通过构建三段T-DNA载体高频率获得无标记转基因大豆植株的研究

高频率获得无选择标记转基因植株有利于转基因植物的环境释放和安全性生产,农杆菌介导的共转化法是获得无标记转基因植株的方法之一。含二段T-DNA载体的共转化法已被人们成功应用,而二段以上T-DNA载体的共转化法还未见报道。基于这一目的,通过几个中间质粒构建了含有三段T-DNA的双元表达载体pNB35SVIP1,其中包含1个拷贝bar基因选择标记基因表达盒和2个拷贝VIP1目的基因表达盒。利用EHA101农杆菌菌系介导法转化大豆子叶节,经过在含3～5mg/L glufosinate培养基上多次筛选,获得了一定数量抗性再生植株,然后对抗性再生植株进行叶片涂抹除草剂、Southern blot和Northern blot检测,共鉴定出51棵T₀代转基因植株,转化频率0.83%～3.16%,二个基因的共转化频率为86.4%。在对T₁代群体进行叶片涂抹除草剂检测的基础上,不抗除草剂植株进行PCR、Southern blot和Northern blot检测,共鉴定出41棵无选择标记转基因植株,无标记植株获得率为7.6%。检测结果还表明,T₁代群体中22.7%的株系发生了基因丢失现象,27.3%的株系发生了bar基因沉默现象,目的基因在37.1%的无标记植株中发生了沉默现象。三段T-DNA的双元表达载体是获得无标记转基因植株的理想途径     

贺兰山冲积扇荒漠草地拟步甲生态位及种间关联

【目的】拟步甲对维持荒漠半荒漠生境的生物多样性和生态系统功能具有重要作用。本研究旨在揭示拟步甲物种的生态位及种间关联,为冲积扇荒漠草地生境拟步甲群落构建机制研究奠定基础。【方法】2019年5-10月采用陷阱法调查贺兰山冲积扇荒漠草地划分为100个相同大小正方形单元的200 m×200 m样地的拟步甲昆虫群落组成,运用2×2联列表分析、生态位宽度、生态位重叠、方差比率法、 χ²检验、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Ochiai指数、Dice指数和Spearman秩相关系数等方法分析物种间的生态位和种间联结性。【结果】6次调查共捕获拟步甲科成虫7属10种1 086头,其中克小鳖甲Microdera kraatzi kraatzi、弯胫东鳖甲Anatolica pandaroides和平坦东鳖甲Anatolica planata是优势种。平坦东鳖甲空间生态位宽度最大,小圆鳖甲Scytosoma pygmaeum时间生态位宽度最大,克小鳖甲时空生态位宽度最大,类沙土甲Opatrum subaratum时间、空间、时空生态位宽度最小,处于竞争劣势。对拟步甲生态位宽度值聚类表明,克小鳖甲、弯胫东鳖甲、小圆鳖甲和裂缘圆鳖甲S. dissilimarginis是广生态位种。种对的时间生态位重叠比空间生态位重叠更显著。方差比率和W检验表明拟步甲昆虫总体呈显著正关联; χ²检验、联结系数(AC)和Spearman 秩相关系数的结果显示正负关联种对的比率大于1,总体趋于正相关。共同出现百分率(PC)、Ochiai指数和Dice指数表明,优势种克小鳖甲、弯胫东鳖甲和平坦东鳖甲种间呈显著正关联。根据Spearman秩相关系数结果,这10种拟步甲可划分为3个生态种组。【结论】优势种类具有较宽的生态位,物种时间生态位和空间生态位宽度变化不一致,正联结性显著的种对生态位重叠相应也较高。生态种组聚类反映了种对生态适应性的差异。研究结果为研究冲积扇荒漠草地生境小尺度空间拟步甲昆虫群落演替提供了参考依据。     

生长环境对结核分枝杆菌胁迫作用的研究进展

高传染性结核病是由结核分枝杆菌引起的慢性消耗性疾病,病死率较高,备受全球关注。结核分枝杆菌是一种胞内寄生菌,通过呼吸道感染宿主,感染期间寄居肺部形成肉芽肿。肉芽肿或者免疫系统施加的环境压力,比如低pH、缺乏营养(缺铁)、缺氧等使结核分枝杆菌进入休眠状态,从而影响结核分枝杆菌的正常生长和抗生素的疗效。结核病治疗周期长,易产生耐药性,因此迫切需要研发新的药物以提升治疗效果。本文通过3个主要具有胁迫作用的生长环境因素综述了近年来发现的结核分枝杆菌相关调控因子和药物新靶点,为疫苗研究及新药物设计提供理论基础和研究依据。     

基于转录组测序技术进行静原鸡差异miRNA与mRNA的关联分析

为探究静原鸡肌肉组织肌苷酸沉积过程的分子调控机制,本研究以静原鸡胸肌和腿肌组织作为试验材料,通过转录组测序技术,利用生物信息学分析方法筛选出差异表达miRNA及其靶基因.分析结果表明,静原鸡胸肌和腿肌组织的比较组合中有39个差异表达miRNAs(19个显著上调,20个显著下调).通过miRNA-mRNA互作网络分析可知,一个miRNA可以靶向多个mRNA参与调控多个靶基因的表达.GO富集分析表明,候选靶基因的功能主要富集于三个分支的单一生物过程、细胞内和结构分子活性等.KEGG通路注释表明,候选靶基因显著富集到碳代谢、蛋白酶体通路和氨基酸的生物合成等通路中.选取4个差异表达miRNA的与肌苷酸合成和代谢相关的候选靶基因(POLR2C,GMPR,IMPDH2和APRT)进行实时荧光定量PCR验证,结果表明,定量结果与转录组测序结果趋势一致.该研究结果为阐明地方鸡种肌苷酸特异性沉积过程中miRNA介导的靶基因与肉品风味的关系及其表达分析提供理论依据.     

间作作物种间相互作用对马铃薯根际土壤丛枝菌根真菌的影响

为揭示间作作物种间相互作用对土壤丛枝菌根(AM)真菌的影响,以马铃薯单作(T0)为对照,基于高通量测序平台的方法,研究了连续3年马铃薯‖玉米(T1)、马铃薯‖蚕豆(T2)下马铃薯根际土壤AM真菌群落组成、多样性与土壤环境因子间的相互关系。结果表明:共获得2893个AM真菌操作分类单元(OTUs),分属1门、3纲、4目、8科、11属、104种;幼套近明囊霉(Claroideoglomus)、球囊霉属(Glomus)、类球囊霉属(Paraglomus)为AM真菌优势属。玉米、蚕豆与马铃薯间作均改变了马铃薯根际土壤AM真菌属水平上的相对丰度;与T0相比,T1处理下幼套近明囊霉相对丰度降低,球囊霉属和类球囊霉属相对丰度增加;T2处理下幼套近明囊霉相对丰度增加,但球囊霉属和类球囊霉属相对丰度却降低。Metastats检验表明:T1和T2处理下,马铃薯根际土壤类球囊霉属AM真菌相对丰度存在显著差异(P=0. 024),耳孢囊霉属(Otospora)在T0和T2处理间存在极显著差异(P=0.005);土壤AM真菌香农指数在T1与T2间有显著差异(P<0.05)。主成分分析表明:T0和T1处理下,马铃薯根际土壤AM真菌群落组成较为接近;土壤碱解氮与AM真菌香农多样性指数呈显著负相关(P=0.043),基于属水平上的AM真菌幼套近明囊霉相对丰度与碱解氮呈极显著正相关(P=0.006),原囊霉属(Archaeospora)的相对丰度与速效磷呈显著正相关(P=0.046)。马铃薯间作玉米、蚕豆为主的种植模式具有间作优势,种间相互作用能改变马铃薯根际土壤AM真菌群落组成,这对于合理间作作物选择,稳定农业生态系统具有重要意义。     

宁夏东部荒漠草原-灌丛地转变过程土壤氮素响应

选取近30年荒漠草原灌丛引入形成的典型草地-灌丛镶嵌体内部的荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地,对各样地及其微生境(植丛与空斑)相关土壤指标进行测定,以了解荒漠草地向灌丛地转变过程中土壤氮素的响应特征。结果表明: 随草地灌丛化转变,草本与灌丛生物量均增加,其中一年生草本随灌丛引入增加明显;土壤水分、全碳、全氮及微生物生物量均呈降低趋势,微生物数量在草地边缘与灌丛边缘降低,而在灌丛地增加并略高于荒漠草地;从荒漠草地转变至灌丛地,硝态氮显著升高52.3%,最高为28.45 mg N·kg^-1,铵态氮显著降低10.4%,最低为4.81 mg N·kg^-1。微生物生物量氮与土壤水分呈显著正相关,而矿化氮与土壤水分响应关系则随着植被转变呈非线性变化,即硝态氮和铵态氮与土壤水分在荒漠草地和草地边缘呈正相关,而在灌丛边缘和灌丛地呈负相关。荒漠草地向灌丛地近30年的转变过程中,土壤全氮、微生物生物量氮呈降低趋势,而矿化氮显著增加,其中硝态氮尤为明显,表现出从荒漠草地土壤氮素的硝化抑制向灌丛地硝化加速转变。     

贺兰山不同海拔土壤酶活性及其化学计量特征

探讨干旱区脆弱山地森林生态系统土壤酶活性及其化学计量比沿海拔的变化特征及影响机制,对研究脆弱生态系统养分循环具有重要意义。本研究以贺兰山不同海拔(1380～2438 m)土壤为对象,分析土壤理化性质、土壤酶活性及酶化学计量比沿海拔的变化及其影响因素。结果表明: β-葡萄糖苷酶(βG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、土壤C/N和土壤C/P酶活性比值均随海拔升高表现出先增后减的变化趋势,在海拔2139 m处均处于较高水平;碱性磷酸酶(AKP)活性随海拔的升高整体上呈递增的趋势,在海拔2438 m处最高;亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性和土壤N/P酶活性比值随海拔升高变化趋势不显著。通过对比全球土壤酶化学计量值发现,贺兰山存在一定程度的N限制。除LAP外,其余3种酶活性均与土壤有机碳/全氮、土壤有机碳/全磷和全氮/全磷呈极显著正相关,与土壤pH值呈极显著负相关;LAP、土壤C/P和土壤N/P酶活性比值均与全磷呈极显著负相关。此外,AKP与土壤容重呈极显著负相关。     

柠条锦鸡儿和沙拐枣主根暴露后的生理响应及抗逆机理

风蚀是固沙植物根系暴露的主导因素。在宁夏白芨滩国家级自然保护区对8年生的柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）和沙拐枣（Calligonum mongolicum）成株进行3个深度（10、20、30 cm）的主根暴露处理,并揭示其生理过程及适应机理。结果表明：（1）柠条锦鸡儿主根暴露10 cm的各项生理指标在21 d内与对照间均无显著差异,暴露至30 cm深度其MDA含量、Pro含量、叶绿素含量、Chl （a/b）、CAT活性在第7天均与对照间存在显著差异,至第21天又恢复至对照组水平,可溶性糖和SOD与对照间始终无显著差异,由此判断主根暴露10 cm对柠条锦鸡儿未产生逆境胁迫,暴露30 cm深度后的7 d内通过启动以游离脯氨酸为主的渗透调节系统以及增强CAT活性清除H₂O₂,使其逐渐恢复至生理稳态;（2）沙拐枣根系暴露10 cm的第7天通过可溶性糖的积累和Chl （a/b）的升高调节生理稳态,暴露20、30 cm深度的第14天和第21天,SOD、CAT、叶绿素含量较对照均显著下降（P<0.05）,即其抗氧化酶系统开始紊乱,光合作用下降。综上,主根暴露30 cm深度仅在暴露早期对开花期的柠条锦鸡儿生理有影响,而展叶期的沙拐枣在根系暴露20 cm深度以上,即表现出中重度干旱胁迫响应。     

荒漠草原-灌丛镶嵌体的植被稳态转变特征

以柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）灌丛引入形成荒漠草原-灌丛地镶嵌体为研究对象,选择其内部荒漠草地（DG）、草地边缘（GE）、灌丛边缘（SE）、灌丛地（SL）为试验样地,开展荒漠草原向灌丛地人为稳态转变过程土壤水分与植被变化特征研究。结果如下：各样地0-200 cm土层水分含量随着转变过程呈显著降低趋势（P<0.05）,其中荒漠草地、草地边缘和灌丛边缘样地的土壤水分均在秋季雨水补充期增加,灌丛地由于深层土壤水分过度消耗而愈加降低,且灌丛边缘和灌丛地深层水分显著低于荒漠草地、草地边缘（P<0.05）,垂直动态不显著;地上植被随样地转变除优势度指数表现为灌丛地多样性、均匀度、丰富度指数均显著低于各样地（P<0.05）,多年生优势草本蒙古冰草（Agropyron mongolicum）、短花针茅（Stipa breviflora）逐渐被一年生草本刺藜（Dysphania aristata）、猪毛蒿（Artemisia scoparia）所代替;土壤种子库萌发种类随样地转变逐渐减少,种子库密度则显著升高（P<0.05）,灌丛地以一年生草本植物为主（占总密度的97.51%）,荒漠草地则以多年生草本萌发为主,且各样地土壤萌发种子库及多年生草本多集中于0-5 cm土层（P<0.05）;转变过程荒漠草原和灌丛地植被地上地下相似度分别为0.14和0.19,均显著低于两边缘样地0.35,较两边缘样地群落更为稳定,呈现草原灌丛化过程中草地-灌丛共存的植被双稳态特征。     

荒漠草原土壤微生物矿化对灌丛引入过程及水分的响应

以宁夏荒漠草原封育草地（封育14年）、放牧地为对照,开展不同年限（3a、12a、22a）和间距（40 m、6 m、2 m）柠条地（Caragana korshinskii）灌丛引入过程土壤微生物矿化及对不同水分梯度（自然降雨、前期饱和、持续干旱）响应特征研究。结果表明：灌丛地0-20 cm和0-100 cm土层土壤全氮含量均高于放牧地且随年限和密度增加呈增高趋势,分别为0.28-0.42、0.27-0.42 g/kg和0.28-0.51、0.27-0.51 g/kg,但在22年且密度增至2 m间距的灌丛地与封育草地相比差异不显著或呈降低趋势;微生物量氮变化分别为0.041-0.057、0.041-0.081 mg/kg,且22年灌丛地呈显著降低,2 m间距灌丛地呈显著增加,但均显著低于封育草地0.079 mg/kg和放牧地0.103 mg/kg （P<0.05）;真菌/细菌比值随灌丛地年限和密度增加变化为0.06-0.33,均高于封育草地0.04和放牧地0.03（P<0.05）,微生物变化改变了灌丛地的矿化过程,相较封育草地0.003 mg kg^-1 d^-1和放牧地-0.068 mg kg^-1 d^-1的净矿化速率,不同年限/间距灌丛地虽分别降低为-0.155--0.084、-0.116--0.061 mg kg^-1 d^-1,但均表现为前期加速硝化过程,使得硝态氮则随年限和密度增加呈增加趋势显著高于两样地,而铵态氮变化则较为稳定;封育草地对干旱具缓冲作用,持续矿化,而放牧地和灌丛地净矿化速率对水分降低响应积极,分别降低280.3%和440.2%,其中放牧地和灌丛地以硝化作用变化尤为显著,特别是灌丛地则随干旱加剧净硝化速率均呈显著降低趋势（P<0.05）,其净矿化速率变化以硝化过程占主导。