远交群体动态性状基因定位的似然分析 I．理论方法

受动物遗传育种中用来估计动态性状育种值的随机回归测定日模型思想的启发,将关于时间(测定日期)的Legendre多项式镶嵌在遗传模型的每个遗传效应中,以刻画QTL对动态性状变化过程的作用,从而建立起动态性状基因定位的数学模型。利用远交设计群体,阐述了动态性状基因定位的似然分析原理,推导了定位参数似然估计的EM法两步求解过程。结合动态性状遗传分析的特点和普通数量性状基因定位研究进展,还提出了有关动态性状基因定位进一步研究的设想。     

粘虫类钙粘蛋白基因的克隆、序列分析及时空表达

昆虫中肠膜类钙粘蛋白（cadherin-like protein, CLP）是苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis (Bt)毒素的重要受体之一, 与Bt毒素的杀虫作用机制以及昆虫对Bt毒素的抗性等密切相关。本研究应用RT-PCR和RACE技术, 克隆了迁飞性重要害虫粘虫Mythimna separata类钙粘蛋白基因全长cDNA序列（命名为Msclp, GenBank登录号为JF951432）, 全长5 642 bp, 编码1 757个氨基酸, 推导的氨基酸序列具有昆虫类钙粘蛋白的特征结构, 包括1个信号肽、 1个前蛋白区、 12个钙粘蛋白重复、 1个近膜区、 1个跨膜区和1个胞质区。预测的分子量和等电点分别为196.786 kD和4.5。该蛋白与同科的烟夜蛾Helicoverpa assulta、 烟芽夜蛾Heliothis virescens、 棉铃虫Helicoverpa armigera及甜菜夜蛾Spodoptera exigua的类钙粘蛋白亲缘关系最近, 氨基酸序列一致性分别为61.77%, 61.66%, 61.26%和58.14%。荧光定量RT-PCR分析表明, 该类钙粘蛋白基因在不同龄期的粘虫幼虫中表达量差异极显著(P<0.01), 其中4龄幼虫相对表达量最高, 但与3龄、 6龄幼虫并没有显著性差异; 1和2龄幼虫表达量最低; 表达部位主要在粘虫中肠, 在中肠以外的虫体其他部位表达量极低。这些结果对于揭示转Bt作物对非靶标、 迁飞性粘虫的杀虫作用机制以及评价其潜在的对Bt毒素抗性机制等奠定了基础。     

甜菜夜蛾HSP90基因克隆及高温胁迫下其表达量的变化

为阐明热激蛋白90（heat shock protein 90, HSP90）在甜菜夜蛾Spodoptera exigua (Hübner)幼虫抵抗高温过程中的作用, 克隆了其HSP90基因cDNA全长序列, 并检测了在系列高温胁迫下不同龄期幼虫体内其相对表达量。根据已报道的热激蛋白90基因序列同源性设计简并引物, 利用反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）结合cDNA末端快速扩增（RACE）技术成功克隆了甜菜夜蛾HSP90基因全长cDNA（GenBank登录号FJ862050）。该cDNA序列开放阅读框长2 154 bp, 编码717个氨基酸, 预测的相对分子量和等电点分别为82.6 kD和5.0。该序列具有HSP90家族的典型特征和特殊的功能结构域, 并且与多种生物的HSP90基因序列有较高的同源性。为了研究HSP90抵抗高温的作用, 构建荧光定量RT-PCR体系, 检测了37, 39, 41, 43和45℃胁迫下甜菜夜蛾不同龄期幼虫体内HSP90表达量的变化。结果表明, 高温胁迫对甜菜夜蛾幼虫体内的HSP90表达具有明显的诱导作用。幼虫体内HSP90表达量随着温度升高呈增加的趋势。43℃和45℃胁迫下, 各龄幼虫体内HSP90的表达量均显著高于常温（P< 0.05）, 但不同龄期之间没有显著差异。这说明HSP90在甜菜夜蛾幼虫抗高温中起到重要作用。     

抗重金属土壤微藻F1对Cu~(2+)胁迫的耐受生理机制研究

以从新疆富蕴县金属矿区土壤筛选出的抗重金属微藻F1为材料,测定在不同浓度(0、0.5、1.0、1.5和2.0mmol/L)Cu~(2+)胁迫下F1微藻叶绿素a、可溶性蛋白、MDA和谷胱甘肽(GSH)含量,以及谷胱甘肽硫转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH-PX)和谷氨酰半胱氨酸合成酶(GCL)的活性,同时用红外光谱仪检测细胞壁上参与重金属螯合的官能团,用扫描电镜分析细胞壁上的离子交换情况,探讨F1土壤微藻对Cu~(2+)胁迫的耐受生理机制,为利用微藻生态修复技术去除污染区土壤重金属奠定基础。结果显示:(1)F1土壤微藻对Cu~(2+)具有较强的耐抗性。(2)F1土壤微藻细胞中参与吸附Cu~(2+)的基团分别为-OH、-CH2、-RCONH2和C-OH等。(3)F1土壤微藻在吸附Cu~(2+)的过程中,Cu~(2+)与细胞壁上的Al~(3+)、Fe~(2+)、Mg~(2+)、Ca~(2+)、K~+、Na~+和Zn~(2+)发生了交换。(4)藻细胞中的GSH和GSH-PX在F1土壤微藻耐受Cu~(2+)胁迫时起主要作用。研究认为,F1微藻种对Cu~(2+)的耐受性首先与其细胞壁外表细微结构及其离子交换特性有关,并且细胞壁上-OH、-CH_2、-RCONH_2和C-OH等化学基团起着重要作用,其次细胞内的谷胱甘肽以及谷胱甘肽相关酶类能够有效清除活性氧的过量积累,最终保护细胞免受重金属胁迫损伤。     

新疆尉犁县荒漠微藻的分离及其生物学特性分析

采用十倍稀释法对新疆尉犁县周边干旱-荒漠土壤进行荒漠微藻的分离纯化,并以18SrDNA作为分子标记进行分子系统学鉴定,对其中5株微藻生物学特性进行观察及生化成分含量的测定,为极端环境微藻资源的开发应用以及进一步探讨塔克拉玛干干旱-荒漠地区地质和生态环境演变史提供参考。结果表明:(1)共分离选出23株微藻,且分别属于绿囊藻属、马尔瓦尼亚属、小球藻属、原生管藻属和衣藻属等5个属,其中属于绿囊藻属的藻种最多(14株),占总分离藻种的60.87%。(2)5株微藻(每个属选1株)的生长曲线均呈典型的"S"形,最适生长温度为25~35℃。(3)成分分析结果显示,除XLD-M-4以外,其他4株微藻(XLD-B-4、XLD-B-6、XLD-B-9和XLDM-5等)的总蛋白含量均高于对照组CC-127,即分别等于CC-127的1.57、2.13、1.07和1.21倍;脂肪酸含量基本以不饱和脂肪酸为主,其中18碳不饱和脂肪酸(亚油酸/异硬脂酸)含量最高达44.88%,其次是16碳饱和脂肪酸(13-甲基正十五烷酸),为37.88%。     

水氮供应对夏棉产量、水氮利用及土壤硝态氮累积的影响

通过田间试验,研究了黄淮地区水氮供应对夏棉生长、产量及水氮利用效率的影响,探索在保证产量的同时提高水氮利用效率、减少农田水氮排放的管理模式.试验设置5个氮素水平(0、60、120、180、240 kg·hm^-2,分别记为N₀、N₁、N₂、N₃、N₄)和3个灌水水平(滴灌,灌水定额30、22.5、15 mm,分别记为I₁、I₂、I₃),使用裂区设计,主区为氮用量,裂区为灌水水平,共15个处理,3次重复.结果表明: 氮素和水分施用对夏棉生长和产量都有明显促进作用,但氮素影响更显著,是该地区调控夏棉生长和籽棉产量的主要因素.随着施氮量和灌水量的增加,花铃期生殖器官积累量、地上部干物质积累量和籽棉产量在开始阶段都逐步增加,当施氮量超过180 kg·hm^-2时,进一步增施氮肥会导致生殖器官积累量、地上部干物质积累量和籽棉产量减小.籽棉产量在N₃I₁处理达到最大,为4016 kg·hm^-2.增加施氮量能显著提高地上部总吸氮量和茎叶含氮量,但会降低氮肥偏生产力.灌溉水利用效率和田间水分利用效率分别在N₃I₃和N₃I₁处理最大,分别为5.40和1.24 kg·m^-3.随着施氮量的增加,土壤硝态氮含量明显增加,且硝态氮累积区域有下移趋势.综合考虑对地上部干物质积累、产量、水氮吸收利用及土壤硝态氮累积等的影响,N₃I₁处理可作为试验区夏季棉花生产的最优水氮管理方案.     

我国与“一带一路”沿线国家农产品贸易现状与合作前景

采用FAO数据库近年来农产品贸易数据,分析了“一带一路”沿线国家农产品贸易现状和中国与这些国家的贸易情况,并运用进出口依存指数对这些国家与我国贸易依赖程度进行了分析。在此基础上,就中国与“一带一路”沿线国家如何进一步开展贸易合作提出战略设想。     

喜温嗜酸硫杆菌SM-1在不同温度下基因组的可塑性

【目的】驯化得到喜温嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)SM-1在低于最适生长温度下具有较高生长活力的突变菌株,并认知喜温嗜酸硫杆菌在不同温度下的基因组可塑性。【方法】利用实验室长期进化实验对菌株进行3个温度的驯化:37、40、45°C。运用454测序技术对驯化获得的菌株进行基因组重测序,通过比较基因组分析驯化株基因组单核苷酸位点变化(SNPs),对包含位点变化的基因从功能上进行分类,在此基础上,分析可能与温度适应性相关的基因。【结果】通过不同温度下的长期驯化,得到了在低于最适生长温度下具有较高活力的菌株;重测序结果发现,SM-1基因组具有较好的可塑性,不同温度(37、40、45°C)生长的菌株中,基因组中分别有418、384和347个核苷酸位点发生累计变化,其中3个温度下有20个相同的非同义突变位点,分别分布于编码重金属和毒性抗性系统、DNA甲基化和蛋白乙酰化酶、核酸代谢相关酶类等相关基因上;相比而言,在低于最适生长温度(37、40°C)下生长菌株特有的位点变化涉及能量代谢、信号转导以及DNA/RNA稳定性相关基因;其中,2个低温菌株共同发生位点变化的基因有3个,其中两个编码转座相关的蛋白Atc_1031与Atc_1623,另一个编码假想蛋白Atc_1130,该蛋白分别与外膜蛋白组装因子B和二硫键形成蛋白具有23%和35%的相似性。另外,不同生长温度下相关蛋白中氨基酸的组成也发生变化。【结论】喜温嗜酸硫杆菌SM-1基因组具有较好的可塑性,对于其基因组变化的研究结果为认识微生物温度适应性提供了组学数据。本研究揭示喜温嗜酸硫杆菌(At.caldus)SM-1可能通过多种途径适应向低温过渡生长,既包括微生物通用的环境适应机制,也存在菌株特有的温度适应途径。     

甲基苯丙胺成瘾的表观遗传学机制

苯丙胺类兴奋剂是全世界第二大滥用程度的药物,甲基苯丙胺作为苯胺类兴奋剂中的主要药物,是中国滥用的“头号毒品”。而现有的研究对甲基苯丙胺成瘾机制尚不清晰,且临床上对药物成瘾的治疗依然存在无药可医的局面。因此,发现新的成瘾机制和治疗策略尤为迫切。甲基苯丙胺成瘾与额前叶皮质（mPFC）、中脑腹侧被盖区（VTA）和伏隔核（NAc）中的多巴胺（DA）、谷氨酸（Glu）、去甲肾上腺素（NE）和血清素（SNRIS）等神经递质的异常释放有关。研究表明,这些神经递质受到表观遗传机制中组蛋白乙酰化、甲基化、泛素化和非编码RNA等调节,某些基因的表达在甲基苯丙胺的诱导过程中增强或被抑制,导致甲基苯丙胺依赖性产生。本文将针对表观遗传学对甲基苯丙胺成瘾机制的影响进行着重论述,以期推进临床开发甲基苯丙胺戒断药物的研究。     

中国两栖动物受威胁现状评估

为了了解我国两栖动物受威胁现状和致危因素, 进而制定相关的保护措施和开展国际合作, 本文依据中国两栖动物野生种群与生境现状, 利用《IUCN物种红色名录濒危等级和标准》(3.1版)和《IUCN物种红色名录标准在国家或地区的应用指南》(4.0版), 对中国已知的408种两栖动物的濒危状况进行了评估, 并编制了《中国两栖动物红色名录》。评估结果表明: 中国两栖动物有1种灭绝, 1种区域灭绝, 受威胁的两栖动物共计176种, 占评估物种总数的43.1%, 明显高于《IUCN濒危物种红色名录》(2015)的物种受威胁率(30.8%)。中国两栖动物特有种272种, 其中48.9%属于受威胁物种。中国两栖动物受威胁比例最高的目是有尾目(63.4%), 明显高于无尾目(39.0%); 受威胁比例最高的科是隐鳃鲵科(Cryptobranchidae) (仅有1种, 100%受威胁), 小鲵科(Hynobiidae) (86.7%)和叉舌蛙科(Dicroglossidae) (78.1%)。有11个省区的受威胁物种数占本省区两栖动物物种总数的30%及以上, 前3位分别是四川(40.8%)、广西(39.2%)和云南(37%)。中国大多数两栖动物物种分布在西南山地和华南地区, 以海拔2,000 m以下区域为主。栖息地退化或丧失、捕捉、环境污染列受威胁两栖动物致危因子的前3位。鉴于中国两栖动物区系的复杂性和独特性, 进一步加强两栖动物资源调查、种群和生境监测及相关科学研究, 仍是今后一段时期开展两栖动物多样性保护和濒危物种拯救行动的关键性基础工作。