超积累植物伴矿景天镉耐受基因SpMT2的分离及功能鉴定

超积累植物由于其对重金属具有地上部超积累以及超耐受等特性,不仅是研究植物离子转运及毒性耐受的理想模式,而且在植物修复的发展和应用中具有不可替代的作用。伴矿景天是近年在我国境内发现的一种景天科镉(Cd)/锌(Zn)超积累植物。为鉴定其富集和耐受Cd的关键基因,笔者构建了其酵母表达cDNA文库,利用酵母的遗传互补系统筛选到一个极大提高了酵母抗Cd能力的基因SpMT2。SpMT2属于富含半胱氨酸(Cys)的金属硫蛋白(Metallothionein)家族。亚细胞定位表明SpMT2表达于酵母细胞质中,并特异地提高酵母对Cd的抗性。进一步研究发现SpMT2的表达显著降低了酵母液泡中Cd含量,但酵母吸收的总Cd含量无显著变化。推测抗性增加是由于SpMT2在酵母细胞质中通过螯合Cd从而降低Cd对酵母的毒害。qRT-PCR分析表明SpMT2在伴矿景天的根和地上部都高丰度表达,且不受Cd诱导变化。鉴于SpMT2也定位于植物细胞质中,结合上述结果,推测SpMT2可能在伴矿景天细胞质中螯合Cd,在降低Cd毒害的同时可能还保持Cd在细胞质中的流动性,从而在Cd长途转运过程中也发挥重要作用。     

伴矿景天植物螯合肽合酶基因的克隆及功能分析

重金属超积累植物由于长期生长在高浓度的重金属环境中,使得经由植物螯合肽（phytochelatins, PCs）解毒途径来应对重金属毒害代价高昂。我们从Zn/Cd超积累植物伴矿景天（Sedum plumbizincicola）中克隆了植物螯合肽合酶（phytochelatin synthase, PCS）基因SepPCS。该基因在裂殖酵母和拟南芥中表达后都具有PCS活性,而且能够互补它们的PCs缺失突变体的Cd敏感表型。SepPCS在伴矿景天中的表达受到高浓度Cd处理的诱导。与其近亲非超积累生态型东南景天（S. alfredii）相比,虽然伴矿景天地上部PCs与Cd的摩尔比远低于东南景天,但是在高浓度Cd处理时PCs含量以及PCs与Cd的摩尔比急剧增加。我们推测在伴矿景天应对Cd毒害的过程中, PCs起到一定的作用,并且在高浓度Cd胁迫时地上部PCs依赖的解毒作用有所加强。     

信号肽与蛋白质的分选转运

蛋白质一般在位于细胞质中的核糖体内合成,但是它们发挥生理功能的地点却分布在细胞的不同区域,这些区域通常由蛋白质所不能自由透过的脂膜所包裹。因此,细胞质中新合成的蛋白质必须进行准确的定向运输才能保证各项生命活动的正常运行。研究发现,一般情况下,新生蛋白通常在位于其N端的信号肽的指引下到达细胞特定区域,并由其介导跨膜转运。本文重点介绍信号肽的结构、功能及作用机制等的研究成果。     

镉在莲各器官中累积规律的研究

莲子是我国重要的特产优质资源, 但莲等水生植物容易吸收积累重金属。为了探究莲对重金属镉的吸收积累特点, 利用盆栽外施不同浓度的镉(0, 1.0 mg·kg-1, 2.5 mg·kg-1)培养两个莲子品种, 检测分析镉对莲子生物量的影响及莲各器官中镉的含量。结果表明: 随着外施镉浓度的增加, 两种莲子生物量下降, 各器官中镉含量增加, 且与土壤镉含量呈正相关。各器官中镉含量差异明显, 根部镉含量最高, 莲壳中最低。根据GB 2762-2017, 当镉浓度为1 mg·kg–1时, 莲子中镉含量符合食品中污染物限量标准, 故莲可以在镉低污染区域种植。     

生物统计学专业课教育融合劳动教育的初步设计北大核心CSCD

当前大学教育中,劳动教育的实际施行与劳动教育的重要性仍不匹配,主要表现为劳动教育观念未与时俱进、劳动教育形式单一和劳动教育资源缺乏,与当前社会的专业性、创造性劳动需求仍有较大差距。将劳动教育与专业教育相融合将是解决上述问题的有效途径之一。两者的融合不仅可以丰富劳动教育和专业教育的教学形式,使专业教育和劳动教育互相促进,而且可以使劳动教育结合专业知识和专业技能,兼具传统劳动教育的要素和创造性劳动的时代需求。文中重点介绍了生物统计学课程教育中融合劳动教育的设计和实践方法,并分析了两者互相促进的途径及效果。     

植物螯合肽合酶基因AtPCS2的表达调控

植物螯合肽合酶（pcs）受重金属离子激活,并以还原型谷胱甘肽为底物合成植物螯合肽（PCs）,在植物和真菌的重金属解毒机制中起重要作用．拟南芥基因组中有两个编码PCS的基因AtPCS1和AtPCS2,但AtPCS1单基因功能缺失即可导致相应的突变体cad1—3对镉高度敏感,其体内也检测不到PCs;而体外表达分析表明,AtPCS2具有完全的PCs合酶活性,预示植物体内可能存在AtPCS2的负向调控机制．基于该推测,构建了CaMV35S启动子驱动的AtPCS2基因编码区与c—Myc抗原标签融合的过表达载体．结果表叽在cadl-3的MV35S／AtPCS2：cMyc的异位表达株系中,AtPCS2的mRNA和蛋白都保持较高的表达量．不仅如此,AtPCS2具有植物螯合肽合成能力,并完全互补了cad1-3突变体的镉敏感性状．AtPCS2和EYFP的融合蛋白在细胞质有明显表达,在细胞核也检测到一定信号．以上结果表明,AtPCS2在植物体内可能主要受转录水平调控,而且可能具有调节PCs合成以外的其他生化功能．