植物抗病基因及其作用机理

综合近年国内外对植物抗病基因的研究和我们对水稻抗病基因的研究成果,对植物抗病基因进行归纳分类,并就其结构、功能、作用机理和信号传导进行分析和讨论.根据植物抗病基因编码蛋白的保守结构,将植物抗病基因分成NBS-LRR、eLRR-TM、eLRR-TM-pkinase、STK和其他五大类.不同类型的基因在细胞水平上的分布不一样,NBS、激酶和LRR在不同类型的基因之间结构差异也较大,但是它们通过各不相同的作用机理参与细胞对病原体的防御.     

植物抗病基因及其作用机理

综合近年国内外对植物抗病基因的研究和我们对水稻抗病基因的研究成果,对植物抗病基因进行归纳分类,并就其结构、功能、作用机理和信号传导进行分析和讨论。根据植物抗病基因编码蛋白的保守结构,将植物抗病基因分成NBS-LRR、eLRR-TM、eLRR-TM-pkinase、STK和其他五大类。不同类型的基因在细胞水平上的分布不一样,NBS、激酶和LRR在不同类型的基因之间结构差异也较大,但是它们通过各不相同的作用机理参与细胞对病原体的防御。     

豌豆蚜基因组P450基因家族的分析

细胞色素P450在各种内源和外源物质代谢中起着非常重要的作用。利用豌豆蚜Acyrthosiphon pisum基因组mRNA和氨基酸数据库研究P450基因功能的进化规律。通过生物信息学方法对豌豆蚜全基因组P450进行分析, 结果显示: 在豌豆蚜基因组中发现69个P450基因, 它们分别属于13个P450家族和18个亚家族, 是一个典型的多基因家族。进一步将这些基因与豌豆蚜ESTs数据库进行了比对分析, 其中39个候选基因有EST证据, 证明了这些P450基因在转录水平的真实性。以氨基酸相似度大于60%为标准对豌豆蚜基因组中P450基因进行分组, 69个P450基因中, 除18个基因序列因差异太大, 不能被归入任何一组, 其余51个可归入10个组, 其中8个组(包含47条序列)适合于正选择和基因转换分析。正选择和基因转换分析结果表明: 仅有1个组(含9个基因)显著受到正选择压力作用, 正选择概率大于95%的氨基酸位点分别是20T和27N, 20T位于底物识别位点SRS1, 27N位于D. helix; 有3个组(包含8个基因）显示显著的基因转换事件。 参与基因转换的基因均为CYP4家族成员, 分别是CYP4C, CYP4G和CYP4V亚家族。 参与基因转换的成员之间的蛋白相似度较高（70％~95％）, 且XM_001944991与XM_001951794同存在于SCAFFOLD12542上, XM_001945510与XM_001944057同存在于SCAFFOLD7010上。这可能暗示豌豆蚜P450基因通过基因复制, 然后通过基因转换使P450获得新的功能, 以适应多变的生存环境。此外, 鉴定出20个不同的基序, 其中有5条基序在90％以上的基因中出现。      

花粉介导的转Bt基因棉花田间基因流监测

采用花粉粒染色法对转Bt基因棉的花粉漂移距离和强度进行了观测,并应用PCR法检测转Bt基因棉的基因流频率.花粉粒染色法监测结果表明：同株异花间的花粉散布频率显著高于异株异花间(P<0.01);靠近转Bt基因棉花粉染色区1 m处的平均花粉散布频率,在东、南、西、北4个方向分别为44.8%、48.9%、57.1%和21.5%,但随着距转基因棉田距离的增大,4个方向的平均花粉散布频率都呈下降趋势.PCR结果的统计分析表明,在25m内,花粉散布距离和方向对基因流频率有极显著影响(P<0.01),随着距转基因棉田距离的增大,基因流频率呈下降趋势,最远距离为25 m时的最高基因流频率为2.0%.     

EPG即时显示软件Realdisplay的开发和利用

研究和开发在刺吸式植食性昆虫取食行为研究中,刺吸电位技术（EPG）的一种新的应用软件Realdisplay。该软件可任意选择EPG信号采集频率和显示的通道数,也可以在同一屏幕上同时以不同的信号采焦频率即时清晰地显示1个通道的EPG信号,使研究者能准确地了解和控制昆虫的即时行为细节。此外,该软件存储的EPG信息为实验过程中每一时刻的电热值,因而后续分析和统计极为方便。因此,Realdisplay强化了EPG技术的功能,拓宽了EPG技术的应用领域。为研究刺吸式植食性昆虫的取食行为细节,昆虫与病毒、宿主植物的关系提供了有力的工具。     

基因棉花田间基因流监测

采用花粉粒染色法对转Bt基因棉的花粉漂移距离和强度进行了观测,并应用PCR法检测转Bt基因棉的基因流频率.花粉粒染色法监测结果表明：同株异花间的花粉散布频率显著高于异株异花间(P<0.01);靠近转Bt基因棉花粉染色区1 m处的平均花粉散布频率,在东、南、西、北4个方向分别为44.8%、48.9%、57.1%和21.5%,但随着距转基因棉田距离的增大,4个方向的平均花粉散布频率都呈下降趋势.PCR结果的统计分析表明,在25m内,花粉散布距离和方向对基因流频率有极显著影响(P<0.01),随着距转基因棉田距离的增大,基因流频率呈下降趋势,最远距离为25 m时的最高基因流频率为2.0%.     

马先蒿属植物花冠分化与繁殖适应的研究进展

结合已有的研究报道和作者近年来的工作, 对马先蒿属(Pedicularis)植物的花冠多样化成因与繁殖适应特性进行了总结和探讨。通过对该属4种进化花冠型的花器官发生和分化的研究发现, 花部各器官在发生和发育初期基本一致, 后期上唇形态的分化是导致成熟花形态结构产生较大差异的重要阶段。孢粉学研究认为, 花冠类型与花粉萌发孔类型之间具有显著相关性; 萌发沟的演化可能与繁殖适应有一定的关系。分子系统学研究表明, 多样化的花冠类型在不同的谱系内经过若干次的独立进化而表现出了高度的平行演化(p ara l lel ism )。传粉生物学研究证实, 该属植物花冠多样化与其主要传粉者熊蜂属(Bombus)昆虫的传粉行为存在较为密切的关系。具有相同(似)花冠类型的马先蒿可能被同种或不同种的熊蜂以相同的方式访问, 但在花粉落置位置上存在显著差异, 这可能有助于同域分布重叠的物种间在生殖上的机械隔离, 而花冠的分化在一定程度上促进了新的物种形成。     

棉蚜获毒后禁食对其保持并传播黄瓜花叶病毒的影响

采用棉蚜Aphis gossypii 甜瓜Cumumis melo 黄瓜花叶病毒（cucumber mosaic virus, CMV）体系,研究棉蚜获毒后在空气中禁食对其保持并传播黄瓜花叶病毒的影响。结果表明获毒后的禁食时间与棉蚜传毒效率呈负相关。运用EPG (electrical penetration graph)及其即时显示、即时中断技术研究分析棉蚜禁食后的早期传毒行为细节。结果显示：禁食处理没有显著影响电势落差（potential drop,pd）数目及穿刺过程中出现的第一个pd波形前穿刺时间这两个重要指标,但禁食处理能引起pd波的两个亚波形pdⅡ-1和pdⅡ-2持续时间的显著减短。进一步分析未禁食棉蚜传毒作用与pd亚波形的关系,显示传毒可能与pdⅡ-2的持续时间相关（P＝0.06）。因此,pdⅡ-2的持续时间可能是与棉蚜传毒相关的一个行为指标。该研究还建立了新的高效而稳定的获毒方法---5pd获毒法,与传统的5min获毒法相比,获毒效率显著提高。     

茄科植物叶绿体基因组插入、缺失和核苷酸替代的发生方式及影响

摘要: 核苷酸替代和indels(插入、缺失统称)发生是进化的重要动力。以茄科植物为研究对象, 探讨茄属中番茄和马铃薯、烟草属中绒毛状烟草和普通烟草分化时叶绿体基因组indels和核苷酸替代的发生方式, 以及这两种突变对基因组造成的影响。结果显示: indels和核苷酸替代的发生都不是随意的。indels发生在A+T丰富的区域, 1 bp indels占据总数的30%以上, 大部分indels都为低于10 bp的较短片段。核苷酸替代表现出Ts(转换)/Tv(颠换)偏差, 但T→G, A→C颠换频率却明显增加。Ts/Tv比值出现种属特异性, 番茄和马铃薯比较时替代的Ts/Tv比值低于绒毛状烟草和普通烟草比较时Ts/Tv比值。不同物种替代的(A+T)/(G+C)比值有一定差异, 从而影响基因组的(G+C)%, 此比值的差异与形成物种的生长习性有一定的关系。     

云南色球藻科新分类群

在对云南石林国家级风景区碳酸盐岩表面的气生蓝藻类进行研究时,发现色球藻科中的1个新 种和3个新变种。其中石林肾胞藻是中国特有属——肾胞藻属中至今发现的第2个种;3个变种均属于星球藻属。