桉树幼苗对难溶性磷的吸收及其根系对低磷胁迫的响应

以‘广林9号’桉树幼苗为试验材料,采用水培和土培试验方法研究了桉树幼苗对难溶性磷酸盐的吸收及其在低磷胁迫下的根构型和根系的生理反应,以揭示桉树高效吸收磷素的机制。结果显示:(1)桉树幼苗在含磷酸铝的缺磷培养液中吸收的磷达4.24mg/株,与供应水溶性磷和磷酸钙处理的相当。(2)土壤缺磷或仅在上土层(0~20cm)施磷肥处理均有利于桉树幼苗浅层根的分布,使根表面积及根数在上土层与下层(20~40cm)比值明显增高。(3)桉树幼苗根尖的H+-ATPase活性在缺磷处理15d后显著提高,其根尖周围的溴甲酚紫指示剂变黄,根基环境明显酸化;根尖分泌的酸性磷酸酶活性在低磷胁迫也显著提升,且随着处理时间(10、15、20d)的延长而进一步提高;铝和低磷胁迫能明显诱导桉树根系分泌草酸,其分泌量显著高于对照和缺磷处理。研究结果表明,桉树幼苗具有较强的难溶性磷吸收能力,而在缺磷及磷铝胁迫下根系的浅层化、根尖酸化及根分泌的酸性磷酸酶及草酸量增加可能是桉树幼苗适应酸性土壤铝毒和缺磷环境的重要机制。     

环境变化和时序衰老过程中酵母蛋白激酶Sch9磷酸化的调控

出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白激酶Sch9与哺乳动物蛋白激酶S6K1同源.S6K1是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)的底物,且与很多人类疾病相关,包括肥胖症、糖尿病和癌症.Sch9和S6K1都对不同营养条件和环境胁迫条件下的细胞生长调控很重要.Sch9激活环内的磷酸化位点570位苏氨酸残基也被称为PDK1位点,而737位苏氨酸位点也被称为PDK2位点,这两个位点的磷酸化对Sch9的活性非常重要.蛋白激酶Pkh1/2磷酸化Sch9的PDK1位点,而雷帕霉素靶蛋白复合体1(TORC1)磷酸化PDK2位点.为了深入了解Sch9在细胞中的功能,阐明不同环境条件下及时序衰老过程中Sch9的PDK1和PDK2位点磷酸化的调控就显得尤为重要.利用特异性识别570位苏氨酸残基磷酸化的Sch9蛋白和特异性识别737位苏氨酸残基磷酸化的Sch9蛋白的两种抗体,对不同环境条件下和时序衰老过程中Sch9的两个位点的磷酸化调控进行了研究.研究结果揭示了Sch9的两个磷酸化位点在营养感受、胁迫应答、热量限制和时序衰老过程中的调控方式.揭示Sch9的PDK1位点磷酸化的调控与热量限制延长出芽酵母时序寿命密切相关.     

龙眼体胚发生过程生长素响应因子DlARF5a的克隆及表达分析

以龙眼松散型胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR和RACE技术克隆获得生长素响应因子ARF5acDNA全长序列,利用实时荧光定量法检测其在龙眼体胚不同发育时期的转录水平,并将其与绿色荧光蛋白(GFP)构建成亚细胞定位载体侵染洋葱表皮细胞。结果表明:龙眼ARF5a(命名为DlARF5a,GenBank登录号为KF739401)的cDNA序列全长为3 322bp,其中开放阅读框为2 829bp,212bp 5′非编码区,258bp 3′非编码区,编码942个氨基酸。生物信息学预测显示,DlARF5a编码蛋白具有B3、Auxin-resp和AUX-IAA保守区与结构功能域,中间区域富含谷甘氨酸、丝氨酸和亮氨酸,是一个定位于细胞质的具有促进转录活性功能的水溶性蛋白。系统进化树分析表明,该基因编码的氨基酸序列与大豆的亲缘关系最近。qRT-PCR检测显示,DlARF5a在龙眼球形胚和鱼雷形胚时期表达显著增强,而在6个发育阶段中子叶形胚的表达量最低,推测DlARF5a参与龙眼体胚中鱼雷胚时期的形态建成。共聚焦显微镜观察结果显示,未添加外源生长素IAA的DlARF5a蛋白定位于细胞质中,而经外源生长素处理的DlARF5a蛋白在细胞膜、细胞质和细胞核中均有表达,推测龙眼生长素响应蛋白DlARF5a能够响应外源生长素IAA而改变其在细胞中的空间位置。     

天竺桂凋落叶添加对凤仙花生理特性的影响

采用盆栽试验,通过向土壤(每盆8kg)中添加0(CK)、20(L20)、40(L40)和80g·pot-1(L80)天竺桂(Cinnamomum japonicum)凋落叶,模拟其自然分解对凤仙花(Impatiens balsamina)生理特性的影响。结果显示:(1)天竺桂凋落叶处理显著增加了凤仙花现蕾前期和现蕾期叶片H2O2含量,同时显著抑制了凤仙花现蕾前期、现蕾期和盛花期超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性。(2)凋落叶添加处理显著增加了凤仙花现蕾前期抗坏血酸(ASA)含量,但现蕾期和盛花期ASA含量却显著下降。(3)添加凋落物处理显著降低了现蕾前凤仙花叶片MDA含量,但显著增加了现蕾期MDA含量,而盛花期MDA含量在L20、L80处理下显著降低,在L40处理下则显著增加。(4)天竺桂凋落叶添加对可溶性蛋白和可溶性糖两种渗透调节物质含量影响不显著。(5)凋落叶处理显著抑制了凤仙花地径生长和地上生物量积累。(6)天竺桂凋落叶中主要化感物质可能有香豆素、桉叶油醇、肉桂醛、反式石竹烯和松油醇等。研究认为,非酶促活性氧清除系统可能在凤仙花抵御化感物质氧化胁迫过程中发挥着比酶促系统更为重要的作用,其中的ASA在氧化胁迫的早期过程扮演着重要角色;天竺桂凋落叶添加处理所造成的氧化胁迫可能超过了两类活性氧清除系统的清除能力,对凤仙花膜系统造成明显伤害,导致其地径和生物量积累显著降低。     

木本植物非结构性碳水化合物变化及其影响因子研究进展

非结构性碳水化合物(NSC)是植物新陈代谢过程中重要的供能物质,NSC库的动态变化不仅反映了植物体内的碳收支状况,还影响着植物的生理代谢活动.为了预测树木甚至整个森林生态系统对未来气候变化的响应和适应能力,本文综述了树木NSC研究的最新进展,重点介绍了NSC库的季节和区域性变化,分析总结了影响树木NSC含量和分配格局变化的主要环境因素.最后还对未来气候变化背景下树木NSC库可能的响应策略和适应状况进行了讨论,展望了未来树木NSC领域的研究方向.     

中国东南高海拔黄山松生长对气候的响应——以浙江省九龙山和安徽省牯牛降为例

利用中国浙江省西南部九龙山自然保护区和安徽省南部牯牛降的高海拔黄山松树轮径向宽度资料,分别建立了2个树轮宽度差值年表(RES).由子样本信号强度(SSS)>0.8判定,九龙山年表(JLS01)的可靠时段为1884—2010年,牯牛降年表(GNJ01)的可靠时段为1837—2008年.将采样点周围气象站气象数据做算术平均代表区域气候状况,利用相关函数检验了两年表与区域气象数据的月降水量、月平均温度、月平均相对湿度、月总云量和月日照时数的关系.结果表明： 2个高海拔点树木径向生长主要受夏季(上年6、7月,当年6月)水热条件的影响.九龙山年表与上年6、7月温度呈显著正相关,与上年6、7月和当年6月降水及相对湿度呈显著负相关,与上年7月总云量呈显著负相关,与上年6、7月日照时数呈显著正相关;牯牛降年表与上年7月温度呈显著正相关,与上年7月和当年6月降水及相对湿度呈显著负相关,与上年6月总云量呈显著负相关,与上年7月、当年6月日照时数呈显著正相关.由于高海拔地区温度较低,夏季温度的升高有利于该地区树木生长,同时较多降水对应的高相对湿度、高云量和低日照时数,限制了光合作用产物的合成,导致树木的径向生长受到抑制.
     

开花红哺鸡竹叶片的显微结构与光响应参数研究

为阐释竹子开花过程中的生理功能变化,探寻竹子花后复壮更新的途径,本研究选取红哺鸡竹(Phyllostachys iridescens)竹林换叶后出现开花征兆的竹株异形叶和外观正常叶,并以未开花竹株正常叶为对照,进行了叶片结构观察和光响应测定。结果发现:红哺鸡竹从营养生长向生殖生长转变的过程中,叶片的发育有变小变薄的特征,相邻维管束距离增大,维管束横切面积和气孔密度有显著变小的趋势(p0.05)。开花竹异形叶的叶片厚度、上表皮厚度、维管束横切面积和气孔密度是未开花竹正常叶的71.59%、87.40%、77.79%和73.56%,相邻维管束距离增加了19.34%,这种结构的变化相应地导致了开花竹叶片光合和蒸腾作用的显著降低(p0.05)。开花竹异形叶的光响应参数,如光饱和点、表观量子效率和最大光合速率是未开花竹正常叶的67%、40.5%和8.27%,分别为900、0.015、1.22μmol·m-2·s-1;光补偿点比未开花竹正常叶高出208.5%,达85.11μmol·m-2·s-1,而开花竹外观正常叶的光响应参数介于两者之间。开花竹株的叶片结构弱化和随之产生的生理功能异化可能是多年生竹子无法像树木那样连年开花、持续生长的重要原因之一。     

Prevalence of genetic variants associated with cardiovascular disease risk and drug response in the Southern Indian population of Kerala

BACKGROUND AND AIM:

This study reports the prevalence of five clinically significant variants associated with increased risk of cardiovascular disorders, and variable responses of individuals to commonly prescribed cardiovascular drugs in a South Indian population from the state of Kerala.

MATERIALS AND METHODS:

Genomic DNA isolated from 100 out-patient samples from Kerala were sequenced to examine the frequency of clinically relevant polymorphisms in the genes MYBPC3 (cardiomyopathy), SLCO1B1 (statin-induced myopathy), CYP2C9, VKORC1 (response to warfarin) and CYP2C19 (response to clopidogrel).

RESULTS:

Our analyses revealed the frequency of a 25 bp deletion variant of MYBPC3 associated with risk of cardiomyopathy was 7%, and the SLCO1B1 “C” allele associated with risk for statin-induced myopathy was 15% in this sample group. Among the other variants associated with dose-induced toxicity of warfarin, VKORC1 (c.1639G>A), was detected at 22%, while CYP2C9*3 and CYP2C9*2 alleles were present at a frequency of 15% and 3% respectively. Significantly, the tested sample population showed high prevalence (66%) of CYP2C19*2 variant, which determines response to clopidogrel therapy.

CONCLUSIONS:

We have identified that certain variants associated with cardiovascular disease and related drug response in the five genes, especially those in VKORC1, CYP2C19 and MYBPC3, are highly prevalent in the Kerala population, with almost 2 times higher prevalence of CYP2C19*2 variant compared with other regions in the country. Since the variants chosen in this study have relevance in disease phenotype and/or drug response, and are detected at a higher frequency, this study is likely to encourage clinicians to perform genetic testing before prescribing therapy.     

In vitro morphogenic response of different explants of Gentiana kurroo Royle from Western Himalayas—an endangered medicinal plant

Micropropagation offers a great potential to produce millions of clonal individuals through tissue culture via induction of morphogenesis. The aim of this work was to obtain an efficient protocol for callus regeneration for Gentiana kurroo Royle. The morphogenic response of different explants (leaves, petioles, roots) varied and responded differently for regeneration according to combinations of growth regulators. The petiole explants were best responding for callus induction and subsequently for indirect and direct regeneration. The callus induction was achieved on MS basal + 1.0 mg/l benzyladenine (BA) and 3.00 mg/l naphthalene acetic acid (NAA). MS medium supplemented with 0.10 mg/l NAA and 1.0 mg/l thidiazuron (TDZ) was recorded as the best medium for indirect regeneration. However, for direct regeneration the maximum number of shoot emergence was observed on MS basal fortified with 0.10 mg/l NAA + 0.75 mg/l TDZ. Half strength MS basal supplemented with indole-3-butyric acid (IBA) 1.00 mg/l gave best response for root induction. Subsequently, the plantlets were transferred and 100 % survival rate was recorded only on autoclaved cocopeat. No morphological variations were recorded in the callus regenerated plantlets.     

江苏省区域农业生态经济的时空变异分析

以江苏省徐连、沿海、宁镇扬、沿江和太湖5个经济区及其9个代表县市区域为研究对象,基于"社会-生态-经济"的系统分析,建立了包括目标层、准则层和指标层3个层次多指标的农业生态经济综合评价指标体系,采用主成分分析方法对评价指标体系进行检验、筛选,并以江苏省为案例,综合分析了农业生态经济系统的时空变异特征。结果表明:江苏省农业生态经济发展水平的时空变异明显,空间上,徐连、沿海、宁镇扬、沿江和太湖5个经济区表现出由北向南逐渐上升的趋势,且随时间的推移逐渐上升;时间上,徐连和太湖经济区农业生态经济发展水平在1999—2008年间呈持续上升,处于良好或优质协调状态。虽然两经济区的农业生态环境-经济发展协调发展水平均较高,但差距较大,徐连和太湖经济区的农业生态环境-经济发展协调度从1999年到2008年呈逐渐下降趋势,但总体上仍处于良好或优质协调状态。