Ca2+和K+对拟南芥幼苗镉毒害的缓解作用

该文探讨了外源钙(Ca)或钾(K)处理对不同程度的镉(Cd)胁迫(0–80 μmol·L^–1)下拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗的生长和生理特性的影响。综合Ca和K对不同浓度Cd胁迫下拟南芥幼苗生长、根长以及生物量的影响情况, 表明各浓度Cd胁迫下外源Ca²⁺的最适缓解浓度均为10 mmol·L^–1; 而K⁺的最适缓解浓度在低浓度(20和40 μmol·L^–1)和高浓度(60和80 μmol·L^–1)Cd胁迫下分别为10 mmol·L^–1和20 mmol·L^–1。在低浓度Cd胁迫下, 添加适宜浓度的Ca²⁺或K⁺后幼苗可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性相比未添加Ca和K的对照组无显著变化, 而过氧化物酶(POD)活性和总酚、类黄酮、花色素苷, 酸溶性硫醇化合物、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PCs)的含量均下降; 高浓度Cd处理下, 添加适宜浓度的Ca²⁺或K⁺后幼苗的SOD活性升高, POD活性降低, 可溶性蛋白、MDA、总酚、类黄酮、花色素苷、酸溶性硫醇化合物、GSH以及PCs的含量也均低于对照组。在各浓度Cd胁迫下, 添加外源Ca或K均使拟南芥幼苗根部细胞DNA损伤减弱, 表现为TT嘧啶二聚体的累积量显著减少(P<0.05)。以上结果表明, 在Cd胁迫(尤其是高浓度Cd胁迫)下, 外源Ca或K通过调节酚类、金属螯合物质的代谢水平以及提高拟南芥的抗氧化能力来缓解Cd对拟南芥幼苗的毒害效应, 缓解细胞DNA损伤。该研究结果不仅能够为深入探讨Ca和K对缓解重金属毒害的分子机理提供实验依据, 而且为Ca和K应用于重金属污染的防治提供参考。     

Ca~(2+)和K~+对拟南芥幼苗镉毒害的缓解作用

该文探讨了外源钙(Ca)或钾(K)处理对不同程度的镉(Cd)胁迫(0–80μmol·L–1)下拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗的生长和生理特性的影响。综合Ca和K对不同浓度Cd胁迫下拟南芥幼苗生长、根长以及生物量的影响情况,表明各浓度Cd胁迫下外源Ca2+的最适缓解浓度均为10 mmol·L–1;而K+的最适缓解浓度在低浓度(20和40μmol·L–1)和高浓度(60和80μmol·L–1)Cd胁迫下分别为10 mmol·L–1和20 mmol·L–1。在低浓度Cd胁迫下,添加适宜浓度的Ca2+或K+后幼苗可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性相比未添加Ca和K的对照组无显著变化,而过氧化物酶(POD)活性和总酚、类黄酮、花色素苷,酸溶性硫醇化合物、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PCs)的含量均下降;高浓度Cd处理下,添加适宜浓度的Ca2+或K+后幼苗的SOD活性升高,POD活性降低,可溶性蛋白、MDA、总酚、类黄酮、花色素苷、酸溶性硫醇化合物、GSH以及PCs的含量也均低于对照组。在各浓度Cd胁迫下,添加外源Ca或K均使拟南芥幼苗根部细胞DNA损伤减弱,表现为TT嘧啶二聚体的累积量显著减少(P0.05)。以上结果表明,在Cd胁迫(尤其是高浓度Cd胁迫)下,外源Ca或K通过调节酚类、金属螯合物质的代谢水平以及提高拟南芥的抗氧化能力来缓解Cd对拟南芥幼苗的毒害效应,缓解细胞DNA损伤。该研究结果不仅能够为深入探讨Ca和K对缓解重金属毒害的分子机理提供实验依据,而且为Ca和K应用于重金属污染的防治提供参考。     

意大利黑麦草对新西兰兔增重及肉品质的影响

构建合理的意大利黑麦草饲喂畜禽模式是推广“意大利黑麦草-水稻”草田轮作这一典型生态农业系统的重要基础。试验对意大利黑麦草(Lolium multiflorum)代替部分精饲料饲养新西兰兔(Oryctolagus cuniculus)的效果进行研究。经过60天的分组饲喂试验发现, 采用意大利黑麦草代替50%精饲料饲喂的新西兰兔其去皮重和胴体重分别提高6%和8%。意大利黑麦草饲喂新西兰兔的兔肉中脂肪含量显著低于精饲料组(P<0.05), 且16种人体必需氨基酸含量明显高于精饲料组和杂草组, 表明利用意大利黑麦草作为青饲料代替部分精饲料能够明显改善新西兰兔的兔肉品质。     

“新工科”背景下“生物分离工程”课程创新改革

“生物分离工程”是生物工程专业本科生的一门重要的专业必修课，是生物工程专业建立“新工科”课程体系的重要组成部分。本教学团队坚持“以学生发展为中心，以创新思维为核心”的教育理念，以“学习成果”为导向的创新理念，针对课程长期存在的“理论教学与实验课脱节，学生不能及时地将理论知识内化为实践能力”、“课程内容陈旧，与行业需求脱节”、“授课和考核方式相对单一，学生的专业能力和素质未能有效培养”等痛点问题开展教学改革，重构课程内容。打通理论课和实验课的界限，开展“线上+线下”混合教学，通过科研反哺教学，使课程内容紧跟行业发展前沿，充分利用现代信息技术手段开展更丰富的课堂教学活动，并对学生进行全程化、动态化和多样化的考核，全面提升学生的能力。     

华南地区3种具有不同入侵性的近缘植物对低温胁迫的敏感性

以五爪金龙(Ipomoea cairica (L.) Sweet,重度入侵植物)、裂叶牵牛(Ipomoea nil (L.) Choisy,轻度/非入侵植物)和三裂叶薯(Ipomoea triloba L.,非入侵植物)3种起源于热带美洲、且在华南地区具有不同入侵性的番薯属藤本植物作为研究对象,通过比较它们在低温胁迫下的生理响应探究3种植物对低温的敏感性与它们入侵性之间的关系。通过测定在不同温度(28、15、10 ℃)处理下植物的生物量、活性氧、渗透调节物质、根系活力、光合特征等生理指标发现,五爪金龙、裂叶牵牛及三裂叶薯均通过增加光合系统Ⅱ的热耗散、积累渗透调节物质以及增强根系活力来应对低温环境,但15 ℃的温度条件已经对3种植物形成较为强烈的胁迫作用,表现为H₂O₂和丙二醛的积累、光合系统Ⅱ受损、根部细胞死亡以及生物量、根长的极显著下降(P<0.01),证明3种植物对低温胁迫均具有较高的敏感性。综合比较3种植物各生理指标的响应幅度发现,它们对低温的耐受性表现为:五爪金龙 > 裂叶牵牛 > 三裂叶薯,这与它们在华南地区的入侵危害程度一致,暗示低温敏感性的差异可能是其入侵性差异的重要原因。结果表明,低温敏感性是影响外来植物入侵性和入侵区域的重要因素,五爪金龙较高的低温敏感性是限制其在华南以外地区形成入侵危害的重要原因。     

丛枝菌根真菌最新分类系统与物种多样性研究概况

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是自然界分布最广泛的一类植物共生真菌,能够与大部分高等植物的根系形成共生关系.由于它们在农林、环境等领域的巨大应用潜力,国内外关于AMF物种多样性的研究一直受到较高的关注.然而,AMF专性共生的特征以及研究方法不够理想等因素长期阻碍了AMF物种多样性的研究进展.近年来,研究方法的改进与新技术的应用为AMF物种多样性的研究提供了极好的机遇.简述了AMF的最新分类系统及全球物种数量、AMF物种多样性影响因素以及AMF物种多样性研究方法三个方面的研究进展,并分析了今后在AMF物种多样性相关领域值得关注的研究方向.     

Cu2+对拟南芥根的局部毒性及诱导DNA损伤和细胞死亡

该文探讨了不同浓度的Cu²⁺胁迫对拟南芥(Arabidopsis thaliana)根生长、活性氧(ROS)积累、抗氧化酶活性、质膜完整性和细胞活性的影响, 通过分根实验初步分析了Cu²⁺毒性效应的影响范围。结果表明, Cu²⁺胁迫可显著抑制拟南芥主根伸长, 诱导ROS积累及DNA损伤, 促发抗氧化酶活性升高, 破坏质膜完整性, 且Cu²⁺浓度越高, 毒性效应越明显, 在高浓度Cu²⁺胁迫下细胞活性显著降低。分析各参数之间的关系, 表明ROS的积累与超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)及抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性呈显著正相关; ROS积累与DNA损伤、质膜完整性、细胞活性之间具有显著的近线性关系。分根实验结果表明, 只有在添加重金属Cu²⁺(75 μmol·L^–1)一侧培养基中的根生长受抑制, 并出现ROS积累、细胞死亡, 暗示Cu²⁺对拟南芥根系的局部毒性效应可能是由于ROS的局部性积累导致受胁迫根系一侧的细胞死亡所引起的。     

驯化对作物微生物组多样性和群落结构的影响及作用途径

植物与共存微生物的相互作用对植物的生长、发育、健康等具有重大影响。人类驯化导致现代作物品种与其野生祖先在生理遗传特性、生长环境等方面存在明显差异, 这必然会影响作物与其微生物组的相互作用。理解驯化对作物微生物组的影响及其作用机理, 是充分应用微生物组进行作物改良或人工育种的重要理论基础。结合课题组前期研究基础, 该文综述了驯化对作物地下和地上部分细菌和真菌(尤其是益生菌和病原菌)群落组成和多样性影响的研究现状; 并结合驯化对作物植株形态、根系构型、根系分泌物等生理特征以及生长环境的影响, 分析了驯化塑造作物微生物组的作用途径, 提出了该领域值得重点关注的研究和发展方向。     

丛枝菌根真菌数个种的基因组和转录组研究概况

丛枝菌根真菌（AMF）在自然界分布广泛，能与大部分维管植物的根系形成菌根共生体。它们在调节植物群落结构和全球的碳、氮、磷循环等方面发挥着重要的生态功能，也是农林、环境领域最具应用前景的微生物类群。受限于培养方法、研究手段等，长期以来对AMF基因组、转录组特征的认识非常有限。最近10年，AMF基因组和转录组的相关研究在高通量测序技术的推动下取得了较快发展；研究结果也显著提高了对AMF遗传发育、代谢生理、共生机制等的认识。本文综述了目前已完成测序的AMF种类的基因组、转录组信息。结果发现，已测序的AMF种类普遍具有基因组大、转座子丰富、AT碱基含量高、含大量未知功能基因与特异性基因、缺少部分共生相关基因等特点。在转录层面，总结了不同AMF种类、AMF不同共生结构、共生阶段以及与不同寄主植物共生时的转录本特征。结果发现，不同种类AMF的转录本大小差异明显。不同共生阶段或不同共生结构中的AMF转录本也具有较大的差异，且差异表达的基因大部分与养分交易、信号转导等密切相关。相比之下，同种AMF与不同寄主植物共生时的转录本表现出较高的保守性。最后，本文提出了本领域需要重点关注的研究方向，包括AMF纯培养技术的革新、AMF基因功能的解析、非模式AMF类群的研究以及对AMF蛋白组的研究。