小蓬NeMT2基因的克隆及其植物表达载体的构建

该研究利用RACE ( Rapid amplification of cDNA ends)技术从小蓬中成功分离编码金属硫蛋白( Metal-lothionein,MT)的cDNA序列,命名为NeMT2,在GenBank中登录号为KT835290。该基因全长590 bp,开放阅读框为237 bp,编码78个氨基酸,编码的氨基酸序列中含有14个半胱氨酸残基( Cys,C),呈C-C,C-X-C,C-X-X-C排列,集中分布在肽链的N端和C端,基因编码蛋白的分子量为7.6036 kD,等电点为4.71。系统发育分析表明,小蓬金属硫蛋白NeMT2与藜科的海蓬子( AEF01492)和盐穗木( AHI62953)同源性最高,其次是甜菜( XP 010667708.1)。生物信息学分析表明,金属硫蛋白NeMT2无信号肽结构,属于非跨膜亲水性蛋白;疏水性分析表明,NeMT2蛋白的35~45个氨基酸之间有较强的疏水性,其中第41位Asp具最强的疏水性(1.444);结构预测分析该蛋白质二级结构的主要元件是无规则卷曲。通过RT-PCR对NeMT2基因的表达分析发现, NeMT2基因在铜矿区和非铜矿区的小蓬叶片中均有表达,但该基因在铜矿区小蓬叶片的表达量明显高于非铜矿区。将小蓬NeMT2基因定向克隆到植物表达载体pCAMBIA1300的35S 启动子下游,构建该基因的植物超表达载体pCAMBIA1300＋NeMT2。该研究结果为进一步研究该基因的功能和小蓬响应重金属胁迫的分子机制提供了一定基础。     

LaHY5基因对独行菜下胚轴低温伸长的影响

独行菜种子下胚轴伸长存在低温停滞现象,是研究温度对植物下胚轴伸长影响的良好材料。为了揭示下胚轴伸长相关转录因子HY5在独行菜下胚轴低温伸长中的作用,该研究从独行菜种子转录组中获得LaHY5序列,并进行了克隆、序列分析,通过实时定量PCR技术研究了该基因表达与低温诱导及萌发阶段的关系,并通过转化拟南芥分析该基因表达对下胚轴低温伸长的影响。结果表明:(1)LaHY5基因的cDNA序列包含447 bp的完整阅读框序列,其编码产物为富含丝氨酸的149个氨基酸组成的肽链,包含典型的BRLZ结构域,相对分子质量为16.830 kD,分子式为C_(692)H_(1156)N_(228)O_(246)S_7,理论等电点为8.73,与十字花科植物同源序列高度一致。(2)LaHY5基因在独行菜萌发过程中的种子或幼苗中受低温诱导快速上调表达。(3)转LaHY5基因拟南芥种子在常温或低温条件下,下胚轴伸长均比野生型植株快。研究表明,LaHY5转录因子在种子低温萌发及幼苗耐受低温胁迫中起重要作用,但LaHY5基因并不是造成独行菜下胚轴伸长低温停滞的限制性因素。     

枯草芽孢杆菌J-15抗大丽轮枝菌次生代谢产物对棉田土壤真菌多样性的影响

【背景】目前利用拮抗菌进行作物病害防治的研究较多,但拮抗菌次生代谢产物如何影响棉花根际土壤微生物群落相关的研究较少。【目的】探讨枯草芽孢杆菌J-15抗大丽轮枝菌次生代谢产物对棉田土壤真菌多样性的影响,为利用枯草芽孢杆菌J-15及其次生代谢产物防治棉花黄萎病的土壤微生物生态安全进行评估。【方法】以新疆北部玛纳斯地区棉田为土壤采样点,随机选取10个点进行采样后混合,经枯草芽孢杆菌J-15抗大丽轮枝菌次生代谢产物处理一定时间后,提取土样总DNA,利用Illumina HiSeq高通量技术,对样品中真菌ITS1-ITS2区进行高通量测序,分析J-15抗大丽轮枝菌次生代谢产物处理对土样真菌多样性的影响。【结果】在97%相似度水平下,处理10、30d后,样品中真菌的OTU数量、Chao1和ACE丰度指数均分别高于相同时间放置的未处理的对照组,而Simpson指数低于其对照组。从群落组成分析来看,与对照组相比,受J-15次生代谢产物处理的土壤样品,子囊菌门(Ascomycota)的盘菌属(Tricharina)和被孢霉门(Mortierellomycota)的被孢霉属(Mortierella)等优势真菌相对丰度提高,而丰度高于1%的2类病原真菌轮枝孢属(Verticillium)、镰孢霉属(Fusarmm)的丰度显著降低。【结论】J-15抗大丽轮枝菌次生代谢产物对棉田土壤真菌群落及丰度有显著影响,但不改变影响农业生产的土壤真菌群落的结构。     

基于同步在线翻转课堂在研究型微生物实验教学中的应用研究

以高校同步在线翻转课堂为基础的微生物实验课程改革为研究对象,将现有微生物实验课程内容整合为研究型实验模块,利用同步在线+翻转课堂教学模式,引导学生开展微生物实验自主探究式学习,通过三年4个学期8个班级248名学生的教学实践,发现采用新教学模式的学生对各实验模块教学打分较好。学生对翻转课堂教学方式非常认同（56%）,微课、探究实验、课堂演示实验、雨课堂等教学方式认同度显著高于其他教学方式,学生对微生物实验兴趣提高,实验操作熟练程度进步。利用翻转课堂+线上实验教学方式提高学生设计实验项目能力,增强高校大学生的创新意识。     

甜瓜抗霜霉病基因同源序列克隆与分析

采用RT—PCR扩增的方法,从高抗霜霉病甜瓜品种‘日本安农二号’中克隆到约3kb的cDNA片段（命名为MRGH-D,该基因是一个连续的通读编码框,编码1007个氨基酸。推测的蛋白质分子量为113．7kDa,等电点为7．88,蛋白质预测无跨膜区。根据推测的氨基酸序列,该基因属于TIR—NBS—LRR类抗病基因,具有TIR-NBS—LRR类抗病基因所有的保守结构域。核苷酸序列和氨基酸序列同源性分析结果显示,MRGH-J与甜瓜抗病基因的同源序列MRGHl2及抗霜霉病相关基因mp-19均具有高达99％的同源性,推测该基因可能在甜瓜抗霜霉病中起作用。     

低能氩离子注入对甜瓜幼苗抗氧化系统的影响

就低能氩离子注入对甜瓜幼苗抗氧化系统的影响进行研究,使用不同剂量的离子注入甜瓜种子,结果表明,不同剂量离子注入后伽师瓜、皇后品种的超氧化物歧化酶(SOD)分别在5×1016Ar /cm2、4×1016Ar /cm2剂量时酶活性最大,之后下降。抗坏血酸过氧化物酶(ASP)的活性的变化趋势与超氧化物歧化酶相似,分别在6×1016Ar /cm2、4×1016Ar /cm2剂量时酶活性最大。抗坏血酸和类黄酮的含量都有不同程度的上升,说明离子注入能诱导甜瓜幼苗抗氧化系统的生物合成。     

独行菜种子转录组的高通量测序及分析

独行菜种子为我国传统常用中药,从中已提取出多种药用活性成分,但目前尚不清楚其次级代谢过程中这些活性物质合成的遗传基础。采用Illumina Hiseq^TM 2000高通量测序平台对独行菜种子转录组进行测序,经de novo组装后获得40 303条unigene。进一步利用六大公共数据库进行同源比对,注释了27 935条unigene。研究发现,534个基因参与了独行菜次生物质的合成和代谢,其中在芥子苷、黄酮类和芪类化合物生物合成途径中的unigene分别有4个、19个和69个,在苯丙氨酸代谢途径中的unigene有92个。这些基因可能参与独行菜种子药性活性物质的生物合成,并分析获得了参与上述合成代谢途径的13个关键基因的同源序列。另外,从转录组序列中搜索到6 304个SSR位点,分布于5 306条unigene中,出现频率为15.64%。研究结果不仅为挖掘独行菜种子药用次生代谢物生物合成关键基因提供了基础数据信息,而且为独行菜遗传多样性研究和分子标记开发奠定了分子基础。     

甜瓜抗枯萎病基因同源序列克隆与序列分析

目的:克隆甜瓜抗枯萎病基因同源序列并对其序列分析。方法:根据已发表的甜瓜抗枯萎病基因Fom-2设计引物,从高抗枯萎病甜瓜品种‘日本安农二号’基因组中扩增Fom-2同源序列R-Fom-2。结果:该基因长3307bp,包含一个完整的开放阅读框,编码1073个氨基酸,推测蛋白质分子量123.57kDa,等电点7.06。属于nonTIR-NBS-LRR类抗病基因,在LRR区存在一个可能的CC结构域。但在nonTIR类抗病蛋白中,CC结构域一般位于kin-1a前。氨基酸同源性分析显示,R-Fom-2同Fom-2全长序列具有96%的同源性,对不同甜瓜品种Fom-2的LRR区分析比较,同源性在91%以上。且LRR区的差异主要集中在β-strand/β-turn区域。结论:序列分析揭示Fom-2家族是一个活跃的基因,LRR区可能对Fom-2家族的功能起着重要作用,为进一步研究R-Fom-2基因的结构与生物学功能奠定了基础。     

新疆甜瓜Fom-2基因同源序列的克隆及分析

近年来甜瓜枯萎病蔓延迅速,危害严重,分离克隆甜瓜抗病基因,利用转基因技术改良甜瓜抗病品性是一种从根本上解决甜瓜枯萎病危害的新途径。根据已知Fom-2基因序列设计特异引物,采用RT-PCR技术从新疆甜瓜抗病性品种黄旦子中扩增出580bp的cDNA片段,序列分析表明它与已发表Fom-2基因具有高度同源性基因片段,命名为X-Fom-2。以X-Fom-2为探针对新疆甜瓜黄旦子、伽什瓜、红心脆、金丽-2号进行Southem blot和Northem blot,结果表明,X-Fom-2以多拷贝形式存在。X-Fom-2在抗病品种黄旦子、金丽2号有表达且在病原菌诱导后增强,而在感病品种伽什瓜、红心脆中没有表达。     

短命植物独行菜种子萌发过程对低温的耐受特性

以独行菜（Lepidium apetalum）为材料,研究了其种子在萌发过程中耐受低温的特性,并对耐受低温的机制作了初步的探讨。结果表明：1.萌发至I、II、III期的独行菜种子经过冷诱导处理后,对零下低温-5℃、-10℃胁迫具有较强的耐受性,这种耐受性随萌发发展相对有所降低。2.独行菜种子萌发过程中胚根生长速度明显受到低温抑制,但也仍然能够生长。3.适当时间的低温层积能使独行菜萌发势显著提高,对终萌发率影响不大;过长时间的低温层积会使独行菜种子萌发势和最终萌发率降低。4.独行菜种子在4℃条件下不能萌发,但4℃层积2d的种子经25℃处理6h以上后,可耐受4℃低温而萌发,且萌发率随25℃处理时间增加而升高。如果25℃处理时间少于5h则不能在4℃低温下萌发。经4℃层积10d、再经25℃萌发处理1h的独行菜种子就能在4℃低温下萌发。综合分析认为独行菜种子不能耐受4℃低温萌发,原因可能是在露白前存在一个关键的生理阶段,在4℃胁迫逆境中不能越过这个阶段,该阶段之前与之后的萌发过程都能耐受4℃低温,因此对低温胁迫有良好的耐受性。这为探索早春短命植物耐受低温萌发的机制提供了新的思路。