不同浓度Fe~(2+)和Cu~(2+)胁迫对灵芝寡肽转运蛋白基因家族的转录表达水平的影响

前期研究发现在Fe~(2+)和Cu~(2+)胁迫下,OPT基因转录表达水平会有较大的变化。为进一步探究这两种金属对OPT基因的影响,分析了不同浓度Fe~(2+)和Cu~(2+)胁迫下灵芝寡肽转运蛋白基因家族的转录表达水平。以灵芝荣保1号为实验材料,设置不同浓度梯度(0、50、100、200和400 mg/L)Fe~(2+)和Cu~(2+)进行液体静置培养,分别于15 d和30 d收集样品,测定生物量和多糖含量,利用实时荧光定量PCR技术分析OPT基因的转录表达水平。结果表明,Fe~(2+)对灵芝的生长有一定的促进作用,Cu~(2+)则对其有抑制作用。两种金属在实验用的浓度范围内对于灵芝多糖含量在培养前期表现出抑制作用,后期则有一定的促进作用。除未检测到转录本的3个OPT基因(OPT7、OPT8和OPT9),其余OPT基因的转录表达均有差异性。培养前期(15 d),Cu~(2+)胁迫下OPTs基因表达水平较低且差异不明显,Fe~(2+)胁迫下OPTs基因表达水平差异较大;培养后期(30 d),Cu~(2+)胁迫下OPTs基因表达水平较15 d的样品明显增加,且存在差异,Fe~(2+)胁迫下绝大多数OPTs基因均在浓度为200 mg/L下转录表达水平最高。实验证明,不同浓度Fe~(2+)和Cu~(2+)对灵芝的生物量与多糖含量存在不同程度的影响,同时OPT基因在转录水平上也做出了不同的响应,表明其在灵芝适应与吸附外界金属离子的过程起到了重要的作用。     

转金属硫蛋白基因(MT1)烟草耐NaCl胁迫能力

为明确柽柳(Tamarix sp.)金属硫蛋白(MT1)基因过量表达对提高植物耐NaCl能力的作用,对转MT1因烟草进行分子检测和生理特性分析,结果表明具有卡那霉素抗性的转基因植株经RT-PCR Southern杂交均表现为阳性,说明外源MT1基因已整合到烟草基因组,并且得到了表达。金属硫蛋白基因的过量表达提高了转基因烟草植株的耐NaCl能力,表现为在含有150mmol/L和300mmol/L NaCl的MS培养基上,转基因植株的株高和鲜重均明显优于非转基因株系;在生理性状上表现为转基因植株丙二醛(MDA)含量明显低于非转基因株系,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性比非转基因株系明显增加。     

高岭土对Fe~(2+)的吸附及其对高岭土中Fe~(3+)生物还原的影响研究

利用异化铁还原微生物可将高岭土中不溶性的Fe3+还原成可溶性的Fe2+,但是此过程中产生的Fe2+能够被高岭土以及异化铁还原微生物吸附,从而影响高岭土中铁的异化还原。本文研究了pH、高岭土量、Fe2+浓度、温度4个因素对高岭土吸附Fe2+的影响;并采用Logistic方程拟合,研究Fe2+及温度对高岭土中Fe3+的生物还原特征。结果表明:pH、高岭土量、浓度、温度4个因素均会影响高岭土吸附Fe2+,当Fe2+吸附在高岭土和微生物菌体表面时,微生物的活性下降,同时高岭土表面Fe3+的生物可利用性也降低,Fe3+生物还原的最大速率减小。     

抗重金属土壤微藻F1对Cu~(2+)胁迫的耐受生理机制研究

以从新疆富蕴县金属矿区土壤筛选出的抗重金属微藻F1为材料,测定在不同浓度(0、0.5、1.0、1.5和2.0mmol/L)Cu~(2+)胁迫下F1微藻叶绿素a、可溶性蛋白、MDA和谷胱甘肽(GSH)含量,以及谷胱甘肽硫转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH-PX)和谷氨酰半胱氨酸合成酶(GCL)的活性,同时用红外光谱仪检测细胞壁上参与重金属螯合的官能团,用扫描电镜分析细胞壁上的离子交换情况,探讨F1土壤微藻对Cu~(2+)胁迫的耐受生理机制,为利用微藻生态修复技术去除污染区土壤重金属奠定基础。结果显示:(1)F1土壤微藻对Cu~(2+)具有较强的耐抗性。(2)F1土壤微藻细胞中参与吸附Cu~(2+)的基团分别为-OH、-CH2、-RCONH2和C-OH等。(3)F1土壤微藻在吸附Cu~(2+)的过程中,Cu~(2+)与细胞壁上的Al~(3+)、Fe~(2+)、Mg~(2+)、Ca~(2+)、K~+、Na~+和Zn~(2+)发生了交换。(4)藻细胞中的GSH和GSH-PX在F1土壤微藻耐受Cu~(2+)胁迫时起主要作用。研究认为,F1微藻种对Cu~(2+)的耐受性首先与其细胞壁外表细微结构及其离子交换特性有关,并且细胞壁上-OH、-CH_2、-RCONH_2和C-OH等化学基团起着重要作用,其次细胞内的谷胱甘肽以及谷胱甘肽相关酶类能够有效清除活性氧的过量积累,最终保护细胞免受重金属胁迫损伤。     

果胶性能的研究——[Ⅰ].果胶与 Cu~(2+)Pb~(2+)和 Fe~(3+)离子反应

本文着重研究果胶与 Cu~(2+)、pb~(2+)和 Fe~(3+)离子反应的规律.实验表明,在一定条件下(温度、pH 等),果胶与这些金属离子反应的定量关系为:每克Cu~(2+)、pb~(2+)和 Fe~(3+)离子能够分别与30.86g、13.20g 和86.64g 的果胶(P-1)完全反应生成沉淀.本文还就温度、pH 和时间等条件对上述反应的影响进行了初步的探讨.     

广金钱草总黄酮含量测定及还原Fe~(3+)的能力

目的:提取广金钱中总黄酮并探究总黄酮还原Fe3+的能力,为充分利用广金钱草资源提供理论依据。方法:以95%乙醇为提取溶剂,超声辅助法提取广金钱草中的总黄酮;分别采用紫外分光光度法、利用普鲁士兰法测定其黄酮还原Fe3+的能力。结果:广金钱草总黄酮的含量C=0.148 mg/mL。结论:广金钱草对Fe3+具有较强的还原能力。     

响应面法优化Fe~(2+)的微生物氧化条件

氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans,L.f)是一种极端嗜酸,专性自养氧化铁的细菌,能够耐受较低pH和较高的温度,被广泛应用于生物浸矿和环境治理。氧化亚铁钩端螺旋体菌的生物浸矿效率与其对Fe~(2+)氧化速率相关,因此,本文采用响应面法,通过建立二次多项式回归方程考察pH、温度、Fe~(2+)浓度及转速四个培养因素对Fe~(2+)氧化速率的影响。结果显示在pH为2.25、温度为32℃、初始Fe~(2+)浓度为175.36 mmol/L、转数为165 r/min时,Fe~(2+)最高氧化速率为0.2911 g/Lh。     

粳稻品种中丹2号抗稻瘟病基因的残效

Nelson认为,在病原菌寄生物与植物寄主的共同进化过程中,寄生物对某种寄主抗性的克服并不是完全的。也就是说,某个抗病基因即使丧失抗性,但对该菌系仍有一定残效抗性,使寄主表现不太严重的感病。以前,仅有几例这方面的报道。我们在对水稻稻瘟病抗病基因的研究中,也发现这一现象。 试验材料来自银河×中丹2号、誉锦×中丹2号F_2代花培系。H_2对41个穗系和亲本在苗期接种。试     

水稻主栽品种空育131抗稻瘟病位点的扫描及其基因组重构建

空育131粳稻(Oryza sativa ssp.japonica)品种因具有早熟质优、丰产稳产及耐低温冷害等优点成为黑龙江省的第一大主栽品种。为了挽救其近年来由于感染稻瘟病而从生产上退出的局面,通过对主栽品种空育131基因组的重测序和扫描,明确其遗缺多个优良抗稻瘟病Pi基因(Pi2、Pi9、Pi36、Pi5-1、Pb1、Pid3、Pi25、Pikh、Pi1、Pik-m、Pik-p和Pi56t等),并通过回交育种的方法,将MP水稻材料中的Pb1广谱抗瘟基因片段导入空育131染色体组中。该基因组的再构建过程尽可能不改变原品种的其它优良性状,并利用控制目标导入片段长短的策略来缩短Pb1位点附近的连锁累赘。在目前得到的导入系中,目标导入片段长约700 kb,背景回复率为99.38%。表型鉴定结果显示,该导入系可能和亲本MP水稻材料发挥同等的抗瘟能力。     

粳稻品种中丹2号抗稻瘟病基因的残效

Nelson认为,在病原菌寄生物与植物寄主的共同 进化过程中,寄生物对某种寄主抗性的克服并不是完 全的。也就是说,某个抗病基因即使丧失抗性,但对该 菌系仍有一定残效抗性,使寄主表现不太严重的感病。 以前,仅有几例这方面的报道。我们在对水稻稻瘟病 抗病基因的研究中,也发现这一现象。     

转二色补血草LbDREB基因烟草耐盐胁迫能力分析

用盐胁迫处理转二色补血草DREB基因（LbDREB）的T_2代烟草和野生型烟草,测定各转基因及野生型烟草的多项与植物抗逆相关的生理指标以及抗逆相关基因的表达水平,结果显示过表达二色补血草LbDREB基因能提高盐胁迫下SOD活性和K~＋/Na~＋,减少MDA含量,并且还能调节抗逆相关的过氧化物酶基因（PODs）和脂质转移蛋白基因（LTD）的表达。表明LbDREB基因能增强植物的抗逆能力。     

芦丁脂肪酸酯对Fe~(2+)诱导的卵磷脂氧化的抑制作用

通过酯化反应将一定长度的烃基链引入黄酮糖苷分子中可以提高糖苷的抗氧化活性。本文以反映脂质氧化修饰程度的硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）的含量为监测指标,用可见光分光光度计比色法对比研究了三种新合成的芦丁脂肪酸酯——芦丁硬脂酸酯、芦丁月桂酸酯、芦丁正己酸酯及芦丁对Fe^2＋介导的卵磷脂氧化修饰的影响。结果表明三种芦丁脂肪酸酯均具有抗氧化活性,且芦丁月桂酸酯和芦丁正己酸酯的抗氧化活性均明显优于芦丁,其中芦丁正己酸酯具有最好的抗氧化活性。在芦丁分子中引入适宜长度的短烃基链可以改善其亲水亲脂平衡从而提高其抗氧化活性。     

H_2S与Ca~(2+)协同增强谷子对Cr~(6+)胁迫的耐受

继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后,第三种气体信号分子硫化氢(H2S)对植物体生长发育和环境胁迫应答的调控正在受到越来越多的关注。钙离子(Ca2+)是重要的第二信使,参与植物对多种胁迫的响应。该实验以谷子这种抗逆性较强的作物为材料,对其响应六价铬(Cr6+)胁迫过程中H2S和Ca2+信号的互作进行了研究。结果表明,Cr6+胁迫显著激活谷子幼苗的H2S产生系统,外源H2S预处理能明显降低Cr6+胁迫对谷子根尖细胞的损伤,而H2S的合成抑制剂羟胺(HA)预处理,使得Cr6+对谷子的毒害增强;进一步实验发现,H2S能激活Ca2+信号下游相关基因的表达,同时Ca2+能增强H2S的产生,表明在植物体内H2S和Ca2+信号存在复杂的联系。该研究也证明,H2S和Ca2+可以通过调节重金属离子转运蛋白增强谷子对Cr6+的耐受。     

转cry1 Ab基因粳稻对稻田节肢动物群落的影响

在将稻田节肢动物群落按营养关系分为植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其他类等5个功能团的基础上,从功能团优势度、群落结构参数及群落相异性等方面,经2年3点的调查就2个转cry1Ab基因粳稻（Bt粳稻）品系KMD1和KMD2对稻田节肢动物群落结构的影响做了评价。结果表明：在大多数情况下,Bt粳稻与对照间各功能团优势度、群落结构参数[物种丰富度（S）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）、均匀性指数（J）、优势集中性指数（C）]及其时间动态无明显差异;Bt粳稻与对照间植食类、寄生类、捕食类亚群落,及整个节肢动物群落的相似性也较高。综合分析认为,Bt粳稻对稻田节肢动物群落结构无明显的负面影响。     

三种地卷响应Cu~(2+)胁迫的差异分析

基于谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量变化和铜吸附性分析地卷、平盘软地卷和犬地卷响应Cu~(2+)胁迫的差异,以了解谷胱甘肽在低等生物地衣抗重金属胁迫中的作用。分光光度法和火焰原子吸收方法分别测定地衣体的GSH与细胞内、外的铜含量。结果显示,低浓度Cu~(2+)胁迫下,3种地卷GSH均呈上升趋势,4 mmol/L时达最高;5-8 mmol/L时,地卷和犬地卷的GSH逐步下降较明显,但仍显著高于对照组,而平盘软地卷GSH在3-5 mmol/L Cu~(2+)范围差异不显著,Cu~(2+)5 mmol/L时才出现较明显的下降(P0.05)。4 mmol/L Cu~(2+)处理时间不同时,犬地卷的GSH变化与处理时间正相关,而地卷和平盘软地卷的GSH出现波动式变化(6 h增加,12 h下降,18-24 h上升)。3种地卷胞外铜与Cu~(2+)浓度和处理时间呈正相关并显著高于胞内铜(P0.01),而胞内富集的铜与地衣GSH变化相对应呈高-低-高的变化趋势。菌藻共生的特殊生物-地卷类似于高等植物可诱导合成GSH缓解胁迫产生的伤害,3种地卷的铜耐受性差异与其铜吸附性和GSH合成能力密切相关。     

药用野生稻转育后代一个抗白叶枯病新基因的定位

从药用野生稻渗入后代选育的水稻株系B5表现为高抗褐飞虱、白背飞虱和白叶枯病。对B5与籼稻品种明恢63杂交组合的187个重组自交系(RILs)进行了抗白叶枯病接种鉴定,采用分离集团分析法(Bulked Segregant Analysis,BSA),在第1染色体上筛选到与水稻抗白叶枯病基因相连锁RFLP分子标记。利用RILs抗病性表现型鉴定资料和构建的分子标记连锁图谱,将抗白叶枯病基因定位在第1染色体短臂的C904和R596之间,这两个分子标记间遗传距离为1．3cM。该基因对RILs群体抗病性变异的贡献率为52．96％,是一效应值较大的主效基因。这一抗白叶枯病基因不同于已报道的抗白叶枯病基因的位点,因此将其命名为Xa29(t)。     

转反义DsRACK1基因增强水稻抗旱能力

RAC1是一种多功能支架蛋白,广泛参与植物生长发育过程的调节。利用反义RNA技术抑制水稻（Oryzasativa）RACK1基因的表达,分析了RACK1基因在响应干旱胁迫中的功能。采用实时定量PCR对获得的转基因植株的RACK1基因表达进行分析,结果表明转基因水稻RACK1基因表达受抑制程度达到50％左右。与非转基因水稻（对照）相比,转基因水稻耐干旱能力强,膜脂过氧化程度低且丙二醛的含量少,SOD活性高。这些结果表明,RACK1蛋白负调节水稻对干旱胁迫的耐受过程,并且这种调节作用在很大程度上与植株体内的氧化还原系统有关。     

转反义OsRACK1 基因增强水稻抗旱能力

RACK1是一种多功能支架蛋白, 广泛参与植物生长发育过程的调节。利用反义RNA技术抑制水稻(Oryz a sativa)RACK1基因的表达, 分析了RACK1基因在响应干旱胁迫中的功能。采用实时定量PCR对获得的转基因植株的RACK1基因表达进行分析, 结果表明转基因水稻RACK1基因表达受抑制程度达到50%左右。与非转基因水稻(对照)相比, 转基因水稻耐干旱能力强, 膜脂过氧化程度低且丙二醛的含量少, SOD活性高。这些结果表明, RACK1蛋白负调节水稻对干旱胁迫的耐受过程, 并且这种调节作用在很大程度上与植株体内的氧化还原系统有关。     

转cry1Ac+cry2Ab基因棉与转cry1Ac+EPSPS基因棉荒地的生存竞争能力

【背景】此研究为"十二五"转基因生物新品种培育国家项目中创建新的转基因棉花品种环境安全评价技术而设。【方法】以转双价双Bt抗虫基因(cry1Ac+cry2Ab)棉和转双价抗虫、抗除草剂基因(cry1Ac+EPSPS)棉为观察品种,非转基因棉赣棉11号为对照品种,在荒地用撒播和3cm深度播种2种方式,于2011年5月～2012年3月对棉花出苗率、株高、生育进程、棉吐絮瓣数、絮瓣脱落率、自生苗等生存竞争能力进行比较,检测、评价其杂草化的风险,并探讨、验证检测技术的可行性。【结果】在荒地条件下,以2种方式播种的转cry1Ac+cry2Ab基因棉和转cry1Ac+EPSPS基因棉与非转基因棉相比,上述各项指标的竞争能力总体上未表现显著优势。【结论与意义】转cry1Ac+cry2Ab基因棉和转cry1Ac+EPSPS基因棉在荒地条件下生长无杂草化风险。同时,研究证明,在荒地自然生态条件下,可以采用撒播和3cm深度播种方法检测新的转基因棉花品种在生存竞争能力上的杂草化风险,在测评上有互为参照效应,为定性评价新的转基因棉花品种的杂草化风险提供了保障。