最弱;B型烟粉虱从卵发育到成虫的存活率在辽茄3号上最低,在龙茄1号上最高;世代发育历期在辽茄3号上最短,在徐州长茄上最长。此外,B型烟粉虱在苏崎茄、扬茄1号和紫圆茄上的种群趋势指数(I)分别为68.7215、37.4675、25.6245,表明B型烟粉虱对这3个品种的适生性为苏崎茄>扬茄1号>紫圆茄。     

锰作用下PC12细胞的氧化应激机制研究

目的：以鼠嗜铬神经瘤细胞（PC12）为模型,筛选锰对神经细胞增殖抑制作用的时间及剂量,观察锰作用下PC12细胞的氧化应激反应与细胞形态学、生化指标改变和丝裂原活化蛋白激酶pp38（p38MAPKs）的活化表达。方法：用200,400,600,800μmol/LMnCl2的培养液,分别作用对数生长期PC12细胞1,2,3,4d后,用MTT筛选锰的细胞毒性剂量;测定200-600μmol/L MnCl2作用4d后,PC12细胞还原型谷胱甘肽和丙二醛含量;透射电镜观察细胞形态学变化;琼脂糖凝胶电泳检测MnCl2对PC12细胞基因组DNA的影响。western-blot法检测p-p38。结果：MTT实验显示200~800μmol/LMnCl2作用1,2,3,4d对PC12有显著的抑制作用,呈剂量和时间依赖趋势,600μmol/LMnCl2作用4d对PC12的抑制率可达50%以上。200-600μmol/LMnCl2作用于细胞4d后,随着浓度的升高,还原型GSH逐渐降低,MDA的含量逐渐升高;600μmol/LMnCl2作用4d电镜可见细胞凋亡,同样条件下细胞DNA碎片化。Western-blot实验显示600μmol/LMnCl2作用1,2,3,4dp-p38逐渐升高,3d时较对照组增加6.6倍（n=3,p〈0.05）,200,400,600μmol/L MnCl2作用4d时,磷酸化蛋白38（p-p38）也逐渐升高,400μmol/L MnCl2作用4d时较对照组升高了4.7倍（n=3,p〈0.05）。结论：PC12细胞在锰作用下发生氧化应激反应,上调p-p38,诱导细胞凋亡,细胞增殖抑制。     

大豆卵磷脂对小鼠的抗疲劳和抗氧化作用研究

目的：研究大豆卵磷脂的抗疲劳及抗氧化作用。方法：小鼠经口给予大豆卵磷脂30天后,采用负重游泳实验,观察记录小鼠游泳死亡时间;检测血清尿素氮、肝糖原;测定血清和肝匀浆超氧化物歧化酶（SOD）活性、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH—Px）活力、丙二醛（MDA）含量。结果：给予大豆卵磷脂后,与对照组相比,实验组小鼠负重游泳时间明显延长,肝糖原消耗量减少,降低运动后血清尿素氮水平（P〈0．05）;升高小鼠血清和肝匀浆SOD活性及GSH-Px活力,降低MDA的含量（P〈0．05）。结论：大豆卵磷脂具有抗疲劳和抗氧化作用。     

蛋白激酶C在血管紧张素Ⅱ诱导的肾小球系膜细胞收缩中的作用

目的：研究蛋白激酶C（pkc）在血管紧张素Ⅱ诱导的肾小球系膜细胞（GMC）收缩中的作用。方法：人肾小球系膜细胞系用于全部实验。应用血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）刺激蛋白激酶C抑制剂白屈菜红碱（CHE）处理或来处理的系膜细胞。利用激光扫描共聚焦显微镜测细胞内钙离子浓度。结果：①膜细胞经AngⅡ诱导后,细胞出现明显的大幅度起始钙离子浓度升高（vs．control,p〈0．05,n=16）⑦膜细胞经CHE预处理后减少AngⅡ诱导的GMC钙离子浓度（vsAngⅡ,p〈O．05,n=16）。结论：①血管紧张素Ⅱ诱导系膜细胞收缩。②蛋白激酶C参与血管紧张素Ⅱ诱导的肾小球系膜细胞的收缩过程。     

牛磺胆酸钠在大鼠急性胰腺炎模型中的半数致死量（LD50）研究

目的：通过使用不同浓度的牛磺胆酸钠（Tc）建立急性胰腺炎（AP）模型,观察相应的死亡率,进而计算其半数致死量。方法：使用不同浓度的TC（0％（wt／v1）、1％、2％、3％、4％、5％、9％）观察AP造模72小时后各组的死亡率。同时分析TC浓度与组织病理评分、血清淀粉酶和外周血细胞变化的相美性。结果：TC的卓数致死量为3．409％。并且,TC的浓度与组织病理评分、血清淀粉酶和外周血细胞变化密切相关。结论：TC所致AP造模的最佳剂量为3．409％。