石果衣真菌(Endocarpon pusillum)比较转录组分析揭示其抗旱特性

从沙漠地区地衣石果衣中分离得到的地衣型真菌(Endocarpon pusillum)具有极强的抗旱能力.为了研究石果衣真菌的抗旱机制,本研究利用转录组测序和荧光定量的方法分别对纯培养和共生状态的真菌进行分析和比较.比较转录组分析是针对纯培养的石果衣真菌,比较其在正常培养和胁迫培养条件下的2个样品,得到1781个差异表达基因.以抗旱植物和非地衣型真菌的抗旱机制作为参照,一些普遍存在机制中所涉及的基因在石果衣真菌中也是差异表达的.然而不同的是,石果衣真菌的抗旱机制中不涉及有关渗透压调节基因的差异表达,这一特点为揭示石果衣真菌为干旱适应物种提供了证据.此外,石果衣真菌不同于其他生物,还有一系列差异基因被归类于其特有的干旱适应机制.为了确定共生与纯培养状态下的石果衣真菌的抗旱机制是否一致,本研究挑选了23个候选基因,利用荧光定量的方法在脱水地衣体中进行验证.本研究为下一步地衣型真菌的研究提供有价值的数据支持,同时也会有助于抗旱基因的功能研究.     

基于质谱技术筛选差异表达蛋白的统计学策略研究进展

随着质谱技术的快速发展,蛋白质组学已成为继基因组学、转录组学之后的又一研究热点,寻找可靠的差异表达蛋白对于生物标记物的发现至关重要.因此,如何准确、灵敏地筛选出差异蛋白已成为基于质谱的定量蛋白质组学的主要研究内容之一.目前,针对该问题的研究方法众多,但这些方法策略的适用范围不尽相同.总体来说,基于质谱技术筛选差异蛋白的统计学策略可以分为3类:基于经典统计学派的策略、基于贝叶斯学派的统计检验策略和其他策略,这3类方法有各自的应用范围、特点及不足.此外,筛选过程还将产生部分假阳性结果,可以采用其他方法对差异表达蛋白的质量进行控制,以提高统计检验结果的可靠性.     

国外绿豆种质资源农艺性状的遗传多样性分析

以来自15个国家和地区的352份绿豆种质资源为材料,评价其5个质量性状和10个数量性状的遗传变异水平。结果表明:除美国等5个不同地区的14份材料未正常开花结荚外,其余338份材料的农艺性状具丰富的遗传变异。其中质量性状中叶形和幼茎色的遗传多样性指数最高(0.69),数量性状中荚长(2.08)和百粒重(2.07)的最高。UPGMA聚类将338份参试材料分为6大类群,各类群有其独特的性状特征,其中第5类群早熟、矮秆、大粒,可为杂交育种亲本选配提供理想亲本。亚蔬(ARC-AVRDC)(泰国)、菲律宾、印度、印度尼西亚、韩国、美国和俄罗斯等7个不同地理区域材料间具有显著的遗传变异,其中俄罗斯的遗传多样性指数最高,韩国最低;印度尼西亚的生育期较短,主茎节数、单荚粒数、单株荚数和单株产量最高,属于早熟、大粒、高产的种质,可以为我国新品种的选育提供基础材料;UPGMA聚类可将这7个不同地理区域的材料划分为3类,其中印尼和韩国的材料各被划分为一类,其他5个国家聚为第Ⅲ类,群体间的性状表现与其地理来源有一定的关系。     

原核表达的人乙醛脱氢酶2(ALDH2)的活性及稳定性研究

对由原核载体表达的人乙醛脱氢酶2(Aldehyde dehydrogenase 2,简称ALDH2)纯化工艺、酶活性改善、稳定性以及保存条件分别进行了参数的优化,以期为ALDH2商品化剂型开发提供理论依据。通过NAD(P)+酶活测定法,检测不同纯化工艺、金属离子以及不同保存条件对ALDH2的酶活性的影响。通过SDS-PAGE检测ALDH2在模拟胃液和胰液中的稳定性。结果显示,低离子磷酸盐缓冲液透析有利于ALDH2酶活性的恢复,且真空冷冻干燥处理可导致ALDH2酶活性下降。K+、Zn2+、Mg2+、Mn2+、Ca2+均能提高ALDH2酶活性。ALDH2在模拟胃液中稳定性良好,但在模拟胰液中迅速被降解。与此同时,ALDH2酶液在-20℃下能良好地保持其稳定性及酶活,但在4℃和30℃下保存一个月酶活急剧下降。以上结果表明,低离子磷酸盐缓冲液透析法、K+均能提高ALDH2的酶活性,同时该酶可耐受模拟胃液的降解作用,且添加山梨酸钾的ALDH2于-20℃可良好地保持其稳定性及酶活。     

放线菌Act12与腐植酸钾配施对丹参生长及其根域微生态的影响

探讨生防放线菌菌剂与腐植酸钾配施对丹参生长及其根域微生态的影响。以常规移栽处理为对照,研究小区试验中放线菌菌剂与腐植酸钾不同配施比例下对丹参生长、产量及抗根结线虫侵染的影响;并采用稀释平皿涂抹法测定丹参根区土壤、根表土壤、根外土壤及根系中细菌(B)、真菌(F)与放线菌(A)的数量,同时对优势细菌、真菌和放线菌进行了分子生物学鉴定,研究放线菌菌剂与腐植酸钾配施处理下丹参根域微生态变化。研究结果表明:1配施能增强菌剂对丹参的促生效果。菌剂与腐植酸钾配施T20处理丹参出苗率较对照提高8.7%,收获时的死亡率较对照减少39.0%;茎叶鲜质量、根鲜质量、单株根鲜质量、根干质量以及单株根干质量分别较对照增加6.1%、28.6%、11.1%、36.3%以及9.0%。2可以调整丹参植株根域土壤微生态平衡,降低有害微生物数量,增加有益微生物数量,改善微生物区系。在丹参根表土壤中,菌剂与腐植酸钾配施处理B/A值较对照降低78.4%,A/F值较对照增加95.0%。在丹参根系内,菌剂与腐植酸钾配施处理细菌数量较对照增加195.0%,未检测到真菌和放线菌存在。3在放线菌处理丹参根区、根表土壤中,有6株优势菌可能对丹参生长及抗病有益:3株优势细菌分别为硝基愈疮木胶节杆菌(Arthrobacter nitroguajacolicus)、放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter)和弗雷德里克斯堡假单胞菌(Pseudomonas frederiksbergensis);3株优势放线菌分别为淀粉酶产色链霉菌(Streptomyces diastatochromogenes)、砖红链霉菌(S.lateritius)和卡伍尔链霉菌(S.cavourensis)。有2株优势菌疑为有害微生物:优势细菌为耐寒短杆菌(Brevibacterium frigoritolerans),优势放线菌为肿痂链霉菌(S.turgidiscabies)。这2种菌对其他作物的有害作用已有报道。4对丹参根结线虫侵染有强烈抑制作用,可使田间根结线虫侵染率降低49.3%。生防放线菌与腐植酸钾配施处理后能明显促进丹参生长,提高丹参产量及抗病虫能力,调节丹参根域微生态平衡。     

不同灌溉量对内蒙古人工草地主要牧草产量和水分利用效率的影响

人工草地建设是缓解内蒙古地区草地生存压力的必要途径,而水分短缺是该区人工草地建设中牧草生长的主要限制因素,适量的人工补水以实现牧草的高产节水是解决这一问题的关键。以当地主要牧草冰草和紫花苜蓿为研究对象,开展单播和混播条件下不同灌溉量对牧草产量、光合性能和水分利用效率影响的对比试验。研究结果表明:(1)豆禾混播有利于提高冰草和紫花苜蓿的产量;(2)8月初现蕾期是冰草和紫花苜蓿收割的最佳季节,此时牧草产量最高;(3)灌溉量达到田间持水量的45%(包含降雨量在内的单位面积灌溉量在7月初达到903.8 m3/hm2,在8月初达到1812.4 m3/hm2)是牧草高产节水的最佳补水选择;(4)6—8月水分胁迫更有利于提高牧草的长期水分利用效率(long-term water use efficiency,WUEL),开花期后补水对提高牧草WUEL的作用开始显著;(5)在牧草产量最高的8月初水分胁迫更有利于提高牧草的瞬时水分利用效率(instantaneous water use efficiency,WUEI),而在7月初光照强烈、水分蒸发量大时,较多地补水更有利于提高牧草的WUEI。     

中国西北地区降水量及极端干旱气候变化特征

采用1960—2011年西北地区111个观测站逐日气象资料,利用FAO Penman-Monteith模型,计算出各气象站的潜在蒸散量,由此计算出各站的湿润指数,并对其进行标准化,统计极端干旱发生频率。对西北全区和不同自然区的降水量及极端干旱发生频率的时空变化特征进行了探讨分析。结果表明:近52年来西北全区年降水量变化倾向率表现出微弱的上升趋势,平均每年上升0.17 mm。由该区年降水量变化的空间差异,可将研究区划分为3个部分:明显增加区、轻度增加区、减少区。西北全区极端干旱发生频率的平均值为3.8月/a,气候变化倾向率总体上表现出明显的下降趋势,平均每年下降0.011月。根据西北地区极端干旱发生频率变化的空间差异,也可将研究区划分为3个部分:明显减少区、轻度减少区、增加区。极端干旱发生频率与降水量和平均气温表现为显著的负相关性,与无雨总日数呈现出显著的正相关性。     

苦荞转录因子基因FtbHLH4的克隆及其对非生物胁迫的应答

根据苦荞花期转录组数据,克隆得到1个苦荞bHLH类转录因子基因,命名为FtbHLH4。采用实时荧光定量PCR技术,分析了非生物胁迫对苦荞芽期FtbHLH4基因表达的影响。序列分析表明,苦荞FtbHLH4基因DNA全长1 852bp,由7个外显子和6个内含子构成,符合GT-AG剪接原则;cDNA序列包含1个1 062bp的开放阅读框,编码353个氨基酸,具有bHLH类蛋白典型的螺旋-环-螺旋保守结构域。在脱落酸(ABA)、NaCl和PEG模拟干旱胁迫下,苦荞芽期FtbHLH4基因表达量均持续上升,至48h时达最大,分别为胁迫前的11.3倍、12.0倍和6.1倍。而在冷胁迫和UV-B胁迫下,苦荞芽期FtbHLH4基因表达量迅速下降,分别于6h和12h降低至胁迫前的24%和23%。研究推测FtbHLH4基因以不同机制参与了苦荞对非生物胁迫的应答过程。     

苦荞锌指蛋白基因FtLSD1的克隆及其对非生物胁迫的应答

根据苦荞(Fagopyrum tataricum)花期转录组数据,分别以苦荞DNA和cDNA为模板,克隆得到1个苦荞C2C2型锌指蛋白基因FtLSD1(GenBank登录号KP252134)的DNA序列和cDNA序列,采用实时荧光定量PCR方法,研究了FtLSD1基因在非生物胁迫下的表达模式。结果显示:苦荞FtLSD1基因DNA全长2 427bp,由6个外显子和5个内含子构成,符合GU-AG剪切原则;cDNA序列包含一个528bp开放阅读框,编码175个氨基酸,具有LSD1家族的典型结构域;UV-B照射和水杨酸处理均能使FtLSD1基因的表达量上升,且UV-B处理在6h达到最大,为0h(CK)的3.84倍;水杨酸处理于10h达到最大,为0h(CK)的3.44倍,而4℃冷胁迫下该基因表达量保持稳定。推测该基因可能参与苦荞抗UV-B和高浓度水杨酸等非生物胁迫的应答反应,为苦荞的抗逆性研究提供新的视角。     

中国典型特大城市交通的生态足迹评价

中国城市化快速发展带来机动车数量的骤增、交通拥堵、交通污染物排放及能源消耗恶化等城市生态问题,生态足迹可以作为衡量城市交通发展带来生态环境压力的有效指标。本文以北京、上海、天津、杭州、沈阳和成都6个特大城市为研究对象,计算了2005—2012年6个城市的交通生态足迹。结果表明:6个城市交通的生态足迹均有所增加,城市交通的生态环境压力逐年增加,化石能源间接生态足迹在城市交通生态足迹增长中起到主要作用;快速增长的机动车和小汽车及其高出行率导致能源消耗不断增加,是城市交通生态足迹增长的主要原因;完善的轨道交通及慢行交通等绿色出行的发展,可以有效降低特大城市自驾出行的次数,优化交通出行结构,缓解城市交通生态环境压力。