抗旱相关基因在烟草中的应用研究进展

干旱是影响烟草正常生长、发育、产量和烟叶品质的一个重要逆境因子。在干旱胁迫下,植物体内会通过激发一些抗旱基因的表达来增强植物的抗旱能力。目前,很多抗旱相关的功能蛋白基因和调控蛋白基因已被克隆并在烟草中实现了遗传转化,外源抗旱基因的表达提高了转基因烟草的抗旱能力。抗旱基因的克隆为烟草抗旱新品种的培育奠定了良好的分子基础,系统深入地研究抗旱相关基因在干旱胁迫条件下的表达与调控,可为通过基因工程手段提高烟草的抗旱能力开辟新途径,同时也能为其他农作物的抗旱分子育种和品种改良提供基因资源。     

小麦抗旱基因工程研究进展

小麦是人类重要的粮食作物,干旱是影响小麦产量、质量和种植范围的非生物胁迫因子,近年来小麦抗旱基因工程发展迅速。本研究总结了国内外小麦抗旱基因工程最新的研究成果。从与抗旱相关的转录因子类基因、LEA蛋白基因、信号转导相关基因、代谢调节相关基因、氧化调控相关基因5个方面对小麦抗旱相关基因的克隆情况进行了总结并从转化受体和转化方法、抗旱基因导入小麦的研究现状两个方面对转基因小麦进行了总结。最后,对提高小麦抗旱基因工程的研究效率提出了建议。     

转SOD基因对烟草抗旱性和相关生理指标的影响

以近等基因系烟草(非转基因品系、转Fe-SOD基因品系和转Mn-SOD基因品系)为材料,研究了盆栽条件下转SOD基因对烟草抗旱性的影响。结果显示:外源Mn-SOD基因的导入能切实提高烟草抗旱能力,而导入的Fe-SOD基因虽能提高烟草体内的SOD活性水平,但不能提高烟草的抗旱性,说明Mn-SOD可能与烟草的抗旱性关系较大;当遭受干旱胁迫时,所导入的2种SOD基因可能在某种程度上影响了植物体内MDA、蛋白质、光合作用以及脯氨酸等的正常生理代谢;脯氨酸、MDA、蛋白质等生理指标的变化在抗旱与不抗旱品系之间并没有表现出明显的规律性,因此能否作为抗旱育种的重要指标应该通过更多的试验来确定。     

植物抗旱节水:从实验室到田间

干旱是植物在生长发育过程中可能面临的最重要的环境胁迫之一,严重影响着世界范围内的农业生产格局和生产力.随着全球气候的变化,这种影响越来越明显.因此,研究植物的抗旱机理,挖掘优良的抗旱基因,培育抗旱节水的农作物尤为迫切.植物在长期进化过程中形成了很多不同的抗旱策略以适应环境.本文将从植物的御旱性和耐旱性这两大策略,结合国际上最新的研究进展和本研究组多年来应用抗旱基因来提高作物抗旱性的实践来阐述植物抗旱的分子机制,并发掘这些抗旱基因在抗旱节水作物培育中的潜在应用,同时分析抗旱研究中仍然存在的问题,展望抗旱研究的广阔前景.     

利用P5CS基因转化白三叶的研究

为了培育抗旱白三叶,构建了植物表达载体pBPC-P5CS,利用基因枪法转化白三叶的愈伤组织,PCR检测和Southern blot鉴定证实白三叶中已导入P5CS基因。对转P5CS基因白三叶植株的不同抗旱指标进行了分析。结果表明,与对照相比,转P5CS基因株系的抗旱能力得到了较大的提高。干旱胁迫下,与对照相比,转P5CS基因植株的脯氨酸含量和相对含水量分别比对照高20.0%-21.2%和5.6%-8.5%。     

石果衣真菌(Endocarpon pusillum)比较转录组分析揭示其抗旱特性

从沙漠地区地衣石果衣中分离得到的地衣型真菌(Endocarpon pusillum)具有极强的抗旱能力.为了研究石果衣真菌的抗旱机制,本研究利用转录组测序和荧光定量的方法分别对纯培养和共生状态的真菌进行分析和比较.比较转录组分析是针对纯培养的石果衣真菌,比较其在正常培养和胁迫培养条件下的2个样品,得到1781个差异表达基因.以抗旱植物和非地衣型真菌的抗旱机制作为参照,一些普遍存在机制中所涉及的基因在石果衣真菌中也是差异表达的.然而不同的是,石果衣真菌的抗旱机制中不涉及有关渗透压调节基因的差异表达,这一特点为揭示石果衣真菌为干旱适应物种提供了证据.此外,石果衣真菌不同于其他生物,还有一系列差异基因被归类于其特有的干旱适应机制.为了确定共生与纯培养状态下的石果衣真菌的抗旱机制是否一致,本研究挑选了23个候选基因,利用荧光定量的方法在脱水地衣体中进行验证.本研究为下一步地衣型真菌的研究提供有价值的数据支持,同时也会有助于抗旱基因的功能研究.     

作物抗旱机理及基因工程研究进展

综述了作物抗旱的生理学机制,从渗透调节、Lea蛋白,水通道和脱水素、氧化胁迫与耐受、基因的研究与开发及转录调节、ABA和生化处理6个方面介绍了作物抗旱基因工程的研究进展。以期为我国节水抗旱农业的研究提供一些新的思路和新的手段。     

木本植物抗旱机理研究进展

干旱是主要的环境胁迫因子之一,严重影响植物的分布与生长发育。研究和探索旱生植物的抗旱机理已成为众多研究者关注的焦点。本文综述了部分抗旱木本植物根、茎、叶等与干旱环境相适应的结构特征,分析了干旱胁迫下,植物自身的渗透调节、抗氧化酶系统、内源激素变化、抗旱蛋白对干旱胁迫的响应机理,并概述了抗旱相关基因的研究进展。     

东乡野生稻BILs群体苗期抗旱性综合评价及其遗传分析

本研究选用旱稻、R974//R974/东乡野生稻回交重组自交系及其亲本等66份水稻材料,进行苗期抗旱性鉴定及其综合指标筛选,测定了水分胁迫下最大根长、根基数、茎长、根干重、根鲜重、根系相对含水量、叶片相对含水量、卷叶级别及干旱反复存活率等9个性状。利用主成分分析和逐步回归分析法进行苗期抗旱综合评价,结果表明株系1949最为抗旱;回归分析和相关分析表明最大根长、根数、根鲜重和根系相对含水量对抗旱性影响显著,可作为苗期抗旱性鉴定综合指标。采用综合抗旱D值进行抗旱遗传分析,表明BILs群体的苗期抗旱性表现2对独立主基因+多基因控制。结果可知,东乡野生稻可作为水稻抗旱遗传改良的宝贵资源。     

植物抗旱和耐重金属基因工程研究进展

干旱和重金属污染严重影响植物的生长发育.植物耐逆相关基因的克隆和功能鉴定研究,为通过基因工程途径提高植物的抗逆性奠定了理论基础.水分亏缺、高盐、低温和重金属胁迫都能诱导LEA(late embryogenesis abundant protein)基因的表达.转基因研究表明,LEA蛋白具有抗旱保护作用、离子结合特性以及抗氧化活性;水孔蛋白存在于细胞膜和液泡膜上,在细胞乃至整个植物体水分吸收和运输过程中发挥重要作用.干旱和盐胁迫促进水孔蛋白基因转录物的积累.过量表达水孔蛋白可增强水分吸收和运输,提高植物的抗旱能力.金属转运蛋白参与重金属离子的吸收、运输和累积等过程.这些蛋白基因在改良草坪草植物的抗旱节水和耐重金属能力等方面具有潜在的应用价值.     

Comparative Evaluation of Trace Metal Distribution and Correlation in Human Malignant and Benign Breast Tissues

Selected trace metals were analyzed in human malignant and nonmalignant (benign) breast tissue samples by the flame atomic absorption spectrophotometric method. In malignant tissues, dominant mean concentrations were revealed by Na, K, Ca, Mg, Fe, Zn, and Al at 927, 552, 231, 61.7, 36.5, 18.3, and 8.94 microg/g, respectively, while the mean metal levels in benign tissues were 903, 435, 183, 63.3, 24.7, 14.5, and 10.1 microg/g, respectively. Average concentrations of Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, K, Ca, and Zn were noted to be significantly higher in the malignant tissues compared with the benign tissues. Significantly strong correlations (r > 0.50) in malignant tissues were observed between Mn and Co, Mn and Cd, Cd and Cr, Fe and Mn, Cd and Co, Fe and Co, Mg and Pb, Cd and Fe, Mg and Ni, Pb and Ni, Ni and Sr, and Fe and Pb, whereas, Cd and Co, Cd and Mn, Co and Mg, Co and Mn, Cu and Mn, Co and Ni, Mg and Ni, Cd and Cu, Cd and Ni, Ca and Mg, Mn and Pb, Cu and Ni, Fe and Ni, Cd and Mg, Co and Cu, Cr and Na, and Cd and Cr revealed strong and significant relationships in benign tissues at p < 0.001. Principal component analysis of the metals data yielded six principal components for malignant tissues and five principal components for benign tissues, with considerably different loadings, duly supported by cluster analysis. The study revealed a considerably different pattern of distribution and mutual correlations of trace metals in the breast tissues of benign and cancerous patients.     

内蒙古白绒山羊若干数量性状遗传参数的研究

本研究应用女母回归法、公畜内女母回归法、半同胞相关法和单元内半同胞相关法对内蒙古阿尔巴斯白绒山羊的产绒量、绒厚、毛长、体重、绒伸直长度和细度等六个性状的遗传参数进行了估测。结果表明：（1）绒量遗传力介于0.26～0.45之间;绒厚遗传力介于0.33～0.56之间;毛长遗传力介于0.23～0.32之间;体重的遗传力介于0.1 6～0.36之间;绒伸直长度遗传力为0.24;绒细度的遗传力为0.14。（2）产绒量与绒厚、绒厚与毛长、长度与绒厚、长度与毛长的遗传相关分别介于0.33～0.79、0.51～0.69 、0.38～0.60、0.74～0.90之间,存在较强的正向遗传相关;绒量与毛长、绒量与体重、绒厚与体重、细度与绒厚、细度与绒量、细度与体重的遗传相关分别为0.11～0.38、0 .06～0.17、0.15～0.36、0.02～0.11、0.24～0.35、0.13～0.32之间,存在较弱的正向遗传相关;毛长与体重、长度与绒量、长度与体重、长度与细度、细度与毛长之间的遗传相关介于-0.14～-0.28、-0.09～-0.20、-0.18～-0.23、-0.27～-0.31、-0 .17～-0.28之间,存在中等偏弱的负向遗传相关。（3）绒量、绒厚、毛长、体重的重复率分别为0.42、0.27、0.59、0.18。     

Fingernails as biological indices of metal exposure

Metal determination in human tissues is the most common application of biological monitoring for screening, diagnosis and assessment of metal exposures and their risks. Various biopsy-materials may be used. This paper deals with the quantitative determination of Cd, Pb, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, and Zn concentrations in nails of male subjects exposed to these metals alongwith their respective controls, while working in locomotive, carriage and roadways workshops, and lead battery factories. The levels of Cd, Pb, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu and Zn in fingernails, assayed by atomic absorption spectrophotometry, were compared with their respective controls by student ‘t’ test. All the obtained values were correlated to the personal and medical history of the subjects under study. Significantly high levels of Cd, Pb, Cr, Fe, Ni, Cu and Zn were present in smokers, compared to nonsmokers. The concentrations of Cd, Pb, Cr, Mn and Fe were not significantly high in vegetarian subjects. It was also observed that there is no contribution of liquor towards nail-metal concentration. Significant correlations were observed between skin disease and Cr, Mn, Fe, Cu; hypertension and Cd, Mn, Cu; mental stress and Cd, Pb, Mn, Ni, Cu, Zn; diabetes and Cr, Mn, Ni; chest pain and Pb; respiratory trouble and Cr, Mn, Fe, Ni, Zn; tuberculosis and Zn; acidity and Cd; and ophthalmic problems and Mn, Fe, Ni, and Zn     

落叶松人工林施肥对土壤酶和微生物的影响

以落叶松(Larix gmelinii)二代1年、一代14年和34年人工林为研究对象,对林地进行了不同施肥实验处理．结果表明,施肥能不同程度地促进或抑制土壤酶活性和土壤微生物数量,尤其是对根际土壤生理活性影响效果更为明显．相同处理对不同发育阶段土壤酶活性和土壤微生物数量的影响效果不同．二代1年生幼林地最佳施肥方案是处理9,其土壤过氧化氢酶活性、蛋白酶活性、多酚氧化酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性、微生物总量、细菌数量、放线菌数量和真菌数量分别比对照提高413.49％、22．10％、20．56％、220．00％、49．46％、238．88％、247．24％、106．70％和366．67％;一代34年生最佳施肥方案是处理5。根际与非根际土壤过氧化氢酶、蛋白酶、多酚氧化酶、脲酶和蔗糖酶活性、微生物总量、细菌数量、真菌数量分别比对照提高30．44％、16．91％、0．22％、43．06％、124．18％、119．92％、87．66％、17．57％、24．55％、77．01％、168．62％、251．85％、183.33％、250．0％、38．24％和128．57％;一代14年生幼龄林需要适量的氮肥和有机无机混合肥,较理想的施肥方案为处理2和处理9,处理2根际与非根际土壤过氧化氢酶活性、蛋白酶活性、脲酶活性分别比对照提高44．39％、94．83％、4．62％、13.98％、10．70％和129．76％．处理9根际与非根际土壤微生物总量、细菌数量、真菌数量分别比对照增加176．49％、266．63％、198．04％、275．56％、66.67％和143．75％．     

中国14个特殊旁系族群的头面部特征比较

头面部特征是人类学各人种进行分类的重要依据,在人类学的研究中被用作亲缘关系的证据。2006-2016年在四川、云南、西藏、贵州、海南、新疆、内蒙古共调查14个族群成人2989人(男性1434人,女性1555人)的16项头面部指标,比较这些族群头面部特征差异。研究结果如下:1)在男性族群中木雅人、尔苏人、临高人、白马人的面宽、头宽均较大。图瓦人、布里亚特人、摩梭人的面宽、头宽、形态面高、鼻高值均较大。僜人、革家人、莽人的面宽、头宽较小,而形态面高、鼻高值较大。空格人的面宽、头宽、形态面高、鼻高值均较小。2)在女性族群中图瓦人、布里亚特人的头宽、面宽、鼻高、耳上头高均较大。革家人、空格人的头宽、面宽、鼻高、耳上头高均较小。木雅人、尔苏人、八甲人、白马人、夏尔巴人的头宽、面宽较大,鼻高、耳上头高较小。僜人、克木人、莽人的头宽、面宽较小,而鼻高、耳上头高较大。3)头宽、容貌耳长跟纬度、年平均气温、年降雨量等环境因子相关性较高。4)通过聚类分析和主成分分析木雅人、尔苏人、白马人与羌族头面部特征比较接近。克木人与佤族头面部特征最为接近。革家人、僜人、莽人头面部特征比较接近。图瓦人、布里亚特人头面部...     

四氯乙烯和镉对草鱼的单一与联合毒性效应

以静水生物测试法研究了四氯乙烯和重金属镉对草鱼的单一与联合毒性,同时采用Marking相加指数法对二者的联合毒性进行了评价.单一毒性试验表明:四氯乙烯对草鱼24、48、72和96 h的半数致死浓度(LC₅₀)分别为49.12、41.68、36.37和34.30 mg·L^-1;镉对草鱼24、48、72和96h的LC₅₀分别为45.58、34.81、28.63和24.05mg·L^-1;二者对草鱼均有毒性,而且为高毒,镉的毒性大于四氯乙烯.联合毒性试验表明:二者毒性比为1∶1,暴露时间为24、48、72和96 h时四氯乙烯和镉的LC₅₀分别为24.63、12.54、9.88和7.08 mg·L^-1以及17.11、8.71、6.87和4.92 mg·L^-1,相加指数AI(additive index)分别为0.14、0.81、0.95和1.43,联合作用结果为协同效应,并且随着时间的增加,协同作用增强;二者浓度比为1∶1, 暴露时间为24、48 、72和96 h时四氯乙烯和镉的LC₅₀分别为17.00、11.18、10.61和9.19 mg·L^-1,AI分别为0.39、0.70、0.51和0.54,联合作用为协同作用.     

鱼蛋白有机液肥对小粉土酶活性和微生物生物量碳、氮的影响

采用恒温土壤培养方法,研究了4种不同鱼蛋白有机液肥施用量[0(对照)、0.5、1.5、2.5 ml·kg-1]条件下小粉土酶活性和微生物生物量碳、氮的变化,及其与土壤养分的相关关系.结果表明:在整个培养过程中,不同鱼蛋白有机液肥施用量处理下土壤pH值变化范围为7.07～7.31,与对照无显著差异;土壤磷酸酶活性显著增强,分别为对照的1.27、1.90、1.96倍;土壤脲酶活性分别比对照提高39.81%、78.06%、173.24%;蛋白酶活性比对照提高56.37%、108.29%、199.98%;土壤微生物生物量碳、氮均随肥料添加量的增加而逐渐增大,分别为对照的1.67、3.95、4.74倍和1.21、2.43、4.06倍.土壤脲酶和蛋白酶活性以及土壤微生物生物量碳、氮在不同施用量处理下达到峰值点的时间不同.土壤磷酸酶、脲酶和蛋白酶活性、土壤微生物生物量碳、氮与土壤养分均呈显著正相关.施用鱼蛋白有机液肥可以显著促进小粉土微生物的生长及酶活性的提高,从而促进土壤有机质的分解转化和速效养分的释放.     

Quantification and characterisation of cyclo-oxygenase and lipid peroxidation inhibitory anthocyanins in fruits of Amelanchier

The levels of bioactive anthocyanins in the fruits of Amelanchier alnifolia, A. arborea and A. canadensis have been determined by HPLC. Cyanidin 3-galactoside (1) was present in the fresh fruit of the three species at concentrations of 155, 390 and 165 mg/100 g, respectively. Cyanidin 3-glucoside (2) was present only in A. alnifolia and A. canadensis at concentrations of 54 and 48 mg/100 g, respectively. The anthocyanins were confirmed by LC-ESI/MS and NMR studies. At 100 ppm, anthocyanin mixtures from the three species inhibited cyclo-oxygenase (COX)-1 and -2 enzymes at 66 and 67%, 60 and 72%, and 51 and 76%, respectively. The positive controls used in the COX assays were aspirin, Celebrex and Vioxx at 180, 1.67 and 1.67 ppm, respectively, and showed 74 and 69%, 5 and 82% and 0 and 85% COX-1 and COX-2 inhibition, respectively. Anthocyanins 1 and 2 and cyanidin (3) inhibited COX-1 enzyme 50.5, 45.62 and 96.36%, respectively, at 100 ppm, whereas COX-2 inhibition was the highest for 3 at 75%. In the lipid peroxidation inhibitory assay, anthocyanin mixtures at 10 ppm from the three species showed activities of 72, 73 and 68%, respectively, compared with 89, 87 and 98% for commercial anti-oxidants butylated hydoxyanisole, butylated hydroxytoluene, and tert-butylhydroxyquinone at 1.67, 2.2 and 1.67 ppm, respectively. At 10 ppm, compounds 1-3 inhibited lipid peroxidation by 70, 75 and 78%, respectively.     

A survey of tissue-specific isozyme expressions during chicken ontogeny

The ontogenetic trends in the expression of 25 isozymes in liver, gizzard, heart, and pectoralis muscle of White Leghorn chickens were examined using starch gel electrophoresis. Little change in expression during development was evident in liver S-AAT-A, GPI-A, S-ICDH-A, S-MDH-A and M-MDH-A, in gizzard S-ACON-A, ADH-A, GPI-A, HK-1, HK-3, ME-A PEP-1, and PGM-A, in heart ADH-A, HK-1, HK-3, ME-A, PEP-2, PGM-A, and LDH-A, in pectoralis M-ACON-A, S-ACON-A, ADH-A, HK-1, HK-3, ME-A, PEP-2, and PGM-A, and in liver, gizzard, and heart M-ACON-A, ALD-A, CK-A, G3PDH-A, HK-1, and PGDH-A. Increasing levels of activity were demonstrated in liver ADH-A, ME-A, and PEP-2, in heart M-MDH-A, S-ICDH-A, M-ICDH, and M-AAT-A, and in pectoralis LDH-A, LDH-B, G3PDH-3, ALD-A, CK-A, HK-2, and PGM-B. There was a decrease in the activity of HK-1 in liver and in PEP-1 and PGDH-A in pectoralis muscle throughout development. While CK-C is active in the embryonic pectoralis, CK-A is restricted to later developmental stages. Isozyme expressions in regions of the pectoralis containing fast and slow muscle fibers in 7-month-posthatch individuals were noted and found to be identical. The results underscore the need to use similar developmental stages and tissue samples in comparative electrophoretic studies of birds.This study was supported by Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada Grant A9866 to J.P.B.