洋常春藤HMGS基因克隆与表达分析

3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合成酶(HMGS)是MVA途径中的关键酶基因,其作用主要是催化乙酰辅酶A和乙酰乙酰辅酶A缩合成3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A(HMG-Co A)。为分析洋常春藤HMGS基因在常春藤皂苷生物合成途径中的功能及调控机制,本研究利用RACE克隆技术克隆获得了洋常春藤HMGS基因c DNA全长序列并进行了生物信息学分析。结果表明:洋常春藤HMGS基因的c DNA全长1 751bp,命名为Hh HMGS(Gen Bank登录号:KX056075),其包含编码468个氨基酸的开放阅读框。预测该基因编码的蛋白质分子量为52.0 k D,理论等电点为5.99。氨基酸序列比对结果表明,洋常春藤中的HMGS与人参的HMGS同源性最高,达到95%。通过RT-q PCR分析Hh HMGS基因在洋常春藤中的时空表达规律,结果表明Hh HMGS基因与常春藤皂苷含量之间并未呈现出相关性。本研究为探讨HMGS基因在常春藤皂苷生物合成途径中的作用以及深入的研究该基因的分子调控机制奠定基础。     

香蕉Metacaspases家族基因的鉴定及表达分析

半胱天冬氨酸酶(metacaspases,MC)在植物生长发育调控和逆境胁迫的细胞程序性死亡(PCD)中扮演着重要角色。本研究对香蕉MuMCs基因序列和蛋白序列进行生物学信息分析,采用qTR-PCR技术对香蕉幼苗中MuMCs进行基因表达分析。结果表明,香蕉MuMCs具有8个成员,分为2种类型,Ⅰ型MuMC1~MuMC5和Ⅱ型MuMC6~MuMC8;顺式调控元件预测显示在MuMCs启动子区域存在19种激素和逆境胁迫相关的顺式调控元件;基因表达分析发现Mu MCs具有组织表达特性,在大部分MuMCs中叶的相对表达量最高,假茎的次之,根的最低;此外,Mu MCs对盐胁迫有不同程度的应答模式,盐胁迫后MuMC5和MuMC8相对表达量最高,MuMC2和MuMC6相对表达量最低。本研究为深入了解MuMCs基因特点及验证其生物学功能提供了理论基础,同时也为进一步探究PCD的调控途径提供了理论依据。     

香蕉MaNHX5关键耐盐氨基酸位点的鉴定及验证

为提高香蕉NHX基因的耐盐性,从巴西蕉(Musa acuminata L. AAA group)中克隆到一个MaNHXs基因家族的MaNHX5基因,利用生物信息学方法预测了Ma NHX5关键耐盐氨基酸位点和突变前后蛋白质结构的变化,通过定点突变技术将Ma NHX5蛋白的276位丝氨酸(S)成功突变为天冬氨酸(D),利用AXT3盐敏感突变酵母进行功能回补试验。结果表明,将突变后的MaNHX5基因转入AXT3盐敏感突变酵母,200 mmol/L NaCl处理下,突变酵母耐盐性显著提高。由此推测Ma NHX5蛋白的Ser276对香蕉Na+跨液泡膜运输起重要作用。     

西瓜CMO基因序列分析及受乙烯诱导后表达特性分析

CMO基因作为植物体内甜菜碱合成过程中的关键性基因,对植物抗逆有重要作用。为研究西瓜中逆境信号对CMO基因的调控机理,本研究从西瓜基因组数据库选取CMO同源的基因序列,利用生物信息学分析工具对该基因序列进行分析。结果表明:ClCMO基因的转录起始位点位于起始密码子上游236 bp处,启动子区域包含多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件等;该基因编码的蛋白含有417个氨基酸,分子量为47 190.4 Da,理论等电点为6.01,而蛋白功能预测显示具有氧化还原酶活性;系统进化树显示西瓜在同源关系上与同科的黄瓜和甜瓜更近。此外,以二倍体西瓜悬浮细胞为材料,结合qRT-PCR技术,对乙烯诱导下ClCMO基因的表达特性进行研究,发现乙烯模拟逆境信号诱导后整体呈现出先上升再下降的趋势,诱导后2 h ClCMO基因的表达量达到最高。以上结果表明ClCMO基因可被乙烯信号调控并能迅速响应逆境胁迫,并推测其可受多种不同激素信号综合调控甜菜碱生物合成来抵御逆境。本研究不仅为利用乙烯提高西瓜抗逆性提供了理论支持,而且为以后植物中CMO基因的深入研究奠定了基础。     

稻田穗期主要捕食性天敌对两种盲蝽集团内捕食的初步研究

【目的】集团内捕食是影响农业系统广食性天敌对靶标害虫控制作用的重要因素,全面揭示稻田广食性天敌对稻飞虱重要天敌黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis Reuter和中华淡翅盲蝽Tytthus chinensis(St?l)(半翅目:盲蝽科)的集团内捕食作用有助于更好地保护利用天敌。【方法】建立以两种盲蝽为猎物对象的种特异性二重定量PCR系统,检测比较不同抗性品种穗期田间主要捕食者对两种盲蝽的集团内捕食作用。【结果】(1)本研究建立的二重定量PCR具有的物种专化性,两种检测靶标灵敏度高且相似,可用于田间捕食者猎物分析;(2)感虫水稻品种上捕食者对盲蝽的捕食强度高于抗性水稻品种;不同种类捕食者对盲蝽的集团内捕食强度有显著差异;捕食者对黑肩绿盲蝽集团内捕食强度显著高于中华淡翅盲蝽。【结论】捕食性盲蝽在稻田生态系统遭遇集团内捕食,其集团内捕食强度与水稻品种抗性、捕食者种类和猎物丰富度有关。     

不同生育期咸水灌溉对甜瓜叶片膜脂过氧化及保护酶活性的影响

采用砂培法在甜瓜不同生育时期用不同浓度咸水灌溉条件下,研究甜瓜叶片膜脂过氧化和保护酶活性的变化.结果表明,甜瓜叶片丙二醛(MDA)含量随咸水浓度的增加和处理时间的延长而增加,并且处理时期越早其含量越低;叶片细胞膜伤害率(MIP)在持续处理中随浓度增加而上升,而在其它处理中呈先下降再上升的趋势;各处理的CAT活性均高于对照,随咸水浓度的增加,CAT活性表现出先上升后下降的趋势,而SOD和POD活性基本上都是持续下降的趋势.研究发现,甜瓜在不同生育期所适宜灌溉咸水的最大浓度不同,其中伸蔓期约为7 g/L,开花坐果期和果实发育期约为5 g/L;不同保护酶的活性在咸水灌溉条件下变化规律不一致,不能有效反映甜瓜对咸水灌溉的适应程度.     

硫脲、GA3打破不同需冷量观赏桃花品种自然休眠的效果研究

利用硫脲、赤霉素(GA3)的不同浓度、不同时期以观赏桃花品种‘迎春’、‘满天红’、‘菊花桃’为材料,进行打破自然休眠的研究。结果表明：(1)在不同时期化学药剂处理有不同的破眠效果,最佳处理时期为低温累积量达到该品种需冷量的50％～60％时为最好。即‘迎春’在低温累积量达200～250h左右处理破眠效果最好;‘满天红’在低温累积量达450h时处理效果最好;‘菊花桃’则只在需冷量累积达600～750h时处理有实用价值。(2)使用硫脲、GA3在一定程度上能够打破观赏桃花自然休眠．部分代替观赏桃花的需冷量．而且效果因品种而异。具体表现为：硫脲、GA3对打破中、长需冷量观赏桃品种‘满天红’、‘菊花桃’的自然休眠更有效．对短需冷量品种‘迎春’的效果甚微。(3)硫脲、GA3处理并结合设施栽培技术管理体系,可以达到提前花期的目的,使中长需冷量(600～1000h)的观赏桃花品种也能在春节期间供应市场。     

高通量测序及其在食物网解析中的应用进展

高通量测序是DNA测序技术发展中的重大突破,它的出现为现代生物科学研究提供了前所未有的机遇,例如基于猎物和寄主植物DNA分子解析生态系统的食物网研究已逐渐成为捕食性动物与植食性动物食物网研究的新型模式。在简要总结Roche 454、Illumina和Ion Torrent为代表的第二代测序技术的原理及最新进展的基础上,综述了近年来利用高通量测序技术在捕食性和植食性动物食物网解析构建研究方面取得的最新进展及存在的问题,以期为探索捕食性和植食性动物的猎物/寄主范围、猎物/寄主转换、资源分配、生物防治、生物保护和生态恢复新方法提供思路和启发。     

虫害诱导的小麦挥发物促进异色瓢虫对麦蚜的控制作用

【目的】充分利用虫害诱导的植物挥发物对天敌的引诱作用,增强天敌对麦蚜田间控制作用,是有效开展害虫生态调控的基础。【方法】比较分析小麦受蚜虫取食对小麦挥发物的影响;检测异色瓢虫对未受损小麦、麦蚜危害小麦和顺-3-己烯乙酸酯的嗅觉反应;评估顺-3-己烯乙酸酯应用于田间后对异色瓢虫和麦蚜的影响。【结果】麦蚜取食提高了小麦挥发物顺-3-己烯乙酸酯的释放速率和相对含量;受麦蚜取食的小麦和单顺-3-己烯乙酸酯均对异色瓢虫有显著的引诱作用;顺-3-己烯乙酸酯投放到田间显著提高了异色瓢虫密度,降低了麦蚜密度。【结论】虫害诱导的植物挥发物(顺-3-己烯乙酸酯)能吸引天敌(异色瓢虫),可用于田间增强天敌对害虫的控制作用。     

植物源挥发物对玉米田天敌昆虫的诱集效果比较

【目的】比较7种植物源挥发物反式-β-法尼烯、橙花叔醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、顺-3-己烯乙酸酯、丁香酚、芳樟醇、顺式茉莉酮在玉米田中对天敌昆虫的诱集效果,为利用植物源挥发物对玉米田害虫进行生物防治提供参考。【方法】将7种植物源挥发物制作挥发物引诱球,利用水盆诱捕器、粘虫板和五点取样法调查百株虫量,比较7种植物源挥发物对捕食性和寄生性天敌昆虫的诱集效果。【结果】在7种植物源挥发物的筛选中,橙花叔醇对黄缘蜾蠃Anterhynchium flavomarginatum较其它6种化合物和对照的诱集效果有明显差异,顺式茉莉酮对黑带食蚜蝇Episyrphus balteatus较其它6种化合物和对照的诱集效果有明显差异,反式-β-法尼烯和顺式茉莉酮对龟纹瓢虫Propylaea japonica较其它5种化合物和对照的诱集效果有明显差异;在橙花叔醇和顺式茉莉酮的小区试验中,2种挥发物对龟纹瓢虫和异色瓢虫Harmonia axyridis的诱集效果明显优于对照,橙花叔醇对黑带食蚜蝇和虎斑食虫虻Astochia virgatipes的诱集效果明显优于对照。【结论】在7种植物源挥发物中,对玉米田天敌昆虫的诱集效果,橙花叔醇较好,顺式茉莉酮和反式-β-法尼烯次之。