铅胁迫对玉米幼苗叶片光系统功能及光合作用的影响

通过同时测定玉米叶片的叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收、分析叶片的气体交换过程以及叶绿体活性氧清除关键酶的活性,研究了不同浓度的铅(Pb)胁迫对玉米光系统Ⅰ(PSⅠ)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学活性和光合作用的影响,并分析了Pb胁迫下两个光系统的相互关系.结果表明:铅胁迫显著抑制了玉米地上部分和地下部分的生长、降低了叶片光合色素含量、并通过非气孔因素限制了光合作用、导致过剩激发能的增加;铅胁迫显著抑制了超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性、伤害了PSII反应中心、PSII的受体侧和供体侧(放氧复合体)以及PSI光化学活性.     

新型大肠杆菌高效表达载体pHsh的构建与应用

在现代生物学和生物技术研究中,通过基因的重组表达获得目标蛋白是一种应用最广泛的方法。因其培养简单、操作方便、遗传背景清楚、克隆表达系统成熟完善,大肠杆菌表达系统通常是人们表达重组蛋白的首选,而表达载体在重组蛋白的生产中起决定作用。pHsh及其衍生质粒是近年发展起来的新型大肠杆菌表达载体,其调控外源基因表达的原理不同于所有其他表达系统,并且具有表达水平高、成本低廉等特点。介绍大肠杆菌表达系统的组成和常用表达载体,并对由pHsh系列载体组成的Hsh表达体系的构建策略、表达调控机制及其使用方法进行综述。Hsh表达体系的建立和发展有望从一个不同的角度帮助解决基因的重组表达中常见的表达水平低、诱导剂成本高、包涵体形成等问题。     

低温光抑制恢复过程中黄瓜叶片PSⅡ活性及其电子传递对PSⅠ的影响

以“津春4号”黄瓜为试材,通过测定黄瓜叶片叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收曲线,结合叶绿素荧光淬灭分析,研究低温光胁迫(4℃,200 μmol·m-2·s-1)6 h后,黄瓜叶片在常温(25℃)不同光强(0、15、200μmol·m-2·s-1)下PS Ⅰ和PS Ⅱ活性的恢复,以及恢复过程中PS Ⅰ与PS Ⅱ的相互作用.结果表明:低温光胁迫6h后,PS Ⅰ和PS Ⅱ发生不同程度的光抑制.在常温恢复阶段,PS Ⅱ活性快速恢复且对光强不敏感;PS Ⅰ活性在弱光下(15 μmol·m-2·s-1)快速恢复,在较强光(200 μmol·m-2·s-1)下恢复较慢.在低温光抑制恢复过程中,常温下PS Ⅱ活性恢复较快可能导致PS Ⅱ向PS Ⅰ的线性电子传递过快,进而抑制PS Ⅰ的活性恢复.因此,在进行黄瓜抗冷性育种时,不应该仅追求较高的PS Ⅱ抗性和较快的PS Ⅱ恢复速度,还应该注意两个光系统活性的协调.在生产中,应当在低温逆境发生及其之后较长一段时间内采取措施降低叶表面光照强度,以利于对植株光合机构的保护和光合活性的恢复.     

通过原位易错PCR一步构建基因突变文库

主要介绍一种通过原位易错PCR构建随机突变文库的新技术。本实验室最近发表的一项国际专利中,利用来源于海栖热孢菌的极耐热性DNA连接酶,在传统PCR循环中加入一个连接步骤,即变性—退火—延伸—连接的四步循环法PCR,从而实现环状质粒的PCR指数扩增(PPCP)。原位易错PCR中所用引物为一段线性双链DNA,它含有与模板质粒不同的筛选标记,产物转化宿主菌后,模板质粒在筛选平板上被直接剔除。筛选到的阳性突变子可用作模板直接进入突变文库的再次构建,通过筛选获得二级或多级累加的正突变。利用这种方法构建了一个木聚糖酶基因和一个纤维素酶基因的随机突变文库,并筛选出具有正向突变的蛋白,证明以PPCP为基础的原位易错PCR技术,为基因定向进化提供了一种快速有效的随机突变文库构建的新方法。     

植物叶片和冠层光化学反射指数与叶黄素循环的关系

以一串红(Salvia splendens Ker-Gawl.)和白车轴草(Trifolium repens Linn.)为材料,使用光谱反射技术测定了这两种植物叶片水平和冠层水平的光化学反射指数(PRI)的日变化,同时使用高效液相色谱分析法测定了这两种植物叶黄素循环的日变化,分析了单叶、群体冠层的PRI与叶黄素循环和叶片实际光化学效率(ΦPSⅡ)和非光化学淬灭(NPQ)之间的关系.结果表明,不论是叶片水平还是冠层水平,两种植物PRI的变化均与叶黄素的脱环氧化程度和NPQ之间呈显著的负相关、与ΦPSⅡ呈显著的正相关.研究结果表明无论叶片水平还是冠层水平上的光谱反射指数均能非常好地反映植物光合机构对光能的利用效率.