荒漠植物梭梭稳定碳同位素组成与环境因子的关系

以广泛分布于新疆荒漠地区的建群种植物——梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,通过对23个样地101份梭梭同化枝样品δ~(13)C值的测定,分析了梭梭稳定碳同位素组成的变化特征及其与环境因子(海拔、日照时数、潜在蒸散量、年平均降水量和年平均温度)的关系,并讨论了不同生境下梭梭同化枝δ~(13)C值的变化特征。研究结果显示:(1)梭梭同化枝δ~(13)C平均值为-14.15‰,其在95%置信区间的变化范围为-13.14‰—-15.38‰,表明梭梭是C_4光合途径的植物。(2)梭梭同化枝δ~(13)C值与年平均降水量和年平均温度呈显著负相关关系,而与日照时数、潜在蒸散量和海拔呈显著正相关关系。我们推测梭梭同化枝δ~(13)C值对各环境因子响应趋势的不同,可能是由气孔限制因素造成的,它是梭梭适应干旱荒漠环境的一种策略。(3)在不同生境下,梭梭同化枝的碳同位素组成存在显著差异。当梭梭群落中的主要伴生种为白刺、红砂时,其δ~(13)C值最高,当主要伴生种为沙拐枣和假木贼时,其δ~(13)C值最低。在灰漠土与灰棕漠土样地中的梭梭δ~(13)C值高于棕钙土、风沙土、石质土样地;盆地中梭梭同化枝δ~(13)C值低于平原、山地、丘陵地形条件下的样地。以上结果表明:梭梭水分利用效率在不同环境梯度和生境中,存在着显著不同,表现出显著的适应策略差异。     

快速检测干旱和脱水可诱导植物启动子瞬间表达特性的方法

选择合适的诱导表达启动子是开展植物耐干旱和脱水等非生物逆境转基因研究的重要环节。我们通过几年的研究,已建立了一套以大麦幼苗完整活体和植物离体叶片为主要材料通过瞬间表达鉴定来快速检测干旱和脱水可诱导基因启动子表达特性的方法。来自大麦和水稻的启动子Dhn4s、Dhn8s、HVA1s、Rab16Bj、wsi18j在大麦、小麦、水稻、高粱和蕨类植物的离体叶片中经干燥诱导可以瞬间表达GFP,在绿豆、番茄叶片中不表达。鉴定了HVA1s和wsi18j在大麦不同器官或组织中启动子的定性表达情况。进一步建立了GFP荧光点/GUS染色点计数分析和GUS活性/XYN活性测定分析的启动子表达的定量分析方法,并讨论该方法在环境可诱导植物启动子功能分析中的应用价值和前景。     

青阳参种子的萌发

青阳参（Cynanchum otophyllum）种子在11月成熟时有休眠习性。收获后将其种子种植在自然温室内,到第二年的春天种子才会萌发,且大多数种子在3月28至4月4日间萌发,这期间的日平均最高和最低温度分别为19．0℃和9．9℃。层积能有效地打破青阳参种子的休眠,休眠种子通过大约1周的层积便能萌发。种子在有光的条件下层积1周后转移到25／15℃的黑暗条件下萌发率可达到75．4％。青阳参种子不论在有光的条件下还是在黑暗环境中层积2～3周后转入30／20和25／15℃进行变温处理,其萌发率最低能达到66．4％,而转入20／10℃变温处理其萌发率最多只能达到20．1％,但若层积6周,即便在20／10℃变温处理的情况下其萌发率也可以达到65．3％以上。     

青阳参花部特征及其传粉适应性

对青阳参花（Cynanchum otophyllum）部综合特征、访花昆虫种类、访花行为及传粉过程进行了研究,结果表明,青阳参花结构复杂,两个子房基部离生、花柱联合与雄蕊形成合蕊柱,柱头表面被邻近花药的侧翼紧密包围形成5个柱头腔。青阳参的花粉形成独特的花粉块,一次传粉过程可以转运大量的花粉。东方蜜蜂（Apis cerana）是青阳参的主要传粉昆虫,其传粉包括两个过程：（1）当蜜蜂的口器或足插入着粉腺的槽口后借助蜜蜂的力量将花粉块从花上拔起;（2）当蜜蜂再次访花时将携带的花粉块插入其中一个柱头腔。花粉块里面的花粉粒住柱头腔中萌发出花粉管,然后沿着花柱道向下生长最后进入子房。在整个花期仡粉保持有相对较高的生活力,而其柱头可授性则在7天后逐渐降低。     

放射免疫沉淀技术在流感病毒单克隆抗体鉴定中的应用

本文报道了用放射免疫沉淀自显影技术,对流感病毒 A/洛阳/3/57(H_1N_1)单克隆抗体的鉴定工作。用流感病毒免疫 BALB/C 小鼠的脾细胞和小鼠骨髓瘤细胞(SPR/o)融合制备的单克隆抗体,此抗体经血凝抑制实验和神经氨酸酶抑制实验证明是对血凝素特异的。用蛋白 A—琼脂糖与单克隆抗体结合后,再与~(35)S 标记的病毒抗原结合,解析后,进行 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳。放射自显影后,图谱呈现二条主带与 HA_1、HA_2的位置相符,即证明此单克隆抗体是对血凝素特异的。本文还就蛋白 A—琼脂糖对 IgG 的特异性结合及避免杂抗原带的出现等问题进行了讨论。     

粪产碱菌nif H,nif D和部分nif K的克隆、定位及序列分析

提取粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)总DNA,经限制性内切酶酶切和琼脂糖凝胶电泳,以含肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)nif H和nif H-D基因的DNA片段为探针进行Southern杂交,筛选出与nif HDK同源的4.6kb片段,克隆到pBluesript SK~+载体上,构建了重组质粒pBZl.经亚克隆、酶切、DNA序列分析后发现,粪产碱菌具有与其它固氮菌相似的结构特征,其nif HDK共用1个启动子,具有上游激活序列UAS,RNA聚合酶σ⁵⁴因子识别序列、1个A-T富集区和SD序列.nifH和nif D的阅读框架分别为888和1476bp,GC含量各为61.6%和60.2%.nifH-nif D和nif D-nif K的基因间隔区长度分别为101和105bp,各存在1个7bp的反向重复和1个SD序列.由阅读框架(ORF)推导的铁蛋白和钼铁蛋白α亚基的氨基酸序列与其它固氮菌相比有较高的同源性,高度保守的氨基酸残基所处的位置也很相似.同源性比较说明,粪产碱菌与棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii)同源性最高.     

从烟草上分离的中国番茄曲叶病毒及其卫星DNA全基因组结构特征

本研究从具有典型曲叶病症状的广西靖西烟草病植株上分离到病毒分离物JX-2,全基因组序列测定结果表明,JX-2 DNA-A 全长2 738个核苷酸,共编码6个开放阅读框架(open reading frames,ORFs),其中病毒链编码AV1 (CP)和AV2两个ORFs,互补链编码AC1、AC2、AC3和AC4 共4个ORFs.BLAST结果表明,JX-2 DNA-A与中国番茄曲叶病毒(Tomato leaf curl China virus,ToLCCNV)各分离物的相似性在93.0%~99.7%之间,其中与ToLCCNV广西番茄分离物ToLCCNV-G32的相似性最高,达99.7%,而与其它双生病毒的同源性均在88.0%以下,表明JX-2是ToLCCNV的一个分离物.基于JX-2和已报道的双生病毒属代表种DNA-A全基因组核苷酸序列构建的系统进化树显示,JX-2与ToLCCNV-G32分离物的亲缘关系最近,并与ToLCCNV其它分离物形成一个分支,而与其它10种双生病毒的亲缘关系均相对较远.利用双生病毒卫星DNAβ的特异性引物β01/β02在JX-2样品中扩增到DNAβ分子(JX-2β),全长为1 341个核苷酸,其互补链编码1个ORF (即βC1),并包含一个富含A序列和一个卫星病毒保守序列.序列分析表明,JX-2β与ToLCCNV伴随的DNAβ的相似性在91.0%~96.1%之间,其中与ToLCCNV-G61DNAβ和ToLCCNV-G18 DNAβ的相似性最高(96.1%),与其它卫星DNAβ的相似性均低于61.8%.基于JX-2β全基因组核苷酸序列构建的系统进化关系树显示,JX-2β与ToLCCNV G61分离物伴随的DNAβ亲缘关系最近,并形成一个独立的分支,再与ToLCCNV 其余两个分离物伴随的DNAβ形成一个较大的分支.这是首次报道从烟草中分离到的中国番茄曲叶病毒及其伴随卫星DNA分子的全基因组结构特征.     

底座入土深度和面积对典型草原土壤呼吸测定结果的影响

生态学家对土壤呼吸开展了大量研究, 但很少评估“底座”对土壤呼吸测量结果的影响, 特别是底座入土深度和面积对土壤呼吸测定结果的影响。为此, 该研究在内蒙古典型草原设置了2个底座面积(15 cm × 15 cm和30 cm × 30 cm)和2个底座入土深度(2 cm和5 cm)处理, 采用气室法在植物生长季对土壤呼吸进行了测定, 分析评估了底座面积和入土深度对土壤呼吸测定结果的影响。结果显示: 与底座入土较浅和面积较小的处理相比, 底座入土较深和面积较大的处理, 土壤呼吸测定值分别降低了8.0%-9.7%和9.1%-10.8%; 这两个处理的底座内土壤温度显著升高, 土壤含水量显著下降, 地上净初级生产力显著降低。结构方程模型分析表明, 底座入土较深、面积较大的处理, 主要通过降低地上净初级生产力和土壤含水量, 增加土壤温度, 使土壤呼吸下降, 各因子共同解释了土壤呼吸变异的89%。研究发现, 在使用气室法测定土壤呼吸时, 底座入土深度和面积对土壤呼吸测定结果具有显著影响, 评估底座处理效应对准确测定土壤呼吸强度具有重要的意义。理论上, 适当降低底座入土深度和底座面积大小, 将有助于准确测定土壤呼吸。但在实践中, 由于土壤异质性的影响, 减少底座面积可能会增加新的测量误差, 只能考虑适当降低底座入土深度。     

基于比较转录组学分析NaCl胁迫影响德尔卑沙门氏菌的耐渗机制

【目的】研究高渗胁迫条件下德尔卑沙门氏菌(Salmonella enterica subsp. enterica Derby, S. Derby)的转录组调控机制,分析差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)表达水平,探究在高渗胁迫影响下德尔卑沙门氏菌耐渗反应的相关代谢通路。【方法】通过高渗胁迫诱导德尔卑沙门氏菌的耐渗性,提取菌株的总RNA,去除rRNA,构建cDNA文库。利用转录组测序技术及生物学信息技术分析相关DEGs,并通过实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative PCR, qRT-PCR)进行验证。【结果】胁迫组德尔卑沙门氏菌通过转录组测序结果发现有3 950个DEGs,其中具有显著上调的基因21个,显著下调基因38个。涉及到细胞膜蛋白、氨基酸的代谢等相关基因上调,协助德尔卑沙门氏菌在高渗环境中存活。与此同时,胁迫组德尔卑沙门氏菌的糖转运系统(sugar transport system, PTS)、糖酵解过程以及抗氧化性相关基因表达显著下调,这是由于高渗环境菌体需要在体内储存大量糖类等物质,从而降低了糖原的消耗,进而导致细胞外膜的脂多糖合成受到抑制,降低了高渗胁迫下德尔卑沙门氏菌细胞膜表面的O抗原的合成。【结论】高渗环境诱导后显著提高了德尔卑沙门氏菌的耐渗性,其中Na⁺/H⁺逆向转运蛋以及谷氨酸的代谢通路发挥着重要的作用,为进一步了解以及更好地控制其在食品中的污染提供了理论依据。     

影响生物土壤结皮分布的环境因子

生物土壤结皮广泛分布于干旱荒漠地区,在干旱和荒漠生态系统中,有重要的生态功能。然而,并不是所有的干旱荒漠区都有生物土壤结皮的分布。在全球和区域尺度上,生物土壤结皮的分布与年降水、凝结水量和土壤含水量呈正相关趋势;温度对生物土壤结皮分布的影响因组成生物土壤结皮的物种而异。小尺度范围内,生物土壤结皮的分布受土壤类型、质地和养分的限制;维管植物对生物土壤结皮分布的影响,暂没有一致的结论。适度干扰对生物土壤结皮分布和生态功能无明显影响,但高强度干扰导致生物土壤结皮结构、功能和分布的退化与减少。全球变化背景下生物土壤结皮的分布变化、不同区域生物土壤结皮分布和演替的差异机理以及受损后恢复过程中的生态功能,将成为以后工作的重点。