葡萄基因组中KUP蛋白的生物信息学分析

植物钾(K+)转运体蛋白在K+的跨膜运输中起重要作用,进而维持植物体正常生长和代谢活动.本研究中,通过隐马尔科夫模型(HMM)和葡萄蛋白质库搜索,共找到18个葡萄钾转运体蛋白(VvKUPs).利用生物信息学方法,我们对葡萄家族12条KUP蛋白序列的系统发生和KUP基因组定位进行分析,然后对其氨基酸组成成分、理化性质以及二级结构进行预测和分析,同时还分析了葡萄与拟南芥、水稻和杨树的KUP基因家族之间的联系.基因组定位结果发现其分布在至少9条染色体上.二级结构预测结果发现不同成员间氨基酸数目、氨基酸序列间的疏水性存在一定的差异;α-螺旋和无规则卷曲为主要二级结构组成部分.基因结构分析表明,KUP基因家族成员分别含有7～10个内含子.葡萄KUP蛋白的亚细胞定位分析表明VvKUP主要定位于膜结构上.电子表达图谱分析结果表明:12条KUP基因有对应的EST序列,其中的11条KUP有相应的电子表达谱,并主要在花、果实、花序和花蕾等组织部位表达.     

异质水分环境下野牛草相连分株间光合同化物的生理整合及其调控

异质环境下,克隆植物通过生理整合机制使资源在分株间实现共享,提高了其对异质性环境的适应能力,具有重要的生态进化意义,研究生理整合机制及其调控机理可为进一步发掘克隆植物应用潜力提供理论依据。以野牛草3个相连分株为材料,对其中一个分株用30%聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟水分胁迫,通过Hoagland营养液培养试验,研究了异质水分环境下光合同化物在野牛草相连分株间的生理整合及分株叶片与根系内源激素ABA与IAA含量的变化规律。结果表明,14C-光合同化物在克隆片断内存在双向运输,但以向顶运输为主,异质水分环境下,受胁迫分株光合同化物的输出率明显降低,而与其相邻分株合成的光合同化物向受胁迫分株方向运输率明显增加;异质水分环境下,各分株ABA含量均明显增加,但以受胁迫的分株叶片及根系ABA的含量增加幅度最大,各分株IAA含量较对照均显著下降(P0.05),且以受胁迫分株IAA含量下降幅度最大;各分株叶片与根系ABA/IAA均显著提高(P0.05),相邻分株ABA/IAA增加幅度低于受胁迫分株。异质水分环境影响野牛草克隆分株间光合同化物的生理整合,且ABA与IAA在分株间光合同化物运输与分配过程中具有重要的调节作用。     

野牛草成熟胚离体培养及植株再生

1植物名称野牛草[Buchloe dactyloides(Nutt.)texoka]. 2材料类别成熟胚. 3培养条件(1)愈伤组织诱导培养基:MS 2,4-D1.5～6.0 mg·L-1(单位下同) 6-BA 0.1 脯氨酸1 000 水解酪蛋白(CH)500 谷氨酰胺500 α-酮戊二酸100 硫代硫酸银(STS)5;(2)愈伤组织继代培养基:MS 3/2MS(有机) 2,4-D 2.5 6-BA 0.1 CH1 000 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)200或维生素C(vC)200;(3)再生培养基:不附加任何植物生长调节物质的MS基本培养基(MS0).所有培养基中均添加3%蔗糖、0.56%琼脂,pH 5.8.愈伤组织诱导及继代培养为暗培养,不定芽分化及植株再生过程中光照12 h·d-1,光照度为1 500lx,培养温度为(25±1)℃.     

中华结缕草成熟胚的离体培养再生植株

1植物名称中华结缕草(Zoysia sinica). 2材料类别成熟种子. 3培养条件基本培养基为改良MS(MSm):MS无机盐 核黄素(VB2)1.0mg·L-1(单位下同) 盐酸噻胺(VB1)1.0 烟酸(Vpp)0.5 盐酸吡哆辛(VB6)0.5 肌醇100 酶水解酪蛋白(CH)300 蔗糖30 g.L-1 琼脂6.0 g·L-1.愈伤组织诱导培养基:(1)MSm4葡萄糖20 g·L-1 2,4-D 2.5 6-BA 0.25;愈伤组织继代培养基:(2)MSm 6-BA 0.1 2,4-D 1.6,(3)MSm 6-BA 0.1 2,4-D 2.0,(4)MSm 6-BA 0.1 2,4-D 2.4,(5)MSm 6-BA 0.1 2,4-D 2.8,(6)MSm 6-BA 0.1 2,4-D 3.2;分化培养基:(7)MSm.愈伤组织诱导和继代培养均为黑暗条件,分化培养过程中光照度为2000 lx,光照时间为12 h.d-1,培养温度(26±2)℃.     

裙带菜假根中褐藻糖胶的提取

研究了温度、pH值、提取时间和水藻比及添加果胶酶和纤维素酶对采用乙醇沉淀法提取裙带菜假根中褐藻糖胶的影响。单因素和正交实验结果表明,80℃p、H 5、提取时间5 h下的褐藻糖胶得率最高,水藻比影响不明显。添加500 u/g果胶酶和纤维素酶可分别增加57%和46%。     

水蚀风蚀交错区不同土地利用方式的土壤水气传输特性

研究水蚀风蚀交错区土地利用方式转变对土壤水气传输的影响,可为黄土高原生态恢复过程中有限水土资源的高效利用提供参考.为了分析不同土地利用方式下的土壤水气传输特性,探究饱和导水率(K_s)、导气率(K_a)和相对气体扩散率(D_P/D₀)间的关系,对柠条地、撂荒地、苜蓿地、农地和裸地样地0~5 cm深度土层原状土,采用定水头法测定K_s,气室法测定D_P/D₀,土壤导气率测定仪测定田间持水量(FC)下的K_a.结果表明: 土壤0~5 cm容重(ρ_b)的大小顺序为苜蓿地>裸地>撂荒地>柠条地>农地,撂荒地、裸地和苜蓿地ρ_b与农地差异显著.土壤总孔隙度(Φ)的大小顺序为农地>柠条地>撂荒地>裸地>苜蓿地,相比农地,苜蓿地、裸地和撂荒地土壤Φ分别低7.5%、4.7%和3.1%.充气孔隙度(ε₁₀₀)的大小顺序为农地>撂荒地>柠条地>裸地>苜蓿地,苜蓿地、裸地、柠条地和撂荒地ε₁₀₀分别较农地低38.3%、33.6%、12.8%和10.1%.土壤K_s的大小顺序为撂荒地>柠条地>苜蓿地>裸地>农地,其中,撂荒地K_s显著高于其他4种土地利用方式;土壤K_a的大小顺序为撂荒地>苜蓿地>柠条地>裸地>农地,撂荒地与农地之间差异显著;土壤D_P/D₀的大小顺序为撂荒地>柠条地>苜蓿地>农地>裸地,其中,柠条地和撂荒地土壤D_P/D₀显著大于农地,分别较农地高36.8%和61.6%.土壤K_s和FC条件下的K_a、D_P/D₀之间呈显著相关.土地利用方式转变显著改变了土壤的通透性,耕地撂荒或者种植柠条及苜蓿改善了表层土壤导水和导气性能,农地和裸地土壤水气传输能力较差.     

中华结缕草(Zoysia sinica Hance)组织培养和再生植株研究

以中华结缕草(Zoysiasinica Hance)成熟种子为外植体在附加2.5mg/L2,4-D、0.25mg/L6-BA和1～2mg/LVB₁的改良MS培养基(MS_m)上愈伤组织的诱导率最高为43.0%。愈伤组织的最佳继代培养基为MSm附加0.1mg/L6-BA和2.0mg/L2,4-D。在无生长调节物质的MS培养基(MS₀)上,外观呈白色到淡黄色、含有密实颗粒的愈伤组织再生率为30%～60%。     

多年生黑麦草抗氧化酶和植物络合素对Cd2+胁迫的应答

采用水培方法研究了5 mg· L-1 Cd2+胁迫下,Cd在多年生黑麦草中的积累和Cd2+对多年生黑麦草抗氧化酶活性和植物络合素等巯基化合物浓度的影响.将具有3片展开叶的多年生黑麦草实生苗转至1/2霍格兰营养液中培养2周后,对其进行5 mg-L-1 Cd2+处理,分别在处理后的0、0.25、1、3、6d取样测定根系和叶片的Cd浓度、抗氧化酶活性和植物络合素等巯基化合物的浓度.结果表明,Cd2+处理多年生黑麦草6d后,根系中Cd浓度达到2.59 mg·g-1,叶片中Cd浓度达到0.24 mg·g-1,根中Cd向叶片的转运系数力0.093,叶中Cd的富集系数为48,多年生黑麦草属Cd高积累植物,具备在植物修复上应用的前景.Cd2+胁迫下,多年生黑麦草根叶中丙二醛(MDA)含量无显著变化,根中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性无显著变化,抗坏血酸过氧化物酶(APX)对Cd2+敏感,处理后6d活性较0d显著下降67.19％.Cd2+处理1d内,叶中SOD、APX、CAT活性显著降低.Cd2+处理后3d,叶中的抗氧化酶系统对叶中Cd浓度的升高做出了正反馈,SOD、APX、CAT的活性分别较处理后1d显著上升了14.19％、76,82％、99.26％,Cd2+处理时间延长至6d,SOD活性较处理后3d显著下降了18.58％,APX、CAT活性无显著变化.Cd2+处理后6d,多年生黑麦草根中半胱氨酸(Cys)、谷胱甘肽(GSH)、植物络合素2(PC2)、植物络合素3(PC3)、植物络合素4(PC4)、植物络合素5(PC5)和植物络合素6(PC6)浓度分别较处理0d提高了2.19、1.57、2.06、16.08、5.73、6.03和4.31倍,叶中Cys、GSH、PC2、PC3和PC4浓度分别较处理0d提高了0.69、3.21、1.64、5.73和0.27倍.根中PC3巯基比例最大,叶中GSH的巯基比例最大,二者是根、叶中巯基存在的主要形式.随着Cd2+处理时间的延长,根系和叶片中各巯基化合物的总巯基浓度显著升高,根系和叶片中植物络合素总巯基浓度与Cd浓度显著正相关.多年生黑麦草通过植物络合素等巯基化合物的快速合成降低了根叶中自由Cd2+的比例,保护了根叶中抗氧化酶的活性,间接维持了活性氧代谢的平衡.     

酸枣生理生化特性对干旱胁迫的响应

以3年生酸枣为试材,通过盆栽控水试验法研究干旱胁迫条件下酸枣生理生化特性的响应规律.结果表明:随着干旱胁迫梯度的加大、干旱时间的延长,酸枣叶中可溶性糖、游离脯氨酸(PRO)、超氧阴离子自由基及抗坏血酸(AsA)含量累积,呈现持续上升的变化趋势;重度干旱下可溶性糖积累量高于CK 171.74％,且差异显著(P＜0.05);超氧阴离子自由基含量增加了5.77倍(P＜0.05),对细胞膜的氧化损伤加剧;PRO含量在重度干旱时最高,达到1 733.23 μg/g,是CK组的12.68倍(P＜0.01);抗坏血酸含量最高为813.10mg/100g.FW,增加了158.07％(P＜0.01).可溶性蛋白含量呈现先上升后下降的变化趋势,在中度干旱时含量最高9.99 mg/g,增加了2.11倍(P＜0.05);叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及叶绿素总量呈下降的变化趋势,Chl a降低了31.08％ (P ＜0.05),Chl b降低了37.99％ (P ＜0.01),叶绿素总量降低了33.68％(P＜0.05);干旱对Chl a、Chl b的影响程度不同,导致Chl a/Chl b变化异常;类胡萝卜素含量在干旱胁迫前期上升,增加了37.72％,后期下降,降低了18.94％ (P ＜0.05).     

真菌电化学修复除草剂污染土壤：降解动力学探索

【目的】微生物燃料电池（microbial fuel cell, MFC）在去除污染物的同时产出电能,是一种颇有前景的生态修复手段。构建真菌强化MFC装置,比较电动力（EK）、真菌、MFC修复除草剂污染土壤效果及优缺点,探索MFC在有机污染物修复中的应用潜力。【方法】设计了一种添加真菌进行生物强化的MFC,并用EK、真菌、MFC三种方法修复两种除草剂污染的灭菌土壤。经筛选和驯化的疣孢漆斑菌和踝节菌菌株用于后两种方法,研究真菌强化对MFC去除除草剂的影响。测量土壤pH、电导率、除草剂去除率,MFC产电性能,用气相色谱-质谱鉴定两种除草剂的降解产物。【结果】EK修复中,添加模拟电解液、碳纤维条、加电10 V的处理组7 d后氯氟吡啶酯（F）和高效氟吡甲禾灵（H）去除率分别为71%和38%。真菌、MFC处理F的最大去除率达到100%。对比踝节菌,疣孢漆斑菌对两种除草剂的降解性能更好,疣孢漆斑菌、踝节菌单菌构建的MFC对H的去除率分别为62.5%和24.1%。F降解产物为氟氯吡啶酸,H降解产物为乙酸大茴香酯,推测了降解路径和降解动力学。三种方法降解F以及EK降解H均符合动力学一级反应,而真菌和M...