碳离子辐照对四尾栅藻光合色素及抗氧化活性的影响

为了探讨重离子辐照对微藻的生物学效应,实验研究了不同剂量碳离子辐照（10~80 Gy）对四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）光合色素及抗氧化活性的影响,分别测定了辐照后短期内其叶绿素a（Chl a）、叶绿素b（Chl b）和类胡萝卜素含量、脂质过氧化物丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性。结果显示：(1)较低剂量（10~20 Gy）辐照后,光合色素含量变化较小或无显著变化,中等剂量（40~60 Gy）辐照后,光合色素含量显著升高,之后又回落,恢复至正常水平,高剂量（80 Gy）辐照后,光合色素含量明显降低,不能恢复正常;(2)低剂量（10 Gy）辐照后,丙二醛（MDA）含量显著上升,8 h后出现回落,到24~48 h时,回升至正常水平,较低剂量（20 Gy）辐照后,MDA含量瞬时有所下降,到24~48 h时,回升至正常水平,中等至高剂量（40~80 Gy）辐照后,MDA含量降低,24~48 h时显著升高,不能恢复正常;(3)低剂量（10 Gy）辐照后,超氧化物歧化酶（SOD）活性显著上升,8 h后出现回落,恢复正常,中等剂量（20~60 Gy）辐照后,SOD活性显著上升,到48 h时回落至正常水平,高剂量（80 Gy）辐照后,SOD活性无明显上升,到48 h时,活性明显降低,不能恢复正常。     

亚毫米波激光辐照对水稻抗病性的诱变效应

本文研究了亚毫米波激光对水稻的稻瘟病抗性和白叶枯病抗性的诱变作用;结果表明,亚毫米波激光辐照干种子可以部分提高其稻瘟病抗性,而对吸涨种子和露白种子的诱变作用较弱。     

碳离子辐射诱导的远隔效应

放射治疗诱导的远隔效应能够抑制非辐射区域内肿瘤的生长，目前已有临床和临床前研究表明，常规放疗射线（X射线、γ射线）能够诱导远隔效应的发生，但是对于其发生的机理以及碳离子诱导的远隔效应研究较少。与常规放疗射线相比，碳离子束具有高传能线密度、高相对生物效应、低氧增强比以及复杂DNA损伤等优势，并且具有激活肿瘤细胞更强免疫原性的潜力。本文综述了常规放疗以及碳离子放射治疗诱导的远隔效应及其机理，为寻找更有效的癌症放疗方法提供参考。     

KeV离子辐照丙氨酸的剂量效应研究

研究了经２０ｋｅＶ的氢、氮及氩离子辐照后,丙氨酸的质量损失及自由基的产生情况。结果表明,ｋｅＶ离子辐照引起的丙氨酸分解不仅与离子的纵向作用有关还与离子的横向作用有关,这种横向作用是入射离子与靶原子级联碰撞产生的反冲原子造成的。ＫｅＶ离子辐照丙氨酸产生的自由基在较大剂量范围（４－１６０×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２）内有线性剂量响应,而且自由基的产生同样依赖于重离子的横向作用。这种横纵双重作用也较好地解释了自由基的转化。给出了较清晰的低能离子在生物（等效）材料中发生作用的物理图象。     

低能离子辐照苏氨酸的初步研究

本文报告了３０Ｋｅｖ低能氮离子辐照苏氨酸不同剂量下氨基残余率的变化,提出了定量解释离子注入苏氨酸的剂量效应关系的数学表达式。提出用辐射质量沉积产额定量描述低能离子辐照质量沉积的生物效应。将此概念应用到低能离子辐照苏氨酸的剂量效应关系的研究,结果表明辐射质量沉积效应不是低能离子辐照“马鞍型＂剂量效应关系曲线的主要原因     

60Co辐照对水稻基因组DNA诱变的分子生物学效应

以水稻品种农林8号及其60Co γ射线辐照突变体农林8号m为研究材料,选用360个10碱基寡核苷酸随机引物,利用随机扩增多态性DNA标记技术筛选出1个引物OPG18在农林8号和农林8号m之间表现出共显性的多态性.通过对该共显性标记的克隆和序列分析表明,突变体农林8号m与农林8号相比有29 bp DNA片段的缺失.研究结果为60Co γ射线辐照导致植物基因组DNA缺失提供了一个最直接明确的证据.     

Tris对高LET碳重离子辐照下质粒DNA链断裂的保护作用

利用100 keV/μm碳离子束(初始能量为290 MeV/u)照射溶解于纯水、10 mmol/L Tris、1 mmol/L EDTA及TE 缓冲液中的pUC19质粒DNA.通过琼脂糖凝胶电泳技术分析了不同溶液中各种形态DNA分子所占份额,并计算得到不同剂量下平均每个质粒分子中单链断裂(SSB)及双链断裂(DSB)的数目.发现Tris通过抑制SSB和DSB的产生对碳重离子辐照下的质粒DNA有明显的保护作用,而EDTA能够加剧SSB的产生而抑制DSB的形成.     

注入碳离子对甜菊的生物学效应

对甜菊（Ｓｔｅｖｉａ ｒｅｂａｕｄｉａｎｕｍ Ｂｅｒｔｏｎｉ）种子注入能量为７５ｋｅＶ、剂量为１０＾１４／ｃｍ＾２的碳离子,研究其种子萌发期产生的一系列生物学效应。注入碳离子的种子萌发率略高于对照组,但种苗的成活率比对照组低（Ｐ〈０．０２）。运用假设检验法分析,结果表明注入离子的种子出苗株高显著高于对照组（Ｐ〈０．０１）。萌发４ｄ的处理组,叶片细胞壁增厚,胞间连丝扩大,内有高电子工的物质沉积,细胞     

N+注入和60Co-γ辐照对柠檬酸发酵菌黑曲霉的诱变效应

首次尝试了应用两种核技术手段(同时)对黑曲霉进行诱变,即将大剂量^60Co-γ辐照的黑曲霉孢于直接进行低能氮离子注入,使处于休眠状态下的黑曲霉抱子同时受至^60Co-γ辐照和N^ 注入的作用。通过溴甲酚绿指示性平板辅助筛选和摇瓶发酵。获得了1株产酸提高18．44％、转化率达1034．5％的M3代菌株CN05,为柠檬酸发酵菌黑曲霉的进一步育种工作提供了诱变参数和高产出发菌株。     

60Co辐照对水稻基因组DNA诱变的分子生物学效应

以水稻品种农林8号及其⁶⁰Co γ射线辐照突变体农林8号m为研究材料,选用360个10碱基寡核苷酸随机引物,利用随机扩增多态性DNA标记技术筛选出1个引物OPG18在农林8号和农林8号m之间表现出共显性的多态性.通过对该共显性标记的克隆和序列分析表明,突变体农林8号m与农林8号相比有29 bp DNA片段的缺失.研究结果为⁶⁰Co γ射线辐照导致植物基因组DNA缺失提供了一个最直接明确的证据.     

Smoke-water improves shoot growth and indigo accumulation in shoots of Isatis indigotica seedlings

Although smoke treatments have successfully been used for promoting the germination of many seeds, there are no reports on the effect of smoke on secondary metabolite production in plants. This study highlights the effects of smoke-water on shoot growth and accumulation of indigo in shoots of Isatis indigotica Fort., a Chinese medicinal plant. Results showed that seedlings treated with smoke-water at a dilution of 1:1000 achieved the highest fresh and dry shoot mass, which was significantly (P < 0.05) different from the control and other smoke-water dilutions tested. A higher concentration of smoke-water (1:500) significantly increased (P < 0.05) the indigo concentration in shoots compared with untreated seedlings. The effect of 1:1000 and 1:2000 dilutions gave non-significant increases in the concentration of indigo. These findings suggest the possible use of smoke-water for promoting the growth and accumulation of secondary metabolites in plants.     

菘蓝铁型超氧化物歧化酶基因IiFeSOD的克隆与胁迫表达分析

超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内超氧阴离子自由基的清除剂,可有效地防止它们对生物体的损害。从菘蓝中经RT-PCR方法扩增得到SOD基因,命名为IiFeSOD,其全长882 bp,包含一个834 bp的ORF,编码277个氨基酸,分析其编码的蛋白质序列显示其属于铁型超氧化物歧化酶,具有线粒体导肽,定位于线粒体中。实时荧光定量PCR技术分析结果表明,IiFeSOD在菘蓝各个组织中均有表达,但表达量高低不同,在叶中表达最高、茎次之、根中最低; 该基因受盐胁迫的诱导,随着盐胁迫强度的加强基因表达量迅速升高而后下降。同时SOD酶活性在盐胁迫处理下表现出类似的变化规律。说明SOD的大量积累与植物的耐逆性密切相关。     

菘蓝IiEMF基因的克隆与功能分析

该研究以菘蓝(Isatis indigotica Fort.)转录组数据为基础,克隆得到菘蓝EMF基因的cDNA全长,命名为IiEMF。(1)序列分析表明,IiEMF基因开放阅读框长度为1896 bp,编码631个氨基酸。进化树分析表明,菘蓝IiEMF蛋白与甘蓝(Brassica oleracea)EMF蛋白亲缘关系最为接近。(2)实时定量PCR结果显示,IiEMF在菘蓝不同器官中均有表达,且在叶中表达量最高,果实中表达量最低;IiEMF基因在菘蓝抽薹开花过程中叶内的表达量呈先升后降的趋势,并于初花期表达量达到最高后逐渐降低回落;在花/果期IiEMF基因表达量较花蕾中明显降低。(3)成功构建了超表达载体pCAMBIA1300-EMF,经农杆菌介导侵染拟南芥,PCR鉴定表明,有7株为超表达转IiEMF基因植株。(4)表型观察发现,在长日照和短日照条件下,与野生型相比2个转IiEMF基因拟南芥株系的开花时间都明显较早(提前6~10 d),且转IiEMF基因株系的莲座叶数比野生型多10片以上,叶片也比野生型大而肥厚。(5)qRT-PCR检测结果显示,在拟南芥营养生长过程中,过表达IiEMF显著抑制了拟南芥AtAP1、AtCO和AtLFY的表达,而促进了AtFLC的表达;当拟南芥开花时,转基因株系中的AtAP1和AtFLC表达量均高于野生型,AtCO和AtLFY的表达量显著低于野生型。研究表明,过量表达IiEMF基因能够促使拟南芥提前开花,且IiEMF可能是通过影响多种开花途径来共同调节促进拟南芥的早花。     

菘蓝二倍体及其同源四倍体遗传差异的ISSR分析

以1个菘蓝二倍体及其10个同源四倍体株系为材料,利用19个随机扩增ISSR引物分析其遗传差异性,为菘蓝多倍体诱变的基因表达调控以及遗传改良提供依据。结果显示:菘蓝二倍体与其同源四倍体及四倍体之间的ISSR多态性有明显差异,除主要遗传位点相同外,有些四倍体株系扩增条带数多于二倍体,有些四倍体株系扩增条带数少于二倍体,四倍体株系间亦有多态位点;11个株系共扩增111条多态性条带,多态性达55.22%。聚类分析显示,不同四倍体株系与二倍体的遗传差异大小亦不同。研究表明,菘蓝二倍体与其同源四倍体具有中等偏高的遗传差异性。     

菘蓝MYB34基因的克隆及其表达分析

该研究以菘蓝新鲜嫩叶为材料,采用RT-PCR方法,克隆了菘蓝IiMYB34基因(GenBank登录号为MF373610),并对其进行生物信息学和表达模式分析。结果表明:(1)IiMYB34基因组DNA全长为1 854bp,包含3个外显子和2个内含子;ORF全长为951bp,编码316个氨基酸;IiMYB34蛋白二级结构中无规则卷曲和α-螺旋所占比例最多,延伸链较少,与其三级结构的预测结果相一致;IiMYB34基因序列还存在2个保守的MYB DNA-binding结构域,属于典型的R2R3-MYB蛋白;IiMYB34氨基酸序列与欧洲油菜、甘蓝等植物的亲缘关系较近。(2)qRT-PCR分析显示,IiMYB34基因呈组织特异性表达,并在叶中表达量最高;茉莉酸甲酯、水杨酸及葡萄糖均显著诱导该基因的表达,而低温(4℃)和机械伤害处理对其表达具有一定的抑制效应。该研究结果为进一步揭示IiMYB34基因的功能奠定了基础。     

菘蓝IiCYP79F1基因的克隆与表达分析

该研究以菘蓝叶片为材料,采用RT PCR方法克隆菘蓝IiCYP79F1基因,并对其进行生物信息学与表达模式分析。结果表明：（1）成功获得IiCYP79F1基因的gDNA全长（2 109 bp）,包含3个外显子及2个内含子,ORF全长为1 626 bp,编码541个氨基酸（GenBank登录号为KY774689.1）;生物信息学分析显示,IiCYP79F1蛋白的二级结构主要由α 螺旋（43.81%）、无规则卷曲（35.49%）、延伸链（13.68%）和β 转角（7.02%）组成;其氨基酸序列与西兰花、欧洲油菜、芜菁和芝麻菜的相似性较高,其蛋白与芝麻菜的亲缘关系最近。（2）qRT PCR分析显示,IiCYP79F1基因呈时空特异性表达,且在茎中与幼苗期高表达;MeJA、Ag⁺、葡萄糖和机械损伤处理均能有效促进IiCYP79F1基因的表达,而SA和低温处理则具有明显的抑制作用。该研究结果为进一步探讨IiCYP79F1在菘蓝芥子油苷生物合成中的作用奠定了基础,也为培育高芥子油苷含量的菘蓝新种质提供了新思路。     

缺氮和复氮对菘蓝幼苗生长及氮代谢的影响

对基质育苗后水培的菘蓝进行缺氮与复氮处理,分析其生长情况及氮代谢产物含量的变化,探讨缺氮和复氮对菘蓝幼苗生长及氮代谢的影响,以提高菘蓝产量和品质以及栽培过程中的氮素利用效率。结果显示:(1)正常供氮条件下,菘蓝幼苗的叶绿素含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、硝态氮含量、靛玉红含量为最高,而其株高、主根直径、根的鲜重与干重、叶的鲜重与干重、根系活力均最小。(2)缺氮处理增加了菘蓝幼苗的主根直径和根干重,提高其根系活力和硝酸还原酶(NR)活性,促进游离氨基酸在叶中的积累;但降低了GS的活性,也降低了叶中硝态氮、可溶性蛋白、靛玉红及根中游离氨基酸的含量;缺氮对叶中靛蓝的含量无明显影响。(3)复氮处理增加了菘蓝幼苗的株高、主根长、根鲜重、叶鲜重、叶干重,提高了其根系活力,降低了NR和GS的活性;与对照相比,复氮降低了叶中硝态氮含量,提高了叶中可溶性蛋白、靛蓝及根中游离氨基酸的含量,但对叶中游离氨基酸和靛玉红含量影响较小。研究表明,缺氮后再复氮有利于菘蓝幼苗叶的生长,同时有利于增加其叶内靛蓝含量,从而提高其产量和品质。     

氮素形态及配比对5个种源菘蓝的生物碱类成分和多糖的影响

以5份不同种源的菘蓝为材料,采用田间小区试验,设置不施氮(CK)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)、NH4+-N/NO3--N=75/25、NH4+-N/NO3--N=50/50、NH4+-N/NO3--N=25/75和酰胺态氮等7个处理,分析比较了不同种源植株的靛蓝、靛玉红和总生物碱含量、(R,S)-告依春及多糖含量等指标的差异,为菘蓝栽培生产中氮素的高效利用提供理论参考。结果表明:氮素处理有利于提高山西运城菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内靛蓝含量,以及安徽亳州菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内的总生物碱含量;NH4+-N/NO3--N=50/50处理对山西运城菘蓝,以及酰胺态氮处理对山西运城菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内生物碱类成分的积累均有促进作用;与对照相比,氮素处理亦能有效地提高甘肃张掖菘蓝和陕西商洛菘蓝根内的(R,S)-告依春及安徽亳州菘蓝根内的多糖含量;安徽阜阳菘蓝(R,S)-告依春含量在任一氮处理下均远远高于其他种质菘蓝。研究表明,不同种源菘蓝对氮素处理的响应存在较大的差异,建议生产中综合考虑菘蓝的来源和需肥规律,采用经济有效的施氮组合,以提高其活性成分含量。     

夏播菘蓝不同居群干物质和活性成分积累特征

为研究夏播菘蓝不同栽培居群的最佳采收期,以来自于山西、安徽、甘肃、江苏和河南的5个栽培居群为材料,设置盆栽土培实验,于菘蓝生长第60天起,间隔10d采样,共采集6次样品,采用HPLC法测定其叶片、叶柄、根茎和根4个部位的靛蓝与靛玉红含量。结果表明:(1)不同栽培居群随着生长时间的延长,其叶片、叶柄、根茎及根的生物量持续增加,其中来自于山西居群的生长最佳,干物质积累量最大。(2)不同居群叶片及叶柄内靛蓝与靛玉红含量最大值出现在生长90~100d,即为叶内活性成分积累的高峰期。(3)综合分析其活性成分与干物质的积累量,各居群叶片靛蓝积累量最大值在生长90~100d,叶片、叶柄与根茎的靛玉红积累量也出现在90~100d。若以中国药典的靛玉红为质量控制指标,同时综合考察其生物量指标与活性成分积累量指标,夏季播种的来自于山西、安徽和河南的菘蓝居群最佳采收期为生长100d左右,而来自于甘肃与江苏居群的则以生长90d最佳。     

外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下菘蓝种子萌发及幼苗抗氧化酶活性的影响

采用砂培方式,研究了外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)对盐胁迫下菘蓝种子的萌发、幼苗叶片的可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量及其抗氧化酶活性的影响,探讨ALA缓解菘蓝受盐胁迫伤害的响应机制。结果显示:(1)菘蓝种子萌发及幼苗生长在100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下受到明显的抑制,种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数与自然含水量均显著降低,丙二醛含量、可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性显著升高。(2)盐胁迫下适宜浓度的ALA处理显著提高了种子萌发率、自然含水量及SOD、POD和CAT活性,降低了可溶性糖和丙二醛的含量,并以16.7 mg·L^-1 ALA处理盐胁迫下菘蓝种子的发芽率、发芽势最大,其幼苗的SOD、POD、CAT活性最强。研究表明,盐胁迫显著抑制菘蓝种子的萌发及幼苗生长,适宜浓度的ALA能够有效缓解盐胁迫对菘蓝种子萌发及幼苗生长的伤害,提高植株的抗盐性,并以16.7 mg·L^-1 ALA处理效果最佳。