鸢尾属植物种子休眠研究进展

鸢尾属(Iris L.)花卉具有较高的观赏性,极具开发利用价值,且主要以种子繁殖后代;但多数种子具有休眠特性,给育种工作带来了困难。其休眠原因包括种皮机械阻碍和种子中萌发抑制物存在等内外多重因素,单一或交互作用影响种子萌发。种子休眠解除的方法主要有环境条件处理、机械处理、化学试剂或激素处理等。本文对鸢尾属植物种子休眠原因、休眠解除方法及其机理等作了系统概述,旨在为鸢尾属花卉资源的合理开发利用及种质创新提供理论依据。     

单增李斯特菌毒力因子溶血素关键氨基酸位点在感染过程中的作用研究

【目的】探究单增李斯特菌溶血素O (listeriolysin O, LLO)中D3区域β8折叠片上第253位氨基酸(谷氨酰胺,Q)和第254位氨基酸(异亮氨酸,I)对单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)感染生物学功能的影响。【方法】构建LLO_Q253A和LLO_I254A突变蛋白的原核表达菌株,以及利用同源重组方法构建hly_Q253A和hly_I254A突变株;通过表达纯化突变蛋白,测定溶血活性;比较LLO第253位Q和第254位I均突变成丙氨酸(A)后,对细菌体外生长能力、黏附侵袭、胞内迁移和增殖能力的影响。【结果】相应位点突变后,LLO蛋白均能够正常表达。在pH 6.5条件下,所有突变蛋白和突变株的溶血活性丧失。然而,在pH 5.5条件下,LLO_I254A和hly_I254A恢复了溶血活性。与野生株相比,突变株的体外生长、黏附能力和胞内增殖能力均无明显差异;突变株的侵袭能力和胞间迁移能力显著低于野生株。【结论】本研究证实第253位Q和第254位I均突变成A后,单增李斯特菌在pH 6.5条件下丧失溶血活性,并降低了感染宿主细胞的能力,但具体机制还有待进一步探索。本研究为深入探究LLO结构对单增李斯特菌生物学功能的影响奠定基础,对单增李斯特菌点突变株的构建具有一定参考意义。     

基于MODIS与Landsat 8的艾比湖湿地旱情时空变化及其影响因素分析

对干旱区艾比湖湿地旱情进行多源遥感监测,分析干旱对艾比湖湿地的生态安全与农业生产的影响,为水资源合理配置与干旱预警提供依据。选用2013年5月到2016年5月的MODIS温度和植被指数产品数据反演TVDI指数,并构建二维特征空间,分析土壤水分的时空分布特征,结果表明:TVDI可以有效地反演土壤水分,且精度较高;通过分析,艾比湖湿地土壤水分格局呈现由"极湿润-湿润-正常"面积减少,"干旱-极干旱"面积增加的趋势;在此基础上分析了影响艾比湖干旱变化的影响因素,近年来随着温度升高,风速与蒸发量增加,降水量减少,使艾比湖湿地旱情急剧恶化。利用多源遥感能很好的实现大面积、长时间、高精度的旱情监测,在四年间艾比湖湿地的旱情有所加剧,湖水面积与冰川萎缩变化较为严重,可见艾比湖湿地旱情情况较为不乐观,需加强水资源管理,开展艾比湖旱情监测对于干旱区湖泊生态有重要的理论与实际意义。     

我国哺乳动物就地保护状况评估

自然保护区被公认为是生物多样性就地保护最有效的方式之一。基于全国自然保护区基础调查,通过分析我国自然保护区内野生哺乳动物种群数量的分布情况,在全国尺度上对自然保护区内591种哺乳动物的就地保护状况进行了评估。根据评价指标体系,将我国哺乳动物就地保护水平划分为"有效保护""较好保护""一般保护""较少保护""未受保护""保护状况不明""未予评价"等7个等级。结果表明,除未予评价的35种外,其余参评的556种物种中,共有534种在自然保护区内得到一定程度的保护,占总数的90.36%。其中有效保护、较好保护、一般保护、较少保护的物种分别有145、60、100种和229种,分别占总数的24.53%、10.15%、16.92%和38.75%。此外,有22种物种保护状况不明。针对不同保护体系中的哺乳动物的就地保护状况进行评价,研究共涉及国家重点保护野生动物140种和列入中国物种红色名录的427种,其中分别有109种和409种在保护区内得到不同程度的保护。总体来说,虽然有90.36%的哺乳动物在保护区内得到不同程度的保护,但保护状况良好(包括有效保护和较好保护)的比例明显较低,保护状况仍然不容乐观,保护力度有待加强;对于保护状况不明的物种,有必要对保护区开展更加全面、细致的科学考察以进一步确定其保护现状;对于确未受到自然保护区就地保护的物种,需要通过完善保护区网络,将其纳入自然保护体系之中。     

基于MODIS NDVI的辽河保护区成立前后植被覆盖时空动态研究

以2010年成立以自然生态恢复为主的辽河保护区为研究对象,基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)获取的500米分辨率的归一化植被指数(NDVI)数据,研究了辽河保护区成立前(2000—2009年)和成立后(2010—2015年)植被覆盖时空动态。结果表明:(1)2000—2015年NDVI呈现持续增加趋势;2000—2009年NDVI的年际增加主要发生在夏季,2010—2015年NDVI的年际增加主要发生在春季和冬季。辽河保护区成立后春季NDVI的逐年增加有利于该区域防风固沙功能的提升。(2)季节尺度上,2000—2009年春季降水量与春季和夏季NDVI显著正相关,夏季气温与夏季NDVI显著负相关;2010—2015年仅夏季NDVI动态受春季气温和夏季日照时数变化的影响。(3)月尺度上,气温是影响辽河保护区NDVI变化的主要气候因素,2000—2015年NDVI动态对气温变化的响应存在1个月的滞后期;2000—2009年NDVI动态对降水变化的响应存在1个月的滞后期,2010—2015年则无滞后效应。(4)2000—2009年影响NDVI动态的人类活动主要为农田耕作;辽河保护区成立后,河岸带封育区内的自然恢复和小型人工湿地建设促进了NDVI增加,大型人工湿地建设和人工经营牧草地对NDVI动态无显著影响。     

丛枝菌根真菌对福鼎大白茶生长、侧根数和根系内源激素的影响

该研究以盆栽福鼎大白茶(Camellia sinensis‘Fuding Dabaicha’)为材料,通过对其接种丛枝菌根真菌(AM真菌)幼套球囊霉(Clariodeoglomus etunicatum)、地表球囊霉(Diversispora versiformis)、粘屑多孢囊霉(D. spurca)以及上述三菌种的混合菌剂,研究AM真菌对茶生长、侧根数及根系內源激素的影响。结果表明:接种12周后福鼎大白茶根系能被AM真菌侵染,为18.85%～40.23%。接种AM真菌处理促进了福鼎大白茶株高、叶面积、主根长以及一级侧根和三级侧根数量,但抑制了二级侧根数(除混合菌种)。单一的AM真菌接种显著提高了福鼎大白茶根系脱落酸、玉米素核苷、赤霉素和油菜素内酯的含量,但降低了根系茉莉酸甲酯含量(除Clariodeoglomous etunicatum)。相关性分析揭示菌根诱导的福鼎大白茶根系激素变化与菌根促进福鼎大白茶侧根数有关。此外,幼套球囊霉的促生效果最显著,而混合菌种对根系形态和侧根数影响最显著。今后茶树栽培中应加强菌根管理。     

构建CRISPR-Cas9介导的耻垢分枝杆菌基因组高效删除系统

【背景】耻垢分枝杆菌具有生长迅速和非致病性的特点,可作为结核分枝杆菌致病机理研究替代菌株和类固醇激素生产的工程菌,但目前耻垢分枝杆菌中缺乏高效率的基因组敲除方法。【目的】基于CRISPR-Cas9介导的定点、高效的DNA切割能力,构建耻垢分枝杆菌染色体DNA片段无痕敲除系统。【方法】构建了包含四环素诱导型启动子驱动的密码子优化的cas9基础载体pCas9101,在双侧同源臂长度约为1 kb条件下选用合适的gRNA表达模块,分别测试了对耻垢分枝杆菌mc2155染色体上的3β-羟基类固醇脱氢酶基因(MSMEG_5228,1 071 bp)和胆固醇降解基因簇(MSMEG_5990-MSMEG_6043,约48kb)敲除效率,使用相同大小的同源臂以经典p2NIL-pGOAL方法进行对照,并计算效率。【结果】使用CRISPR-Cas9方法对耻垢分枝杆菌mc2155的3β-羟基类固醇脱氢酶基因敲除效率为22%,胆固醇降解基因簇敲除效率也达到18%,两者连续敲除效率为4%。但对照p2NIL-pGOAL方法未能获得目标DNA片段敲除的菌株。【结论】本文建立的基于CRISPR-Cas9的耻垢分枝杆菌基因组无痕敲除系统显示出较高的敲除效率,该方法可为耻垢分枝杆菌后续研究提供快速高效的基因组操作方法。     

南京市主城区苔藓植物多样性及其与环境的关系

苔藓植物是结构特殊的高等植物,种类数量仅次于被子植物,具有独特的观赏价值,应用前景广阔.为了更好地利用苔藓植物进行园林造景,本研究对南京市主城区10个绿地样点77个样地的苔藓植物进行了调查.结果表明: 共记录苔藓植物21科36属55种,其中丛藓科、羽藓科等苔藓种类在调查区域内分布广泛.苔藓种类丰富度由城中心向周围逐渐降低.根据苔藓植物多样性的聚类分析可将10个绿地样点分为3组,与园林生境、人为干扰频度、面积等因素有关.典范对应分析(CCA)表明,郁闭度、湿度和基质类型是影响苔藓植物分布的主要环境因子.南京市多数苔藓植物喜欢生长在湿度适中、较为开阔的区域.     

菠萝VOZ转录因子序列特征及其对非生物胁迫的响应

为探究菠萝(Ananas comosus)维管植物锌指蛋白转录因子(VOZ)家族的序列特征及表达特征,该研究采用生物信息学的方法对菠萝VOZ转录因子家族进行序列分析,并通过qRT-PCR技术研究了NaCl、干旱和低温(4℃)等逆境处理对菠萝VOZ家族基因表达的影响。结果表明:(1)菠萝与拟南芥、水稻的VOZ转录因子家族均含有2个保守区域,且菠萝VOZ蛋白均为亲水酸性蛋白;蛋白质二级结构显示,菠萝VOZ蛋白主要结构元件为α-螺旋和无规则卷曲。(2)qRT-PCR分析显示,不同非生物胁迫下,AcoVOZ1和AcoVOZ2的表达量与对照差异显著,且NaCl、干旱、低温(4℃)、甘露醇、ABA、Eth胁迫下,AcoVOZ1和AcoVOZ2的表达量均呈显著下降趋势。研究推测,菠萝VOZ转录因子家族以负调控的方式参与菠萝抗高盐、干旱、低温(4℃)等非生物胁迫的应答反应,为进一步研究菠萝抗逆分子机制和菠萝抗逆性基因工程改良奠定了技术基础。