金属离子诱导高粱雄性不育系、保持系热激反应的研究

本试验以高粱雄性不育系和保持系为材料进行金属离子诱导应激反应的研究。结果表明CuSO_4溶液诱导高粱雄性不育系产生的应激反应明显,所用CuSO_4溶液最适浓度为250pmol/L,最适培养时间为4小时。ZnSO_4溶液诱导反应不明显。电泳分析和自显影检测出CuSO_4诱导产生新蛋白区带在3197A为9条,3197B为20条。但各蛋白带产生所需浓度和时间不完全相同,表明各种蛋白的基因表达是相互独立的,且这些基因的表达随发育而有变化。从分析处理后的4种酶的反应可以看出,其中细胞色素氧化酶有5条带,过氧化物酶反应灵敏,但只有2条带。通过CuSO_4处理与热激处理比较,推测3197A、3197B有其特殊的基因调控系统。从产生的可溶性蛋白或酶来看,CuSO_4能使3197A产生的应激蛋白趋向于3197B,说明两者具有相似之处。     

亚热带地区竞争型和忍耐型树种叶片可溶性有机质数量及光谱学特征

气候变化下,不同生态策略的树种对环境变化有着不同的响应能力,影响其叶片淋溶产生的DOM(Dissolved organic matter)的数量和质量,进而影响土壤的养分循环。通过探究亚热带地区不同生态策略树种叶片DOM数量及光谱学特征的差异,评估不同数量和结构特征DOM输入到土壤对养分循环的影响。本研究选取6种树种鲜叶进行浸提,其中竞争型(Competitive,C)和忍耐型(Stress-tolerant,S)各3种(树参(Dendropanax dentiger),黄绒润楠(Machilus grijsii),黄牛奶树(Symplocos cochinchinensis(Lour.)),细柄阿丁枫(Altingia gracilipes),丝栗栲(Castanopsis fargesii)和罗浮栲(Castanopsis faberi))。通过溶解性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、溶解性有机氮(Dissolved organic nitrogen,DON)表征DOM的数量特征,通过紫外吸收值(Special Ultraviolet-Visible Absorption,SUVA),腐殖化指标(Humification index,HIX)和傅里叶红外光谱(Fouriertransform infrared,FTIR)等光谱指标表征DOM质量特征。结果表明:不同生态策略树种的叶浸提液中可溶性有机碳浓度无显著差异,但是C策略树种浸提液中可溶性有机氮浓度大于S策略的DON浓度。此外,S策略的芳香化指数(Aromatic index,AI)和腐殖化指数(HIX)均高于C策略。C策略树种的发射荧光强度也高于S策略,说明C策略树种DOM腐殖化程度较低,易分解物质含量高;S策略难分解物质多,腐殖化程度较高。傅里叶红外光谱结果表明,各树种叶浸提的DOM存在相似的吸收峰,其中以H键键合的—OH伸缩振动最强且C策略树种结果相对简单,验证了荧光光谱的结果。总体而言,与C策略相比,S策略树种叶片浸提的DOM结构更复杂,养分含量更高。这可能是因为,S策略树种对环境变化具有更高的适应性。由于其DOM结构相对复杂,输入土壤后减缓土壤碳周转速率,在未来气候变化情景下,S策略树种可能有利于土壤碳汇的形成。     

高粱热激蛋白(HSPs)的电泳分析与雄性不育性

本文以高粱雄性不育系为材料进行了热激蛋白的研究。苗期单向电泳表明,保持系在热激(40℃)过程中可溶性蛋白有24条带,对照(28℃)22条,出现2条带差异,不育系在热激后有33条带,比对照28条多5条,且有4条加强带,共9条带产生差异。苗期双向电泳,不育系在热激后比对照有19点产生差异,保持系热激后与对照比较有6点产生差异。表明双向电泳揭示了热激后蛋白质在分子量和电性方面有差异。花粉母细胞期幼穗的热激蛋白,不育系对照可溶性蛋白仅有3条带,热激后有11条,8条带有差异。保持系对照有10条带,热激后有15条,1条加强,共6条带有差异。幼穗期不育系蛋白质突出的缺少19kd以上的大分子量的带。从个体发育看,不育系由苗期可溶性蛋白比保持系带数多,发育到花粉母细胞期比保持系突出地减少,尤其是大分子量的蛋白带消失,热激后明显地增加了与可育的保持系相同的蛋白成份,表明不育系有其特殊的基因调控。     

雄性不育高粱线粒体与细胞核对热激的反应及其与育性关系的研究

由于我们发现热激(40℃)能诱导雄性不育高粱转变为雄性可育型的现象,故进一步探讨此现象的机理,研究了在热激条件下其细胞质(取其细胞质重要遗传物质——线粒体)中及细胞核中蛋白质的变化。试验结果,发现不育系的花粉母细胞期幼穗,在热激时细胞核中出现特异的80KD热激蛋白,且能被利福霉素、氯霉素所抑制。保持系在热激时细胞核中未出现此蛋白。80KD蛋白在结合部位存在的性质与其存在于细胞核中和线粒体中的现象是一致的。这种差异说明与雄性不育有关,且其原因是由细胞核与细胞质共同作用所致。     

运用β多样性探讨不同更新模式对米槠群落高度级和物种多样性的影响

运用β多样性研究了不同更新模式（择伐更新、天然更新和人工更新）对米槠[Castanopsis carlesii（Hemsl．）Hayata]群落高度级和物种组成的影响。结果表明：更新前各米槠林样地均有7个高度级,cody指数（βc）和共有种数随高度级增大迅速减小;更新期各样地的高度级均减少,但随更新期延长高度级有所增加,低（第1至第3）高度级的物种数也有所增加。物种周转主要发生在第1至第3高度级。更新前各样地低（第1至第3）高度级间非共有种数和共有种数均较多,相异性系数较小并随高度级差异增加而增大;但受到干扰（皆伐）后相异性系数急剧增大并呈现先增大后减小的规律。择伐更新导致米槠群落高度级减少但可逐步恢复;天然更新样地中米槠生长很快,在12年更新期内已进入第6高度级;人工更新样地中米槠已不能生存,人工种植的杉木[Cunninghamialan ceolata（Lamb．）Hook．]成为优势种。总体上看,采取不同的更新模式后米槠群落的物种多样性变化明显,但择伐更新和天然更新属轻、中度干扰,有利于群落物种多样性的维持和稳定;而人工更新为重度干扰,导致群落基准高度级物种周转速率和总物种周转速率均大幅下降,使群落演替方向大幅改变。     

雄性不育高粱四种酶在热激过程中的反应

热激时,雄性不育高梁中4种酶的同工酶的变化以细胞色素氧化酶最大,酸性磷酸酯酶次之,淀粉酶第三,酯酶最小,说明不同酶对热激的反应不同,故与育性的关系也有差异。苗期与穗期同工酶谱互不对应,表明酶随发育而改变。不育系的细胞色素氧化酶酶带C5,C8随温度上升而减弱,达40℃时与可育的保持系相似,此现象与不育系的雄蕊在40℃时呈现可育态同时发生,说明此酶带与育性相关。     

高粱雄性不育系及可育系的呼吸酶和游离全蛋白质的电泳分析

为了探讨植物雄性不育的机理,我们在对高粱雄性不育系及可育系(保持系和恢复系)的细胞学研究和细胞化学的比较研究中,发现小孢子发育过程中,两者在细胞形态、酶、蛋白质及核酸方面都存在着差异。Alam和Sandal研究了苏丹草花药呼吸酶和蛋白质,发现不育系细胞色素氧化酶、过氧化物酶和蛋白质的电泳区带都少于可育系。蛋白质和酶的差异是由它们的基因直接决定的,所以研究这个问题,有     

高粱恢复可育基因的非配子融合转移及其后代表现

在同一受精卵中,同时研究三系育性遗传物质之间的相互作用及其表达情况,对于植物雄性不育机理的认识是重要的,如用一般的“(不育系×保持系)×恢复系”的方式是不能实现的。我们采用了把失去受精能力的高粱恢复系5号花粉匀浆涂于母本不育系3197A的柱头上,然后授以保持系3197B的新鲜花粉的方法,使恢复系花粉匀浆参与不育系×保持系的授粉过程,成功地获得了具有3197A、3197B和恢复系5号三者遗传特性的后代,达到了恢复系雄性可育基因通过非配子融合转移的目的。本试验不但为研究植物雄性不育的本质和寻找父本花粉恢复基因的载体创造了条件,而且在育种方法上,为转移某些特异的有益基因,开辟了一条新途径。     

高产吲哚乙酸东乡野生稻内生微杆菌KlspL 18分离及鉴定

【目的】对分离自东乡野生稻叶组织的高产吲哚乙酸菌株KlspL18进行分类学鉴定。【方法】采用菌株形态、生理生化指标结合16S rRNA基因序列同源性比对以及全基因组测序等方法,对该菌株进行多相分类鉴定,并采用高效液相(HPLC)法测定其产吲哚乙酸的产量。【结果】菌株KlspL18为革兰氏阳性、不形成孢子的棒杆状,接触酶实验阳性,其温度、NaCl浓度和pH值生长范围分别为15–40 °C (最适为28 °C)、1%–10% (最适为1%)及6.0–11.0 (最适为7.0),能利用多种糖和有机酸作为碳源。菌株细胞壁氨基酸主要为鸟氨酸,细胞壁多糖为半乳糖和甘露糖,极性脂类为二磷脂酰甘油、磷脂酰甘油和2种未鉴定的糖脂,细胞脂肪酸主要为anteiso-C_15:0 (30.33%)、anteiso-C_17:0 (31.53%)和iso-C_16:0 (14.32%),萘醌类主要为MK-10和MK-11。16S rRNA基因序列分析表明,该菌株与Microbacterium proteolyticum RZ36^T相似度为97.64%;全基因组测序分析显示,其G+C含量70.2%,与近缘标准菌株核苷酸同源性(ANI)和数字DNA-DNA杂交值(dDDH)分别为83.35%和26.4%,均低于种间同源性的临界值。菌株KlspL18产IAA可达291.7 mg/L。【结论】菌株KlspL18是高产吲哚乙酸微杆菌属的一个新种,命名为Microbacterium dongxiang sp. nov.,模式菌株为KlspL18 (=CCTCC M2022446),具有应用于农业生产促进植物生长的潜能。     

三叶木通转录组分析及三萜皂苷生物合成途径关键酶基因的发掘

为了解三叶木通(Akebia trifoliata(Thunb.)Koidz.)的三萜皂苷合成途径及其关键酶,本研究对其花、叶、根、茎进行转录组测序,组装获得了57.25 Gb数据,含140 859个unigenes,序列平均长度为1350 bp。KEGG代谢通路富集结果显示,517个unigenes参与三萜皂苷合成相关的3条代谢途径,其中415个unigenes编码三萜皂苷生物合成途径的19个关键酶。对三萜皂苷生物合成过程中的关键酶角鲨烯环氧酶(SE)进行序列分析和同源建模,发现其具有保守的底物结合结构域。将三叶木通茎与花、叶、根的基因表达水平进行比较,发现茎与根相比较其上调基因数目最多,其中295个差异表达基因(DEGs)与三萜皂苷生物合成途径相关。