木薯分子育种中若干基本科学问题的思考与研究进展

木薯作为全球重要的薯类作物,既是热带地区粮食安全的保障,也是重要的淀粉工业原材料,保障其稳产、高产、优质一直是育种家不变的研究主题．当前,木薯品种选育正处在从杂交育种转向分子育种的发展阶段,深入解析木薯特有的经济性状和生物学特点是利用生物技术进行遗传改良的基础．不同于谷物类作物,木薯光合同化物的转运和库源分配的调控机制必有其独特之处;同时,储藏根的“库容”直接影响其产量．作为热带作物,了解木薯对低温和干旱的响应可为改良其抗逆境能力提供理论依据．不同于其他薯类作物,木薯储藏根特有的“采后生理性变质”问题亟待解决,其发生和调控机制的解析对延长木薯货架期意义重大．随着分子生物学的发展,针对上述各方面的研究日益深入,不仅激发了感兴趣的公众对这些问题的认知和思考,也激励了科研人员不断努力寻找解析相关机制的方法,为最终通过分子育种手段改良木薯提供思路和技术方案,揭开木薯的层层“面纱”,推动木薯分子育种的发展．     

木薯储藏根采后生理性变质研究进展

木薯(Manihot esculenta Crantz)是热带、亚热带地区重要的粮食作物和能源作物.木薯产量很高,储藏根富含淀粉,但收获后采后生理性变质严重,严重影响了木薯的开发和利用.结合近期研究工作,综述了木薯储藏根采后生理性变质的研究进展,包括采后生理性变质的检测标准、生化基础、抗采后生理性变质的杂交育种、以活性氧自由基为主要研究对象的功能基因组学与基因工程、应用前景及存在的问题,以期为木薯储藏根采后生理性变质的遗传改良提供参考.     

不同连作年限怀牛膝根际土壤理化性质及微生物多样性

以不同连作年限怀牛膝根际土壤为材料,采用土壤农化分析技术和磷脂脂肪酸生物标记法,对土壤理化性质以及根际微生物群落结构进行分析。结果表明:怀牛膝连作会使大部分大量元素(全磷、碱解氮、速效磷和速效钾)含量上升,而全氮、全钾的变化并无明显趋势。全量钙、全量镁、全量锰和有效锌的含量也会随着连作年限的增加而增加。研究发现,怀牛膝连作1a的土壤与对照相比,根际土壤微生物群落结构差别不大,但是与连作10a和30a的土壤相比微生物多样性却发生了明显变化。土壤中总PLFAs、细菌、革兰氏阴性菌Gram(-)及真菌含量都随连作年限增加而明显上升,微生物多样性增加,且革兰氏阳性菌Gram(+)/革兰氏阴性菌Gram(-)的比值随着连作年限的增加而下降。此外,土壤中一些嗜热解氢杆菌和真菌等参与土壤物质循环和木质素降解的微生物类群数量明显增加,假单胞菌等有益微生物类群也显著增多,这是牛膝连作促进作用的生物学基础。研究用药用植物怀牛膝证明了植物根际微生物结构和功能多样性对植物连作促进或连作抑制作用的产生与控制的生态学意义。     

海洋链霉菌酮合成酶结构域基因的克隆及分析

海洋链霉菌通过聚酮合酶(PKS)合成许多结构和功能多样且具有药用价值的聚酮化合物(PKs),酮合成酶结构域(KS)作为PKS的核心结构域,可催化底物与伸长的聚酮之间的脱羧缩合,在聚酮化合物生物合成中起着重要作用。本文通过对从海洋链霉菌Streptomyces sp. X66基因组DNA克隆获得的ks基因的生物信息学分析表明,该ks基因序列长945 bp, BLAST序列比对显示其具有典型的酮合酶结构域的功能区域。理化分析显示其拟编码309个氨基酸,理论等电点为6.60,原子组成为C₁₄₀₁H₂₂₃₉N₄₂₅O₄₁₉S₈,不稳定指数为42.11,平均亲水系数为0.112,编码产物为酸性疏水不稳定蛋白,且不含信号肽和跨膜结构,二级结构以无规则卷曲和α-螺旋为主,SDS-PAGE显示其分子量约为55 kDa。通过对ks基因的研究,为进一步解析聚酮化合物合成代谢中的调控机制及组合生物学和体外酶系合成聚酮化合物提供参考。     

小分子RNA在植物激素信号通路中的调控功能

植物激素是调控植物生长发育的信号分子。近年来的研究发现,小分子RNA作为基因表达调控网络的组分,参与植物激素信号途径,在植物生长发育和胁迫反应方面发挥重要作用。本文综述了miRNA和次级siRNA(Short interfering RNAs)介导的基因调控与植物激素信号通路相互作用的研究进展,主要包括生长素、赤霉素、油菜素内酯和脱落酸途径涉及的miRNA及其功能,并对不同发育过程中miRNA参与的不同激素信号通路的交叉和互作进行了讨论。     

根际调控在缓解连作障碍和提高土壤质量中的作用和机理

近年来, 世界人口密度的提高, 全球变化的加剧, 对人类赖以生存的自然环境和社会经济的可持续发展构成严重的威胁, 由此而引发的大规模农业生产活动和对土壤资源掠夺性的过度利用导致农业生产中出现了一系列新的问题。其中, 单一化耕作模式的大力推行, 使得土壤品质下降、土壤病虫害大面积爆发; 设施农业的发展尽管取得了一些进步, 但土壤出现次生盐渍化、酸化、养分失调、微生物区系紊乱、土壤板结等问题; 尤其, 在药用植物、农作物和蔬菜栽培中, 还普遍存在严重的连作障碍问题, 导致农作物生长发育不良, 土传病害严重, 极大地降低了农产品、药材等的产量与品质。在这种农业生产问题的背景下, 通过根际调控来改善植物生长, 提高土壤质量, 有助于缓解现在和未来的农业与环境问题。根际作为隐藏在地下的介导植物与土壤环境相互作用的重要媒介, 其对土壤品质和植物养分利用效率的调控有着不可估量的潜力。根际调控作为一种新的调控模式, 对农业生产起着日益重要的作用,这其中包括作物多样性栽培、土壤微生物区系的改良、植物化感作用的利用等, 诸如此类的根际调控在对土壤的改良方面有着重要意义。文章综述了当前农业生产中遇到的新挑战, 从根际调控的角度阐述了相应的应对措施, 并对根际调控在在未来农业发展中的作用进行了展望。     

培美曲塞化疗对非小细胞肺癌患者T淋巴细胞亚群的影响

目的:探究培美曲塞化疗对非小细胞肺癌患者T淋巴细胞亚群的影响,评价其临床应用价值。方法:选取2016年3月到2017年3月我院肿瘤内科收治的100例非小细胞肺癌患者进行研究,其中,50例非小细胞肺癌患者采用培美曲塞化疗、50例采用多西他赛进行化疗。比较患者治疗前后T淋巴细胞亚群变化情况。结果:与化疗前比较,非小细胞肺癌患者化疗后CD_3~+、CD_4~+、CD_4~+/CD_8~+比值以及NK细胞显著上升,而CD_8~+显著下降(P0.05)。为了验证培美曲塞对非小细胞肺癌患者的安全性,本研究将部分患者采用多西他赛化疗,非小细胞肺癌患者培美曲塞和多西他赛化疗后CD_3~+、CD_4~+、CD_4~+/CD_8~+比值以及NK细胞相比差异不大(P0.05)。此外,两组不良反应如恶心、呕吐,细胞减少,血小板减少,肾功能障碍差异不大(P0.05)。结论:培美曲塞化疗可以显著改变非小细胞患者的T淋巴细胞亚群构成,提高患者免疫功能和治疗效果。     

巴西橡胶树HbCRK1的克隆及表达分析

钙离子依赖蛋白激酶相关激酶(CDPK-related kinase, CRK)在植物对生物和非生物胁迫抗性中具有重要作用。为了揭示CRK家族成员在橡胶树抗逆机制中的作用,本研究从巴西橡胶树品种热研7-33-97叶片中克隆了一个CRK基因,其推导氨基酸含有特征性STKc_CAMK结构域,命名为HbCRK1。该基因在树皮、花、叶片和胶乳中均有表达,在叶片中的表达量最高;在干旱、机械伤害、白粉菌侵染和激素处理下均显著上调。本研究结果表明HbCRK1受逆境反应诱导,参与橡胶树抗逆响应的生理和分子机制,为揭示HbCRK1基因的功能和橡胶树抗逆响应的研究提供理论指导。     

铜绿微囊藻藻毒素提取液对小鼠淋巴细胞DNA损伤的研究

采用单细胞凝胶电泳(SCGE)方法,研究了实验室培养的铜绿微囊藻藻毒素MCLR粗提液、初步提取液和纯MCLR样品对小鼠淋巴细胞的毒性效应.结果显示,正己烷萃取粗提液后,其中的色素和脂类物质被大量去除.当粗提液MCLR浓度大于66.2μg·L^-1时,能够诱发小鼠淋巴细胞DNA损伤,初步提纯液的MCLR浓度达到125μg·L^-1以上,才会诱发DNA损伤,与粗提液相比,初步提纯液的tail DNA%和OTM值有所降低,但幅度不大.纯MCLR样品诱导的DNA损伤远小于粗提液,浓度为494μg·L^-1时的tail DNA%和OTM值与75.9μg·L^-1粗提液相近,在MCLR纯化过程中大量被去除的具有紫外吸收的物质是导致损伤差异的主要来源.